FI75108C - Foerfarande foer foerbaettrande av korrosionsbestaendighet vid hopsvetsning av en compound-skiva med en obelagd skiva. - Google Patents

Description

75108

MENETELMÄ KORROOSIONKESTÄVYYDEN PARANTAMISEKSI LIITETTÄESSÄ COMPOUND-LEVYÄ HITSAAMALLA PÄÄLLYSTÄMÄTTÖMÄÄN LEVYYN

Keksinnön kohteena on menetelmä korroosionkestävyyden parantamiseksi liitettäessä nk. compound-levyä (metellilevy, jonka pinnalle on räjäyttämällä tai valssaamalla kiinnitetty toista, esim. korroosionkestävämpää metallia oleva levy) hitsaamalla päällystämättömään levyyn.

Compound-levyjen hitsaaminen esim. hiiliteräslevyihin on ajankohtaista erityisesti silloin kun hitsattava rakenne on pinta-alaltaan suuri, ja kallista päällystettyä levyä halutaan käyttää ainoastaan korroosiolle alttiimmissa osissa rakennetta, tilanne joka voi tulla eteen esim. laivarunkoja hitsattaessa. Tunnetussa tekniikassa kuvatunlaisia päit-täisliitoksia hitsattaessa compound-levyn päällyste jätetään yleensä poistamatta, ja hitsaus suoritetaan tällöin kahta eri hitsausainetta käyttäen; levyn päällystämättömällä puolella perusainetta vastaavalla aineella ja päällystetyllä puolella yliseostettua lisäainetta käyttäen. Ristiliitoksen hitsauksessa poistetaan päällystettä korkeintaan sen verran, että hitsaus on suoritettavissa perusaineeseen, joskin hitsaus usein suoritetaan myös päällysteeseen kiinni.

Tekniikassa on myös tunnettu hitsausmenetelmä, jossa compound-levyn päällystettä poistetaan liitosalueelta sen verran, että raerajakorroosion vaara hitsisulan ja sen seosaineiden laimentumisen/erkautumisen myötä torjutaan. Tällainen menetelmä on kuvattu esim "Metals Handbook, Voi 6, Welding and Branzing", 8th Edition, sivuilla 275-6.' Tällöin on molempien compound-levyjen päällyste poistettu ennen hitsausta vajaa 10 mm. Levyjen päällystetyllä puolella suoritetaan tämän jälkeen päällehitsaus seostetulla hitsi-aineella katkeamattoman, ruostumattoman aineskerroksen aikaansaamiseksi liitoskohdankin peittävältä alalta.

Kun hiiliteräslevy hitsataan compound-levyyn tunnetulla liitostavalla syntyy rakenteeseen eräitä heikkouksia.

2 751 08

Vanhassa menetelmässä mm. päällystemateriaali sekoittuu perusmateriaaliin hitsauksen aikana. Tämä heikentää liitos-alueen korroosionkestävyyttä sekoittuneen hitsiaineen osalta. On myös tunnettua, että hitsauksen lämpövaikutus-alueen (HAZ) korroosionkestävyys yleensä huononee perusmateriaaliin verrattuna.

Vanhaa liitosmenetelmää käytettäessä syntyy näin ollen tilanne, jossa jalomman päällystemateriaalin galvaaninen korroosiovaikutus kohdistuu voimakkaimpana juuri sille liitoksen alueelle, jonka eri kohtien korroosionkestävyyttä joko päällystettä vastaavan hitsiaineen ja perusmateriaalin sekoittuminen ja/tai hitsauksen lämpövaikutus on jo huonontanut .

Lisäksi on mahdollista, että rakenteeseen muodostuu sekoittumisen johdosta hauraita faaseja, jotka haurastavat hitsausliitosta. ,

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä jolla estetään erityisesti paikallinen korroosionkestävyyden aleneminen liitosalueella, mytta myös hitsausliitoksen mekaanisten ominaisuuksien heikkeneminen. Keksinnölle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksintöä kuvataan seuraavassa tarkemmin oheiseen piirustukseen viitaten, jossa kuva 1 esittää tunnetun tekniikan mukaista hitsaus-liitosta, ja kuva 2 esittää keksinnön mukaista liitosmenetelmää.

Nykyisen käytännön mukainen liitosmenettely on esitetty kuvassa 1. Compound-materiaali koostuu kahdesta osasta, 1 on perusmateriaali (esim. hiiliteräs), 2 on päällystemateriaali 3 75108 (esim. ruostumaton teräs). Compound-levy on hitsaamalla liitetty normaaliin perusmateriaalia vastaavaan levyyn 3. Liitoshitsaus tapahtuu yleensä seuraavasti: Hitsaus aloite taan perusmateriaalin puolelta. Hitsausaine (4) on perusmateriaalia vastaava. Kun perusaineen puoleinen hitsaus on suoritettu, hitsataan toinen puoli joko compound-levyn päällystettä vastaavalla tai sitä seostetummalla hitsiaineella (5).

Keksinnön mukainen liitosmenettely käy ilmi kuvasta 2. Compound-levyn perusaine on merkitty 1:llä ja päällystemateriaali 2:11a. Compound-levyyn liitettävä perusainetta vastaava levy on merkitty 3:11a. Compound-materiaalin pääl-lysteosaa on kuitenkin nyt poistettu ennen hitsausta. Liitoshitsaus 5 voidaan nyt suorittaa täysin perusainetta vastaavalla hitsausaineella eli vastaavasti kuin normaaleja päällystämättömiä levyjä yhteen hitsattaessa.

Kuvassa 1 ja 2, viite A tarkoittaa galvaanisen korroosion vaikutusaluetta, viite B hitsiaineen ja perusaineen sekoittumisesta johtuvaa korroosioaluetta, ja viite C tarkoittaa hitsauksen lämpövaikutuksesta aiheutuvan lisääntyneen korroosion aluetta.

Päällystemateriaalin 2 ja etäisyyden hitsisaumasta 5 tulee olla suurempi kuin a) hitsausliitoksen lämpövaikutusalueen leveys ja b) suurempi kuin galvaanisen korroosion oleellinen vaikutusalue.

Suoritetut tutkimukset osoittavat; että tämän etäisyyden on oltava käytännössä vähintään 30 mm. Näin vältytään siltä, että hitsauslämpö vaikuttaisi haitallisesti päällystemateriaaliin ja perusaineen väliseen liitokseen. Myös hitsaus-liitoksen lujuus on nyt täysin sama kuin normaalien päällys-

Claims (2)

4 75108 tämättömien levyjen hitsausliitosten lujuus. Korroosionkestävyyden suhteen saavutetaan merkittäviä etuja. Päällystemateriaali, yleensä perusmateriaalia jalompana, aikaansaa usein voimakasta galvaanista korroosiota sauman viereisessä pinnoittamattomassa perusaineessa. Mikäli hitsisauma on jalompi kuin perusaine (kuvan 1 tapaus), tapahtuu juuri hitsisauman vieressä voimakas galvaaninen korroosio, joka nopeasti tunkeutuu läpi rakenteen. Tämä johtuu galvaanisen korroosiovaikutuksen keskittymisestä alueelle, jonka korroosionkestävyyttä hitsauslämmöstä johtuvat rakennemuutokset ja hitsiaineen sekoittuminen perusaineella ovat jo huonontaneet. Keksinnön mukaisella menetelmällä tehdyssä liitoksessa galvaaninen korroosio levittäytyy laajemmalle alueelle ja oleelliselta osaltaan virheettömän perusaineen kohdalle. Tästä syystä sen vaikutus liitosalueelle on lievempi ja paremmin hallittavissa esim. kittauksella, korroosionesto-maalauksella ja/tai katodisella suojauksella. Keksintö ei rajoitu esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan useita keksinnön muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

1. Förfarande för förbättring av korrosionsbeständigheten ooh den mekaniska hällfastheten vid fogning av en compound-skiva (1,2) genom svetsning tili en obelagd skiva (3), företrädesvis en kolstalskiva som motsvarar compound-ski vans basämne, kännetecknat därav, att för minimering av galvaniska ooh övriga lokala korrosionsfenomen vid användning, avlägsnas corapound-skivans beläggning (2) före svetsningen i närheten av den kommande svetsfogen (5) pä ett omräde, som är större än svetsfogens värmeeffektomrädes (C) ooh den galvaniska korrosionens väsentliga verkningsomrädes (A) bredd.

1. Menetelmä korroosionkestävyyden ja mekaanisen lujuuden parantamiseksi liitettäessä compound-levyä (1,2) hitsaamalla päällystämättömään levyyn (3), edullisesti compound-levyn perusainetta vastaavaan hiiliteräslevyyn, tunnettu siitä, että galvaanisten ja muiden paikallisten korroosiovaikutus-ten minimoimiseksi käytön aikana compound-levyn päällystettä (2) poistetaan ennen hitsausta tulevan hitsisauman (5) 5 75108 läheisyydestä alueelta, joka on suurempi kuin hitsausliitoksen lämpövaikutusalueen (C) ja galvaanisen korroosion oleellisen vaikutusalueen (A) leveys.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että compound-levyn päällystettä (2) poistetaan vähintään 30 mni:n alueelta.

3· Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hitsaus suoritetaan perusainetta vastaavalla hitsausaineella. '4. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että galvaanisen korroosion hallitsemiseksi edelleen liitosalue päällysteen (2) ja hitsisauman (5) välisellä alalla suojataan kittauksella, korroosionestomaa-lauksella ja/tai katodisella suojauksella.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att compound-ski vans beläggning avlägsnas över ett omrade som är minst 30 mm. i