DE896750C

DE896750C - Schweissen von oberflaechengehaerteten Panzerblechen

Info

Publication number: DE896750C
Application number: DEB5447D
Authority: DE
Original assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1940-07-04
Filing date: 1940-07-04
Publication date: 1953-11-16

Description

Schweißen von oberflächengehärteten Panzerblechen Bisher wurden Panzerbleche mit 13o bis Zoo kg/mm 2 Vergütefestigkeit mit austenitischen Zusatzdrähten geschweißt. Man erhielt dabei wohl eine außerordentlich zähe und gute Verbindung, aber die Nennfestigkeiten der Bleche wurden nicht erreicht, da der Austenit selten über 70 kg/mm2 Festigkeit ergibt.
Außerdem weicht die thermische Ausdehnung der austenitischen Zusatzstoffe wesentlich von der eines Blechmaterials, das meistens aus vergütetem Cr-Ni-Mo-oder Cr-Mo-Stahl besteht, ab. So beträgt die thermische Ausdehnung von einem austenitischen Zusatzstoff mit 25 °/o Cr und 18 °/o Ni zwischen o und 6oo° 16,5 X 10-s, von einem austenitischen Zusatzstoff mit 18 °/o Cr, 7 °/o Ni und 7 °/o Mn zwischen o und 6oo° 17,5 X 1o-6, dagegen bei einem auf 15o kg/mm' vergüteten Cr-Mo-Stahlblech zwischen o und 6oo° nur 13 bis 14,5 X l0-6.
Dieser beträchtliche Unterschied in der Wärmeausdehnung zwischen austenitischem Zusatzstoff und Grundwerkstoff verursacht große Spannungen in der Schweißverbindung, die sogar zu Zerstörungen in der Übergangszone von Schweiße zum Blech führen können. Dies ist dann der Fall, wenn das vergütete Blech stark aufgehärtet wird und der Stahl anlaßbeständig ist.
Ein anderer Weg besteht darin, mit unlegierten oder niedriglegierten Zusatzdrähten die Bleche zu verbinden. Oft neigen diese Schweißen in Verbindung mit hart vergüteten Blechen zu Warmrissen. Meistens werden ihre Schweißen so spröde und der Übergang so stark aufgehärtet, daß in diesem bald Risse auftreten, auch dann, wenn man versucht, durch Ausglühen die Spannungen zu beheben. Festigkeiten, die den Nennfestigkeiten der Bleche entsprechen, wurden nicht erreicht, da bei diesen eine genügend zähe Verbindung gleichzeitig nicht erzielbar ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Schweißen von oberflächengehärteten Panzerblechen mit 13o bis Zoo kg/mm2 Vergütefestigkeit, durch das die Nennfestigkeiten der Bleche unter Wahrung der Zähigkeit derVerbindung erreicht werden; dabei werden gleichzeitig die bei austenitischen Zusatzstoffen auftretenden Spannungen der Verbindung weitgehend vermieden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Bleche an der zähen Seite mit einem weichen Chromstahl, an der oberflächengehärteten Seite mit einem harten Chromstahl geschweißt werden.
Die große Schwierigkeit, besonders anlaßbeständige, auf 13o bis 170 kg/mm' vergütete Cr-Mo-Stahlbleche zu schweißen, lag in der Behebung der Rufhärtung neben der Naht. Durch langsam schweißende Elektroden, das sind solche, die viel Wärme abgeben, konnte das Wärmegefälle im Übergang und somit die Häiteannahme wesentlich verringert werden. Auf diese Weise wird dem Übergang von der Schweiße zum Blech die Härte genommen. Gibt man dem Zusatzstoff noch eine dem Blech angepaßte Wärmeausdehnung, so ist die Rißgefahr gänzlich behoben. Außerdem erspart man hierdurch auch noch eine nachträgliche Entspannung der Schweißverbindung durch Glühbehandlung. Dies ist von besonderem Vorteil, weil es sich bei Panzerkonstruktionen meist um sperrige Stücke handelt.
Die Mantelstoffe der Elektroden, die solchen Anforderungen entsprechen, bestehen hauptsächlich aus Kalk, dem noch Flußmittel in Form von Flußspat, Soda oder Titanerz beigemengt sein können.
Die Legierungen des Kerndrahtes der Elektroden bestehen aus 0,05 bis 2,o 0/0 C, o,2 bis 1,5 0/0 Mn, o,2 bis 2,o 0/0 Si, 5,0 bis 30 0/0 Cr, Rest Eisen und Verunreinigungen.
Gegebenenfalls können diese Legierungen noch bis o,5 0/0 Ni, bis 2 0/0 Mo und bis o,2 0/0 Ti einzeln oder gemeinsam enthalten.
Die Kohlenstofflage wird innerhalb der angegebenen Grenze entsprechend den verschiedenartigen Anforderungen der zähen bzw. harten Seite gewählt.
Schweißungen an einem 8 mm starken, auf i5o kg/mm2 vergüteten Cr-Mo-Panzerblech ergaben folgende Werte

Aus der Zusammenstellung ersieht man, daß die Festigkeiten der Schweiße schwanken. Sie hängen von der Wärmeabfuhr und dem Grad der Rufmischungen durch die Legierungsstoffe des Bleches ab. Die an den Schweißverbindungen gemessenen Biegewinkel schwanken in den Grenzen von 1o bis 30°. Die Kerbzähigkeit betrug bei einem Zusatzdraht mit o,i2 % C und i4,80/0 Cr an einem 12 mm starken, auf 130 kg/mm' vergüteten Cr-Mo-Stahlblech 5 bis 6 mkg/cm2.
Die thermischen Ausdehnungsbeiwerte der Zusatzstoffe i bis 7 liegen bei 2o bis ioo° zwischen io und 11,5 X io-s und bei 2o bis 6oo° zwischen 11,5 bis 14,5 X 10-s und kommen somit den Ausdehnungsbeiwerten der auf hohe Festigkeit vergüteten Cr-Ni-Mo- bzw. Cr-Mo-Stahlbleche mit 13 bis 14,5 X 10-s zwischen 2o bis 6oo° ziemlich nahe.
Mit den genannten Zusatzdrähten hergestellte Verbindungen sind rißfest, zäh und hart. Je nach der Blechhärte kann man die entsprechenden Legierungen als Zusatzdraht wählen. Als Beispiel sei angeführt, daß ein Zusatzdraht mit o,o8 % C und 18;5 % Cr, der für die zähe Seite zu verwenden ist, eine Festigkeit von etwa ioo kg/mm2 ergibt und ein Draht mit i,i 0/0 C, 17,5 0/0 Cr und 1,6 % Mo für die oberflächengehärtete Seite eine Festigkeit von igo kg/mm?.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Schweißen von oberflächengehärteten Panzerblechen mit i3o bis Zoo kg/mm2 Vergütefestigkeit, insbesondere von Chrom-Nickel-Molybdän- oder Chrom-Molybdän-legierten Panzerblechen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schweißen ein Chromstahl mit der Zusammensetzung 0,05 bis 2,o 0/0 Kohlenstoff, 0,2 - 1,5 % Mangan, 0,2 - 2,0 0/0 Silizium, 5,0 - 3o 0/0 Chrom, Rest Eisen und Verunreinigungen

verwendet wird, wobei für die zähe Seite eine weiche und für die gehärtete Seite eine harte Abstufung dieser Grenzen gewählt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Stahl einzeln oder gemeinsam noch bis 0,5 % Nickel, bis 2 0/0 Molybdän un-1 bis o,2 0/0 Titan enthält.