DD256272A1

DD256272A1 - Verfahren zum elektrosignieren

Info

Publication number: DD256272A1
Application number: DD29853486A
Authority: DD
Inventors: Ulrich Strien; Manfred Roletschek
Original assignee: Rohrleitungsbau Finow Veb
Priority date: 1986-12-24
Filing date: 1986-12-24
Publication date: 1988-05-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kennzeichnen von metallischen Oberflaechen durch Elektrosignieren. Die moegliche Anwendung erstreckt sich auf metallverarbeitende Bereiche, in denen Werkstuecke aus hochlegierten Staehlen und Titan gefertigt werden. Das Elektrosignieren wird unter dem Einfluss einer Inertgasatmosphaere durchgefuehrt, wobei die elektrische Energie der Kurzschlussfunken nur die Werkstueckoberflaeche anschmilzt und das Schmelzbad unter dem Gaseinfluss erstarrt. Dadurch entsteht eine von metallurgischen Verunreinigungen freie und korrosionsbestaendige Bearbeitungszone, die als Singnierspur aus der Summe der durch die Kurzschlussfunken erzeugten Schmelzbaeder deren geringe Einbrandtiefen definiert ist und deren Oberflaechenrauheit eine hohe Guete aufweist.

Description

Ausführungsbeispiel

Die vorbeschriebene Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel zum Kennzeichnen von Rohrleitungselementen aus rost- und säurebeständigen Stählen beschrieben.

Zum Signierenn der Werkstückflächen wird ein Elektroschbreibgerät mit einer thorierten Wolframelektrode benutzt. Die Signierelektrode wird von einer Gaszuführung begleitet, die das Inertgas gerichtet um die Elektrodenspitze strömen läßt. Als Inertgaswird Argon verwendet, das die Elektrode schon vor der Erzeugung des ersten Kurzschlußfunken umströmt, damit diese dann innerhalb der Gasatmosphäre entstehen können. Über einen Transforamtor, der für die Signierelektrode eine Betriebsspannung von 4V Wechselspannung bereitgestellt, werden die Funken erzeugt. Durch die hohe Stromdichte bei Annäherung von Elektrode und Werkstück und der dadurch entstehenden Widerstandswärme wird die Werkstückoberfläche auf Schmelztemperatur erhitzt. Der Energiegehalt aus Stromstärke und Spannung sowie die Abmessung der Elektrode mit einem Durchmesser von 1 mm läßt die unmittelbar von der Signierelektrode beeinflußte Oberflächenzone mit einer geringen Einbrandtiefe schmelzen. Die Inertgasatmosphäre verhindert die unerwünschten metallurgischen Reaktionen des Schmelzbades mit den Bestandteilen der Luft, so daß das Schmelzbad mit blanker und glatter Oberfläche ohne Fremdeinschlüsse erstarrt. Die Bildung von Reaktionsprodukten für Korrosionsangriffe auf die Bearbeitungszone wird verhindert, so daß keine Reinigungs- Korrosionsschutz- und Konservierungsmaßnahmen nach dem Signieren notwendig sind. Bei Unterbrechung des Ladungsträgerstransportes zwischen Elektrode und Werkstück und auch nach der Beendigung des Signierens wird die Elektrodenspitze noch weiterhin für 2 bis 5 Sekunden vom Inertgas umströmt. Dieser Nachlauf und der Gasvolumenstrom von 0,1 bis 0,5 l/min an der Gasaustrittsöffnung der Gaszuführung ermöglichen ein Umströmen des Schmelzbades mit einer ausreichenden Gasmenge, um ein Erstarren der Schmelze unter dem Einfluß des Inertgases zu gewährleisten.

Claims

1. Verfahren zum Elektrosignieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungszone unter dem Einfluß eines Inertgases oder eines Inertgasgemisches steht.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kennzeichnen von metallischen Oberflächen durch Elektrosignieren. Bevorzugtes Anwendungsgebiet ist das Kennzeichnen von Werkstücken aus hochlegierten Stählen sowie Titan.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Kennzeichnung von metallischen und metallisierten Werkstücken ist das Elektrosignieren. Dabei werden durch das elektrische Potential zwischen der schwerabschmelzenden Signierelektrode und der Metalloberfläche wiederholt Kurzschlußfunken geringer Energie erzeugt, deren Wärmemenge die Werkstückoberfläche in einem aus Schmelzbadfläche und geringer Einbrandtiefe definierten Bereich aufschmilzt. Die Umgebungsatmosphäre der Luft wirkt direkt und ungehindert auf die nackte Signierelektrode, den Kurzschlußfunken und das Schmelzbad. Die einzelnen Funken weisen unterschiedliche Energiemengen auf und tragen so zu einer ungleichmäßigen Aufschmelzung und Erstarrung der Schmelzbäder bei. Das Schmelzbad geht dabei metallurgische Reaktionen mit den Bestandteilender Atmosphäre, wie z.B. Metalloxydation, Karbidbildung sowie Kohlenstoff- und Stickstoffaufnahme, ein. Die in der wärmebeeinflußten Zone gebildeten Reaktionsprodukte, wie z. B. Stickstoff- und Kohlenstoffverbindungen, stellen metallische Verunreinigungen dar, die u. a. als Schlackerrückstände zu einer Färbung der bearbeiteten Werkstückoberfläche führen. Bei der Führung der Signierelektrode über das Werkstück schmilzt die Funkenfolge immer neue Bereiche der Metalloberfläche an, die nach der Weiterführung der Elektrode wieder erstarren. Nach dem Erstarren des Schmelzbades besitzt seine Oberfläche eine grobschuppige und rauhe Struktur. Diese Änderung der Oberflächenstruktur der erstarrten Schmelzen mit den darin eingelagerten Reaktionsprodukten und den rauhen Strukturen gegenüber der nichtbearbeiteten Werkstückoberfläche, stellt die Art und Weise der Kennzeichnung durch das Elektrosignieren dar.

Zur Erreichung bzw. Erhaltung einer geforderten Oberflächenbeschaffenheit bzw. -sauberkeit müssen die für das eigene Korrosionsschutzsystem des metallischen Werkstückes schädlichen Reaktionen unterbunden und die Entstehung der Reaktionsprodukte als Ausgangsbasis für die verschiedenen Angriffsformen und Prozeße bei der Korrosion verhindert werden. Als Maßnahme zur Beseitigung unerwünschter Verschmutzungen und Ablagerungen auf Oberflächen wird zur Schaffung einer optimalen Korrosionsbeständigkeit, besonders bei Werkstoffen mit einer Passivschicht, eine Endbehandlung mit einer Reinigung durchgeführt, die u.a. die Arbeitsgänge Beizen und Deinoatspülen beinhaltet. Durch das Beizen erfolgt eine Materialabtragung, mit der vornehmlich die auf der Oberfläche haftenden unerwünschten Reaktionsprodukten entfernt werden. Es ist weiterhin ein Verfahren zum Schmelzen von Metallen im elektrischen Lichtbogen mit Schutzatmosphäre aus einem Inertgas bekannt, das sich in seiner Bezugnahme auf das Lichtbogenschweißen erstreckt, also auf die Verunreinigung metallischer Werkstoffe nur unter Anwendung von Wärme durch einen örtlich begrenzten Schmelzfluß, bei einer Lichtbogenspannung von durchschnittlich 15V (DE-PS 496337). Die Bereitstellung der benötigten elektrischen Energie zum Schmelzen von Metallen beim Lichtbogenschweißen erfordert einen speziellen apparativen und energetischen Aufwand.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, auf möglichst einfache Weise die Korrosionsbeständigkeit der durch das Elektrosignieren bearbeiteten Zone zu sichern und dabei eine hohe Güte der Flächenrauheit zu erzielen, ohne dafür die Signierspur einer Nachbearbeitung unterziehen zu müssen. In bestimmten Fällen stellt dieses Verfahren die Voraussetzung für eine ökonomische Fertigung dar.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Elektrosignieren die schädigende Wirkung der Luftatmosphäre auf den Schmelz- und Erstarrungsprozeß in der Bearbeitungszone auszuschließen und durch die Vermeidung der Bildung unerwünschter metallurgischer Reaktionsprodukte die Korrosionssicherheit der Materialoberfläche zu erhalten sowie durch die geringe Rauhigkeit der Oberfläche und der Neubildung einer dünnen Korrosionsschutzschicht, ohne visuell erkennbare Einlagerungsprodukte, eine wirksame Signierspur zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird das Elektrosignieren unter dem Einfluß einer Inertgasatmopshähre durchgeführt. Die Signierung wird dadurch erreicht, daß zwischen der Signierelektrode und dem Werkstück elektrische Kurzschlußfunken mit geringer Energie in einer Schutzgasatmopshäre erzeugt werden. Dabei sind die Elektrode, die Kurzschlußfunken und das durch die elektrische Energie der Funken erzeugte Schmelzbad während des Signiervorganges vollständig von diesem Gas umgeben und das Schmelzbad erstarrt, nach der Weiterführung der Elektrode über das Werkstück, noch unter dem Einfluß der Gashülle. Unter der Schutzgasatmosphäre bilden sich beim Signieren in der Bearbeitungszone metallisch blanke und glatte Schmelzbadoberflächen aus dem Grundwerkstoff, die keine Einlagerungen von unerwünschten Reaktionsprodukten aufweisen. Die Schmelzbadoberflächen bilden selbständig nach dem Erstarren eine Korrosionsschutzschicht aus, die eine geringere Dicke gegenüber die der nichtbearbeitenden Werkstückoberfläche aufweist und die saubere, metallisch blanke Oberfläche in Verbindung mit ihrer geringen Oberflächenrauh'igkeit optisch wirksam werden läßt, da die Lichtreflexionsfähigkeit der Bearbeitungszone und der sonstigen Werkstückoberfläche unterschiedlich ist. Die Ausbildung der Badoberflächen ohne Verunreinigungen und Ablagerungen erfordert keine Folgemaßnahmen zur Herstellung eines durchgängigen Korrosionsschutzsystems der Werkstückoberfläche.