DE972787C

DE972787C - Verfahren zur Herstellung von kohlenstoffbestaendigen Schweissdraehten

Info

Publication number: DE972787C
Application number: DEP16674D
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Klempt; Albert Staehler
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1959-09-24

Description

Verfahren zur Herstellung von kohlenstoffbeständigen Schweißdrähten Bei geschweißten Werkstücken ist meist der Übelstand vorhanden, daß die Schweißnaht gegenüber dem Grundwerkstoff an Festigkeit erheblich zurücksteht. Dies ist darauf zurückzuführen, daß durch Einwirkung des Luftsauerstoffs ein Abbrand des Kohlenstoffs in der Schweißnaht eintritt. Um die Entkohlung der Schweißnaht zu verhüten, benutzte man bisher Schweißdrähte, die mit einem Mantel umgeben waren, der aus aufkohlenden Stoffen bestand. Diese ersetzten beim Verschweißen den in der Schweißnaht normalerweise durch Abbrand verlorengehenden Kohlenstoff. Derartige Umhüllungen haben jedoch den Nachteil der Schlackenbildung, die beim Schweißen stört und nach dem Erkalten des Werkstücks durch mechanische Bearbeitung beseitigt werden muß. Ferner hat man bereits sogenannte »Holzkohledrähte« durch Glühen von hartgezogenen Elektroden in Holzkohlepulver hergestellt. Bei einer solchen Glühbehandlung der Schweißdrähte in Holzkohlepulver, insbesondere, wenn sie nur kurzfristig und bei Temperaturen unterhalb 8oo° C erfolgt, ist das Holzkohlepulver lediglich imstande, in gezogenen Drähten die Spannungen zu beseitigen und einer Verzunderung und Entkohlung entgegenzuwirken. Keinesfalls wird bei diesem Glühen in reiner Holzkohle in so kurzer Zeit eine nennenswerte Aufkohlung auch nicht des Randes der Drähte erreicht. Um eine Aufkohlung in tragbaren Zeiträumen zu erzielen, hätten der Holzkohle als eigentliches Zementierungsmittel Kohlenstoff in Gasform abgebende Stoffe, wie z. B. Bariumcarbonat, zugesetzt und Temperaturen um iooo° C gewählt werden müssen.
Erfindungsgemäß werden die Schweißdrähte in der Weise hergestellt, daß man unlegierte oder legierte Schweißdrähte einer zementierenden oder nitrierenden Behandlung aussetzt, um in der Außenhülle der Drähte eine Anreicherung an Kohlenstoff, Stickstoff oder beiden Elementen zu erhalten. Diese Behandlung kann mit gasförmigen, geschmolzenen oder festen zementierenden oder nitrierenden Mitteln geschehen. Arbeitet man mit gasförmigen zementierenden Mitteln, so bietet die Verwendung von Blausäure, zweckmäßig im Gemisch mit Leuchtgas oder anderen kohlenwasserstoffhaltigen Gasen, besondere Vorteile, da dann in die Außenschicht nicht nur Kohlenstoff, sondern auch Stickstoff eindringt. Sowohl die Bildung der Carbide als auch die der Nitride wirkt sich vorteilhaft in der Weise aus, daß die Schweißnaht eine hohe Festigkeit behält, denn der Kohlenstoff und der Stickstoff sind dann in der Schweißnaht mindestens in solcher Menge vorhanden, wie sie der zu behandelnde Werkstoff aufweist.
Falls man bevorzugt nitrierte Schweißdrähte verwenden will, nimmt man die Behandlung der Schweißdrähte mit gasförmigem Ammoniak allein vor, oder man verwendet das Ammoniak: im Gemisch mit Leuchtgas oder kohlenwasserstoffhaltigen Gasen bei einer Temperatur, die zwischen 550 und 60o° C liegt. Auch der Stickstoff bleibt beim Verschweißen im Material weitgehend erhalten, so daß eine ausreichende Festigkeit der Schweißnaht gewährleistet ist. Eine besonders vorteilhafte Anwendungsform zur gasförmigen zementierenden oder nitrierenden Behandlung wurde in der Benutzung einer rotierenden, von außen beheizten Trommel gefunden, die aus hochfeuerfestem Stahl hergestellt ist. Bei Verwendung fester zementierender Mittel, z. B. von Einsatzpulver, arbeitet man zweckmäßig im Kasten, während man die Aufkohlung mittels geschmolzener Salze im Tiegel durchführt. Hierbei lassen sich sowohl cyanidhaltige Schmelzen als auch kalkstickstoffhaltige Schmelzbäder verwenden. Ausführungsbeispiele i. Werkstücke aus unlegiertem Flußeisen in Schweißgüte mit o,io% C, o,oo8% Si, o,4o% Mn, Vickers-Härte etwa 40, wurden mit Drähten verschweißt, die an sich die gleiche Zusammensetzung hatten, aber im Tiegel mittels aufkohlender Salze zementiert worden waren. Die Schweißnaht enthielt nach dem Verschweißen o,i2% C und wies eine Vickers-Härte von ungefähr i50 auf.
2. Wurden die gleichen Werkstücke mit Drähten verschweißt, die zuvor bei 930° C einer zementierenden Behandlung in einer rotierenden beheizten Trommel mittels 5'% H C N enthaltenden Leuchtgases, dem 3 Volumprozent Propan zugesetzt waren, unterzogen wurden, so betrug der Kohlenstoff-Behalt in der Schweißnaht o,o8%, während die Vickers-Härte bei i80 lag.
3. Es wurden Werkstücke aus legiertem Stahl in Schweißgüte mit o,26 bis 0,30% C, 0,31% Si, i, io 0% Mn, 0,75 % Cr, o, i 5 % V, Vickers-Härte 28o bis 300, mit Drähten verschweißt, die die gleiche Zusammensetzung aufwiesen, aber zuvor nitrierend durch ein Gasgemisch, bestehend aus 30-% NH3 und 70% Leuchtgas, etwa bei 59o° C behandelt worden waren. Die Schweißnaht enthielt 0;26% C und ergab eine Vickers-Härte von etwa 310.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Schweißdrähten, die eine Schweißnaht mindestens gleicher Festigkeit ergeben, wie sie der Grundwerkstoff besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß unlegierte oder legierte Schweißdrähte, die an sich dieselbe Zusammensetzung wie der Grundwerkstoff haben, bei erhöhter Temperatur mit gasförmigen, geschmolzenen oder festen zementierenden oder nitrierenden Mitteln behandelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die zementierende Behandlung mit gasförmigen Mitteln Blausäure, gegebenenfalls im Gemisch mit Leuchtgas oder anderen kohlenwasserstoffhaltigen Gasen, bei 78o bis iioo° C benutzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die nitrierende Behandlung gasförmiges Ammoniak, entweder für sich allein oder im Gemisch mit Leuchtgas oder anderen kohlenwasserstoffhaltigen Gasen, benutzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit gasförmigen zementierenden oder nitrierenden Mitteln in einer rotierenden, beheizten Trommel durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit festen zementierenden Mitteln im Kasten mittels Einsatzpulver oder im Tiegel mittels aufkohlender geschmolzener Salze durchgeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Zeyen-Lohmann, »SchweißenderEisenwerkstoffe«, 1948, S.44 75; »Gemeinfaßliche Darstellung des Eisenhüttenwesens«, 1937, S. 118 bis 12o, 327; O s ann, »Lehrbuch der Eisenhüttenkunde«, 1921, S. 565; Jüptner, »Grundzüge der Siderologie«, 1904, S.383, 384; Houdremont, »Handbuch der Sonderstahlkunde«, 1943, S. 129, 149; »Werkstoffhandbuch Stahl undEisen«,1944,T2-i.