SE453577B - HARD WELDED PART, METHOD OF HARD WELDING AND USE OF THE HARD WELDED PART - Google Patents

HARD WELDED PART, METHOD OF HARD WELDING AND USE OF THE HARD WELDED PART

Info

Publication number
SE453577B
SE453577B SE8106393A SE8106393A SE453577B SE 453577 B SE453577 B SE 453577B SE 8106393 A SE8106393 A SE 8106393A SE 8106393 A SE8106393 A SE 8106393A SE 453577 B SE453577 B SE 453577B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
layer
welding
metal
hard
welded
Prior art date
Application number
SE8106393A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8106393L (en
Inventor
A N Babaev
Original Assignee
Le I Korable Str
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Le I Korable Str filed Critical Le I Korable Str
Publication of SE8106393L publication Critical patent/SE8106393L/en
Publication of SE453577B publication Critical patent/SE453577B/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/04Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • B23K9/044Built-up welding on three-dimensional surfaces
    • B23K9/046Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution
    • B23K9/048Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution on cylindrical surfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

15 20 25 30 35 453 577 smältzonen. 15 20 25 30 35 453 577 melting zone.

Såsom fackmannen på omrâdet känner till är mikro- och makrodefekter i smältzonen mellan det påsmälta skiktet och detaljen ofrânkomliga under alla slags svetsningsbetingel- ser. Uppstâr i detaljen under yttre belastning dragspän- ningar, som under de flesta belastningsförhållanden för delarna, såsom axlar, når sitt maximum på ytan, uppstår mikrodefekter i smältzonen i form av mikrosprickor. Dessa mikrosprickor uppkommer också vid avspänningsglödgning el- ler under inverkan av temperaturvariationer under arbetet på detaljen som leder till att spänningssprickor utvecklas.As those skilled in the art know, micro and macro defects in the melting zone between the molten layer and the part are unavoidable under all kinds of welding conditions. Tension stresses arise in the part under external load, which under most load conditions for the parts, such as shafts, reach their maximum on the surface, micro-defects occur in the melting zone in the form of micro-cracks. These micro-cracks also occur during stress annealing or under the influence of temperature variations during the work on the part that leads to the development of stress cracks.

Under påverkan av dynamisk.belastning växer dessa mikro- sprickor och förorsakar utmattningsbrott i den hárdsvetsade, dvs hàrdmetallbelagda detaljen. Under sådan belastning kan vidarenükrosprickori:det,pàsmälta skiktet förorsaka avflag- ning där skiktet är bundet till detaljen. Som ett resultat av ettxnjukt mellanskikt mellan detaljen och det pàsvetsade skiktet uppkommer samtidigt ett spänningssprång där spänningarna passerar från detaljen till beläggningen. Detta resulterar i skjuvkrafter som uppträder i beläggningen där den är för- bunden med detaljens yta. Samtidigt som detta sker och mellanskiktet mellan detaljen och den pâsvetsade belägg- ningen är mjukt har dessa krafter liknande riktningar och är anledningen till att beläggningen skjuvas av. Nämnda fak- torer blir ännu mera utpräglade på grund av avsevärda kvar- varande spänningar som utvecklas i detaljen efter hård- svetsningen. Dessa spänningar i smältzonen är den mest frekventa orsaken till dragspänningar.Under the influence of dynamic load, these micro-cracks grow and cause fatigue fractures in the hard-welded, ie cemented carbide part. Under such loads, further necrosis cracking can: the molten layer cause flaking where the layer is bonded to the part. As a result of a delicate intermediate layer between the part and the welded layer, a stress jump occurs at the same time where the stresses pass from the part to the coating. This results in shear forces appearing in the coating where it is connected to the surface of the part. At the same time as this takes place and the intermediate layer between the part and the welded coating is soft, these forces have similar directions and are the reason why the coating is sheared off. The mentioned factors become even more pronounced due to considerable residual stresses that develop in detail after the hard welding. These stresses in the melting zone are the most frequent cause of tensile stresses.

Genom den kända tekniken är även ett tillverkningsför- farande för hàrdsvetsade delar känt, vilket innefattar en påtaglig minskning av kvarvarande spänningar. Enligt detta förfarande sker efter flerskiktshárdsvetsning pà _ en detalj genom bågsvetsning och efter därpå följande me- kanisk behandling därav en temperaturbehandling (Frumin, I.I., "Automatic Hard-Facing by Arc Welding", Metallurgiz- dat Publishing House, 1961, sida 374). Vid detta kända förfarande sker emellertid appliceringen av hârdmetallbe- läggningen genom bågsvetsning på samma sätt som vid de 10 15 20 25 30 35 453 577 3 tidigare omnämnda förfarandena och således finns ett mjukt mellanskikt mellan detaljen och den pâsvetsade beläggningen liksom en smältzon med minimal tjocklek. Som ett.resultat av detta påverkas en sådan detaljs styrka av alla de ovan nämnda faktorerna som medför nedsättning av dess hållbarhet.Due to the known technology, a manufacturing method for hard-welded parts is also known, which includes a significant reduction of residual stresses. According to this method, after multilayer hard welding on a detail by arc welding and subsequent mechanical treatment thereof, a temperature treatment takes place (Frumin, I.I., "Automatic Hard-Facing by Arc Welding", Metallurgized Publishing House, 1961, page 374). In this known method, however, the application of the cemented carbide coating by arc welding takes place in the same way as in the previously mentioned methods, and thus there is a soft intermediate layer between the part and the welded coating as well as a melting zone with minimal thickness. As a result, the strength of such a detail is affected by all the above-mentioned factors which lead to a reduction in its durability.

Huvudsyftet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett tillverkningsförfarande för hårdsvetsade de- taljer och enligt detta förfarande tillverkade detaljer, enligt vilket man genom ett speciellt tillvägagångssätt vid påsvetsning av första skiktet åstadkommer en sådan smältzon mellan detaljen och det påsmälta skiktet att makro- och mikrodefekterna som uppkommer i denna zon inte påverkar slutproduktens styrka.The main object of the present invention is to provide a manufacturing method for hard-welded parts and parts manufactured according to this method, according to which a special melting zone between the part and the molten layer is created by welding a special zone when welding the first layer. arising in this zone does not affect the strength of the final product.

Utgående från detta huvudsyfte föreslås ett tillverk- ningsförfarande för hàrdsvetsade detaljer som inne- fattar applicering av en i flera skikt påsvetsad beläggning på en detalj genom bågsvetsning med en förbrukningselektrod, mekanisk behandling och värmebehandling härav, varvid enligt föreliggande uppfinning det första skiktet appliceras för att åstadkomma reguljära, kontinuerligt efter varandra i åtminstone en riktning följande utskjut från skiktets bas till detaljens metall, och varvid den för åstadkommande av detta skikt använda förbrukningselektroden är tillverkad av metall, vars värmeutvidgningskoefficient är lägre än den hos detaljens metall.Based on this main object, a manufacturing method for hard-welded parts is proposed which comprises applying a multi-layer welded coating to a part by arc welding with a consumable electrode, mechanical treatment and heat treatment thereof, wherein according to the present invention the first layer is applied to provide regular, continuous in succession in at least one direction successively projecting from the base of the layer to the metal of the part, and the consumable electrode used for producing this layer is made of metal, the coefficient of thermal expansion of which is lower than that of the metal of the part.

Den enligt föreliggande förfarande färdigtillverkade produkten som utgör en hårdsvetsad del enligt uppfin- ningen, har ett mellanskikt i smältzonen mellan detaljen och beläggningen med sådan reliefform med fördjupningar och ut- sprâng som kontinuerligt växlar åtminstone i verkningsrikt- ningen för de farligaste krafterna som uppkommer i detaljen vid dess användning. I samma riktning förlöper kvarvarande tryckkrafter åtminstone inuti smältzonens tjockleksområde.The product finished according to the present process, which constitutes a hard-welded part according to the invention, has an intermediate layer in the melting zone between the part and the coating with such relief shape with depressions and projections which continuously change at least in the direction of action of the most dangerous forces arising in the part. in its use. In the same direction, residual compressive forces extend at least within the thickness range of the melting zone.

Kvarvarande tryckkrafter överföres till smältzonen mellan detaljen och beläggningen under loppet av produktens värmebehandling. Deras uppkomst beror på det faktum att värmeutvidgningskoefficienten i beläggningsmaterialet i smältzonen är lägre än för detaljens metall, på vilken den 10 15 20 25 30 35 453 577 4 påsvetsade beläggningen är anordnad. Pâ grund av mellan- skiktets reliefstruktur mellan detaljen och den påsvetsade beläggningen uppkommer en mjuk förändring av värmeutvidg- ningskoefficienten i smältzonen. Till följd härav uppkomer en kraftig minskning av värmespänningarna som erhålles speciellt vid värmebehandlingen. På grund av kompressions- krafterna i smältzonen kan däri föreliggande makro- och mikrodefekter inte leda till uppkomsten av mikrosprickor under kompressionsstadiet. Vidare ökar kvarvarande kom- pressionskrafter den färdiga produktens hâllfasthet avsevärt i smältzonen eftersom under inverkan av en yttre kraft upp- kommande dragspänningar reduceras genom summan av dessa kvarvarande kompressionskrafter. Antar de kvarvarande kom- pressionskrafterna högre värden kan detta leda till att metallen i slutprodukten inte alls utsättes för dragspän- ningar i denna zon under arbetet.Residual compressive forces are transmitted to the melting zone between the part and the coating during the heat treatment of the product. Their origin is due to the fact that the coefficient of thermal expansion in the coating material in the melting zone is lower than for the metal of the part on which the welded coating is applied. Due to the relief structure of the intermediate layer between the part and the welded coating, a soft change in the coefficient of thermal expansion occurs in the melting zone. As a result, there is a sharp reduction in the thermal stresses obtained especially in the heat treatment. Due to the compressive forces in the melting zone, the present macro- and micro-defects can not lead to the appearance of micro-cracks during the compression stage. Furthermore, residual compressive forces significantly increase the strength of the finished product in the melting zone, since tensile stresses occurring under the influence of an external force are reduced by the sum of these residual compressive forces. Assuming the remaining compression forces higher values, this can lead to the metal in the end product not being exposed to tensile stresses in this zone at all during the work.

Reliefstrukturen i mellanskiktet mellan detaljen och beläggningen genom inträngning av första skiktets bas i detaljens metall eliminerar spänningssprânget när spän- ningarna passerar från detaljens metall till beläggningen.The relief structure in the intermediate layer between the part and the coating by penetrating the base of the first layer into the metal of the part eliminates the stress jump when the stresses pass from the metal of the part to the coating.

Detta förorsakar en väsentlig minskning av skjuvkrafterna i beläggningen där den bindes mot detaljens yta trots det fak- tum att temperaturutvidgningskoefficienterna i detaljens me- tail och i ae: första påsvetsaae skiktet är olika. sæntiaigt förorsakar den utpräglade reliefstrukturen i mellanskiktet mellan detaljen och det påsvetsade skiktet i form av om- växlande fördjupningar och utsprång en kontinuerlig föränd- ring av de skjuvkrafters verkningsriktning, vilka påverkar beläggningsskiktet vid dess förbindning med detaljen, vil- ket åstadkommer ökningen av sammanhâllningskraften mellan svetspâlägget och detaljen. Alla dessa faktorer sammantagna gynnar hâllfasthetsökningen - inklusive utmattningsbestän- dighet - av i enlighet med föreliggande uppfinning till- verkade hàrdsvetsade delar jämfört med delar som tillver- kas enligt kända förfaranden.This causes a significant reduction in the shear forces in the coating where it is bonded to the surface of the part despite the fact that the coefficients of temperature expansion in the metal of the part and in the first weld layer are different. In particular, the pronounced relief structure in the intermediate layer between the part and the welded layer in the form of alternating depressions and protrusions causes a continuous change in the direction of action of the shear forces, which affect the coating layer in its connection to the part, which increases the bond. and the detail. Taken together, all of these factors favor the increase in strength - including fatigue resistance - of hard welded parts made in accordance with the present invention over parts made by known methods.

Utsprång från första skiktets bas mot metalldetaljen kan åstadkommas genom mekanisk ytbehandling av detaljen som skall svetsas hård och genom därpå följande _ 10 15 20 25 30 35 453 577 5 applicering av metall från en förbrukningselektrod i för- djupningarna som bildas vid denna mekaniska behandling. I detta avseende är flera olika sorters mekanisk behandling möjliga såsom skärning eller pressning. Fördjupningarna kan även ha olika form såsom spår, runda punkter och dylikt.Protrusions from the base of the first layer towards the metal part can be achieved by mechanical surface treatment of the part to be welded hard and by subsequent application of metal from a consumable electrode in the depressions formed in this mechanical treatment. In this respect, several different types of mechanical treatment are possible such as cutting or pressing. The depressions can also have different shapes such as grooves, round points and the like.

Dessa fördjupningar bör emellertid kontinuerligt följa efter varandra och inte vara för djupa för att åstadkomma utskju- tande partier endast från första påsvetsade lagrets bas medan dess utsida bör vara förhållandevis slät.However, these depressions should continuously follow one another and not be too deep to produce protruding portions only from the base of the first welded layer, while its outside should be relatively smooth.

Enligt en lämplig utföringsform av föreliggande upp- finning vid tillverkning av hárdsvetsade delar, som uppvisar en speciell formationsgrad av makro- och mikrode- fekter och med temperaturspänningar under loppet av hård- svetsbeläggningen kan efter mekanisk behandling första skiktet påsvetsas under inträngande av dess bas under en elektrisk ljusbåges arbetsbetingelser, vilket inte är för- knippat med någon långtgående värmeutveckling.According to a suitable embodiment of the present invention in the manufacture of hard-welded parts, which have a special degree of formation of macro- and micro-defects and with temperature stresses during the course of the hard-weld coating, after mechanical treatment the first layer can be welded while penetrating its base under a electric arc operating conditions, which is not associated with any far-reaching heat generation.

Inträngningen av första skiktets bas i metalldetaljen enligt föreliggande uppfinning kan åstadkommas genom att detta skikt svetsas med en förbrukningselektrod i form av en tråd och med i en riktning förlöpande svetssträngar. Deras relativa avstånd i svetsskiktet väljes i enlighet med ut- nyttjandekoefficienten för deras utskjutande ytdelar. Som fackmannen på omrâdet känner till representerar ett relativt strängavstånd i ett svetsat skikt ett förhållande mellan av- ståndet mellan strängarna och deras bredd. En utnyttjande- koefficient för deras utskjutande ytdelar avseende dessa strängar representerar ett förhållande mellan den verkliga ytan av deras utskjutande delar och ytan av en rektangel, vars ena sida är lika med svetssträngbredden medan dess andra sida är lika med höjden på strängarnas utskjutande del.The penetration of the base of the first layer into the metal part according to the present invention can be effected by welding this layer with a consumable electrode in the form of a wire and with welding strands extending in one direction. Their relative distances in the welding layer are selected in accordance with the utilization coefficient of their projecting surface parts. As is known to those skilled in the art, a relative strand distance in a welded layer represents a relationship between the distance between the strands and their width. A coefficient of utilization of their projecting surface portions with respect to these strands represents a ratio between the actual surface of their projecting parts and the surface of a rectangle, one side of which is equal to the width of the weld string while its other side is equal to the height of the projecting portion of the strands.

Denna utföringsform av föreliggande uppfinning utan någon mekanisk förbehandling åstadkommer en utformning av första svetsskiktet på detaljens yta med en relativt slät utsida, varvid de från dess bas i detaljens metall utskju- tande partierna har korrugerad mellanskiktsstruktur mellan detaljen och den påsvetsade beläggningen. En sådan utfö- 10 15 20 25 30 35 453 577 6 ringsform av uppfinningen är den teknologiskt enklaste och kan lätt förverkligas med känd teknik. Emellertid är en sådan utföringsform ändamålsenlig blott för delar i vilka de mest riskfyllda krafterna under arbetet verkar i en enda riktning. Enligt denna utföringsform varvid det första svetsade skiktet anbringas med från dess bas i detaljens metall utskjutande strukturer, anordnas svetssträngarna på tvären relativt nämnda krafters verkningsriktning.This embodiment of the present invention without any mechanical pretreatment provides a design of the first welding layer on the surface of the part with a relatively smooth outside, the portions projecting from its base in the metal of the part having a corrugated intermediate layer structure between the part and the welded coating. Such an embodiment of the invention is the most technologically simple and can be easily realized with known technology. However, such an embodiment is expedient only for parts in which the most risky forces during the work act in a single direction. According to this embodiment, in which the first welded layer is applied with structures projecting from its base into the metal of the part, the welding strands are arranged transversely to the direction of action of said forces.

Inträngningen av första skiktets bas i detaljens metall enligt föreliggande uppfinning kan åstadkommas genom att man svetsar detta skikt med en trådelektrod med korsvis anordning av svetssträngarna och med ett relativt avstånd mellan svetssträngar med samma riktning i skiktet i motsva- righet till utnyttjandekoefficienten för deras utskjutande ytdelar.The penetration of the first layer base into the metal of the part according to the present invention can be achieved by welding this layer with a wire electrode with crosswise arrangement of the welding strands and with a relative distance between welding strands with the same direction in the layer corresponding to the utilization coefficient of their projecting surface parts.

Denna utföringsform av uppfinningen, liksom den tidiga- re omnämnda utan någon mekanisk förbehandling, åstadkommer en formation av första svetsskiktet på detaljens yta med en relativt slät utsida och med inskjut av dess bas i detaljens metall som kontinuerligt följer efter varandra. Samtidigt åstadkommer svetssträngarnas korsvisa anordning en mer ut- vecklad mellanskiktsyta mellan detaljen och den pâsvetsade beläggningen med kontinuerligt omväxlande fördjupningar och utskjutningar i alla riktningar. Därför är en sådan utfö- ringsform att rekommendera för delar som utsättes för kom- plexa belastningar där riskfyllda krafter verkar i olika riktningar.This embodiment of the invention, like the previously mentioned one without any mechanical pretreatment, provides a formation of the first welding layer on the surface of the part with a relatively smooth outside and with insertion of its base in the metal of the part which continuously follows one another. At the same time, the cross-arrangement of the welding strands provides a more developed intermediate layer surface between the part and the welded coating with continuously alternating depressions and protrusions in all directions. Therefore, such an embodiment is recommended for parts that are exposed to complex loads where hazardous forces act in different directions.

Från första skiktets bas enligt föreliggande uppfinning i detaljens metall utskjutande strukturer kan åstadkommas genom punktsvetsapplicering på detta skikt med ett centrum- avstånd mellan intill varandra liggande svetspunkter mellan 0,30 till 0,68 av dessa punkters diameter.From the base of the first layer according to the present invention protruding structures in the metal of the part can be achieved by spot welding application on this layer with a center distance between adjacent welding points between 0.30 to 0.68 of the diameter of these points.

En sådan utföringsform av uppfinningen möjliggör liksom de tidigare nämnda utan någon mekanisk förbehandling att erhålla en utvecklad mellanskiktsyta mellan detaljen och det därpå genom svetsningen pâlagda skiktet, varvid punktsvets- ning medför den mest framträdande ytan av detta mellanskikt.Such an embodiment of the invention makes it possible, like the previously mentioned ones, without any mechanical pretreatment to obtain a developed intermediate layer surface between the part and the layer applied thereon by the welding, whereby spot welding results in the most prominent surface of this intermediate layer.

Påläggspunktsvetsar kan åstadkommas genom att mata en 10 15 20 25 30 35 453 577 7 trådformig förbrukningselektrod till detaljens yta med periodiskt varierande hastighet men konstant relativ rö- relsehastighet mellan elektroden och detaljens yta samt med konstanta energimatningsvärden. Ett sådant sätt att på- läggspunktsvetsa innefattar stegmatning av en trådelektrod till detaljens yta, vilket företrädesvis kan åstadkommas genom att använda en elektrisk stegmotor eller speciellt utformade matarrullar för trådelektrodframmatning.Overlay spot welds can be achieved by feeding a wire-shaped consumable electrode to the surface of the part with periodically varying speed but constant relative speed of movement between the electrode and the surface of the part and with constant energy supply values. Such a method of spot welding involves step feeding of a wire electrode to the surface of the part, which can preferably be achieved by using an electric stepping motor or specially designed feed rollers for wire electrode feeding.

Pâläggspunktsvetsning kan genomföras med periodisk variering av energitillförseln med kontinuerlig frammatning av en förbrukningstrådelektrod till detaljens yta varvid dess förflyttning utmed nämnda yta sker med konstant rela- tivhastighet. En sådan utföringsform av påläggspunktsvets- ning kan vara lämplig om ett öågsvetsstyrsystem användes som kan kombineras med ett system för periodisk variering av energitillförseln. y Med varje godtyckligt appliceringssätt för första svetsskiktet på detaljens yta enligt föreliggande uppfinning är det lämpligt att skiktets påsvetsning med en förbruk- ningstrådelektrod utföres i ett fåtal operationer. Vid åstadkommandet av utskjutningar från första skiktets bas i detaljens metall möjliggör påläggssvetsning i flera omgångar en minskning av icke önskvärda effekter på grund av större värmeutveckling under hårdsvetspâläggningsvillkor när man bildar utsprângen från första skiktets bas, temperaturbe- lastningar och detaljmetallens fasstruktur. Härvid väljes antalet omgångar så att man åstadkommer ett optimum beträf- fande temperaturvillkoren vid ytbeläggningen med hänsyns- tagande till ekonomiskt fördelaktig hàrdsvetsbeläggnings- produktivitet.Overlay spot welding can be carried out with periodic variation of the energy supply with continuous feeding of a consumable wire electrode to the surface of the part, its movement along said surface taking place at a constant relative speed. Such an embodiment of spot welding can be suitable if an eye welding control system is used which can be combined with a system for periodic variation of the energy supply. With any method of application of the first welding layer to the surface of the part according to the present invention, it is suitable that the welding of the layer with a consumable wire electrode is performed in a few operations. When producing protrusions from the first layer base in the metal of the part, overlay welding allows in several rounds a reduction of undesirable effects due to greater heat generation under hard weld application conditions when forming the protrusions from the first layer base, temperature loads and the phase structure of the detail metal. In this case, the number of rounds is chosen so as to achieve an optimum with respect to the temperature conditions of the surface coating, taking into account economically advantageous hard weld coating productivity.

Dessutom är det vid varje metod att applicera första skiktet på detaljens yta enligt uppfinningen tillrådligt att svetsa övriga metallskikt efter det första direkt på detal- jens yta anbringade skiktet under sådana förhållanden som medför minsta möjliga termiska påverkan av smältzonen mellan' detaljens metall och första skiktet. Detta gör det möjligt att erhållahen reliefstruktur på mellanskiktet mellan de- taljen och det första därpå applicerade svetsskiktet. 10 15 20 25 30 35 453 577 8 Detta kan åstadkommas genom att minska det relativa avståndet mellan svetssträngarna i skiktet, genom att minska svetsströmmen, genom att använda en bandliknande förbruk- ningselektrod eller pulvertråd eller genom andra medel.In addition, in each method of applying the first layer to the surface of the part according to the invention it is advisable to weld other metal layers after the first layer applied directly to the surface of the part under conditions which cause the least possible thermal effect of the melting zone between the part metal and the first layer. This makes it possible to obtain a relief structure on the intermediate layer between the part and the first welding layer applied thereto. 10 15 20 25 30 35 453 577 8 This can be achieved by reducing the relative distance between the welding strands in the layer, by reducing the welding current, by using a strip-like consumption electrode or powder wire or by other means.

En hårdsvetsad del enligt föreliggande uppfinning kan ha olika kombinationer av metaller i delen och det därpå anordnade svetsskiktet. F Vid tillverkning av delar av kolstål eller låglegerat perlitiskt konstruktionsstål med korrosionsbeständig belägg- ning är det lämpligt att åtminstone det direkt på detaljens yta svetsade skiktet på en detalj väljes i stål med hög kromhalt. Detaljer av kolstål eller låglegerat perlitiskt konstruktionsstål användes i stor utsträckning i maskiner och mekaniska anordningar såsom kraftöverföringselement och sådana som står under dynamisk belastning. I jämförelse med kolstål eller lâglegerade perlitiska konstruktionsstâl har stål med hög kromhalt en lägre värmeutvidgningskoefficient som möjliggör att uppnå hög utmattningsbeständighet mot re- lativt höga tryckkrafter både i smältzonen mellan detaljen och pâläggssvetsen samt i själva påläggssvetsen. Samtidigt kännetecknas stål med hög kromhalt av hög hâllfasthet och plasticitet, och därför får en enligt uppfinningen behandlad produkt lång livslängd. De påsvetsade skikt som följer efter stålskiktet med hög kromhalt kan tillverkas av varje lämplig metall inklusive samma stål med hög kromhalt som det första skiktet består av och som har goda antikorrosiva egenskaper.A hard welded part according to the present invention may have different combinations of metals in the part and the welding layer arranged thereon. F When manufacturing parts of carbon steel or low-alloy perlite structural steel with a corrosion-resistant coating, it is appropriate that at least the layer directly welded to the surface of the part on a part is selected in high-chromium-grade steel. Details of carbon steel or low-alloy perlite structural steel are widely used in machines and mechanical devices such as power transmission elements and those under dynamic loading. In comparison with carbon steels or low-alloy perlite structural steels, steels with a high chromium content have a lower coefficient of thermal expansion which makes it possible to achieve high fatigue resistance against relatively high compressive forces both in the melting zone between the part and the overlay weld and in the overlay weld itself. At the same time, steels with a high chromium content are characterized by high strength and plasticity, and therefore a product treated according to the invention has a long service life. The welded layers that follow the high chromium steel layer can be made of any suitable metal including the same high chromium steel that the first layer consists of and that has good anticorrosive properties.

Påläggssvetsen enligt föreliggande uppfinning på de- taljen kan innefatta skikt av olika metall. I detta fall skall mellanskiktet i smältzonerna mellan dylika skikt ges sådan struktur att det bildar en jämn övergång mellan värme- utvidgningskoefficienter genom påläggssvetsens tjocklek, Vid tillverkning av delar av kolstål eller låglegerat perlitiskt konstruktionsstål med påläggssvets där det första skiktet består av stål med hög kromhalt rekommenderas att på detta skikt svetsas ytterligare skikt av austenitiskt rost- fritt stål. I detta fall medför det yttre skiktet av auste- nitiskt rostfritt stål korrosionsskydd för dylika detaljer.The overlay weld according to the present invention on the part may comprise layers of different metals. In this case, the intermediate layer in the melting zones between such layers shall be given such a structure that it forms an even transition between coefficients of thermal expansion through the thickness of the weld. In the manufacture of parts of carbon steel or low-alloy perlite structural steel with welds where the first layer consists of high chromium steel is recommended that additional layers of austenitic stainless steel are welded to this layer. In this case, the outer layer of austenitic stainless steel provides corrosion protection for such parts.

Vid tillverkning av dylika detaljer är det efter appli- 10 15 20 25 30 35 453 577 9 cering av det rostfria austenitiska stålskiktet lämpligt att valsa detaljens hàrdsvetsade yta för att komprimera de austenitiska rostfria stålskikten. _ Vid delar enligt uppfinningen som har glidlagerelement bör de sistnämnda anordnas på de på detaljen ifråga anord- nade påläggssvetsarna. Glidglagerelement kan vara pâkrympta, fastsvetsade eller på annat sätt fixerade vid påläggssvet- sen. Vid tillverkningen av en detalj enligt uppfinningen elimineras behovet av mjuk förbindning mellan glidlagerbär- elementen och delens huvudkropp, eftersom spänningskoncentra- tionen utmed glidlagerelementens kanter inte har någon in- verkan på produktens hållfasthet, betraktad som en enhet.In the manufacture of such parts, after application of the stainless austenitic steel layer, it is suitable to roll the hard welded surface of the part to compress the austenitic stainless steel layers. In the case of parts according to the invention which have plain bearing elements, the latter should be arranged on the overlay welds arranged on the part in question. Sliding bearing elements can be crimped, welded or otherwise fixed to the overlay weld. In the manufacture of a part according to the invention, the need for a soft connection between the plain bearing support elements and the main body of the part is eliminated, since the stress concentration along the edges of the plain bearing elements has no effect on the strength of the product, considered as a unit.

Samtidigt möjliggör nämnda utföringsform användning av oli- ka metaller för pâläggssvetsen och glidlagerbärelementen, vilket säkerställer optimala egenskaper beträffande pâläggs- svetsen och lagerelementen.At the same time, said embodiment enables the use of different metals for the overlay weld and the plain bearing support elements, which ensures optimal properties regarding the overlay weld and the bearing elements.

Det är lämpligt att tillverka glidlagerelementen som påläggssvets av lagermetall som svetsas på den på detaljen applicerade pâläggssvetsen. En sådan utföringsform möjliggör att minska kostnaderna för lagermetall och att förenhetliga den teknologiska tillverkningsprocessen för dylika produkter.It is convenient to manufacture the plain bearing elements as a bearing weld of bearing metal which is welded to the weld applied to the part. Such an embodiment makes it possible to reduce the cost of bearing metal and to harmonize the technological manufacturing process for such products.

Föreliggande uppfinning, som avser hàrdsvetsade delar, kan användas med stor fördel för fartygspropeller- axlar med hög metallhalt, vilkas arbetsvillkor är förknip- pade med transmission av höga dynamiska krafter och vilka är utsatta för korrosivt sjövatten.The present invention, which relates to hard-welded parts, can be used to great advantage for ship propeller shafts with a high metal content, the operating conditions of which are associated with the transmission of high dynamic forces and which are exposed to corrosive seawater.

Föreliggande uppfinnings kännetecken och fördelar för- klaras närmare i anslutning till en detaljerad beskrivning av deras utföringsformer under hänvisning till bifogade ritningar. I dessa visar: Fig l en svetsmaskin medelst vilken en påläggssvets appliceras på en axel, enligt föreliggande uppfinning; Fig 2 (a-d) visar succesiva steg vid appliceringen av första skiktet på axeln i kombination med mekanisk bearbetning, enligt uppfinningen; Fig 3 axeln med det första skiktet applicerat på den- samma efter det att de i fig 2a - d visade operatio- nerna utförts, i större skala jämfört med fig 2; 10 15 20 25 30 35 453 577 10 Fig 4 ett diagram som visar fördelningen av kvarvarande spänningar över den hàrdsvetsade axelns tvärsnitt, vilken tillverkats enligt föreliggande uppfinning; Fig 5 (a,b) appliceringen av första skiktet på axeln i en skruvlinjeformad arbetsoperation varvid svetssträng- arna i skiktet har samma riktning; Fig 6 en enligt uppfinningen bearbetad axel med korro- sionsbeständig beläggning och skikt av glidmetall på lagersätena; Fig 7 appliceringen av första skiktet på axeln i ett fåtal skruvlinjer med samma riktning; Fig 8 appliceringen av första skiktet pâ axeln i en- lighet med föreliggande uppfinning med i kors på va- randra anordnade skruvlinjer; Fig 9 en frammatningsanordning för svetstråd för använd- ning för punktsvetsapplicering av första skiktet enligt uppfinningen; Fig 10 appliceringen av första skiktet på axeln genom punktsvetsar därpå enligt uppfinningen och Fig ll en hàrdsvetsad axel vars svetspálägg enligt uppfinningen är uppbyggda av olika metaller.The features and advantages of the present invention are explained in more detail in connection with a detailed description of their embodiments with reference to the accompanying drawings. In these: Fig. 1 shows a welding machine by means of which an overlay weld is applied to a shaft, according to the present invention; Fig. 2 (a-d) shows successive steps in the application of the first layer to the shaft in combination with mechanical processing, according to the invention; Fig. 3 shows the axis with the first layer applied to it after the operations shown in Figs. 2a - d have been performed, on a larger scale compared with Fig. 2; Fig. 4 is a diagram showing the distribution of residual stresses across the cross-section of the hard-welded shaft made in accordance with the present invention; Fig. 5 (a, b) shows the application of the first layer to the shaft in a helical working operation in which the welding strands in the layer have the same direction; Fig. 6 shows a shaft machined according to the invention with corrosion-resistant coating and layers of sliding metal on the bearing seats; Fig. 7 the application of the first layer to the shaft in a few helices with the same direction; Fig. 8 shows the application of the first layer to the shaft in accordance with the present invention with cross-arranged helices; Fig. 9 is a welding wire feed device for use in spot welding application of the first layer according to the invention; Fig. 10 shows the application of the first layer to the shaft by spot welding thereon according to the invention and Fig. 11 shows a hard-welded shaft whose welding pads according to the invention are built up of different metals.

I det följande beskríves de bästa sätten att utöva upp- finningen.The following describes the best ways of practicing the invention.

Föreliggande uppfinning kan användas för att tillverka en stor mångfald av hàrdsvetsade delar som har olika form och olika funktioner. Eftersom emellertid föreliggande uppfinning kan användas med största fördel vid tillverkning av axlar, speciellt fartygspropelleraxlar och deras lager- bussningar avser följande exempel delar av detta slag.The present invention can be used to manufacture a wide variety of hard welded parts having different shapes and functions. However, since the present invention can be used with the greatest advantage in the manufacture of shafts, in particular ship propeller shafts and their bearing bushings, the following examples relate to parts of this kind.

Bearbetningsförfaranden för andra delar är principiellt av samma slag som beskríves i exemplen, och föreliggande skill- nader avser i huvudsak belägenheten av den del som behandlas och slaget av relativrörelse mellan en detalj och ett be- arbetande verktyg. Samtidigt möjliggör de nedan beskrivna exemplen att förklara uppfinningen klart och fullständigt och att visa uppfinningens bästa utföringsformer.Machining methods for other parts are in principle of the same kind as described in the examples, and the present differences mainly relate to the location of the part being treated and the kind of relative movement between a part and a machining tool. At the same time, the examples described below make it possible to explain the invention clearly and completely and to show the best embodiments of the invention.

Exempel l Detta exempel avser tillverkningen av en axel med 250 10 15 20 25 30 35 453 577 ll m diameter och 4.000 m längd som skall beläggas med ett 5 mm tjockt korrosionsbeständigt skikt. Axeln är tillverkad av perlitiskt konstruktionskolstâl med en kolhalt på ca 0,3 % som industriellt tillverkas i Sovjetunionen under handels- namnet Stål 30. Detta stål har en värmeutvidgningskoeffici- ent på 14 x 10-6 l/°C. Mera detaljerade data för detta stål liksom för andra stålsorter nämnes i beskrivningen av de utföringsformer som representeras i tabell 1 längre fram i beskrivningen.Example 1 This example relates to the manufacture of a shaft with 250 10 15 20 25 30 35 453 577 ll m diameter and 4,000 m length to be coated with a 5 mm thick corrosion-resistant layer. The shaft is made of perlite structural carbon steel with a carbon content of about 0.3% which is industrially manufactured in the Soviet Union under the trade name Steel 30. This steel has a coefficient of thermal expansion of 14 x 10-6 l / ° C. More detailed data for this steel as well as for other steels are mentioned in the description of the embodiments represented in Table 1 later in the description.

För att beläggas med hårdmetall positioneras axeln l i en svetsmaskin (fig l) vars support 2 försetts med ett svetshuvud 3 för att mata fram en svetstrâd 4, ett induk- tionsvärmeelement 5 och en verktygshâllare 6.To be coated with cemented carbide, the shaft 1 is positioned in a welding machine (Fig. 1) whose support 2 is provided with a welding head 3 for feeding a welding wire 4, an induction heating element 5 and a tool holder 6.

När axeln 1 har smitts och satts upp i svarven grov- svarvas dess yta till en diameter för hárdsvetsning.When the shaft 1 has been forged and set up in the lathe, its surface is roughly turned to a diameter for hard welding.

Därefter fixeras i verktygshâllaren 6 en liksidigt triangulär gängskärare 7. Därpå skärs 5 mm djupa spår med 600 spetsvinkel (fig 2a) genom att rotera axeln l och förskjuta supporten 2 i axelns l längdriktning. Dessa spår anbringas i tvâ skruvlinjeformade skär i samma riktning med ett avstånd på 13 mm mellan skruvlinjerna medan avståndet mellan intill varandra liggande kanter på skruvlinjespåren är ca l,5 mm.Then a parallel triangular thread cutter 7 is fixed in the tool holder 6. Then 5 mm deep grooves are cut with a 600 point angle (Fig. 2a) by rotating the shaft 1 and displacing the support 2 in the longitudinal direction of the shaft 1. These grooves are applied in two helical inserts in the same direction with a distance of 13 mm between the helices, while the distance between adjacent edges of the helical grooves is about 1.5 mm.

När spåren skurits upphettas den ände på axeln 1, där hárdsvetsningen skall börja, _med induktionsvärme- elementet 5 till l60“C utmed en ca 250 mm lång zon. Därefter avlägsnas induktionsvärmeelementet eller skjutes undan i sidled och förberedelser vidtages för påsvetsning av första skiktet.When the grooves have been cut, the end of the shaft 1, where the hard welding is to begin, is heated with the induction heating element 5 to 160 ° C along a zone approximately 250 mm long. Thereafter, the induction heating element is removed or pushed aside laterally and preparations are made for welding the first layer.

Under användning av en förbrukningselektrod i form av en 2 mm tjock rund svetstråd av stål med hög kromhalt med ca O,l2 % kol och 1,3 % krom, vilken industriellt tillverkas i Sovjetunitonen under handelsbeteckningen CB-12x13. Detta svetstrådmaterials värmeutvidgningskoefficient är 10 x 10-6 1/OC. Mera detaljerade data på denna svetstråd och andra dylika anges i beskrivningen av utföringsformer av uppfin- ningen som representeras i tabell 2 längre fram i beskriv- ningen. Som flussmedel användes en komposition som innehål- ler 32 % kiseldioxid, 3 % manganoxid, 20 % aluminiumoxid, 10 15 20 25 30 35 455 577 12 3 % kalciumoxid, l7 % magnesiumoxid, upp till l % järnoxid och 24 % kalciumfluorid. Detta flussmedel tillverkas in- dustriellt i Sovjetunionen under handelsbeteckningen AH-260.Using a consumable electrode in the form of a 2 mm thick round welding wire of high chromium steel with about 0.2% carbon and 1.3% chromium, which is industrially manufactured in the Soviet Union under the trade name CB-12x13. The coefficient of thermal expansion of this welding wire material is 10 x 10-6 1 / OC. More detailed data on this welding wire and the like are given in the description of embodiments of the invention which are represented in Table 2 later in the description. A flux containing 32% silica, 3% manganese oxide, 20% alumina, 45% 575 12 3% calcium oxide, 17% magnesium oxide, up to 1% iron oxide and 24% calcium fluoride was used as flux. This flux is manufactured industrially in the Soviet Union under the trade name AH-260.

Svetsvillkoren har valts enligt följande: svetshastig- heten är ca 25 m/h, bâgspänningen är 30 V och svetsströmmen är 200 A.The welding conditions have been chosen as follows: the welding speed is about 25 m / h, the arc voltage is 30 V and the welding current is 200 A.

Svetshuvudet 3 flyttas till startpunkten för hård- svetsningen och svetstråden positioneras exakt i centrum av ett av de anordnade spåren. Därpå utföres hàrdsvets- ningen.The welding head 3 is moved to the starting point for the hard welding and the welding wire is positioned exactly in the center of one of the arranged grooves. The hard welding is then performed.

Förbrukningselektrodens metall appliceras i två om- gångar utmed skruvlinjerna (fig Zb) med samma avstånd som vid den tidigare spårskärningen och förhållandet mellan axelns rotationshastighet och supportens 2 rörelse parallellt med axelns l längdriktning är detsamma som vid spårskär- ningen. Under de givna svetsvillkoren kommer spåren att bli fullständigt utfyllda med elektrodens metall i en och samma arbetsoperation.The metal of the consumable electrode is applied in two rounds along the helices (Fig. Zb) with the same distance as in the previous groove cutting and the ratio between the rotational speed of the shaft and the movement of the support 2 parallel to the longitudinal direction of the shaft 1 is the same as in the groove cutting. Under the given welding conditions, the grooves will be completely filled with the metal of the electrode in one and the same working operation.

Efter detta skäres spår liknande de första spåren, (fig 2a) men med motsatt skruvlinjestigning (fig 2c), varpå för- brukningselektrodens metall appliceras i dessa spår på samma (fig 2b)1 men även här med motsatt skruvlinjeriktning under hård- sätt som vid första hårdsvetsningsoperationen svetsningen (fig 2d) motsvarande de nyss skurna spåren.After this, grooves similar to the first grooves, (Fig. 2a) but with opposite helix pitch (Fig. 2c) are cut, whereupon the consumable electrode metal is applied in these grooves on the same (Fig. 2b) 1 but also here with opposite helical direction under hard mode as in the first hard welding operation is the welding (Fig. 2d) corresponding to the grooves just cut.

Härvid bortsmältes mellanrummen mellan de båda spåren på 1,5 mm och axelns l metall sammansmältes med smälttrådens 4 metall. På detta sätt täckes axelns 1 hela yta med för- brukningselektrodens metall och ett första svetsskikt 8 bildas (fig 3).In this case, the gaps between the two grooves of 1.5 mm were melted away and the metal of the shaft 1 was fused with the metal of the melting wire 4. In this way, the entire surface of the shaft 1 is covered with the metal of the consumable electrode and a first welding layer 8 is formed (Fig. 3).

Fig 3 visar ett tvärsnitt genom axeln 1 med det första skiktet 8 och härav framgår tydligt formen av ett däremellan beläget gränsskikt S. Som framgår av ritningen har mellan- skiktet S en reliefstruktur som består av fördjupningar och utskjutande zoner som omväxlar åtminstone i axelns l längd- riktning d v s i samma riktning som de mest riskfyllda krafterna som verkar under axelns arbete.Fig. 3 shows a cross section through the shaft 1 with the first layer 8 and this clearly shows the shape of a boundary layer S located therebetween. As can be seen from the drawing, the intermediate layer S has a relief structure consisting of depressions and projecting zones which alternate at least in the length 1 of the shaft 1 direction, ie in the same direction as the most risky forces acting during the work of the shaft.

När det första skiktet har applicerats anbringas därpå följande svetsskikt på axeln till dess att en erforderlig 10 15 20 25 30 35 453 577 13 tjocklek på beläggningen erhållits med ett plusmân för mekanisk bearbetning.Once the first layer has been applied, the following weld layers are then applied to the shaft until a required thickness of the coating has been obtained with a plus for mechanical machining.

De följande svetsskikten appliceras utan någon mekanisk förbehandling varvid samma svetstrâd och flussmedel användes som för första skiktet. Svetsvillkoren är i princip desamma som vid första skiktets applicering men svetsströmmen re- duceras 20 % och uppgår således till 160 A. g Varje påföljande skikt appliceras på normalt sätt i en enda arbetsoperation utmed en skruvlinje med ett relativt avstånd mellan metallsträngarna i skiktet på 0,35.The following weld layers are applied without any mechanical pretreatment, using the same welding wire and flux as for the first layer. The welding conditions are basically the same as with the application of the first layer, but the welding current is reduced by 20% and thus amounts to 160 A. g Each subsequent layer is normally applied in a single working operation along a helix with a relative distance between the metal strands in the layer of 0, 35.

När ett skikt med önskad tjocklek påsvetsats på axeln kyles den sistnämnda utan att dess rotation stoppas och en mekanisk efterbearbetning av pâläggssvetsskiktet utföres tills önskade dimensioner uppnåtts med l till 1,5 mm plus- mått för slutbearbetning.When a layer of the desired thickness is welded to the shaft, the latter is cooled without stopping its rotation and a mechanical finishing of the overlay welding layer is performed until the desired dimensions are reached with 1 to 1.5 mm plus dimensions for final machining.

Därefter tempereras den hárdsvetsade axeln 1. För att utföra detta positioneras den i vertikal riktning i en härd- schaktugn. Den med hårdsvetsskiktet.9försedda axeln 1 vär- mebehandlas därefter under följande betingelser: upphettning :in 63o°c med en hastighet på eo°c per timme, bibehållande av denna temperatur under 4 timmar och kylning tillsammans med härdschaktugnen.Then the hard-welded shaft is tempered 1. To do this, it is positioned in the vertical direction in a hearth shaft furnace. The shaft 1 provided with the hard welding layer.9 is then heat treated under the following conditions: heating: at 63o ° c at a rate of eo ° c per hour, maintaining this temperature for 4 hours and cooling together with the hearth shaft furnace.

Fig 4 visar ett diagram över de kvarvarande spänningar- nas fördelning över ett tvärsnitt genom axeln l med en en- ligt föreliggande uppfinning pâförd beläggning 9. Detta dia- gram har erhållits med den välkända Zax-metoden genom upp- borrning och avsvarvning av ett testexemplar med fortsatta spänningsmätníngar enligt vilka kvarvarande spänningar be- räknades.Fig. 4 shows a diagram of the distribution of the remaining stresses over a cross section through the shaft 1 with a coating 9 applied according to the present invention. This diagram has been obtained with the well-known Zax method by drilling and turning off a test specimen. with continued voltage measurements according to which residual voltages were calculated.

Såsom visas i fig 4 har den enligt ovanstående förfa- rande med ett pâsvetsat skikt 9 försedda axeln l i smält- zonen mellan axeln 1 och beläggningen 9 kvarvarande spän~ ningar som utgörs av tryckspänningar på ca 10 kgf/mmz.As shown in Fig. 4, according to the above procedure, the shaft 1 provided with a welded layer 9 in the melting zone between the shaft 1 and the coating 9 has residual stresses which consist of compressive stresses of about 10 kgf / mm 2.

Dessa tryckspänningar uppgår nära skiktet 9 till ca 25 kgf/mmz.These compressive stresses near the layer 9 amount to about 25 kgf / mm 2.

Exempel 2 Detta exempel hänför sig till tillverkningen av en fartygspropelleraxel med 400 mm diameter och en cylindrisk 10 15 20 25 30 35 453 577 14 zon på 6.000 mm som skall beläggas med hårdmetall. Axeln skall ha en korrosionsbeständig beläggning över hela sin längd på den cylindriska zonen och samtidigt ett_lagerme- tallskikt i två zoner där lager är anordnade. Denna axel är tillverkad av perlitiskt konstruktionskolstål med en kolhalt på ca 0,4 %. Detta stål tillverkas industriellt i Sovjet- unionen under handelsbeteckningen Stål 40. Detta stål har en värmeutvidgningskoefficient på 14 x l0-6 l/°C. Vid till- verkningen av en sådan hàrdsvetsad axel användes samma svetsmaskin som beskrivits i exempel l.Example 2 This example relates to the manufacture of a ship propeller shaft with a diameter of 400 mm and a cylindrical zone of 6,000 mm to be coated with cemented carbide. The shaft must have a corrosion-resistant coating over its entire length on the cylindrical zone and at the same time a_bearing metal layer in two zones where bearings are arranged. This shaft is made of perlite structural carbon steel with a carbon content of about 0.4%. This steel is manufactured industrially in the Soviet Union under the trade name Steel 40. This steel has a coefficient of thermal expansion of 14 x 10-6 l / ° C. In the manufacture of such a hard welded shaft, the same welding machine as described in Example 1 was used.

Innan det första skiktet appliceras svarvas axelns cylindriska yta till en diameter för hàrdsvetsning. 1 Därefter sker förberedelserna för att svetsa första skiktet. Som förbrukningselektrod användes en svetstråd Cb-l2xl3 med 2 mmfdiameter d v s samma som i exempel l.Before the first layer is applied, the cylindrical surface of the shaft is turned to a diameter for hard welding. 1 Then the preparations for welding the first layer take place. As the consumable electrode, a welding wire Cb-12x13 with a diameter of 2 mm 2 is used, i.e. the same as in Example 1.

Vidare användes som flussmedel samma flussmedel AH-26c som i exempel l. Svetsbetingelserna har valts enligt följande: svetshastigheten är 28 m/h, bågspänningen är 34 V och svets- strömmen 250 A. Därefter inkopplas ett induktionsvärmeele- ment och ena axeländen upphettas till 250°C.Furthermore, the same flux AH-26c as in Example 1 was used as the flux. The welding conditions have been chosen as follows: the welding speed is 28 m / h, the arc voltage is 34 V and the welding current is 250 A. An induction heating element is then connected and one shaft end is heated to 250 ° C.

Därefter pâlägges första svetsskiktet. Denna operation utfördes i ett skruvlinjeformat kör (fig 2a) så att svets- strängar l0 av förbrukningselektrodens material har en och samma riktning. Ett relativt strängavstànd d för svetsning av första skiktet 8 väljes motsvarande fyllnadskoefficientenW för svetssträngens lp utskjutande ytdelar. Koefficienten W definieras enligt följande: _ __§â__ W _ B X h , (l) varvid Fd = verklig tvärsnittsarea av svetssträngens 10 ut- skjutande del, bestående av förbrukningselektro- dens metall, B = smältsträngens 10 bredd och h = höjden på svetssträngens 10 utskjutande del (fig 5b)- 4 Under det första skiktets nämnda svetsvillkor blir svetssträngarnas 10 bredd B 14 mm och fyllnadskoefficien-0 10 15 20 25 30 35 453 577 15 ten W för deras utskjutande ytdelar = 0,55. Det är välkänt för fackmannen på området att det relativa strängavstándet a är förhållandet mellan centrumavstàndet m mellan_strängarna och deras bredd B dvs _ m “ - -§- (2) Härav följer att x B (3) blir centrumavståndet m' m = U. och under beaktande att a = W , mellan svetssträngarna i svetsskiktet 7,7 mn. Centrumavstándet H i en enkel skruvlinje definieras enligt följande uttryck: H = HD m - (4) H D - m varvid D är = axelns diameter.Then the first welding layer is applied. This operation was performed in a helical chord (Fig. 2a) so that welding strands 10 of the material of the consumable electrode have one and the same direction. A relative strand distance d for welding the first layer 8 is selected corresponding to the filling coefficient W of the projecting surface parts of the welding strand 1p. The coefficient W is defined as follows: _ __§â__ W _ BX h, (l) where Fd = actual cross-sectional area of the projecting part of the welding string 10, consisting of the metal of the consumable electrode, B = the width of the melting string 10 and h = the height of the welding string 10 projecting part (Fig. 5b) - 4 Under the said welding conditions of the first layer, the width B of the welding strands 10 becomes 14 mm and the filling coefficient W of their projecting surface parts = 0.55. It is well known to those skilled in the art that the relative string spacing a is the ratio of the center spacing m between the strings and their width B, ie _ m “- -§- (2). It follows that x B (3) becomes the center spacing m 'm = U. and taking into account that a = W, between the welding strands in the welding layer 7.7 mn. The center distance H in a simple helix is defined according to the following expression: H = HD m - (4) H D - m where D is = the diameter of the shaft.

Eftersom värdet m är avsevärt mindre än axeldiametern D kan vid skruvlinjeformig svetsning i en enda operation centrum- avståndet H med tillräcklig praktisk noggrannhet anses vara lika med centrumavstándet m mellan smältsträngarna dvs i detta fall är H = 7,7 mm..Since the value m is considerably smaller than the shaft diameter D, in the case of helical welding in a single operation, the center distance H can be considered with sufficient practical accuracy to be equal to the center distance m between the melt strings, ie in this case H = 7.7 mm.

När första skiktet pàlagts anbringas efterhand ytter- ligare hårdsvetsskikt pá axelntillsönskad tjocklek uppnåtts 'med plusmàn för mekanisk bearbetning. Dessa skikt anbringas under användning av samma svetstrád och flussmedel och under samma villkor som tillämpats vid påläggning av första hård- svetsskiktet. Emellertid är relativa strängavståndet a mellan svetssträngarna i skiktet lika med 0,35.When the first layer has been applied, additional hard weld layers are gradually applied to the desired thickness achieved with a plus for mechanical processing. These layers are applied using the same welding wire and flux and under the same conditions as applied when applying the first hard weld layer. However, the relative strand distance α between the weld strands in the layer is equal to 0.35.

Därefter sker den mekaniska bearbetningen av den härd- svetsade axeln och dess värmebehandling. Dessa opera- tioner utförs på samma sätt som beskrivits i samband med exempel l.Thereafter, the mechanical processing of the hard-welded shaft and its heat treatment takes place. These operations are performed in the same manner as described in connection with Example 1.

Därefter placeras lager ll (fig 6) under respektive la- gersäten. Lagren ll är gjorda av kopparlagerlegering, exem- pelvis en legering innehållande 10 % tenn, 2 % zink och resten koppar. Denna legering produceras industriellt i Sovjetunionen under handelsbeteckningen ßpßq 10-2. Efter detta bearbetas lagren till angivna dimensioner med önskad 10 l5 20 25 30 35 455 577 16 ytfinish.Then bearings 11 (Fig. 6) are placed under the respective bearing seats. The bearings II are made of copper bearing alloy, for example an alloy containing 10% tin, 2% zinc and the rest copper. This alloy is industrially produced in the Soviet Union under the trade name ßpßq 10-2. After this, the bearings are machined to specified dimensions with the desired surface finish.

Såsom visas i fig Sb har mellanskiktet S mellan axeln 1 och det första skiktet 8 som anbringats på axeln_en relief- struktur med utsprâng och fördjupningar som omväxlande följer efter varandra i axelns längdriktning. Diagrammet med kvarvarande spänningar i axeln l med påläggssvetsen 9 och lagren ll därpå, tillverkade enligt det föreslagna förfa- randet, har samma form som det i samband med exempel l beskrivna diagrammet.As shown in Fig. Sb, the intermediate layer S between the shaft 1 and the first layer 8 applied to the shaft has a relief structure with projections and depressions which alternately follow one another in the longitudinal direction of the shaft. The diagram with residual stresses in the shaft 1 with the overlay weld 9 and the bearings 11 thereon, manufactured according to the proposed method, has the same shape as the diagram described in connection with Example 1.

Exempel 3 Detta exempel avser tillverkning av korrosionsbeständi- ga skyddsskikt på en fartygspropelleraxel med 300 mm diame- ter och l.200 mm längd. För att spara korrosionsbeständig material tillverkas lagerfodret med svetspålägg av detta material som appliceras på basmaterialet av kolstâl i enlige het med föreliggande uppfinning.Example 3 This example relates to the manufacture of corrosion-resistant protective layers on a ship propeller shaft with a diameter of 300 mm and a length of l.200 mm. In order to save corrosion-resistant material, the bearing liner is made with welding overlay of this material which is applied to the base material of carbon steel in accordance with the present invention.

Lagerfodret tillverkas av perlitisk konstruktionskol- stålplât med en kolhalt på ca 0,35 % som tillverkas indu- striellt i Sovjetunionen under handelsnamnet Stål 35. Detta stål har en värmeutvidgningskoefficient på 14 x 10-61/OC.The bearing lining is made of perlite structural carbon steel sheet with a carbon content of about 0.35% which is manufactured industrially in the Soviet Union under the trade name Steel 35. This steel has a coefficient of thermal expansion of 14 x 10-61 / OC.

Plåtens tjocklek, varav lagerfodret tillverkas, är lika med 16 mm. Plåt med erforderliga dimensioner bockas med bock- ningsvalsar och dess skarvkanter är längssvetsade för att på detta sätt bilda en ihålig cylinder.The thickness of the plate, from which the bearing lining is made, is equal to 16 mm. Sheet metal with the required dimensions is bent with bending rollers and its joint edges are welded longitudinally to form a hollow cylinder in this way.

Därefter anbringas lagerfodret i en svetsmaskin sådan den visas i fig l.Thereafter, the bearing liner is placed in a welding machine as shown in Fig. 1.

Därefter uppspännes lagerfodret i svetsmaskinens docka, dess innerdiameter svarvas ur med 3 till 4 mm svarvmân kvar över erforderlig dimension och dess utsida avsvarvas tills valshuden avlägsnats.Then the bearing liner is clamped in the welding machine's dock, its inner diameter is turned out with 3 to 4 mm turning man left over the required dimension and its outside is turned off until the roller skin has been removed.

Därefter vidtages förberedelserna för att pålägga första hàrdsvetsskiktet under samma svetsningvillkor som enligt exempel 2. Förbrukningselektroden och flussmedlet är också desamma som enligt exempel 2. Lagerfodret upphettas till 2oo°C_ Därefter pålägges första hàrdsvetsskiktet men till skill- nad fràn exempel 2 utföres denna operation i tre omgångar utmed skruvlinjernaxned samma riktning (fig 7). Ett relativt.centrum- 10 15 20 25 30 35 453 577 17 avstånd för hàrdsvetssträngarna i skiktet väljes med 0,55 d v s i fyllnadskoefficienten W för de utskjutande ytdelarna i hárdsvetssträngarna under angivna villkor. Medbett sådant relativavstànd a blir avståndet HM för varje pàförd skruv- linje lika med H = B x (5) G x n M I varvid n är antalet arbetsoperationer, d v s 14 x 0,53 x 3 = 23,1 mm, och förskjutningen "a" däremellan blir lika med: H a=-nl-. (e) d v s a - -ååšë-Ä = 7,7 mm.Then the preparations are made to apply the first hard weld layer under the same welding conditions as in Example 2. The consumable electrode and flux are also the same as in Example 2. The bearing liner is heated to 200 ° C. Then the first hard weld layer is applied but unlike Example 2 this operation is performed in three rounds along the helices in the same direction (Fig. 7). A relative center distance of the hard weld strands in the layer is selected by 0.55 i.e. the filling coefficient W of the projecting surface portions of the hard weld strands under specified conditions. With such a relative distance a, the distance HM for each applied helix becomes equal to H = W x (5) G xn MI where n is the number of working operations, ie 14 x 0.53 x 3 = 23.1 mm, and the displacement "a" in between becomes equal to: H a = -nl-. (e) d v s a - -ååšë-Ä = 7.7 mm.

Efter det att detta första lager applicerats anbringas följande skikt på lagerfodret till dess att önskad belägg- ningstjocklek uppnåtts plus arbetsmån för mekanisk bearbet- ning. Dessa skikt appliceras pâ samma sätt som första skik- tet utmed skruvlinjer med samma riktning i tre omgångar men relativavståndet G för hàrdsvetssträngarna i skikten väljes lika med 0,3.After this first layer has been applied, the following layers are applied to the layer liner until the desired coating thickness has been reached plus the working time for mechanical processing. These layers are applied in the same way as the first layer along helices with the same direction in three rounds, but the relative distance G of the hard weld strands in the layers is chosen equal to 0.3.

Därefter värmebehandlas den hårdsvetsade lagerskâ- len. Den placeras lodrätt i en härdschaktugn under följande betingelser: upphettning till 630°C med en hastighet av l00°C per timme, temperaturbehandling vid denna temperatur i 3 timmar och kylning tillsammans med ugnen.The hard-welded bearing shell is then heat-treated. It is placed vertically in a hearth shaft oven under the following conditions: heating to 630 ° C at a rate of 100 ° C per hour, temperature treatment at this temperature for 3 hours and cooling together with the oven.

Efter detta följer mekanisk bearbetning av den hàrdsvet- sade, dvs hárdmetallbelagda lagerskâlens insida till önskad dimensioner och vid dess ändar anbringas en yttre diameterbas.This is followed by mechanical processing of the inside of the hard-welded, ie carbide-coated bearing shells to the desired dimensions and an outer diameter base is applied at its ends.

Lagerskálen fästes på en fartygspropelleraxel pá känt sätt, exempelvis pákrympning. Därefter avsvarvas lagerfodrets dia- meter till slutgiltig dimension.The bearing shell is attached to a ship's propeller shaft in a known manner, for example shrinkage. The diameter of the bearing lining is then turned to the final dimension.

Vid det enligt det beskrivna förfarandet tillverkade lagerfodret är mellanskiktet S mellan fodret och det pålagda hårda svetsskiktet och formen av diagrammet över kvarvarande spänningar desamma som för en axel l med hárdsvetsat skikt 9 enligt exempel 2. 10 15 20 25 30 35 453 577 18 Exempel 4 Detta exempel avser tillverkning av en axel med 70 mm diameter och 2.000 mm längd med ett påsvetsat korrosionsbe- ständigt skikt på 6 mm. Axeln som skall beläggas med hård- metall är tillverkad av perlitiskt konstruktionskolstâl med en kolhalt på ca 0,2 %. Detta stål tillverkas industriellt i Detta stål har en värmeutvidgningskoefficient på 14 x 10-6 l/OC.In the bearing liner made according to the described method, the intermediate layer S between the liner and the applied hard weld layer and the shape of the diagram of residual stresses are the same as for a shaft 1 with hard welded layer 9 according to Example 2. Example 4 This example relates to the manufacture of a shaft with a diameter of 70 mm and a length of 2,000 mm with a welded-on corrosion-resistant layer of 6 mm. The shaft to be coated with cemented carbide is made of perlite structural carbon steel with a carbon content of about 0.2%. This steel is manufactured industrially in This steel has a coefficient of thermal expansion of 14 x 10-6 l / OC.

Vid tillverkningen av en sådan hàrdmetallbelagd resp hård- Sovjetunionen under handelsbeteckningen Stål 20. svetsad axel användes samma svetsmaskin ochi.princip sammasvets- ningsvillkor som i de föregående exemplen. Emellertid har med hänsyn till denna axels relativt ringa diameter och dess avsevärda längd första metallskiktet pâsvetsats i fem kors- vis förlöpande skruvlinjer på det enligt uppfinningen före- slagna sättet.In the manufacture of such a cemented carbide-coated or hard-welded shaft under the trade name Steel 20. welded shaft, the same welding machine and, in principle, co-welding conditions were used as in the previous examples. However, in view of the relatively small diameter of this shaft and its considerable length, the first metal layer has been welded in five cross-extending helices in the manner proposed according to the invention.

Som förbrukningselektrod användes en svetstrâd på 2 mm diameter med ca 0,06 % kol och 1,4 % krom som industriellt tillverkas i Sovjetunionen under handelsbeteckningen Cb-06x14.A 2 mm diameter welding wire with about 0.06% carbon and 1.4% chromium, which is industrially manufactured in the Soviet Union under the trade name Cb-06x14, was used as the consumable electrode.

Denna svetstråds termiska utvidgningskoefficient är 10 x 10-6 l/OC. Som flussmedel användes ett flussmedel med handelsnamnet AH-26c.The thermal expansion coefficient of this welding wire is 10 x 10-6 l / OC. A flux with the trade name AH-26c was used as flux.

Efter det att axeln spänts upp i en svetsmaskin be- stämmes följande svetsbetingelser: svetshastigheten är 25,5 m/h, svetsspänningen är 32 V och svetsströmmen 220 A.After the shaft has been clamped in a welding machine, the following welding conditions are determined: the welding speed is 25.5 m / h, the welding voltage is 32 V and the welding current 220 A.

Under dessa villkor får svetssträngen av förbrukningselek- trodens metall en bredd B på 14 mm och fyllnaöskoef- ficienten w av den utskjutande delen är lika med 0,6.Under these conditions, the welding string of the metal of the consumable electrode has a width B of 14 mm and the filling coefficient w of the protruding part is equal to 0.6.

För att nedbringa den termiska effekten på axeln när det första svetsskiktet appliceras har antalet arbetsopera- tioner satts lika med 8 för skruvlinjer i båda riktningar.To reduce the thermal effect on the shaft when the first welding layer is applied, the number of work operations has been set equal to 8 for helices in both directions.

Med utgångspunkt från villkoret att det relativa centrumav- ståndet d för härdsvetssträngarna i samma riktning i skiktet är lika med fyllnadskoefficienten W kan lätt uppnås att avståndet HM för varje skruvlinje i båda riktningarna blir lika med: _ 2 Ux Dn x B W M 1112132 -4 (na M2 H (7) 10 15 20 25 30 35 453 577 19 varvid n är antalet skruvlinjeformade arbetsoperationer i samma riktning.Based on the condition that the relative center distance d of the core welding strands in the same direction in the layer is equal to the filling coefficient W, it can be easily achieved that the distance HM for each helix in both directions is equal to: _ 2 Ux Dn x BWM 1112132 -4 (na M2 H (7) 10 15 20 25 30 35 453 577 19 where n is the number of helical work operations in the same direction.

På grund av det stora antalet arbetsoperationer bör avståndet för en skruvlinje, avsedd för flera arbetsopera- tioner räknas fram med denna ekvation. Beräkningar enligt detta visar att skruvlinjeavstândet i ifrågavarande fall skall vara lika med 135,4 mm. _ Efter det att axeländen upphettats till 200°C på samma sätt som i föregående exempel svetsas skruvlinjer exempelvis medurs en efter en med skruvlinjeavstândet HM lika med 135,4 mm. Efter det att svetssträngen av förbrukningselektrodens hård- metall applioerats utmed denna skruvlinje anbringas en andra skruvlinje i motsatt riktning d v s moturs genom svetsning (fig 8). Denna andra skruvlinje påbörjas mittemot utgångs- punkten av den första skruvlinjen d v s 1800 förskjutet runt axelns l längdaxel.Due to the large number of work operations, the distance for a helix, intended for several work operations, should be calculated using this equation. Calculations according to this show that the helical distance in the case in question shall be equal to 135.4 mm. After the shaft end has been heated to 200 ° C in the same way as in the previous example, helical lines are welded, for example, clockwise one by one with the helical distance HM equal to 135.4 mm. After the welding strand of the hard metal of the consumable electrode has been applied along this helix, a second helix is applied in the opposite direction, i.e. counterclockwise by welding (Fig. 8). This second helix is started opposite the starting point of the first helix, i.e. 1800 offset about the longitudinal axis of the shaft 1.

När hårdsvetsningen utmed den andra skruvlinjen är av- slutad, hårdsvetsas tredje skruvlinjen med samma riktning som den första men förskjuten relativt densanna i axelns längd- riktning en sträcka H a = -f-'l , l föreliggande fall nå” = 16,6 mm.When the hard welding along the second helix is completed, the third helix is hard welded in the same direction as the first but offset relatively the same in the longitudinal direction of the shaft a distance H a = -f-'l, in the present case reaching "= 16.6 mm .

I fortsättningen hårdsvetsas på liknande sätt och i nämnd ordningsföljd de följande skruvlinjerna varigenom det första hárdsvetsskiktet bildas.In the future, the following helical lines are hard-welded in a similar manner and in said order, whereby the first hard-welded layer is formed.

Gränsskiktet mellan axeln 1 och det första pàlagda hård- svetsskiktet har reliefstruktur med omväxlande efter varand- ra följande fördjupningar och utsprång både utmed axelns l längdriktning och runt denna axel. En sådan reliefvta är mera utpräglad i jämförelse med det gränsskikt S som erhålles i enlighet med de i exempel 2 och 3 beskrivna tillvägagångs- sätten (fig Eb).The boundary layer between the shaft 1 and the first applied hard weld layer has a relief structure with alternating successive depressions and projections both along the longitudinal direction of the shaft 1 and around this shaft. Such a relief surface is more pronounced in comparison with the boundary layer S obtained in accordance with the procedures described in Examples 2 and 3 (Fig. Eb).

När det första skiktet lagts på, följer följande hård- svetsskikt pà axeln osv till dess att erforderlig beläggnings- tjocklek uppnåtts med arbetsmån för mekanisk bearbetning.When the first layer is applied, the following hard weld layer follows on the shaft, etc. until the required coating thickness has been reached with the working time for mechanical processing.

Alla följande svetsskikt appliceras utmed skruvlinjer med samma riktning i åtta arbetsoperationer för varje en- 10 15 20 25 30 35 453 577 20 skilt skikt. På detta sätt bibehålles svetsningsvillkoren i princip på samma sätt som för svetsningen av första skiktet, och den använda svetstråden jämte flussmedlet är desamma som tidigare. Emellertid minskas svetsströmmen med 20% d v s den blir i föreliggande fall l80A.All subsequent welding layers are applied along helices with the same direction in eight working operations for each individual layer. In this way, the welding conditions are maintained in principle in the same way as for the welding of the first layer, and the welding wire used together with the flux is the same as before. However, the welding current is reduced by 20%, i.e. in the present case it becomes 180A.

Därefter följer den hárdsvetsade axelns mekaniska bearbetning och avspänningsglödning på samma sätt som i de tidigare beskrivna exemplen. Ä Formen av diagrammet över kvarvarande spänningar i den enligt detta förfarande tillverkade axeln är liknande den vid de ovan beskrivna utföringsexemplen med hàrdsvets- ning.This is followed by the mechanical machining and stress-annealing annealing of the hard-welded shaft in the same way as in the previously described examples. The shape of the diagram of residual stresses in the shaft manufactured according to this method is similar to that of the above-described embodiments with hard welding.

Exempel 5 Detta exempel visar ett tillverkningsförfarande för hârdsvetsade axlar där det första svetsskiktet påfö- res genom punktsvetsning med en förbrukningselektrod av me- tall i enlighet med uppfinningen.Example 5 This example shows a manufacturing method for hard welded shafts where the first welding layer is applied by spot welding with a metal consumable electrode in accordance with the invention.

Detta exempel hänför sig till tillverkningen av en axel med 100 mm diameter och 2.500 mm längd vilken belägges med ett 6 mm tjockt kcrrosionsbeständigt skikt. Axeln ifråga är tillverkad av stål 35.This example relates to the manufacture of a shaft with a diameter of 100 mm and a length of 2,500 mm which is coated with a 6 mm thick corrosion-resistant layer. The shaft in question is made of steel 35.

För påläggssvetsskiktets applicering användes 2 mm svetstråd som innehåller 0,12 % kol och 1,3 % krom och som industriellt tillverkas i Sovjetunionen under handelsbeteck- ningen Cb-12x13. Den termiska utvidgningseffekten för denna svetstråd uppgår till 10 x 10-6 1/OC. Som flussmedel an- vändes flussmedel AH-26c.For the application of the overlay welding layer, 2 mm welding wire was used which contains 0.12% carbon and 1.3% chromium and which is industrially manufactured in the Soviet Union under the trade designation Cb-12x13. The thermal expansion effect of this welding wire is 10 x 10-6 1 / OC. Flux AH-26c was used as flux.

I princip användes för beläggningens påföring samma svetsmaskin som i de tidigare beskrivna exemplen. För att emellertid anbringa det första svetsskiktets punktsvetsar med en stabil extern karakteristik avseende ljusbågens kraftförsörjning tillämpas stegvis frammatning av svetsr tråden. För detta ändamål användes i trådframmatningsan- ordningen en drivrulle 12 i form av en med avplattningar 13 försedd, speciellt utformad rulle (fig 9). Vidare finns en stoppanordning 14 som begränsar rörelsen av en driven rulle 15 som pressas mot den drivande rullen 12. På detta sätt stoppas svetstrâdens 4 frammatning när de platta ställena 13 10 15 20 25 30 35 453 577 21 ligger mitt för den drivna rullen 15. Dessa avplattade ställen 13 har sådana dimensioner att förhållandet mellan svetstrâdens frammatningstid och dess vilotid ligger i en storleksordning på 0,55 - 0,75.In principle, the same welding machine was used for the application of the coating as in the previously described examples. However, in order to apply the spot welds of the first welding layer with a stable external characteristic regarding the power supply of the arc, stepwise feeding of the welding wire is applied. For this purpose, a drive roller 12 in the form of a specially designed roller provided with flattening 13 is used in the wire feed device (Fig. 9). Furthermore, there is a stopping device 14 which restricts the movement of a driven roller 15 which is pressed against the driving roller 12. In this way the feed of the welding wire 4 is stopped when the flat places 13 10 15 20 25 30 35 453 577 21 lie in the middle of the driven roller 15. These flattened points 13 have such dimensions that the ratio between the feed time of the welding wire and its rest time is in the order of 0.55 - 0.75.

Svetsvillkoren för applicering av första skiktet är följande: svetshastigheten är 26 m/h, svetsspänningen uppgår till 30 - 32 V medan svetsströmmen är 200 - 220 A. För att erhålla en stabil svetsning under nämnda förhållanden blir frammatningshastigheten för svetstråden mot axelns 1 yta lika med 156 m/h.The welding conditions for application of the first layer are as follows: the welding speed is 26 m / h, the welding voltage amounts to 30 - 32 V while the welding current is 200 - 220 A. To obtain a stable welding under said conditions, the feed speed of the welding wire to the shaft 1 is equal to 156 m / h.

Innan första skiktet appliceras upphettas åtminstone den delen av axeln, där svetsningen skall börja, över en sträcka med ca 300 mm längd till ca 300°C medelst en indu- tionsvärmeugn på samma sätt som beskrivits i tidigare exem- pel.Before the first layer is applied, at least the part of the shaft where the welding is to begin is heated over a distance of about 300 mm in length to about 300 ° C by means of an induction heating furnace in the same manner as described in previous examples.

Därpå pålägges första svetsskiktet. För detta ändamål roteras axeln och förskjutes supporten 2 med svetshuvudet 3 varigenom man åstadkommer den skruvlinjeformade svetsen på axeln på liknande sätt som i de tidigare nämnda exemplen (fig lO)Ä Första skiktet svetsas på i en och samma arbets- u för de obrutna svetssträngarna i skiktet på 0,85. operation med ett relativavstånd konventionella Enligt försöks- resultat ger ett dylikt relativavstând a under nämnda villkor en överlappning av punktsvetsarnas smältzoner i skruvlinjens intill varandra belägna varv.Then the first welding layer is applied. For this purpose, the shaft is rotated and the support 2 is displaced with the welding head 3, whereby the helical weld on the shaft is produced in a similar manner as in the previously mentioned examples (Fig. 10). layer of 0.85. operation with a relative distance conventional According to experimental results, such a relative distance a under the said conditions gives an overlap of the melting zones of the spot welders in the adjacent turns of the helix.

Under loppet av svetstrådens 4 frammatning som sker när tråden är i kontakt med drivrullens 12 runda ytdelar tändes en elektrisk ljusbåge och en liten klick av förbruknings- elektrodens material placeras på axeln. Under nämnda svets- villkor är svetstrådmatningstiden mot axelns l yta ca 0,5 - 0,6 sek och diametern av en punktsvetsad metallklick från förbrukningselektroden är 15 - 16 mm. Vid ytter1igare.rota- tion av drivrullen 12 hamnar en av avplattningarna 13 mitt för tråden. Trots att den speciellt utformade drivrullen 12 fortsätter sin rotation upphör då smälttrådens frammatning.During the feed of the welding wire 4 which takes place when the wire is in contact with the round surface parts of the drive roller 12, an electric arc is lit and a small click of the material of the consumable electrode is placed on the shaft. Under the said welding conditions, the welding wire feed time to the surface of the shaft is about 0.5 - 0.6 sec and the diameter of a spot-welded metal click from the consumable electrode is 15 - 16 mm. Upon further rotation of the drive roller 12, one of the flattening 13 ends up in the middle of the wire. Although the specially designed drive roller 12 continues its rotation, the feed of the melting wire then ceases.

När detta sker uppkommer först en kort avbränningsperiod, under nämnda villkor på 0,20 - 0,25 sek, förorsakad genom att ljusbågens spännvidd växer, och när denna när sitt 10 15 20 30 35 453 577 22 kritiska värde slocknar ljusbågen. När den speciellt ut- formade drivrullen 12 roterar ytterligare så att rullens 12 runda yta åter kommer i kontakt med smälttråden återupptas smälttrådens frammatning. Eftersom under nämnda svetsvillkor för första skiktet ljusbågsbränntidsavbrottet är mindre än 0,8 sek innan smälttrådens matning återupptas, finns smält- trädens ände fortfarande mitt för ett område med smält och joniserad slagg som bildats vid anbringandet av föregående punktsvets. Under dessa villkor erhålles en stabil ljusbâgs- tändning, och svetsprocessen för nästa punktsvets med för- brukningselektrodens metall startas igen.When this takes place, a short burning period first arises, under the said conditions of 0.20 - 0.25 sec, caused by the span of the arc growing, and when this reaches its critical value, the arc goes out. When the specially designed drive roller 12 rotates further so that the round surface of the roller 12 comes back into contact with the melt wire, the feed of the melt wire is resumed. Since under said welding conditions for the first layer the arc burn timeout is less than 0.8 sec before the melting wire feed is resumed, the end of the melting trees is still in the middle of an area of molten and ionized slag formed during the application of the previous spot weld. Under these conditions, a stable arc ignition is obtained, and the welding process for the next spot weld with the consumable electrode metal is started again.

I fortsättningen upprepas smältprocessen. Perioderna mellan de olika arbetsstegen för att anbringa punktsvetsar med förbrukningselektroden uppgår till 1,4 sek. Centrumav- ståndet mellan efter varandra följande punktsvetsar på axeln uppgår till 10 mm, d v s 0,63 - 0,66 av den diameter som dessa punktsvetsar har på axelytan.In the following, the melting process is repeated. The periods between the different working steps for applying spot welds with the consumable electrode amount to 1.4 sec. The center distance between successive spot welds on the shaft amounts to 10 mm, ie 0.63 - 0.66 of the diameter that these spot welds have on the shaft surface.

När första skiktet är påsvetsat installeras en konven- tionell svetstrâdmatningsanordning som åstadkommer konstant trådframmatningshastighet till den yta som skall beläggas.When the first layer is welded, a conventional welding wire feeding device is installed which provides a constant wire feeding speed to the surface to be coated.

Följande svetsskikt pålägges under samma svetsvillkor och med samma svetshastighet som vid applícerande av följande skikt i exempel 4.The following weld layers are applied under the same welding conditions and at the same welding speed as when applying the following layers in Example 4.

När det erforderliga antalet svetsskikt har applicerats bearbetas den hàrdsvetsade axeln och avspänningsglödgas på samma sätt som beskrivits i föregående exempel.When the required number of weld layers has been applied, the hard-welded shaft and strain relief annealing gas are processed in the same manner as described in the previous example.

Mellanskiktet S mellan axeln l och första skiktet 9 i den pâsvetsade beläggningen 9 representerar en kraftigt ut- präglad reliefyta med bikakestruktur. Diagrammet över kvar- varande spänning har vid med det föreslagna förfarandet enligt uppfinningen hårdsvetsade axlar liknande form _ som diagrammet för hàrdsvetsade axlar som tillverkats i överensstämmelse med exemplen l - 4.The intermediate layer S between the shaft 1 and the first layer 9 in the welded coating 9 represents a strongly pronounced relief surface with a honeycomb structure. The diagram of residual stress in the case of the proposed method according to the invention has hard-welded shafts similar in shape to the diagram of hard-welded shafts manufactured in accordance with Examples 1-4.

Exempel 5 visar en av möjligheterna för punktsvetspå- läggning under användning av en profilerad drivrulle i en svetstrådmatningsanordning. Eftersom punktsvetspåläggnings- förfarandena inte har direkt sammanhang med föreliggande uppfinning beskrives här inga ytterligare exempel. Det står 10 15 20 25 30 35 453 577 23 emellertid klart för fackmannen på området att punktsvets- påläggning kan ske på annat sätt och med andra medel exem- pelvis genom att använda en nockdrivrulle vars yta åstad- kommer olika frammatningshastighet för svetstråden inom ett område för stabila ljusbågar eller genom användning av elektriska stegmotorer eller periodiskt varierbara hastig- hetsdrivanordningar för svetstrâdmatningsanordningen, eller genom användning av en bâgsvetsenergikälla med periodiskt varierande karakteristik, eller genom kombinerat utnyttjan- de av nämnda möjligheter. Svetsvillkoren för första skiktet och förhållandet mellan ljusbågsbrinntiden och tiden då den är släckt är härvid i princip desamma som nämnts i exempel 5 och ger en applicering av första skiktet med ett centrum- avstånd mellan påläggspunktssvetsarna på 0,30 - 0,68 av dessa punktsvetsars diameter på axelytan.Example 5 shows one of the possibilities for spot welding application using a profiled drive roller in a welding wire feeding device. Since the spot welding methods are not directly related to the present invention, no further examples are described here. However, it is clear to those skilled in the art that spot welding can be applied in other ways and by other means, for example by using a cam drive roller whose surface provides different feed speeds for the welding wire within an area. for stable arcs or by using electric stepper motors or periodically variable speed drives for the welding wire supply device, or by using an arc welding energy source with periodically varying characteristics, or by combined use of said possibilities. The welding conditions for the first layer and the ratio between the arc burn time and the time when it is extinguished are in principle the same as mentioned in Example 5 and give an application of the first layer with a center distance between the overlay spot welds of 0.30 - 0.68 of the diameter of these spot welds. on the shoulder surface.

I exemplen l - 5 beskrivna utföringsformer av förelig- gande uppfinning avser tillverkningen av hàrdsvetsade axlar, varvid det pålagda skiktet består av en och samma metall. Följande exempel avser tillverkningen av axlar med beläggningar som är uppbyggda av olika metaller.Embodiments of the present invention described in Examples 1-5 relate to the manufacture of hard-welded shafts, the applied layer consisting of one and the same metal. The following examples relate to the manufacture of shafts with coatings constructed of different metals.

Exempel 6 Detta exempel avser tillverkningen av en hårdsvet- sad axel med en beläggning vars yttre skikt är tillverkade av austenitiskt rostfritt stål.Example 6 This example relates to the manufacture of a hard-welded shaft with a coating whose outer layers are made of austenitic stainless steel.

Den axel som skall hàrdsvetsas är densamma som enligt exempel 4. Såsom ovan nämnts i exempel 4 pâföres axeln det första skiktet av kromstâl i form av varandra kor- sande skruvlinjer.The shaft to be hard welded is the same as in Example 4. As mentioned above in Example 4, the shaft is applied to the first layer of chrome steel in the form of intersecting helices.

Efter första skiktets pâförande och axelns kylning yt- behandlas den på ett tredje sätt.After the first layer has been applied and the shaft has cooled, it is surface-treated in a third way.

Därefter vidtages förberedelser för påföring av auste- nistiskt rostfritt stål. Man använder en förbrukningselek- trod i form av en smälttråd med 2 mm diameter som innehåller ca 0,04 % kol, 1,9 % krom, l,l % nickel, 3 % mangan och tillverkas industriellt i Sovjetunionen under handelsbeteck- ningen Cb-04Xl9HllM3. Elektrodmaterialet har en värmeut- viagningskoefficient på 16 x 1o'61/°c.Preparations are then made for the application of austenitic stainless steel. A consumable electrode is used in the form of a 2 mm diameter fusing wire containing about 0.04% carbon, 1.9% chromium, 1.1% nickel, 3% manganese and manufactured industrially in the Soviet Union under the trade name Cb- 04Xl9HllM3. The electrode material has a heat dissipation coefficient of 16 x 10 '61 / ° c.

Svetsvillkoren för det första och deföljande skikten 10 l5 20 25 30 35 453 577 24 väljes enligt följande: svetshastigheten uppgår till 25 m/h, svetsspänningen är 32 V och svetsströmmen 40 A. Samtliga skikt med austenitiskt rostfritt stål påsvetsas'utmed skruv- linjer med samma riktning i åtta steg, såsom beskrivits i exempel 4 och med konstant bâgsvetskarakteristik.The welding conditions for the first and subsequent layers 10 l5 20 25 30 35 453 577 24 are selected as follows: the welding speed is 25 m / h, the welding voltage is 32 V and the welding current is 40 A. All layers with austenitic stainless steel are welded together with screw lines with the same direction in eight steps, as described in Example 4 and with constant arc welding characteristics.

När alla skikt applicerats utföres mekanisk efterbe- arbetning och avspänningsglödgning på samma sätt som enligt exempel 5.When all layers have been applied, mechanical finishing and stress-annealing annealing are carried out in the same way as in Example 5.

Den i enlighet med detta förfarande tillverkade axeln l har en beläggning där de yttre skikten 16 (fig ll) är till- verkade av austenitiskt rostfritt stål och mellan skiktet 16 och axeln l sitter ett mellanskikt 8 av kromstål.The shaft 1 manufactured in accordance with this method has a coating in which the outer layers 16 (Fig. 11) are made of austenitic stainless steel and between the layer 16 and the shaft 1 there is an intermediate layer 8 of chrome steel.

För att omvandla kvarvarande dragspänningar som ut-_ vecklats i skikten med austenitiskt stål till tryckkrafter kan den hårdsvetsade ytan valsas. I detta fall kan för- delningsdiagrammet för kvarvarande spänningar bli liknande som för axlar som tillverkats enligt exemplen l - 5.To convert residual tensile stresses developed in the austenitic steel layers into compressive forces, the hard welded surface can be rolled. In this case, the distribution diagram for residual stresses may be similar to that of shafts manufactured according to examples 1-5.

Exempel 7 Detta exempel avser tillverkningen av en hàrdsvet- sad stàlaxel vars sammanlagt 12 mm tjocka ytterskikt är tillverkade av brons för att ge dess lagerzoner korrosions- och avnötningsbeständighet.Example 7 This example relates to the manufacture of a hard-welded steel shaft whose total outer layer 12 mm thick is made of bronze to give its bearing zones corrosion and abrasion resistance.

Axeln som skall hàrdsvetsas är tillverkad av stål 35, har 300 mm diameter och 5l500 mm längd.The shaft to be hard welded is made of steel 35, has a diameter of 300 mm and a length of 51,500 mm.

Denna axel belägges med ett påsvetsat kromstålskikt med utskjutningar från detta skikts bas till axelmetallen i enlighet med föreliggande uppfinning. Sådan beläggning kan ske enligt samtliga de tillvägagångssätt som beskrivits ovan i exemplen 1 - 5, speciellt genom applicering av metallen från en förbrukningselektrod i skruvlinjeform i en enda arbetsoperation såsom beskrivits i exempel 2.This shaft is coated with a welded chrome steel layer with protrusions from the base of this layer to the shaft metal in accordance with the present invention. Such coating can be performed according to all the procedures described above in Examples 1-5, especially by applying the metal from a consumable electrode in helical form in a single working operation as described in Example 2.

Efter det första skiktets applicering kyles axeln'och skiktet färdigsvetsas genom en tredje sorts ytbehandling.After the application of the first layer, the shaft is cooled and the layer is finished by a third type of surface treatment.

Därefter vidtas förberedelser för att applicera brons.Preparations are then made to apply bronze.

Man använder en förbrukningselektrod i form av en 2 mm tjock smälttråd av kiselbrons som tillverkas industriellt i Sov- jetunionen under handelsnamnet K M q 3-l. Denna brons inne- håller 2,75 - 3,5 % kisel, 1,0 - 1,5 % mangan och resten 10 15 20 25 30 35 453 577 25 koppar. Svetshastigheten uppgår till 18 m/h. Bronsen app- liceras genom argonimpulssvetsning under följande villkor.A consumable electrode is used in the form of a 2 mm thick fuse of silicon bronze which is manufactured industrially in the Soviet Union under the trade name K M q 3-l. This bronze contains 2.75 - 3.5% silicon, 1.0 - 1.5% manganese and the rest 10 15 20 25 30 35 453 577 25 copper. The welding speed amounts to 18 m / h. The bronze is applied by argon impulse welding under the following conditions.

Hjälpströmmen är 90 A, hjälpbâgspänningen är 22 V, impuls- strömmen är sso A, strömimpuistiden 1,8 msek, puisfrekvensen ' 50 Hertz.The auxiliary current is 90 A, the auxiliary arc voltage is 22 V, the pulse current is sso A, the current pulse time is 1.8 msec, the pulse frequency '50 Hertz.

Samtliga bronsskikt appliceras utmed skruvlinjer i en arbetsoperation med ett relativavstånd mellan metallsvets- strängarna i varje skikt lika med 0,55.All bronze layers are applied along helices in a working operation with a relative distance between the metal welding strands in each layer equal to 0.55.

Efter det att ett bronsskikt med erforderlig tjocklek plus arbetsmân för mekanisk bearbetning applicerats, vida- rebearbetas och avspänningsglödgas den hårdsvetsade axeln. Avspänningsglödningen sker med axeln vertikalt i en härdschaktugn under följande termiska betingelser: upphett- ning till 630°C med en hastighet på l00°C per timme, vär- mebehandling vid denna temperatur under 3,5 timme, avsval- ning tillsammans med ugnen.After a bronze layer with the required thickness plus manpower for mechanical processing has been applied, the hard-welded shaft is further processed and stress-annealed. The stress annealing takes place with the shaft vertically in a hearth shaft furnace under the following thermal conditions: heating to 630 ° C at a rate of 100 ° C per hour, heat treatment at this temperature for 3.5 hours, cooling together with the furnace.

Efter detta ytbehandlas axelns slutgiltigt till önskad ytkvalitet.After this, the shaft is finally treated to the desired surface quality.

Fördelningsdiagrammet över kvarvarande spänningar för den hárdsvetsade axeln som tillverkats i enlighet med ovannämnda förfarande får liknande form som vid en hård- svetsade axel med beläggning av austenitiskt rostfritt stål som inte valsats.The distribution diagram of residual stresses for the hard-welded shaft manufactured in accordance with the above procedure takes the same form as for a hard-welded shaft with a coating of austenitic stainless steel that has not been rolled.

Hårdsvetsade delar som tillverkats i enlighet med föreliggande uppfinning enligt beskrivningen i de illustre- rande exemplen har en reliefform på mellanskiktet S i smält- zonen mellan detaljens l metall och första därpå applicerade skikt 8 samtidigt som kvarvarande tryckkrafter finns i smältzonen och i det första påläggssvetsskiktet 8. I smält- zonen säkerställas mjuk övergång mellan olika värmeutvidg- ningskoefficienter och frånvaro av språngvist varierande spänningar. l Makro- och mikrodefekter i smältzonen av en sådan del befinner sig som ett resultat härav i ett kompressions- stadium och torde inte bli utsatta för några större drag- krafter vid användningen eller, om kvarvarande kompressions- spänningar är tillräckligt stora, kommer sådana dragkraf- ter överhuvudtaget inte att utvecklas. Under dessa villkor 10 15 20 25 30 35 453 577 26 är uppkomsten av mikrosprickor i smältzonen och deras till- växt synnerligen osannolika. Samtidigt reducerar mellan- skiktets S reliefstruktur och frånvaron av spänningshopp i smältzonen på välkommet sätt sannolikheten för beläggnings- avskjuvning.Hard-welded parts made in accordance with the present invention as described in the illustrative examples have a relief shape on the intermediate layer S in the melting zone between the metal 1 of the part and the first layer 8 applied thereto while remaining compressive forces are present in the melting zone and in the first overlay welding layer 8 In the melting zone, a smooth transition between different coefficients of thermal expansion and the absence of abruptly varying stresses is ensured. Macro- and micro-defects in the melting zone of such a part are as a result in a compression stage and should not be subjected to any major tensile forces during use or, if the remaining compressive stresses are sufficiently large, such tensile forces will does not develop at all. Under these conditions, the occurrence of microcracks in the melting zone and their growth are extremely unlikely. At the same time, the relief structure of the intermediate layer S and the absence of voltage jumps in the melting zone significantly reduce the probability of coating shear.

Enligt föreliggande uppfinninghärdsvetsade delars utmattningsbeständighet och korrosionsbeständighet har bestämts på provkroppar som gjordes med kombinationer av detaljens material och påläggssvetsar, inkluderande glid- lagerelement, som visas nedan, varvid provernas diameter var 60 - 70 mm. Dessa tester utfördes i form av en installa- tion som omfattade ren växlande belastning av provet med en frekvens på l.000 - 1.750 bel./min. vid undersökningen av långtids-korrosionsbeständigheten användes som aggressiv miljö sjövatten i form av en 3 %-ig lösning av natriumklo- rid. Basen för utmattningstesterna var lika med 10 x 106 cykler och långtidskorrosionsbeständigheten bestämdes på basis av so - so x 106 Testerna har visat att provernas utmattningshållfasthet cykler. ligger i området 20 - 24 kgf/mmz och att lângtidskorro- sionsbeständigheten på basis av 10 x 106 cykler ligger i omrâdet 18 - 21 kgf/m2. Utmattningstester av prover en- ligt uppfinningen med påsvetsad beläggning och bronslager har visat att bronslagren inte sänker provernas utmatt- ningshâllfasthet. De senare sänktes inte heller genom de- fekter som uppkom under svetsningens gång såsom gas- eller slagginneslutningar och ytsprickor i proverna som uppkommer under testet.According to the fatigue resistance and corrosion resistance of the present invention hard welded parts have been determined on specimens made with combinations of the material of the part and overlay welds, including plain bearing elements, shown below, the diameter of the samples being 60-70 mm. These tests were performed in the form of an installation that included a pure alternating load of the sample with a frequency of 1,000 - 1,750 bel / min. In the study of long-term corrosion resistance, seawater in the form of a 3% solution of sodium chloride was used as the aggressive environment. The basis for the fatigue tests was equal to 10 x 106 cycles and the long-term corrosion resistance was determined on the basis of so - so x 106 The tests have shown that the fatigue strength of the samples cycles. is in the range 20 - 24 kgf / mmz and that the long-term corrosion resistance on the basis of 10 x 106 cycles is in the range 18 - 21 kgf / m2. Fatigue tests of samples according to the invention with welded coating and bronze layers have shown that the bronze layers do not lower the fatigue strength of the samples. The latter were also not reduced by defects that arose during the welding process, such as gas or slag inclusions and surface cracks in the samples that arise during the test.

Provernas tillverkning och testning utfördes i överens- stämmelse med det förfaringssätt som möjliggjorde att ut- sträcka undersökningsresultaten även på speciella enheter.The production and testing of the samples were carried out in accordance with the procedure that made it possible to extend the examination results to special units as well.

Alla dessa faktorer gjorde det möjligt att dokumentera möjligheten av vidsträckt användning av föreliggande upp- finning, under uppnâende av alla ovannämnda fördelar, för tillverkning av stora metalldetaljer som är utsatta för av- sevärda dynamiska belastningar och som arbetar i aggressiv miljö. Uppfinningen gör det möjligt att åstadkomma lång livslängd för sådana detaljer och samtidigt att reducera 453 577 27 deras tillverkningskostnader genom att man spar in på säll- synta och dyra material.All these factors made it possible to document the possibility of extensive use of the present invention, while achieving all the above-mentioned advantages, for the manufacture of large metal parts which are exposed to considerable dynamic loads and which operate in an aggressive environment. The invention makes it possible to achieve a long service life for such parts and at the same time to reduce their manufacturing costs by saving on rare and expensive materials.

En av de direkta användningsområden för föreliggande uppfinning är fartygspropelleraxlar med stor längd i stor- leksordningen nâgra meter och med stort förhållande mellan axellängd och axeldiameter och vilkas arbetsuppgifter är förknippade med överföring av stora krafter och vilka är utsatta för aggressivt sjövatten. 453 577 Kemiska kompositioner av perlitiska konstruktions- 28 Tabell 1 u. kclstålsorter Handelsnamn C Mn Si Ni Stål - 20 0,l7~0,24 O,35~0,65 0,l7~O,37 - - - 30 0,27~0,35 0,50~0,80 0,l7~0,37 - - - 35 0,32~0,40 0,50~0,80 0,l7~0,37 - 40 0,37~0,45 0,S0~0,80 0,l7~0,37 - - 40 XH 0,36~0,44 0,50~0,80 0,l7~0,37 0,45~0,75 l,0~å,4 453 577 29 m~o.o w~°.o | mzw Nfizcfi owïwfi Nzfl w°.o Hw>m nu wo.o Hw>w mm m:HflmmHx«o m~o.o @~°.° @.°zm.o ~:~ Hflzm omzwfl ~»A m.o=m.o mo.o uw>@ hm emzofimmflxwo °mo.o mH°.° °.Hzm.° 4 ofizw owzwfl ~2H o_Hz«.o wo.o uw>æ nu emmmfixmo m~o.o wH°.° | 1 ofizw øwzwfi ~:H Q.~zm.o wo.o uw>m fiw mmmflxvq °mo.o m~°.o I 1 o@.o uw>m fiw mfizmfl ~_°zm.o >.oz~.o wo.o »w>m fiw «Hxw° =m°.o m~°.c 1 | ow.o Hw>w mm «H2~H ~.o1m.o >.øzm.o ~H.o>æo.o mfixofl =mo.o m~o.o | | ow.Q nw>æ fiw qfizwa >_@zm.o ~.ozm.o «H.o2mQ.o mHx~A nu uw>m um>w fiw mm m w fia oz Hz nu az fim u camcmflwunmm umømuumum>m >m mcflcnummcmeëmm xmflfimx N HflwnmaOne of the direct uses of the present invention are ship propeller shafts of large length in the order of a few meters and with a large ratio between shaft length and shaft diameter and whose tasks are associated with the transmission of large forces and which are exposed to aggressive seawater. 453 577 Chemical compositions of perlite structural 28 Table 1 u. Kcl steels Trade name C Mn Si Ni Steel - 20 0, 17 ~ 0.24 0, 35 ~ 0.65 0, 17 ~ 0, 37 - - - 30 0.27 ~ 0.35 0.50 ~ 0.80 0, l7 ~ 0.37 - - - 35 0.32 ~ 0.40 0.50 ~ 0.80 0, l7 ~ 0.37 - 40 0.37 ~ 0 , 45 0, S0 ~ 0.80 0, l7 ~ 0.37 - - 40 XH 0.36 ~ 0.44 0.50 ~ 0.80 0, l7 ~ 0.37 0.45 ~ 0.75 l, 0 ~ å, 4 453 577 29 m ~ oo w ~ ° .o | mzw N fi zc fi owïw fi Nz fl w ° .o Hw> m nu wo.o Hw> w mm m: H fl mmHx «om ~ oo @ ~ °. ° @. ° zm.o ~: ~ H fl zm omzw fl ~» A mo = mo mo. o uw> @ hm emzo fi mm fl xwo ° mo.o mH °. ° ° .Hzm. ° 4 o fi zw owzw fl ~ 2H o_Hz «.o wo.o uw> æ nu emmm fi xmo m ~ oo wH °. ° | 1 o fi zw øwzw fi ~: H Q. ~ zm.o wo.o uw> m fi w mmm fl xvq ° mo.om ~ ° .o I 1 o @ .o uw> m fi w m fi zm fl ~ _ ° zm.o> .oz ~. o wo.o »w> m fi w« Hxw ° = m ° .om ~ ° .c 1 | ow.o Hw> w mm «H2 ~ H ~ .o1m.o> .øzm.o ~ H.o> æo.o m fi xo fl = mo.o m ~ o.o | | ow.Q nw> æ fi w q fi zwa> _ @ zm.o ~ .ozm.o «H.o2mQ.o mHx ~ A nu uw> m um> w fi w mm mw fi a oz Hz nu az fi m u camcm fl wunmm umømuumum> m> m mc fl cnummcmeëmm xm flfi mx N H fl wnma

Claims (15)

10 15 20 25 30 453 577 30 PATENTKRAV10 15 20 25 30 453 577 30 PATENT REQUIREMENTS 1. l. Hàrdsvetsad detalj (1), på vilken applicerats flera svetsskikt (8,9,l6) medelst ljusbågssvetsning med förbrukningselektrod, mekanisk bearbetning och tempera- turbehandling, k ä n n e t e c k n a d därav av, att ett gränsskikt (S) mellan detaljen (1) och första belägg- ningsskiktet (8) i en smältzon har reliefform med fördjup- ningar och utsprång som regelbundet följer efter varandra i samma riktning som de mest riskfyllda krafterna beräknas verka i detaljen (1) ifråga under dess användning, samt att från tillverkningsprocessen kvarvarande inre spänningar i form av kompressionskrafter åtminstone inom smältzonens tjockleksomràde är fördelade i samma riktning.1. 1. Hard-welded part (1), to which several welding layers (8,9, 16) have been applied by means of arc welding with a consumable electrode, mechanical processing and temperature treatment, characterized in that a boundary layer (S) between the part (1) ) and the first coating layer (8) in a melting zone has a relief shape with depressions and projections which regularly follow one another in the same direction as the most hazardous forces are estimated to act in the part (1) in question during its use, and that from the manufacturing process remaining internal stresses in the form of compression forces at least within the thickness range of the melting zone are distributed in the same direction. 2. Hárdsvetsad detalj enligt krav l, t e c k n a d därav, att den hárdsvetsade beläggningen (9) består av olika skikt (8,l6) av olika metall och att gränsskikten i deras smältzoner har reliefstruktur.Hard-welded part according to Claim 1, characterized in that the hard-welded coating (9) consists of different layers (8, 16) of different metal and that the boundary layers in their melting zones have a relief structure. 3. Hârdsvetsad detalj enligt krav l eller 2, till- k ä n n e - verkad av láglegerat stál eller kolstål, med en korro- sionsbeständig beläggning, k ä n n e t e c k n a d där- av, att åtminstone första skiktet (8) i beläggningen är direkt fastsmält på detaljens (1) yta och består av krom- stål.Hard-welded part according to Claim 1 or 2, characterized in - made of low-alloy steel or carbon steel, with a corrosion-resistant coating, characterized in that at least the first layer (8) of the coating is directly fused to surface of the part (1) and consists of chrome steel. 4. Hárdsvetsad detalj enligt krav 2 eller 3, n e t e c k n a d därav, att det första skiktet (8) be- står av kromstàl och är belagt med ett ytterligare skikt (16) av austenitiskt, rostfritt stål.Hard-welded part according to Claim 2 or 3, characterized in that the first layer (8) consists of chrome steel and is coated with a further layer (16) of austenitic stainless steel. 5. Tillverkningsförfarande för hárdsvetsade delar en- k ä n - ligt något eller några av kraven 1-4, innefattande appli- cering av påsvetsar i flera skikt på en detalj (1) med ett reliefformat gränsskikt (S) medelst ljusbågsvetsning med förbrukningselektrod (4), mekanisk bearbetning och tempe- raturbehandling därav, k ä n n e t e c k n a t därav, att ett första skikt (8) appliceras så att det bildar re- gelbundna, kontinuerligt efter varandra följande, i minst 10 15 20 25 30 35 453 577 31 en riktning utskjutande utsprâng från detta skikts (8) bas vid gränsskiktet (S) och in i detaljens (1) metall, samt att förbrukningselektroden (4) som använts_för app- licering av detta skikt, består av en metall, vars värme- utvidgningskoefficient är lägre än den för detaljens (1) metall. _Manufacturing method for hard-welded parts according to any one or more of claims 1-4, comprising applying bag welds in several layers to a part (1) with a relief-shaped boundary layer (S) by means of arc welding with a consumable electrode (4). ), mechanical processing and temperature treatment thereof, characterized in that a first layer (8) is applied so that it forms regular, continuously successive, in at least 10 15 20 25 30 35 453 577 31 originating from the base of this layer (8) at the boundary layer (S) and into the metal of the part (1), and that the consumable electrode (4) used for applying this layer consists of a metal whose coefficient of thermal expansion is lower than the for the metal of the part (1). _ 6. Tillverkningsförfarande enligt krav 5, k ä n n e - t e c k n a t därav, att utsprángen-från första skiktets (8) bas in i detaljens (l) metall àstadkommes genom meka- nisk behandling därav och genom därpå följande pásvetsning av metall i fördjupningar som formats under loppet av den mekaniska bearbetningen.Manufacturing method according to claim 5, characterized in that the projections from the base of the first layer (8) into the metal of the part (1) are effected by mechanical treatment thereof and by subsequent welding of metal in depressions formed below the course of the mechanical processing. 7. Tillverkningsförfarande enligt krav 5, k ä n n e - t e c k n a t därav, att utsprángen från första skiktets (8) bas och in i detaljens (l) metall åstadkommes genom att svetsa detta första skikt (8) med en förbrukningstråd- elektrod med metallsvetssträngarna i en och samma riktning och med ett förhållande (u) mellan strängcentrumavstànd (m) och strängbredd (B) i svetsskiktet som är lika med svetssträngarnas utanför detaljen (1) utskjutande delars fyllnadskoefficient (W).Manufacturing method according to claim 5, characterized in that the projections from the base of the first layer (8) and into the metal of the part (1) are effected by welding this first layer (8) with a consumable wire electrode with the metal welding strands in a and the same direction and with a ratio (u) between the strand center distance (m) and the strand width (B) in the welding layer which is equal to the filling coefficient (W) of the weld strands projecting outside the part (1). 8. Tillverkningsförfarande enligt krav 5, k å n n e - t e c k n a t därav, att utspràngen från första skiktets (B) bas in i delens (1) metall ástadkommes genom att man. svetsar detta första skikt (8) med en tràdelektrod med korsvis applicering av svetssträngarna och med ett förhål- lande (a) mellan strängcentrumavstànd (m) och strängbredd (B) för svetsstrângar med en och samma riktning i skiktet, vilket förhållande (a) motsvarar fyllnadskoefficienten (W) för strängarnas utanför detaljen utskjutande delar.A manufacturing method according to claim 5, characterized in that the projections from the base of the first layer (B) into the metal of the part (1) are achieved by welds this first layer (8) with a wire electrode with cross application of the welding strands and with a ratio (a) between the strand center distance (m) and strand width (B) for welding strands with one and the same direction in the layer, which ratio (a) corresponds to the fill coefficient (W) for the parts of the strings projecting outside the part. 9. Tillverkningsförfarande enligt krav 5, k ä n n e - t e c k n a t därav, att utsprången från första skiktets (B) bas och in i detaljens (1) metall ástadkommes genom punktsvetsning av detta skikt med ett centrumavstánd mel- lan intill varandra belägna påläggspunktsvetsar på 0,30- 0,68 av dessa punktsvetsar diameter.Manufacturing method according to claim 5, characterized in that the projections from the base of the first layer (B) and into the metal of the part (1) are achieved by spot welding this layer with a center distance between adjacent overlay spot welds of 0, 30- 0.68 of these spot welds diameter. 10. Tillverkningsförfarande enligt krav 9, k ä n n e - 10 15 20 25 30 35 453 577 32 t e c k n a t därav, att påläggspunktssvetsning av första svetsmetallskiktet (8) sker genom frammatning av en för- brukningstrâdelektrod mot detaljens (1) yta med periodiskt varierande hastighet vid konstant relativ rörelsehastighet mellan detaljen (1) och elektroden utmed detaljens (l) yta och med stabil energiförsörjningskarakteristik.Manufacturing method according to claim 9, characterized in that the spot welding of the first weld metal layer (8) takes place by advancing a consumable wire electrode against the surface of the part (1) at a periodically varying speed at constant relative speed of movement between the part (1) and the electrode along the surface of the part (1) and with stable energy supply characteristics. 11. ll. Tillverkningsförfarande enligt krav 10, k ä n - n e t e c k n a t därav, att de periodiska variationerna av trâdelektrodens frammatningshastighet erhålles genom stegvis elektrodframmatning.11. ll. Manufacturing method according to claim 10, characterized in that the periodic variations of the feed electrode feed rate are obtained by stepwise electrode feed. 12. Tillverkningsförfarande enligt krav 9, k ä n - n e t e c k n a t därav, att pâläggspunktsvetsning av första metallskiktet (8) genomföres under betingelser med periodiskt varierande energiförsörjningskarakterístik med kontinuerlig frammatning av förbrukningstrådelektroden mot detaljens (l) yta och med konstant relativ rörelse- hastighet utmed dess yta.Manufacturing method according to claim 9, characterized in that the spot welding of the first metal layer (8) is carried out under conditions with periodically varying energy supply characteristics with continuous feeding of the consumable wire electrode to the surface of the part (1) and with constant relative speed of movement along its surface. . 13. Tillverkningsförfarande enligt något eller några av kraven S-12, k ä n n e t e c k n a t därav, att första metallsvetsskiktet (8) pálägges med en tràdelektrod i ett fåtal arbetsoperationer.Manufacturing method according to one or more of Claims S-12, characterized in that the first metal welding layer (8) is applied with a wire electrode in a few working operations. 14. Tillverkningsförfarande enligt något eller nâgra av kraven 5-12, k ä n n e t e c k n a t därav, att efter det första skiktet (8) följande svetsmetallskikt applice- ras under villkor, vilka medför minsta möjliga termiska påverkan av smältzonen mellan detaljens (1) metall och det första därpå applicerade skiktet (8).Manufacturing method according to one or more of Claims 5 to 12, characterized in that the weld metal layer following the first layer (8) is applied under conditions which give the least possible thermal effect on the melting zone between the metal (1) and the metal. first layer applied thereto (8). 15. Användning av en hárdsvetsad detalj, företrädes- vis som fartygspropelleraxel, på vilken applicerats flera svetsskikt (8,9,l6) medelst ljusbàgsvetsning med förbruk- ningselektrod, mekanisk bearbetning och temperaturbehand- ling, varvid ett gränssskikt (S) mellan detaljen (1) och första beläggningsskiktet (1) i en smältzon har relief- form med fördjupningar och utsprång som regelbundet följer efter varandra i samma riktning som de mest riskfyllda krafterna beräknas verka i detaljen (1) ifråga under dess användning, samt att från tillverkningsprocessen kvarva- 453 577 33 rande inre spänningar i form av kompressionskrafter åt- minstone inom smältzonens tjockleksområde är fördelade i samma riktning enligt krav 1-4 med lagerelementy k ä n - n e t e c k n a t därav, att lagerelementet (11) är an- ordnat pà den på detaljen (1) pásvetsade flerskiktsbelägg- ningen (9) och/eller att lagerbärelementet (1) är gjort av beläggningar, innefattande bl a lagermetallegering, och fastsmält pá den på detaljen (1) anordnade beläggningen.Use of a hard-welded part, preferably as a ship propeller shaft, to which several welding layers (8, 9, 16) have been applied by means of arc welding with a consumable electrode, mechanical processing and temperature treatment, wherein an boundary layer (S) between the part (1) ) and the first coating layer (1) in a melting zone has a relief shape with depressions and projections which regularly follow one another in the same direction as the most hazardous forces are calculated to act in the part (1) in question during its use, and to remain 453 from the manufacturing process. 577 33 internal stresses in the form of compression forces at least within the thickness range of the melting zone are distributed in the same direction according to claims 1-4 with bearing elements characterized in that the bearing element (11) is arranged on it on the part (1) welded the multilayer coating (9) and / or that the bearing support element (1) is made of coatings, including bearing metal alloy, and fused to it on the coating (1) arranged the coating.
SE8106393A 1980-02-29 1981-10-29 HARD WELDED PART, METHOD OF HARD WELDING AND USE OF THE HARD WELDED PART SE453577B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SU1980/000036 WO1981003138A1 (en) 1980-02-29 1980-02-29 Method of manufacturing articles with surfacing coating and article made by this method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8106393L SE8106393L (en) 1981-10-29
SE453577B true SE453577B (en) 1988-02-15

Family

ID=21616595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8106393A SE453577B (en) 1980-02-29 1981-10-29 HARD WELDED PART, METHOD OF HARD WELDING AND USE OF THE HARD WELDED PART

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS57500370A (en)
DE (1) DE3050319T1 (en)
FR (1) FR2505696A1 (en)
GB (1) GB2085786B (en)
SE (1) SE453577B (en)
WO (1) WO1981003138A1 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3050319T1 (en) * 1980-02-29 1982-04-15 Le I Korable Str METHOD OF MANUFACTURING ARTICLES WITH SURFACING COATING AND ARTICLE MADE BY THIS METHOD
DE3208146A1 (en) * 1982-03-06 1983-09-08 Peter 6951 Schefflenz Füwesi METHOD AND DEVICE FOR REPAIRING IRON BOLT BEARINGS
EP0824986A1 (en) * 1996-08-22 1998-02-25 Castolin S.A. Manufacturing method of corrosion resistance connecting pipes
GB9826728D0 (en) 1998-12-04 1999-01-27 Rolls Royce Plc Method and apparatus for building up a workpiece by deposit welding
RU2255845C1 (en) * 2003-12-02 2005-07-10 Бабаев Андрей Александрович Method for making part with surfaced coating and part made with use of such method
DE102011087121A1 (en) * 2011-11-25 2013-05-29 Lufthansa Technik Ag Method for build-up welding
DE102012204927B3 (en) 2012-03-27 2013-07-04 Thomas Ammersbach A job-welded workpiece and method of making a job-welded workpiece
CN103286426A (en) * 2013-05-20 2013-09-11 马鞍山市晨光高耐磨科技发展有限公司 Novel alloy welding process
DE102014220483A1 (en) * 2014-10-09 2016-04-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Construction strategy for a crown bottom of a turbine blade and turbine blade
CN105798424B (en) * 2016-05-31 2018-01-09 沙洲职业工学院 A kind of roll overlaying prosthetic device and restorative procedure

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2839663A (en) * 1957-03-06 1958-06-17 Anaconda Co Welding apparatus
FR1294250A (en) * 1961-04-13 1962-05-26 Siderurgie Fse Inst Rech Nozzle for vacuum casting of liquid metals
US3264445A (en) * 1963-09-23 1966-08-02 R I Patents Inc Weld overlay
DE1533184A1 (en) * 1965-09-17 1970-01-02 Boehler & Co Ag Geb Objects with a welded wear layer
FR2183534A1 (en) * 1972-05-08 1973-12-21 Gutehoffnungshuette Sterkrade Welding without porosity - by refining the large grains produced with a second weld layer
IT1004255B (en) * 1973-04-19 1976-07-10 August Rhyssen Hutte Ag PROCEDURE AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF STRUCTURAL PARTS OF LARGE DIMENSIONS
GB1464846A (en) * 1975-02-03 1977-02-16 Hitachi Shipbuilding Eng Co Hard-faced shaft
US4044217A (en) * 1975-05-07 1977-08-23 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Sliding surface working method using wire-explosion coating
DE2542081A1 (en) * 1975-09-20 1977-03-24 Krupp Gmbh METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING THICK-WALLED WORKPIECES FROM STEEL
LU76988A1 (en) * 1976-03-23 1977-07-18
CA1099539A (en) * 1978-02-09 1981-04-21 Keizo Ohnishi Method of welding for exfoliation prevention of stainless steel weld-overlay
DE3050319T1 (en) * 1980-02-29 1982-04-15 Le I Korable Str METHOD OF MANUFACTURING ARTICLES WITH SURFACING COATING AND ARTICLE MADE BY THIS METHOD

Also Published As

Publication number Publication date
GB2085786A (en) 1982-05-06
FR2505696B1 (en) 1985-02-22
DE3050319T1 (en) 1982-04-15
WO1981003138A1 (en) 1981-11-12
GB2085786B (en) 1984-08-08
JPS57500370A (en) 1982-03-04
SE8106393L (en) 1981-10-29
DE3050319C2 (en) 1988-06-16
FR2505696A1 (en) 1982-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE453577B (en) HARD WELDED PART, METHOD OF HARD WELDING AND USE OF THE HARD WELDED PART
EP0001173B1 (en) A process for the diffusion welding of copper and stainless steel
CA1204169A (en) Metal powder filled sheath electrode for resistance welding
EP1043084A2 (en) Heat resisting metal tube and method for manufacturing same
Saha et al. Gas metal arc weld cladding and its anti-corrosive performance: a brief review
Kuznetsov et al. Corrosion and mechanical properties of austenic steel weld joints
Li et al. Dissimilar gas tungsten arc welding of TC4 titanium to 304 stainless steel using CuSi3 filler wire
Jefferson et al. Metals and how to weld them
CN108581139A (en) A kind of welding method of oil and gas transmission bimetal compound pipeline
Lobanov et al. Efficiency of electrodynamic treatment of aluminium alloy AMg6 and its welded joints
KR20150085125A (en) Method for applying protective covering to pipes and tubes
EP1283757B1 (en) Electric discharge machining wire
Ramirez Characterization of CSC-GMAW titanium-rich weld overlays
Manly et al. Construction materials for molten-salt reactors
Rowe The use of tantalum in the process industry
RU2255845C1 (en) Method for making part with surfaced coating and part made with use of such method
Feng et al. Stainless Steel Welding and Development Trend of Welding Technology
Karakozov et al. Microarc oxidation‐A promising method of producing ceramic coatings
Muigai et al. TIG Welding Methods of Repairing Steel Components with Stainless Steel Coatings
Muigai et al. Influence of direct current (DC) on mild steel coating stainless steel rods via TIG welding: A model for the rehabilitation of steel components
Lavrova et al. Improving a Resourcesaving Surfacing Technology Using Two Ribbon Electrodes with a Controlled Transfer of Electrode's Metal
CN113464732B (en) Metal nickel-based ceramic three-layer composite steel pipe and preparation method thereof
MX2014015399A (en) Creating clad materials using resistance seam welding.
Chumanov et al. Possibility of producing multilayer ingots by electroslag remelting
SU912458A1 (en) Electrode coating composition

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8106393-5

Effective date: 19921005

Format of ref document f/p: F