DE2838774B2 - Elektroden für die Magnetpulver-Prüfung von Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Elektroden für die Magnetpulverprüfung von Werkstücken nach dem Prinzip der Seibstdurchflutung.

Bei der magnetischen Fehler- oder Risseprüfung ist es bekannt, ein Magnetfeld in größeren Werkstücken aus Eisen oder Stahl, insbesondere in Schweißkonstruktionen, durch die Selbstdurchflutung zu erzeugen. Hierbei wird der Magnetisierungsstrom unmittelbar durch das zu prüfende Werkstück geleitet. Zur Einleitung des Stromes in das Werkstück dienen zwei Elektroden, die durch ein Kabel mit einem Hochstromerzeuger verbunden und in geeignetem Abstand auf das zu prüfende Werkstück aufgesetzt werden. Nach Einschalten fließt der Prüfstrom zwischen den Elektroden durch das Werkstück und erzeugt dabei ein kreisförmiges Feld, das an der Oberfläche des Werkstückes M quer zu der Verbindungslinie der beiden Elektroden liegt. Auf diese Weise können nach dem Magnetpulververfahreri Risse gefunden werden, die quer zu diesem Magnetfeld mit einer Abweichung bis etwa 45° nach beiden Seiten liegen, d. h. in eineni gewissen Flächenbereich zwischen den Elektroden parallel zu deren Verbindungslinie oder mit einer maximalen Abweichung von 45° hierzu.

Es ist an sich bekannt, verschiedene Materialien für die Elektroden bzw. Kontaktspitzen zu verwenden. Hierzu gehören Kupferstäbe oder mit Kupfergeflecht überzogene Kontaktstellen. Diese Elektroden sind jedoch insofern nachteilig, als im Falle einer Funkenbildung an der Kontaktstelle sich Brandstellen oder Brandmarken bilden können, so daß das Kupfer in das Material eindiffundiert. Dies führt jedoch zur Versprödung (Aufhärtung) und zur Rissebildung, insbesondere bei hochwertigen Kesselbau- oder Feinkornstählen.

Es ist auch ein Magnetpulververfahren bekannt, bei dem mit Selbstdurchflutung gearbeitet wird, und die zugehörigen Prüfgeräte mit Durchflutungsströmen von z. B. 1200 A maximal arbeiten. Eine besondere Zusammensetzung des Materials für die Elektroden bzw. ' Elektrodenkontaktspitzen wird hier nicht angesprochen (Materialprüfung 18 (1576), Nr. 9, September S. 335, 336).

Ebenfalls ist das Verhalten der Zündstellen bei der Magnetpulverprüfung bekannt Um den durch sie

κι gegebenen Nachteil zu verringern, insbesondere bei der Selbstdurchflutung, ist es bekannt, die konstruktive Form der Elektroden den Aufsetzstellen anzupassen, wobei die Elektrode selbst aus einem massiven Kupferstab oder einem Kupfergewebeband bestehen

η kann. Eine weitere, bzw. spezielle Zusammensetzung der Elektrodenlegierung wird hier nicht angesprochen, so daß der vorstehende Nachteil verbleibt, daß Kupfer über die sich bildenden Brandstellen oder Brandmarken in nachteiliger Weise in das Material eindiffundiert (technica 22 (1973) Nr. 6, S. 466,467).

Die bekannten Elektrodenwerkstoffe genügen somit

nicht den besonderen und vielseitigen Anforderungen, die an ein optimales Elektrodenmaterial gestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

2Ί vorstehenden Nachteile zu vermeiden und Elektroden anzugeben, deren Material einerseits neben guter Leitfähigkeit und hinreichender Weichheit nicht zum Oxidieren neigt, jedoch eine noch genügend niedrige Schmelztemperatur hat, so daß durch Ausbildung einer

in Schmelzschicht ein guter Kontakt gewährleistet wird, andererseits aber ein noch genügend hoher Schmelzpunkt des Elektrodenmaterials gegeben ist, so daß sein übermäßiger Verschleiß vermieden wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe bestehen die Elektroden

si erfindungsgemäß aus einer Legierung von 45%—80% Zink und 18%—50% Aluminium, bzw. aus einer Legierung von 20%—50% Blei und 50%-80% Zinn.

Die erste Lösung ist auch insofern vorteilhaft, als gegenüber bekannten Bleielektroden die Oxydation der

in Elektrodenoberfläche so gering ist, daß beim nächsten Kontaktschritt keine Isolation vorhanden ist, die ansonsten Anlaß zu Zündfunken geben würde.

Hinsichtlich der zweiten Lösung hat sich gezeigt, daß in Einzelfällen für die Elektrode bzw. die Kontaktspitze

4') gerade dieser Zusammensetzung einer Blei-Zinn-Legierung noch wesentlich bessere Schweißeigenschaften aufweist, als eine bekannte Legierung mit Kupfer oder Blei. Mit der Legierung gem. zweiter Lösung vermeidet man ebenfalls das Auftreten von Kratern und erreicht

Vi bei verringertem Übergangswiderstand einen verbesserten Stromdurchgang sowie niedrigere örtliche Erhitzung. Diese Vorteile überwiegen wesentlich gewisse kleinere Nachteile dieser Legierung.
Die Elektroden können auch so ausgebildet sein, daß

« die Legierung aus 60-70% Zink und 25-35% Aluminium besteht, was je nach Einzelfall bessere Eigenschaften des Legierungsmaterials gestattet, besonders bei Prüfstücken aus Stahl.
Andererseits hat sich gezeigt, daß der Elektrodenwerkstoff in vielen Einzelfällen weiter verbessert wird, wenn die Legierung aus 65% Zink und 30% Aluminium besteht.

Eine weitere Ausgestaltung besteht beim vorstehenden Legierungswerkstoff im Zusatz von 2%—10% Kupfer, insbesondere 5% Kupfer.

Durch Versuche wurde erhärtet, daß durch den erfindungsgemäßen Einsatz dieser Elektrodenmaterialien ein den bekannten Materialien überlegenes

Elektrodenmaterial vorliegt, das der gestellten Aufgabe genügt

Beispiel

Es wurden Versuche mit Elektrodenkcntaktspitzen. bestehend aus einer Legierung aus 65% Zink, 30% Aluminium und 5% Kupfer angestellt. Diese Legierung hatte einen Schmelzpunkt von 500⁰C. Einzelne Werkstückoberflächen wurden hierbei sandgestrahlt, gehobelt bzw. geschliffen. Für die Untersuchung wurden Geräte mit wahlweise 4000A Wechselstrom bzw. 4000 A Gleichstrom (Vollweg-Gleichrichtung) bzw. mit 1500A Wechselstrom bzw. 1500 A Halbweller-Gleichstrom, verwendet Es wurde mit relativ hohem Magnetisierungsstrom gearbeitet Hierbei wurden die Stromstärken des jeweiligen Gerätes in Abhängigkeit von den einzelnen Versuchswerkstoffen und den zugehörigen Sckmelztemperatüren ermittelt. Nach der Magnetisierung wurden die Kontaktstellen genau untersucht, um die Art der Aufsetzpunkte der Elektroden zu beurteilen. Um die Einbrände möglichst gering zu halten, wurde der Strom erst nach Aufsetzen der Spitzen um eine Einschaltdauer von jeweils 10 Sekunden eingeschaltet Bei der Versuchslegierung wurden keine oxidischen Anlauffarben in den Ablagerungen festgestellt Ferner traten bei der Versuchslegierung keine Höfe und Krater auf, die sonst bei Vergleichsversuchen mit Kupferelektroden typisch sind, sondern es ergaben sich nur Ablagerungen des Spitzenmaterials. Durch nachträglich angefertigte Mikroschliffe des Legierungsmaterials konnte bei der Kontaktspitze aus der Versuchslegierung keine Beeinflussung des Werkstoffes festgestellt werden, beim Elektrodenmaterial aus Kupfer ergaben sich dagegen jedoch Änderungen im Gefüge und das Auftreten von kleinen Rissen. Die Legierungen können vorteilhaft durch Gießen und somit billig hergestellt werden.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektroden für die Magnetpulverprüfung von Werkstücken nach dem Prinzip der Selbstdurchflutung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Legierung von 45%—80% Zink und 18%—50% Aluminium bestehea

2. Elektroden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Legierung von 60%-70% Zink und 25%—35% Aluminium bestehen.

3. Elektroden nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Legierung von 65% Zink und 30% Aluminium bestehen.

4. Elektroden nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 2%-10% Kupfer aufweisen.

5. Elektroden nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 3%—7% Kupfer aufweisen.

6. Elektroden nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5% Kupfer aufweisen.

7. Elektroden für die Magnetpulverprüfung von Werkstücken nach dem Prinzip der Selbstdurchflutung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Legierung von 20%-50% Blei und 50%—80% Zinn bestehen.

8. Elektroden nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Legierung von 30% Blei und 70% Zinn bestehen.