DE2748534A1

DE2748534A1 - Verfahren zum herstellen einer schweissverbindung

Info

Publication number: DE2748534A1
Application number: DE19772748534
Authority: DE
Inventors: Yasuo Ishimaru; Hiroshi Kobayashi; Junji Tamura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-10-29
Filing date: 1977-10-28
Publication date: 1978-05-11
Also published as: US4186864A

Description

BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ 8OOO München 22 · Steinsdorf str. 10 TELEFON (O8O) 22 72OI - 337844 · SSBSIO Telex 532048-Telegramm Allpatent MOnchen

PATENTANWÄLTE Dipl.-mg. r. beetz «en.

Dlpl.-Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. BEETZ Jr.

Dlpl.-Phy·. U. HEIDRICH auoh RMhtwni>«t Dr.-Ing. W. TIMPE Dlpl.-Ing. J. SIEGFRIED

81-27.476?

28. Okt. 1977

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan Verfahren zum Herstellen einer Schweißverbindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Schweißverbindung.

Dabei liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe sich eine Schweißverbindung mit ausgezeichnetem Betriebsverhalten erhalten läßt, in dem die sich bei der Erzeugung einer vorangehenden Schicht aus aufgeschweißtem Metall ergebende Grobstruktur des Metalls in ihrer Gesamtheit unter Ausnutzung der bei der Erzeugung der nächstfolgenden Schicht aus auf-

8l-(A2627-O2)-DFSl

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geschweißtem Metall anfallenden Wärme in eine Peinstruktur umgewandelt wird.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Schweißverbindung, dessen Merkmale im Patentanspruch 1 angegeben sind. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen im einzelnen gekennzeichnet.

Die Erfindung führt zu einem Verfahren, bei dem in einer zwischen zwei miteinander zu verbindenden metallischen Bauteilen ausgebildeten Höhlung zunächst eine gewisse Menge an Metallschmelze erzeugt und so dünn und breit quer über diese Höhlung ausgebreitet wird, daß sich eine Unterlagsschicht aus aufgeschweißtem Metall von geringer Dicke und großer Breite ergibt, worauf dann auf dieser Unterlagsschicht aus aufgeschweißtem Metall eine weitere Menge an Metallschmelze erzeugt wird, deren Wärmeinhalt ausreicht, um die sich bei der Ausbildung der Unterlagsschicht ergebende Grobstruktur des Metalls in eine Feinstruktur zu überführen, wobei auch diese weitere Menge an Metallschmelze dünn und breit quer über die Höhlung zwischen den miteinander zu verbindenden Bauteilen ausgebreitet wird, so daß sich wiederum eine Unterlagsschicht aus aufgeschweißtem Metall von geringer Dicke und großer Breite ergibt, worauf dann die vorbeschriebenen Schritte so lange wiederholt werden können, bis die Schweißfuge zwischen den miteinander zu verbindenden Bauteilen vollständig geschlossen ist.

Für die weitere Erläuterung der Erfindung soll nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen werden, in der die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und die damit erzielbaren Ergebnisse im Vergleich zum bekannten Stand· der Technik schematisch veranschaulicht sind; in der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 einen schematisch gehaltenen Schnitt durch

eine nach einem bisher bekannten Schweißverfahren erhaltene Schweißverbindung,

Fig. 2 wiederum in einem schematisch gehaltenen Querschnitt das Verfahren bei der Herstellung der in Fig. 1 dargestellten Schweißverbindung,

Fig. 3 einen entsprechenden schematisch gehaltenen

Querschnitt durch eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schweißverbindung,

Fig. 4 einen wiederum schematisch gehaltenen Querschnitt durch die Schweißverbindung von Fig. 3 während ihrer Herstellung mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung in noch unvollendetem Zustand,

Fig. 5 die Verwendung eines Schweißdrahtes und dessen Bewegung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ,

Fig. 6 eine Fotografie zur Veranschaulichung der makroskopischen Struktur einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Schweißverbindung,

Fig. 7 eine Fotografie zur Veranschaulichung der Mikrostruktur einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Schweißverbindung,

Fig. 8 die Abmessungen der Höhlung der Schweißfuge für die in Fig. 6 gezeigte Schweißverbindung,

Fig. 9 eine schematische Darstellung der Gestalt einer mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Schicht aus aufgeschweißtem Metall und den Einflußbereich der bei der Aufbringung dieser Metallschicht entwickelten Wärme, 809819/0767

Pig. 10 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Grenzbedingungen für ein kommerzielles Schweißen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und

Fig. 11 eine schematisch gehaltene Darstellung einer im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders bevorzugten Bewegung für einen Schweißdraht, sowie die Gestalt der damit erhaltenen Schicht aus aufgeschweißtem Metall und den Einflußbereich der bei der Aufbringung dieser Metallschicht erzeugten Wärme.

Die Darstellung in Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine nach einem bisher bekannten Verfahren erhaltene Schweißverbindung. Das Verfahren für die Herstellung einer Schweißverbindung mit der in Fig. 1 gezeigten Struktur läßt sich anhand der Darstellung in Fig. 2 erläutern, die einen durch einen vorangegangenen Schweißvorgang erhaltenen Klumpen 1 aus aufgeschweißtem Metall und einen durch den nächstfolgenden Schweißvorgang erhaltenen Klumpen 2 aus aufgeschweißtem Metall auf der rechten bzw. der linken Seite einer Schweißfuge zwischen zwei miteinander zu verbindenden Bauteilen 3 und 4 in einander überlappender Lage zeigt.

Durch vertikale Aufbringung von Schichten aus aufgeschweißtem Metall, das zunächst auf der rechten bzw. auf der linken Seite mit gegenseitiger Überlappung aufgebracht wird, kann die V-förmige Höhlung der Schweißfuge zwischen den beiden miteinander zu verschweißenden Bauteilen 3 und mit Zusatzmetall gefüllt werden.

Eine nach einem solchen Verfahren erhaltene Schweißverbindung enthält Schichten aus aufgeschweißtem Metall, die in vertikaler Richtung eine große Dicke aufweisen.

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Wegen der großen Dicke dieser aufeinanderfolgenden Metallschichten ist es unmöglich, daß die jeweilige Unterlagsschicht aus aufgeschweißten Netall in ihrer Gesamtheit eine Temperung durch die Wärme erfährt, die bei der Aufbringung der jeweils nächstfolgenden Metallschicht auf diese Unterlagsschicht erzeugt wird. Dementsprechend gelingt es auch nicht, die Grobstruktur des Metalls, wie beispielsweise eine säulenförmig« Netallstruktur, die sich bei der Erzeugung der Unterlagsschicht aus aufgeschweißtem Metall ergibt, in ihrer Gesamtheit in eine Feinstruktur umzuwandeln.

Spezieller ausgedrückt, werden bei den Schweißverfahren nach dem bisherigen Stande der Technik nur diejenigen Teile der Schichten aus aufgeschweißtem Netall, die einander überlappen, von einer Temperung erfaßt und auf diese Weise in ihrer Struktur zu einer Feinstruktur umgewandelt. Außerdem wird es durch die große Dicke der einzelnen Schichten aus aufgeschweißtem Netall für die in der jeweiligen Metallschmelze enthaltenen Gase unmöglich, während der Zeit, in der sich das aufgeschweißte Metall noch in geschmolzenem Zustand befindet, durch Diffusion nach außen zu entweichen, so daß es im Ergebnis zu einem Einschluß dieser Gase in dem aufgeschweißten Metall kommt.

Bei dieser Sachlage zeigen nach den bisher bekannten Schweißverfahren erhaltene Schweißverbindungen ein Gefüge, in dem Löcher enthalten sind und das Netall in Grobstruktur vorliegt, was beides zu einer Verminderung der Zähigkeit der Schweißverbindungen bei niedrigen Temperaturen führt. Dementsprechend zeigen derartige Schweißverbindungen erhebliche Nachteile in ihrem Betriebeverhalten, und sie vermögen insoweit nicht zufriedenzustellen.

Zur Beseitigung der oben geschilderten Nachteile der bisher üblichen Technik wird für die Herstellung von 809819/0767

Schweißverbindungen erfindungsgemäß im wesentlichen folgendermaßen vorgegangen:

Eine Schicht aus aufgeschweißtem Metall von geringer Dicke und großer Breite, die durch den jeweils vorangehenden Schweißvorgang erhalten worden ist, wird durch den jeweils nächstfolgenden Schweißvorgang in solcher Weise auf ihrer gesamten Oberfläche mit einer Schicht aus Metallschmelze von geringer Dicke und großer Breite versehen, daß diese überlagerte Metallschicht die Unterlageschicht völlig abdeckt. Dieser Vorgang wird mehrfach wiederholt. Auf diese Weise wird die durch den jeweils vorangegangenen Schweißvorgang erhaltene Schicht aus aufgeschweißtem Metall in ihrer Gesamtheit durch die Wärme erneut aufgeheizt, die erzeugt wird, wenn im Verlaufe des nächstfolgenden Schweißvorganges die sie überlagernde Schicht aus Metallschmelze aufgebracht wird. Dabei erfährt die durch den jeweils vorangegangenen Schweißvorgang erhaltene und erneut aufgeheizte Schicht aus aufgeschweißtem Metall eine solche Umwandlung, daß ihre Metallstruktur in eine Feinstruktur übergeht.

Dank der Tatsache, daß jede Schicht aus Metallschmelze von nur geringer Dicke und großer Breite ist, können auch die in der Metallschmelze enthaltenen Gase ohne weiteres durch Diffusion aus der Metallschmelze nach außen entweichen. Dank dessen zeigt das die fertige Schweißverbindung bildende Schweißmetall eine sehr feine Metallstruktur, und es ist Gas frei, mit dem Ergebnis, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Schweißverbindung ein ausgezeichnetes Betriebsverhalten zeigt.

Als nächstes soll nun die Herstellung einer Schweißverbindung gemäß der Erfindung im einzelnen beschrieben werden. Wie die Darstellung in Fig. 5 zeigt, ist zwischen zwei miteinander zu verschweißenden Bauteilen 5 und 6 809819/0767

aus einem Grundmetall eine Schweißfuge mit einer V-förmigen Höhlung ausgebildet, und in dieser Höhlung wird in Richtung der in Fig. 5 dargestellten Pfeile ein Schweißdraht 12 während des Schweißvorganges quer zur Schweißfuge in Schwingungen versetzt. Durch diese Schwingungsbewegung des Schweißdrahtes 12 ergibt sich über die ganze Breite der Höhlung der Schweißfuge eine Metallschmelze 15 von geringer Dicke und großer Breite unterhalb einer Schweißpaste 13· Die mit dieser Arbeitsweise erhaltenen Schichten aus aufgeschweißtem Metall sind einander in vertikaler Richtung überlagert. Wenn die Höhlung einer Schweißfuge auf diese Weise zur Herstellung einer Schweißverbindung mit Schweißmetall ausgefüllt worden ist, dann besteht die erhaltene Schweißverbindung aus einer Vielzahl von Schichten aus aufgeschweißtem Metall, von denen jede eine geringe Dicke und eine große Breite aufweist, wie dies in der Querschnittdarstellung von Fig. 3 gezeigt ist.

Insbesondere dann, wenn die Höhlung einer Schweißfuge eine große Breite aufweist, kann für jede Schicht aus aufgeschweißtem Metall mit einem zweilagigen Schweißprozeß gearbeitet werden. Auch in diesem Falle ist es erforderlich, den Schweißdraht in solcher Weise schwingen zu lassen, daß eine Schicht aus Metallschmelze in der Höhlung der Schweißfuge zu einer Schicht aus aufgeschweißtem Metall führen kann, die eine geringe Dicke und eine große Breite aufweist.

Durch die Anwendung dieses Verfahrens wird es möglich, eine verfestigte Unterlageschicht 20 aus aufgeschweißtem Metall in ihrer gesamten Breitenausdehnung mit einer darüberliegenden Schicht 21 aus Metallschmelze abzudecken,

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wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist. Darüber hinaus kann die aufliegende Schicht 21 aus Metallschmelze über die Breite der Höhlung der Schweißfuge ausgebreitet werden, so daß diese Schicht 21 in ihrer Dicke sehr kleine und in ihrer Breite große Abmessungen zeigt, indem der Schweißdraht 12 in entsprechende Schwingungen versetzt wird. Dies führt zu einem Bad aus geschmolzenem Metall, das eine große Austrittsfläche für die Abdiffusion von Gas zeigt, was sich wiederum als sehr günstig erweist, um in der Schicht 21 aus Metallschmelze enthaltene restliche Gase rasch durch Diffusion aus der Schicht 21 aus Metallschmelze in den Außenraum entweichen zu lassen. Da auch die Unterlagsschicht 20 aus aufgeschweißtem Metall nur eine geringe Dicke aufweist, kann die sich während der Aufbringung der Schicht 21 aus Metallschmelze entwickelnde Wärme die Unterlagsschicht 20 aus aufgeschweißtem Metall ohne weiteres in ihrer Gesamtheit durchsetzen, wie dies in Fig. 4 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Dies hat zur Folge, daß die bei der Erzeugung der Unterlagsschicht 20 aus aufgeschweißtem Metall entstehende metallische Grobstruktur in ihrer Gesamtheit erneut aufgeheizt und in eine metallische Feinstruktur umgewandelt wird. Auf diese Weise zeigt die nach diesem Verfahren erhaltene Schweißverbindung ein ausgezeichnetes Betriebsverhalten.

Nunmehr sollen die Bedingungen für die Gewinnung einer Schicht aus aufgeschweißtem Metall mit einer für die Erzielung des oben erwähnten Umwandlungseffekts besonders günstigen Gestalt unter Bezugnahme auf die Darstellung in Fig. 9 im einzelnen beschrieben werden. Wenn eine Schicht i aus aufgeschweißtem Metall durch die bei der Aufbringung

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ΑΛ

einer überlagerten Schicht i+1 aus aufgeschweißtem Metall erzeugte Wärme erneut aufgeheizt wird, muß man lediglich Schichten aus aufgeschweißtem Metall bilden, die der nachstehenden Formel genügen:

^hi

wobei h^ die Höhe der Schicht i aus aufgeschweißtem Metall,

D^ die Eindringtiefe für die Schicht i aus aufgeschweißtem Netall,

D_i+1 die Eindringtiefe für die Schicht i+1 aus aufgeschweißtem Metall,

d. die Dicke des durch den Einfluß der Wärme in der Schicht i aus aufgeschweißtem Metall im Gefüge vergröberten Metalls,

d.₊₁ die Dicke des durch den Einfluß der Wärme in der Schicht i+1 aus aufgeschweißtem Metall im Gefüge vergrößerten Metalls und b_i+1 die Dicke des Metalls ist, das durch den Einfluß der Wärme in der Schicht i+1 aus aufgeschweißtem Metall in seiner Korngröße verfeinertes Metall bezeichnet.

Die vorstehende Formel läßt sich erhalten als eine Funktion des Winkels 2d der Höhlung der Schweißfuge, dessen Schweißecröme I, derSchweißspannung, der Schweißgeschwindigkeit V, der Schwingungsweite der Schwingungsbewegung θο und der Vorheiztemperatur T.

Fig. 10 zeigt eine grafische Darstellung für den Zusammenhang zwischen der Sohweißgeschwindigkeit V und dem Bereich der Schwingungsbewegung 6c, wie er sich sowohl aus den Ergebnissen einer unter Verwendung der oben angegebenen Formel vorgenommenen Rechnung als auch aus den Ergebnissen

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von durchgeführten Experimenten erhalten läßt. An Bedingungen für den Schweißvorgang entsprechend der grafischen Darstellung von Fig. 10 sind im einzelnen zu nennen: ein Winkel 2d. für die Höhlung der Schweißfuge von weniger als 90 , eine Vorheiztemperatur T von weniger als 250 ⁰C, ein Schweißstrom I zwischen 200 und 600 A und ein Durchmesser für den Schweißdraht 12 zwischen 2,4 und 4,8 mm. Wenn der Bereich für die Schwingungsbewegung 6c und die Schweißgeschwindigkeit V für das erfindungsgemäße Verfahren unter den oben erwähnten Bedingungen optimal eingestellt sind, lassen sich für die einzelnen Schweißströme I die folgenden Werte angeben, wobei die in Klammern gesetzten Werte den Bereich für die Schwingungsbewegung öc und die Schweißgeschwindigkeit V bezeichnen:

.. (4 mm und 260 mm/min)

.. (10 mm und 120 mm/min)

.. (20 mm und 70 mm/min)

.. (30 mm und 60 mm/min)

.. (30 mm und 200 mm/min)

.. (4 mm und 410 mm/min).

Die geraden Stücke, die in der grafischen Darstellung von Fig. 10 die Punkte (1), (2), (3) und (4) miteinander verbinden, bezeichnen eine minimale Schweißgeschwindigkeit V, die wesentlich ist für die Durchführung eines Schweißvorganges mit einem Schweißstrom I von 200 A. Wenn nun mit einer höheren Schweißgeschwindigkeit V gearbeitet wird als dieser Minimalgeschwindigkeit, dann wird es möglich, Schichten aus aufgeschweißtem Metall mit geringer Dicke zu erhalten, mit denen sich die Ziele der Erfindung verwirklichen lassen. Wenn dieser Schweißstrom I größer wird und sich einem Wert von 600 A nähert, lassen sich Schichten aus aufgeschweißtem Metall mit einer geringen Dicke erhalten, die den Zielen der Erfindung genügen, wenn die Schweißgeschwindigkeit V mit zunehmendem

Schweißstrom ebenfalls gesteigert wird. Nähere Untersu-809819/0767

Für	I	= 200	A:	(D
				(2)
				(3)
				(4)
Für	I	= 600	A:	(5)
				(6)

chungen haben jedoch gezeigt, daß aus praktischen Gründen der Bereich an Werten, der in der grafischen Darstellung von Pig. 10 durch die die Punkte (1), (2), (3), (¹O, (5) und (6) miteinander verbindenden Geraden umschlossen wird, dem praktischen Bedingungsbereich für die Herstellung von Schichten aus aufgeschweißtem Metall bezeichnet, die für die mit der Erfindung angestrebten Ziele am besten geeignet sind, wenn man die praktisch verwendbaren Schweißdrähte, den Schweißstrom und das Aussehen der Schweißnähte in Betracht zieht.

Insbesondere wird, wenn entsprechend der Darstellung in Fig. 10 ein Schweißen unter Bedingungen aus einem Wertebereich unterhalb des oben erwähnten praktischen Wertebereichs gearbeitet wird, die Höhe h. der einzelnen Schichten aus aufgeschweißtem Metall zu groß, mit dem Ergebnis, daß es nicht mehr möglich ist, durch die beim Aufbringen der jeweils nächsten Schicht aus aufgeschweißtem Metall erzeugte Wärme die gesamte Grobstruktur des Metalls in der jeweiligen Unterlageschicht aus aufgeschweißtem Metall zu erfassen, da diese durch Aufhäufung von zu viel Material zu dick geworden ist. Damit ist es dann auch nicht mehr möglich, Schichten aus aufgeschweißtem Metall zu erhalten, die den Zielen der Erfindung genügen. Weiter hat sich gezeigt, daß bei der Durchführung des Schweißvorganges unter Bedingungen aus einem Wertebereich oberhalb des oben erwähnten praktischen Wertebereichs die erhaltenen Schichten aus aufgeschweißtem Metall viele verbleibende Anteile enthalten, in denen die Grobstruktur nicht verfeinert ist, so daß dieses aufgeschweißte Metall sich nicht eignet, um die angestrebte Verbesserung im Betriebsverhalten der Schweißverbindung zu erhalten.

Gemäß einem alternativen Verfahren für die Erzeugung von Schichten aus aufgeschweißtem Metall mit geringer Dicke

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und großer Breite kann der Schweißdraht 12 in folgender Weise in Schwingungen versetzt werden. Dabei wird der Schweißdraht 12, der im zentralen Bereich der Höhlung der Schweißfuge in horizontaler Richtung bewegt wird, an beiden Enden der Höhlung in deren Breitenerstreckung um einen Winkel θ nach oben verdreht, wie dies in Pig. Il veranschaulicht ist. Diese Winkelverdrehung des Schweißdrahtes 12 läßt sein unteres Ende nach oben schwingen. Diese Bewegung des Schweißdrahtes 12 führt zur Abscheidung einer Metallschicht 16, die an ihren beiden Enden eine geringere Dicke aufweist als in ihrem mittleren Abschnitt, wie dies ebenfalls in Fig. 11 gezeigt ist. Dank dieser Formgebung für das aufgeschweißte Metall bewirkt die bei der Aufbringung der nächstfolgenden Schicht aus aufgeschweißtem Metall erzeugte Wärme eine Temperung sowohl der Unterlagsschicht aus aufgeschweißtem Metall als auch des Grundmetalls der durch die Schweißnaht miteinander zu verbindenden Bauteile an den Berührungsstellen mit dem aufgeschweißten Metall an dessen beiden gegenüberliegenden Endabschnitten. Auf diese Weise läßt sich auch die Metallstruktur in dem zu verschweißenden Grundmetall, die sich infolge der Einwirkung von Wärme mit einer Temperatur nahe der Schmelztemperatur des Grundmetalls vergröbert hat, in eine Feinstruktur überführen. Diese Erscheinung tritt auch auf, wenn Metallschichten mit einer in Fig. 5 dargestellten Form erzeugt werden, es ist jedoch hervorzuheben, daß sich diese Erscheinung dadurch stark fördern läßt, wenn man dem aufgeschweißten Metall eine Form gibt, wie sie in Fig. Il dargestellt ist.

Nunmehr sollen die durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Erzeugung von Schweißverbindungen erzielbaren Ergebnisse näher beschrieben werden. Die Darstellung in Fig. 6 ist eine Fotografie der makrosko-

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HS

piechen Struktur der Schichten aus aufgeschweißtem Metall in einer Schweißverbindung, bei der die jeweiligen Unterlagsschichten aus aufgeschweißtem Metall in ihrer gesamten Ausdehnung durch überlagerte Schichten aus aufgeschweißtem Metall abgedeckt sind. Fig. 7 ist eine Fotografie, in der die MikroStruktur der Schichten aus aufgeschweißtem Metall sichtbar gemacht ist, wie sie in Fig. 6 gezeigt sind. Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß das aufgeschweißte Metall eine Feinstruktur aufweist. Die in den Fotografien von Fig. 6 und 7 gezeigte Metallstruktur ist unter den nachstehend aufgeführten Schweißbedingungen erhalten worden.

Das verwendete Grundnetall war SA2O3 Grad E entsprechend den ASME-Normen und lag in einer Dicke von 38 mm vor. Die aus diesen Grundmetall hergestellten Werkstücke wurden so angeordnet, daß sich dazwischen eine Schweißfuge mit einer Höhlung ergab, die in ihren Abmessungen in Fig. 8 gezeigt ist, wobei die einzelnen Maßzahlen entweder Winkelgrade oder Längen in mm bezeichnen.

Die fotografische Darstellung in Fig. 6 ist mit einer Vergrößerung von 1 aufgenommen, während die fotografische Darstellung von Fig. 7 eine Vergrößerung um den Faktor 112 bedeutet*

Die Schweißbedingungen waren die folgenden:

Wechselstrom 32O-36OA (durchschnittlich 350 A), Spannung 32-36 V (durchschnittlich 35 V).

Schweißgeschwindigkeit 200-280 nun/min. Frequenz 30 Schwingungen pro Minute.

Schwingungsbreite 4-30 mm (je nach Breite der

Höhlung). Draht Ein Verbunddraht mit einem

Durchmesser von 3,2 mm. Flußmittel Eine Schweißpaste.

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Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine Schweißraupe, die eben und flach, aber hinreichend breit, um thermischen Einfluß auszuüben, in einer Höhlung einer Schweißfuge in solcher Weise entstehen läßt, daß sich ihre Breite für jede einzelne Schicht aus aufgeschweißtem Metall über die gesamte Breite der Höhlung der Schweißfuge erstreckt, so daß die Schweißraupe die jeweilige Unterlagsschicht aus aufgeschweißtem Metall abdeckt und hinreichend aufheizt, um ihre Metallstruktur in eine Feinstruktur zu überführen. Gleichzeitig können in der Metallschmelze enthaltene Gase mit größerer Freiheit als bisher daraus abdiffundieren, da die jeweilige Metallschmelze nur eine geringe Dicke und eine große Breite aufweist, mit dem Ergebnis, daß der Einschluß von Gasen in den entstehenden Schichten aus aufgeschweißtem Metall auf ein Minimum reduziert wird. Damit lassen sich durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens automatisch gasfreie Scheißnähte herstellen.

Insgesamt läßt sich also die mit der Erfindung vermittelte Lehre in folgender Weise zusammenfassen:

Wenn eine Schweißverbindung für die Vereinigung metallischer Bauteile durch die Aufbringung einer Mehrzahl von Schichten aus aufgeschweißtem Metall erzeugt wird, werden diese Schichten aus aufgeschweißtem Metall in der Höhlung einer Schweißfuge zwischen den miteinander zu verbindenden metallischen Bauteilen in der Weise erzeugt, daß jede dieser Schichten aus aufgeschweißtem Metall eine geringe Dicke und eine große Breite quer über die Höhlung der Schweißfuge aufweist und alle diese Schichten einander überlagert sind. Im Verlaufe dieses Prozesses wird eine grobe Metallstruktur, wie sie sich bei der Herstellung der

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-vr-

jeweiligen Unterlagsschicht aus aufgeschweißtem Metall ergibt,durch die bei der Aufbringung der jeweils darüberliegenden Schicht aus aufgeschweißtem Metall erzeugte Wärme vollständig getempert und in eine Feinstruktur überführt. Auf diese Weise zeigen die nach diesem Verfahren erhaltenen Schweißverbindungen ein ausgezeichnetes Betriebsverhalten.

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L e e

Claims

27A8534 Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer Schweißverbindung, dadurch gekennzeichnet , daß in einem ersten Schritt eine Unterlagsschicht aus aufgeschweißtem Metall von geringer Dicke und großer Breite geschaffen wird, in_dem eine Menge an geschmolzenem Metall in der Höhlung einer Schweißfuge in solcher Weise erzeugt wird, daß sich das geschmolzene Metall dünn und breit quer über diese Höhlung ausbreitet, daß in einem zweiten Schritt eine überlagerte Schicht aus aufgeschweißtem Metall von geringer Dicke und großer Breite geschaffen wird, indem auf der Oberfläche der Unterlagsschicht aus aufgeschweißtem Metall eine weitere Menge an geschmolzenem Metall in solcher Weise erzeugt wird, daß sich das geschmolzene Metall dünn und breit quer über die Höhlung der Schweißfuge ausbreitet, wobei diese weitere Menge an geschmolzenem Metall Wärme in zur Umwandlung der bei der Schaffung der Unterlagsschicht aus aufgeschweißtem Metall ausgebildeten Grobstruktur in eine Feinstruktur ausreichender Menge enthält, und daß diese beiden Schritte mehrfach wiederholt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der dünnen und breiten Metallschmelzeschicht ein Schweißdraht in Schwingungsbewegung versetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schicht aus aufgeschweißtem Metall von solcher Form geschaffen wird, daß diese Schicht bei breitseitiger Betrachtung der Höhlung der Schweißfuge an ihren Endabschnitten eine geringere Breite aufweist als in ihrem Mittelab-

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ORIGINAL INSPECTED

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus aufgeschweißtem Metall mit geringerer Breite an den Endabschnitten als im Mittelabschnitt hergestellt wird, indem an den bei breitseitiger Betrachtung der Höhlung der Schweißfuge endseitigen Abschnitten der Höhlung ein Schweißlichtbogen nach aufwärts gerichtet wird.

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