CH496098A - Verwendung von Gusseisen mit Kugelgraphit als Werkstoff für gut schweissbare Gegenstände - Google Patents

Description

  
 



  Verwendung von Gusseisen mit Kugelgraphit als Werkstoff für gut schweissbare Gegenstände
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Gusseisen mit Kugelgraphit als Werkstoff bei der Herstellung schweissgeeigneter Gegenstände.



   Es ist bekannt, dass der Werkstoff Gusseisen mit Kugelgraphit grundsätzlich eine schlechte Schweisseignung besitzt, weil aufgrund der chemischen Zusammensetzung im Bereich der Wärmeeinflusszone beim Schweissvorgang Gefügeveränderungen auftreten, welche die mechanischen Eigenschaften verändern. Im allgemeinen weist die Schweissverbindung Mängel auf, welche einmal darin bestehen, dass an der Übergangsstelle Schweissgut-Grundwerkstoff ungenügende mechanische Eigenschaften vorhanden sind, und welche zum anderen infolge der Schweissschrumpfspannungen zu makroskopischen Trennungen zwischen Schweissgut und Grundwerkstoff führen, da diese Spannungen von der Verbindung nicht aufgenommen werden konnten. Dar überhinaus entsteht an der Schweissverbindung eine höhere Härte und eine Verminderung der Zähigkeit, welche ebenfalls die Schweissverbindung ungeeignet machen.



   Es ist nun versucht worden, diese Mängel durch Anwendung unterschiedlicher Schweissverfahren und durch die Benutzung verschiedener Schweisszusatz Werkstoffe zu beheben, indem man die Wärmemenge, die beim Schweissen in das Gussstück übergeht, möglichst klein zu halten versucht, um damit den Einfluss auf die Gefügeänderungen zu vermindern. Alle diese Versuche haben aber zu keiner praktischen Lösung geführt.



  Insbesondere beim Schweissen von Bauteilen aus Gusseisen mit Kugelgraphit mit Stahl treten verstärkt die oben aufgeführten Mängel auf. Hier ergeben sich aufgrund der unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung Schwierigkeiten, weil insbesondere der Kohlenstoffgehalt beider Werkstoffe zu einer unterschiedlichen Höhe der Schmelztemperatur fürht. Daher ist praktisch für diese Werkstoffe nur dann eine beschränkte Möglichkeit vorhanden, eine Verbindungsschweissung auszuführen, wenn besondere Vorsichtsmassnahmen ergriffen werden. Man musste zur Umgehung dieser Schwierigkeiten anstelle des Werkstoffes Kugelgraphitguss einen anderen Werkstoff verwenden.



   Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Mängel bei der Schweissung von Gusseisen mit Kugelgraphit zu beheben.



   Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, Gusseisen mit Kugelgraphit als Werkstoff bei der Herstellung schweissgeeigneter Gegenstände zu verwenden, wobei die Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gussstücke vor der Schweissung einer entkohlenden Glühung im Temperaturbereich zwischen 900 und 12000C unterzogen werden, wodurch der Kohlenstoffgehalt, mindestens im Bereich der Schweisszonen, herabgesetzt wird.



   Vorzugsweise wird der Kohlenstoff in der entkohlten Zone auf höchstens 0,3%C begrenzt.



   Die zu verwendenden Legierungen sind alle Kugelgraphitgussorten mit perlitischem und ferritischem Gefüge, wie zum Beispiel in der Norm DIN 1693 beschrieben sind.



   Werden Werkstücke aus diesen Legierungen einer entkohlenden oder oxydierenden Glühung im Temperaturbereich zwischen 900 und 12000C unterzogen, so werden mindestens die zum Schweissen vorgesehenen Zonen entkohlt. Die Entkohlung muss soweit durchgeführt werden, bis im Bereich der zum Schweissen vorgeschenen Zonen Kohlenstoffgehalte vorliegen, wie sie von schweissbaren Stahlsorten bekannt sind. Nach dieser entkohlenden Glühung kann dann eine normale Abkühlung bis auf Raumtemperatur erfolgen. Es kann zur Einstellung bestimmter Gebrauchseigenschaften des Werkstoffes notwendig sein, dann noch eine Wärmebehandlung im Sinne einer Weichglühung oder Vergütung durchzuführen. In diesem Zustand ist die Schweisseignung des Werkstückes vorhanden.

  Je nach dem Beanspruchungen, die an die Schweissverbindung bei der praktischen Verwendung gestellt werden, ist es möglich, das geschweisste Werkstück ohne weitere thermische Nachbehandlung zu verwenden; darüber hinaus kann aber auch eine solche Wärmebehandlung ohne weiteres nachgeschaltet werden.



   Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels beschrieben. Ein Werkstück aus einem Kugelgraphitguss,  dessen chemische Zusammensetzung folgende Werte aufweist, soll geschweisst werden.



     3,39 0/,    C   0,17 0/,    Mn
2,52 % Si 0,05 % Mg übliche Zusätze und Verunreinigungen, Rest Eisen.



   Das Werkstück mit einer zum Schweissen vorbereiteten Wanddicke von 7 mm wird dann während einer Zeit von 48 Stunden in einer oxydierend wirkenden Atmosphäre auf   1 0700C    erhitzt. Durch diese Glühbehandlung wird der Kohlenstoffgehalt in den Randzonen d.h. also auch in den Schweisszonen auf etwa 0,2%C vermindert.



  Sodann lässt man das Werkstück bis auf Raumtemperatur abkühlen und unterzieht es anschliessend einer Wärmebehandlung, bei der es durch Erhitzen auf 7400C angelassen wird. Ein solches Werkstück kann dann unbedenklich nach allen vorkommenden Verfahren geschweisst werden, ohne dass eine Verminderung der Festigkeit des Grundwerkstoffes eintritt. Passt man dabei die Schweisszusatzwerkstoffe hinsichtlich der metallischen Legierungsbestandteile festigkeitsmässig - dem Grundwerkstoff an, so erhält auch die Schweissverbindung eine dem Grundwerkstoff entsprechende Festigkeit.



  Dies liess sich bisher beim Werkstoff Gusseisen mit Kugelgraphit nicht erreichen. Wird die Schweissverbindung nach Verfahren durchgeführt, bei denen kein Schweisszusatzwerkstoff zur Anwendung kommt, so erhält auch dann die Schweissverbindung die Festigkeit des Grundwerkstoffes.

 

   Durch die entkohlende Glühbehandlung und der damit verbundenen Verminderung des Kohlenstoffgehaltes erhöht sich der Schmelzpunkt des Werkstoffes in der Schweisszone in solche Temperaturbereiche, wie sie bei Stahlwerkstoffen üblich sind. Dadurch ist eine technisch einwandfreie Ausführung einer Verbindungsschweissung mit Stahl gewährleistet. Weiterhin bedingt der niedrige Kohlenstoffgehalt im Bereich der Schweisswärmeeinflusszone im Grundwerkstoff Gusseisen mit Kugelgraphit während des Schweissens keine schädigenden Gefügeumwandlungen, die die mechanischen Eigenschaften der Schweissverbindung stören oder die zu makroskopischen Fehlern in der Verbindung führen können. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verwendung von Gusseisen mit Kugelgraphit als Werkstoff bei der Herstellung schweissgeeigneter Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass die Gussstücke vor der Schweissung einer entkohlenden Glühung im Temperaturbereich zwischen 900 und 12000C unterzogen werden, wodurch der Kohlenstoffgehalt, mindestens im Bereich der Schweisszonen herabgesetzt wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verwendung eines Gusseisens nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffgehalt in der entkohlten Zone höchstens 0,3% beträgt.

   2. Verwendung eines Gusseisens nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gussstücke nach der entkohlenden Glühung einer thermischen Behandlung zur Einstellung der Gebrauchseigenschaften unterzogen werden.

   3. Verwendung eines Gusseisens nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die geschweissten Werkstücke in Abhängigkeit von den an die Schweissverbindung gestellten Anforderungen thermisch nachbehandelt werden.