DE976962C

DE976962C - Lichtbogen-Schweissverfahren zum Ausfuellen der ausgelaugten oder verbrannten Stellen von Kokillen und Giessformen aus Gusseisen oder Haematiteisen, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind

Info

Publication number: DE976962C
Application number: DEH17870A
Authority: DE
Inventors: Erhard Zieger
Original assignee: Gabelin & Co O H G
Current assignee: Gabelin & Co O H G
Priority date: 1953-10-07
Filing date: 1953-10-07
Publication date: 1964-09-17

Description

Lichtbogen-Schweißverfahren zum Ausfüllen der ausgelaugten oder verbrannten Stellen von Kokillen und Gießformen aus Gußeisen oder Hämatiteisen, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind Die Erfindung bezieht sich auf ein Lichtbogen-Schweißverfahren zum Ausfüllen der ausgelaugten oder verbrannten Stellen von Kokillen und Gießformen aus Gußeisen oder Hämatiteisen, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Auch Gießtrichter, Gießhauben, Gespannplatten, Kokillenuntersätze sowie Schlackenkästen usw. können mit dem Verfahren nach der Erfindung geschweißt werden.
Es ist bekannt, gußeiserne Gegenstände mittels Kaltschweißung zu schweißen. Dabei wird Stahl als Zusatzwerkstoff benutzt, der sich während des Schweißvorganges mit Gußeisen vermischt, so daß alle Mischungsverhältnisse und somit alle Kohlenstoffgehalte entstehen. Durch die schnelle Abkühlung nach dem Schweißvorgang enthält die Schweißverbindung im Übergang auch eine harte Zone. Die dadurch entstehenden verschiedenen Gefüge ergeben zusätzliche unerwünschte Spannungen. Es ist ferner bekannt, mit Monelmetallelektroden Gußeisen kalt zu schweißen. Der Nachteil bei dem einen Verfahren ist die unerwünschte Härte, bei dem anderen Verfahren sind es die zu geringe Härte und die hohen Kosten.
Es ist auch bereits bekannt, auf Grauguß Auftragschweißungen vorzunehmen, wobei eine stromführende Stahlelektrode und gleichzeitig in deren Lichtbogen auch noch ein stromloser Zusatzdraht, unter anderem aus Gußeisen, abgeschmolzen wird. Hierbei entsteht jedoch kein reines Gußeisengefüge, wie dieses unter anderem bei Kokillen in der Berührungsfläche mit dem flüssigen Stahl erforderlich ist.
Das- Verfahren gemäß der Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die ausgelaugten oder verbrannten Stellen von Kokillen, Gießformen usw. aus Gußeisen oder Hämatiteisen durch -ein Lichtbogen-Schweißverfahren wieder auszufüllen und diese wieder einsatzfähig zu machen, ohne daß die oben geschilderten Nachteile der bekannten Verfahren in Kauf genommen werden müssen. Bei diesen Arbeiten handelt es sich des öfteren um die Wiederherstellung der Innenwand der Kokillen. Wird eine solche Kokille abgegossen, so treten an den Innenflächen der Kokillenwände die Temperaturen der Charge, etwa 140o bis 160o° C, auf. Von außen ist jedoch die Kokille der Luftkühlung ausgesetzt, so daß erfahrungsgemäß in der Außenfläche eine Temperatur von 50o bis 60o° C herrscht. Diese Zahlen zeigen, daß die Kokillenwand verschiedenen Ausdehnungen unterworfen ist. Der Werkstoff sucht sich eine Entlastung in Form von kleinen Rissen an der Kokilleninnenwand. Dort bildet sich also ein Netz von kleinen Rissen, welche in gewisser Tiefe enden. Dieses Netz von Rissen, welches bei jeder in Gebrauch befindlichen Kokille gut sichtbar auftritt, dient als Wegweiser für den schweißtechnischen Aufbau einer brauchbaren Reparaturauftragschweißung. Die Schweißung erfolgt derart, daß auch in ihr das Netz der kleinen Risse keine Unterbrechung erleidet, also auch das Schweißgut die gleichen Entlastungsrisse zeigt wie z. B. die Kokillenwand. Die neue Auftragschweißung an Kokilleninnenflächen erfolgt in Pilzform, die in der Wurzellage homogen verschweißt liegt, jedoch seitlich sich beliebig dehnen und schrumpfen kann, so daß sie voll und ganz dem Arbeitsvorgang der Kokillenwand im Betrieb entspricht.
Die Erfindung besteht demnach in der Kombination der an sich bekannten Merkmale a) bis d) und des neuen Merkmals e) a) nach Entfernen der beschädigten Werkstoffstellen wird die Aussparung mit Gußstäben, deren Dicke etwa der Tiefe der Aussparungentspricht, rostartig ausgelegt; b) die Roststäbe werden in Kaltschweißung mit Stahlelektroden durch Seitenwurzelnähte in der Aussparung festgelegt, vorzugsweise werden auch die Randflächen der Aussparung mit Wurzelkehlnähten bedeckt; c) anschließend wird der Zwischenraum zwischen den Seitenwurzelnähten mit einer ersten Auftraglage bedeckt unter Verschweißung einer stromführenden Stahlelektrode und unter gleichzeitigem Abschmelzen eines stromlosen Gußeisenstabes in dem Lichtbogen; d) anschließend werden die restlichen Auftraglagen ausschließlich mit einem stromführenden Gußeisenstab als abschmelzender Elektrode aufgetragen; e) bei -den Verfahrensschritten gemäß den Merkmalen- c) und d) erfolgt die Schweißung derart, daß infolge entsprechend wiederholter und ausgedehnter zeitlicher Unterbrechung der Schweißung sich in jeder Schweißlage eine Reihe von Abkühlungsschrumpfrissen quer durch den Schweißraupenquerschnitt ausbildet und damit in jeder einzelnen Lage etwa pilzförmige, mit der Unterlage jeweils homogen verschweißte Raupenteilstücke als thermisch elastisches Auftragsgut entstehen.
Das Ausfüllen kann mit einer blanken Gußelektrode. bei Benutzung von Gleichstrom oder auch mit einer getauchten Gußelektrode bei Benutzung von Wechselstrom ausgeführt werden.
Durch das rostartige Auslegen der Schadensstelle mit -Gußstäben werden bei dem neuen Verfahren verschiedene Vorteile erzielt. Einmal muß der eingelegte Werkstoff nicht mehr im vollen Umfang aufgeschmolzen werden; ferner wird das Schweißbad beidseitig eingedämmt, so daß die Möglichkeit gegeben ist, mit starken Gußeisenstäben zu arbeiten; schließlich werden die thermischen Entlastungsrisse seitlich begrenzt. Außerdem wird der Auftragwerkstoff langsamer abgekühlt, da seitlich keine starke Abkühlung durch den Grundwerkstoff erfolgt. Vorzugsweise wird die gesamte Reparaturarbeit mit Ausnahme der Verfahrenspausen gemäß Merkmal e) pausenlos durchgeführt, um die eingebrachte Wärme voll auszunutzen.
Ein Anwendungsbeispiel des neuen Verfahrens gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Abb. 1 eine Draufsicht auf einen Teil der Innenwand einer Kokille, Abb. 2 dieselbe Ansicht in vergrößertem Maßstab mit schematischer Angabe der Aufeinanderfolge der Schweißraupen.
In den Abbildungen bedeutet i die Innenwand einer Kokille, aus der die schadhafte Stelle entfernt worden ist. In die so entstandene Aussparung 2 werden Gußeisenstäbe 3 rostartig eingelegt. Diese Stäbe 3 werden durch Seitenwurzelnähte 5, 4', 5' usw. festgeschweißt. Nachdem alle Stäbe 3 auf diese Weise festgelegt sind und nachdem vorzugsweise bei tiefen Schadensstellen auch die Ränder der Schadensstelle mit Wurzelnähten 4 bedeckt sind, wird die erste Auftraglage 6 gezogen, die gleichzeitig die beiden Seitenwurzelnähte 4 und 5 usw. verbindet; hierzu dient eine stromführende Stahlelektrode unter gleichzeitiger Abschmelzung eines stromlosen Gußeisenzusatzstabes. Sodann werden die einzelnen Felder mit Auftraglagen 7 bis 11 aufgefüllt, welche unter ausschließlicher Abschmelzung eines Gußeisenstabes als Elektrode im Lichtbogen erfolgt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Lichtbogen-Schweißverfahren zum Ausfüllen der ausgelaugten oder verbrannten Stellen von Kokillen und Gießformen aus Gußeisen oder Hämatiteisen, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, gekennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale a) bis d) und des neuen Merkmals e) a) nach Entfernen der beschädigten Werkstoffstellen wird die Aussparung (2) mit Gußstäben (3), deren Dicke etwa der Tiefe der Aussparung entspricht, rostartig ausgelegt; b) die Roststäbe (3) werden in Kaltschweißung mit Stahlelektroden durch Seitenwurzelnähte (5, 4 ; 5', 4") in der Aussparung (2) festgelegt, vorzugsweise werden auch die Randflächen der Aussparung (2) mit Wurzelkehlnähten (4) bedeckt; c) anschließend wird der Zwischenraum zwischen den Seitenwurzelnähten (4, 5, 4', 5', 4" ...) mit einer ersten Auftraglage (6) bedeckt unter Verschweißung einer stromführenden Stahlelektrode und unter gleichzeitigem Abschmelzen eines stromlosen Gußeisenstabes in dem Lichtbogen; d) anschließend werden die restlichen Auftraglagen (7 bis I I) ausschließlich mit einem stromführenden Gußeisenstab als abschmelzender Elektrode aufgetragen; e) bei den Verfahrensschritten gemäß den Merkmalen c) und d) erfolgt die Verschweißung derart, daß infolge entsprechend wiederholter und ausgedehnter zeitlicher Unterbrechung der Schweißung sich in jeder Schweißlage eine Reihe von Abkühlungs-Schrumpfrissen quer durch den Schweißraupenquerschnitt (6) ausbildet und damit in jeder einzelnen Lage etwa pilzförmige, mit der Unterlage jeweils homogen verschweißte Raupenteilstücke als thermisch elastisches Auftragsgut entstehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 455 483, 616 151, 679 380, 867118; dänische Patentschrift Nr. 71374; USA.-Patentschrift Nr. 2 330 289; Erdmann-Jesnitzer: Werkstoff und Schweißung, Bd. II, Akademie-Verlag, Berlin, 1954 S. 1125.