CH302979A - Verfahren zum Verbinden von Metallteilen mit verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Verbinden von Metallteilen mit verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten.    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf  ein Verfahren zum Verbinden von Metall  teilen mit verschiedenen Wärmeausdehnungs  koeffizienten durch Schmelzschweissen.  



  Beim Verbinden der meisten Arten von  austenitischem Stahl mit ferritischen Stählen  und wenn die Verbindung im Betrieb hohen  Temperaturen unterworfen ist, ergeben unter  schiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten  der beiden Stahlsorten hohe Spannungen,  wenn die Temperatur der Verbindung relativ  grossen     Schwankungen    ausgesetzt ist.  



  Bei Temperaturschwankungen kann das  Metall Ermüdungserscheinungen zeigen, und  bei grosser Temperaturschwankungsbreite  kann es schliesslich zum Bruch der Verbin  dung kommen. Dies gilt besonders von ge  schweissten Verbindungen, da     zwischen    dem  ferritischen und dem austenitischen Teil eine  scharfe Demarkationslinie vorhanden ist, an  der eine hohe Spannung konzentriert ist.  



  Erfindungsgemäss ist das Verfahren zum  Verbinden durch Schmelzschweissung von  zwei Eisenmetallteilen mit verschiedenen  Wärmeausdehnungskoeffizienten, wobei der  eine Teil aus ferritischem Stahl mit einem  Wärmeausdehnungskoeffizienten von an  nähernd 14 X 10-6 und der andere Teil aus'  einem austenitischen Stahl mit einem Wärme  ausdehnungskoeffizienten von 18 X 10-6 be  steht, dadurch     gekennzeichnet,    dass man zwi  schen die genannten Metallteile eine Puffer  schicht oder Pufferschichten aus einem oder  mehreren austenitischen Stählen, deren Aus-    dehnungskoeffizient zwischen demjenigen  der Metallteile liegt, einsetzt und anschweisst.  Auf diese Weise werden die Spannungen be  schränkt, die normalerweise bei hohen und  schwankenden Temperaturen auftreten.  



  Bei einem Ausführungsbeispiel wird eine  einzige Pufferschicht aus einem austenitischen  Stahl mit einem Koeffizienten von 16 X     10--6     zwischen die Metallteile eingesetzt bzw. an  deren gegenüberliegende Flächen ange  schweisst. Dadurch wird für eine gegebene  Temperaturänderung die     Spannung    auf die  Hälfte derjenigen Spannung erniedrigt, die  bei einer direkten Verschweissung zwischen  den beiden. Teilen auftreten würde. Die an  der Schweissstelle lokalisierte Spannung kann  durch weiteres Unterteilen der Verbindung  zwischen dem ferritischen und austenitischen  Stahl mittels zusätzlicher Pufferschichten mit  abgestuften Wärmeausdehnungskoeffizienten  noch weiter verringert werden. So können z. B.

    drei Pufferschichten mit Wärmeausdehnungs  koeffizienten von 15 bzw. 16 und 17 X 10-6  vorgesehen sein, wobei die Verschweissung  vom ferritischen Stahl (Wärmeausdehnungs  koeffizient 14 X 10-6) der Reihe nach über die  drei Pufferschichten zum austenitischen Stahl  (Wärmeausdehnungskoeffizient 18 X 10-6)  vorgenommen wird. Dadurch wird die Span  nung an jeder der vier Schweissstellen auf  1/4 des bei einer direkten     Verschweissung    der  beiden Teile auftretenden Wertes beschränkt:  Bei einem andern Ausführungsbeispiel  einer .

   Schweissverbindung zwischen einem      Teil aus ferritischem Stahl mit einem Wärme  ausdehnungskoeffizienten von 14 X     10-6    und  einem Teil aus austenitischem Stahl mit  einem solchen von 18 X 10-6 werden Schweiss  metalle verwendet, deren Zusammensetzung  so variiert wird, dass sich der Ausdehnungs  koeffizient in der Pufferschicht allmählich  von 14 X     10-6    auf 18 X 10-6 ändert.  



  Bei diesem Beispiel wird die Pufferschicht  durch fortschreitendes Anfügen von geschmol-  
EMI0002.0002     
  
    Kohlen- <SEP> Chrom <SEP> Nickel <SEP> Kobalt <SEP> Niobium <SEP> Wärmeausdehnungs  stoff <SEP> koeffizient <SEP> in <SEP> 10-6
<tb>  0,14 <SEP> 10-15 <SEP> 30-40 <SEP> 10-20 <SEP> <B>4</B>3 <SEP> 14
<tb>  0,14 <SEP> 10-15 <SEP> 30-40 <SEP> 5-10 <SEP> 1,3 <SEP> 15
<tb>  0,14 <SEP> 10-15 <SEP> 30-40 <SEP> 0 <SEP> 1,3 <SEP> 16 <SEP>   0,14 <SEP> 10-15 <SEP> 20-25 <SEP> 0 <SEP> 1,3 <SEP> 17
<tb>  0,14 <SEP> 10-15 <SEP> 14-18 <SEP> 0 <SEP> 1,3 <SEP> 18       Es können natürlich je nach dem     in    Be  tracht fallenden Temperaturbereich verschie  dene Legierungen erforderlich sein.  



  Die genannten Wärmeausdehnungskoeffi  zienten sind Durchschnittswerte für den Be  reich von 20  C bis 550  C.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Verbinden durch Schmelz schweissung von zwei Eisenmetallteilen mit verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizien ten, wobei der eine Teil aus ferritischem Stahl mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von annähernd 14 X 10--6 und der andere Teil aus einem austenitischen Stahl mit eignem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 18 X 10-6 besteht, dadurch gekennzeichnet, dass man zwischen die genannten Metallteile wenigstens eine Pufferschicht aus wenigstens einem austenitischen Stahl, dessen Wärmeausdeh nungskoeffizient zwischen demjenigen der genannten Metallteile liegt, einsetzt und an schweisst. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass eine einzige Puf ferschicht mit einem Wärmeausdehnungs- zenem Schweissmetall aufgebaut; dabei wird die Zusammensetzung des angefügten Schweiss metalles fortschreitend geändert und dafür gesorgt, dass sich letzteres mit dem vorher angefügten Schweissmetall vermischt, so dass sich der Wärmeausdehnungskoeffizient über die Pufferschichten allmählich anstatt sprung weise ändert. Diese Schweissmetalle haben z. B. folgende Zusammensetzung koeffizienten von annähernd 16 X 10-6 ver wendet wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass drei Pufferschich ten aus austenitischem Stahl mit Wärmeaus dehnungskoeffizienten von 15 X 10-6 bzw.

   16 X 10-6 und 17 X 10-6 verwendet werden, wobei die Verschweissung des einen Teils aus ferritischem Stahl mit einem Wärmeausdeh nungskoeffizienten von 14 X 10--6 der Reihe nach über die Mehrzahl von Pufferschichten zum andern Teil aus austenitischem Stahl mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 18 X 10-6 vorgenommen wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass für die Puffer schicht ein Schweissmetall verwendet wird. 4.

   Verfahren nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass die Zusammenset zung des Schweissmetalles durch seine ganze Tiefe sich allmählich ändert, um so eine nicht sprunghafte fortlaufende Änderung des Wärmeausdehnungskoeffizienten von dem jenigen des einen zu demjenigen des andern Teils zu erhalten.