Während des Auftragsschweißvorgangs verursachen Risse häufig Probleme wie Nacharbeiten und Rücksendungen durch den Kunden. Das Auftragschweißen unterscheidet sich vom allgemeinen Strukturschweißen, und auch die Beurteilung und Aufmerksamkeitsrichtung von Rissen unterscheidet sich erheblich. In diesem Artikel wird das häufige Auftreten von Rissen beim Auftragen verschleißfester Oberflächen analysiert und erörtert.
1. Bestimmung von Rissen
Derzeit gibt es sowohl im Inland als auch international keine allgemeine Norm für Risse, die durch den Verschleiß harter Oberflächen verursacht werden. Der Hauptgrund dafür ist, dass es zu viele Arten von Arbeitsbedingungen für Verschleißprodukte für harte Oberflächen gibt und es schwierig ist, verschiedene anwendbare Kriterien zur Rissbeurteilung unter den Bedingungen zu definieren. Aufgrund der Erfahrung bei der Anwendung von verschleißfesten Schweißmaterialien in verschiedenen Bereichen können jedoch mehrere Rissgrade sowie die Akzeptanzstandards in verschiedenen Branchen grob unterschieden werden:
1. Die Rissrichtung verläuft parallel zur Schweißnaht (Längsriss), durchgehender Querriss, Riss bis zum Grundwerkstoff, Abplatzungen
Solange einer der oben genannten Rissgrade erreicht ist, besteht die Gefahr, dass die gesamte Belagsschicht abfällt. Grundsätzlich gilt: Unabhängig von der Produktanwendung ist es inakzeptabel und kann nur nachbearbeitet und neu gelötet werden.
2. Es gibt nur Querrisse und Diskontinuitäten
Für Werkstücke, die mit festen Materialien wie Erz, Sandstein und Kohlebergwerken in Kontakt kommen, ist eine hohe Härte erforderlich (HRC 60 oder mehr), und zum Auftragschweißen werden im Allgemeinen Schweißmaterialien mit hohem Chromgehalt verwendet. Die in der Schweißraupe gebildeten Chromkarbidkristalle entstehen durch Spannungsabbau. Risse sind akzeptabel, sofern die Rissrichtung nur senkrecht zur Schweißnaht (quer) verläuft und diskontinuierlich ist. Die Anzahl der Risse wird jedoch weiterhin als Referenz für den Vergleich der Vor- und Nachteile von Schweißzusätzen oder Auftragsschweißverfahren herangezogen.
3. Keine rissige Schweißnaht
Bei Werkstücken wie Flanschen, Ventilen und Rohren, bei denen die Hauptkontaktsubstanzen Gase und Flüssigkeiten sind, sind die Anforderungen an Risse in der Schweißnaht vorsichtiger und es ist im Allgemeinen erforderlich, dass das Erscheinungsbild der Schweißnaht keine Risse aufweist.
Leichte Risse an der Oberfläche von Werkstücken wie Flanschen und Ventilen müssen repariert oder nachbearbeitet werden
Verwenden Sie zum Auftragschweißen die Spezialschweißzusätze unseres Unternehmens GFH-D507Mo für Ventile, ohne Risse auf der Oberfläche
2. Die Hauptursachen für verschleißfeste Oberflächenrisse auf harten Oberflächen
Es gibt viele Faktoren, die Risse verursachen. Beim verschleißfesten Auftragschweißen mit harter Oberfläche lässt es sich hauptsächlich in Heißrisse unterteilen, die nach dem ersten oder zweiten Durchgang auftreten, und Kaltrisse, die nach dem zweiten Durchgang oder sogar nach dem Schweißen auftreten.
Heißer Riss:
Während des Schweißvorgangs kühlt das Metall in der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone auf die Hochtemperaturzone nahe der Soliduslinie ab, wodurch Risse entstehen.
Kalter Riss:
Risse, die bei Temperaturen unterhalb des Solidus (ungefähr bei der martensitischen Umwandlungstemperatur von Stahl) entstehen, treten hauptsächlich in Stählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und hochfesten niedriglegierten Stählen und mittellegierten Stählen auf.
Wie der Name schon sagt, sind Produkte mit harter Oberfläche für ihre hohe Oberflächenhärte bekannt. Allerdings führt das Streben nach Härte in der Mechanik auch zu einer Abnahme der Plastizität, also einer Zunahme der Sprödigkeit. Im Allgemeinen wird bei Auftragsschweißungen über HRC60 den thermischen Rissen, die während des Schweißprozesses entstehen, kaum Beachtung geschenkt. Hartauftragschweißen mit einer Härte zwischen HRC40-60 erfordert jedoch Risse, interkristalline Risse im Schweißprozess oder Verflüssigung und mehrseitige Risse, die durch die obere Schweißnaht in der Wärmeeinflusszone der unteren Schweißnaht entstehen Perlen sind sehr lästig.
Auch wenn das Problem der Heißrisse gut unter Kontrolle ist, besteht nach dem Auftragschweißen immer noch die Gefahr von Kaltrissen, insbesondere bei sehr sprödem Material wie z. B. harten Oberflächenschweißraupen, die empfindlicher auf Kaltrisse reagieren. Starke Risse werden meist durch Kaltrisse verursacht
3. Wichtige Einflussfaktoren auf verschleißfeste Risse auf harten Oberflächen und Strategien zur Rissvermeidung
Die wichtigsten Faktoren, die untersucht werden können, wenn beim Verschleißprozess harter Oberflächen Risse auftreten, sind folgende. Für jeden Faktor werden entsprechende Strategien vorgeschlagen, um das Risiko von Rissen zu verringern:
1. Grundmaterial
Der Einfluss des Grundwerkstoffes auf die verschleißfeste Auftragung einer harten Oberfläche ist sehr wichtig, insbesondere bei Werkstücken mit weniger als 2 Schichten Auftragsschweißung. Die Zusammensetzung des Grundmetalls beeinflusst direkt die Eigenschaften der Schweißnaht. Die Materialauswahl ist ein Detail, das vor Arbeitsbeginn beachtet werden muss. Wenn beispielsweise ein Ventilwerkstück mit einer Zielhärte von etwa HRC30 mit einem Grundmaterial aus Gusseisen beschichtet wird, wird empfohlen, ein Schweißmaterial mit einer etwas geringeren Härte zu verwenden oder eine Zwischenschicht aus Edelstahl hinzuzufügen, um dies zu erreichen Vermeiden Sie, dass der Kohlenstoffgehalt im Grundmaterial das Risiko von Schweißnahtrissen erhöht.
Tragen Sie eine Zwischenschicht auf das Grundmaterial auf, um die Gefahr von Rissen zu verringern
2. Schweißzusätze
Für den Prozess, der keine Risse erfordert, sind Schweißzusätze mit hohem Kohlenstoff- und Chromgehalt nicht geeignet. Es wird empfohlen, Schweißzusätze des martensitischen Systems zu verwenden, wie z. B. unser GFH-58. Es kann eine rissfreie Raupenoberfläche schweißen, wenn die Härte so hoch wie HRC58~60 ist, was besonders für nicht ebene Werkstückoberflächen geeignet ist, die durch Erde und Stein stark abrasiv wirken.
3. Wärmeeintrag
Aufgrund des Schwerpunkts auf Effizienz werden beim Bau vor Ort tendenziell höhere Ströme und Spannungen verwendet. Eine moderate Reduzierung von Strom und Spannung kann jedoch auch das Auftreten von thermischen Rissen wirksam reduzieren.
4. Temperaturregelung
Mehrlagiges und mehrlagiges Auftragschweißen kann als ein Prozess des kontinuierlichen Erhitzens, Abkühlens und Wiedererwärmens für jeden Durchgang betrachtet werden. Daher ist die Temperaturkontrolle sehr wichtig, vom Vorwärmen vor dem Schweißen bis zur Kontrolle der Durchgangstemperatur während des Auftragschweißens und sogar des Abkühlprozesses danach Schweißen erfordern große Aufmerksamkeit.
Die Vorwärm- und Bahntemperatur beim Auftragsschweißen hängen eng mit dem Kohlenstoffgehalt des Substrats zusammen. Das Substrat umfasst hier das Grundmaterial bzw. die Zwischenschicht und die Unterseite der harten Oberfläche. Im Allgemeinen wird aufgrund des Kohlenstoffgehalts des auf der harten Oberfläche abgeschiedenen Metalls empfohlen, die Straßentemperatur bei hohem Kohlenstoffgehalt über 200 Grad zu halten. Im tatsächlichen Betrieb ist jedoch aufgrund der großen Länge der Schweißraupe der vordere Teil der Schweißraupe am Ende eines Durchgangs abgekühlt, und der zweite Durchgang führt leicht zu Rissen in der Wärmeeinflusszone des Substrats . Wenn keine geeignete Ausrüstung zur Aufrechterhaltung der Kanaltemperatur oder zum Vorwärmen vor dem Schweißen vorhanden ist, wird daher empfohlen, in mehreren Abschnitten, kurzen Schweißnähten und kontinuierlichem Auftragschweißen im selben Abschnitt zu arbeiten, um die Kanaltemperatur aufrechtzuerhalten.
Zusammenhang zwischen Kohlenstoffgehalt und Vorwärmtemperatur
Auch das langsame Abkühlen nach dem Auftragen ist ein sehr kritischer, aber oft vernachlässigter Schritt, insbesondere bei großen Werkstücken. Manchmal ist es nicht einfach, über geeignete Geräte zu verfügen, um langsame Abkühlbedingungen zu gewährleisten. Wenn es wirklich keine Möglichkeit gibt, diese Situation zu lösen, können wir nur empfehlen, die Methode des segmentierten Betriebs erneut anzuwenden oder das Auftragschweißen bei niedrigen Temperaturen zu vermeiden, um das Risiko von Kaltrissen zu verringern.
Vier. Abschluss
Bei den Anforderungen an die Aufpanzerung von Rissen in der Praxis gibt es noch viele herstellerspezifische Unterschiede. Dieser Artikel liefert nur eine grobe Diskussion, die auf begrenzten Erfahrungen basiert. Die verschleißfesten Schweißzusatzwerkstoffe unseres Unternehmens für harte Oberflächen bieten den Kunden entsprechende Produkte zur Auswahl für verschiedene Härten und Anwendungen. Gerne können Sie sich mit den Unternehmen in den einzelnen Bezirken beraten.
Anwendung der verschleißfesten Verbundplattenfabrik
| Artikel | Gas schützen | Größe | Hauptsächlich | HRC | Benutzen |
| GFH-61-0 | Selbstschutz | 1.6 2.8 3.2 | C:5,0 Si:0,6 Mn:1,2 Cr:28,0 | 61 | Geeignet für Schleifscheiben, Betonmischer, Bulldozer usw. |
| GFH-65-0 | Selbstschutz | 1.6 2.8 3.2 | C:5,0 Cr:22,5 Mo:3.2 V:1.1 W:1,3 Hinweis: 3,5 | 65 | Geeignet für Hochtemperatur-Entstaubungsventilatorblätter, Hochofenbeschickungsgeräte usw. |
| GFH-70-O | Selbstschutz | 1.6 2.8 3.2 | C:5,0 Cr:30,0 B:0,3 | 68 | Anwendbar auf Kohlewalze, Ghost Red, Empfangsgerät, Strahlkohleabdeckung, Mühle usw. |
Anwendung in der Zementindustrie
| Artikel | Gas schützen | Größe | Hauptsächlich | HRC | Benutzen |
| GFH-61-0 | Selbstschutz | 1.6 2.8 3.2 | C:5,0 Si:0,6 Mn:1,2 Cr:28,0 | 61 | Geeignet zum Schleifen von Steinwalzen, Betonmischern usw |
| GFH-65-0 | Selbstschutz | 1.6 2.8 3.2 | C:5,0 Cr:22,5 Mo:3.2 V:1.1 W:1,3 Hinweis: 3,5 | 65 | Geeignet für Hochtemperatur-Entstaubungsventilatorblätter, Hochofenbeschickungsgeräte usw. |
| GFH-70-O | Selbstschutz | 1.6 2.8 3.2 | C:5,0 Cr:30,0 B:0,3 | 68 | Geeignet zum Schleifen von Steinwalzen, Geisterzähnen, Aufnahmezähnen, Schleifern usw. |
| GFH-31-S | GXH-81 | 2.8 3.2 | C:0,12 Si:0,87 Mn:2,6 Mo:0,53 | 36 | Anwendbar auf Metall-auf-Metall-Verschleißteile wie Tellerräder und Achsen |
| GFH-17-S | GXH-81 | 2.8 3.2 | C:0,09 Si:0,42 Mn:2.1 Cr:2,8 Mo:0,43 | 38 | Anwendbar auf Metall-auf-Metall-Verschleißteile wie Tellerräder und Achsen |
Anwendung für Stahlwerke
| Artikel | Gas schützen | Größe | Hauptsächlich | HRC | Benutzen |
| GFH-61-0 | Selbstschutz | 1.6 2.8 3.2 | C:5,0 Si:0,6 Mn:1,2 Cr:28,0 | 61 | Geeignet für Sinteranlagen, Ofenstäbe, Geisterzähne, verschleißfeste Platten usw. |
| GFH-65-0 | Selbstschutz | 1.6 2.8 3.2 | C:5,0 Cr:22,5 Mo:3.2 V:1.1 W:1,368 Hinweis: 3,5 | 65 | |
| GFH-70-0 | Selbstschutz | 1.6 2.8 3.2 | C:5,0 Cr:30,0 B:0,3 | 68 | |
| GFH-420-S | GXH-81 | 2.8 3.2 | C:0,24 Si:0,65 Mn:1.1 Cr:13,2 | 52 | Geeignet für Gießwalzen, Förderwalzen, Lenkwalzen etc. in Stranggießanlagen und Warmwalzanlagen |
| GFH-423-S | GXH-82 | 2.8 3.2 | C:0,12 Si:0,42 Mn:1.1 Cr:13,4 Mo:1.1 V:0,16 Hinweis: 0,15 | 45 | |
| GFH-12-S | GXH-81 | 2.8 3.2 | C:0,25 Si:0,45 Mn:2,0 Cr:5,8 Mo:0,8 V:0,3 W:0,6 | 51 | Antiadhäsive Verschleißeigenschaften, geeignet für Lenkrollen aus Stahlblech, Andruckrollen und Verschleißteile zwischen Metallen |
| GFH-52-S | GXH-81 | 2.8 3.2 | C:0,36 Si:0,64 Mn:2,0 Ni:2,9 Cr:6,2 Mo:1.35 V:0,49 | 52 |
Miner-Anwendung
| Artikel | Gas schützen | Größe | Hauptsächlich | HRC | Benutzen |
| GFH-61-0 | Selbstschutz | 1.6 2.8 3.2 | C:5,0 Si:0,6 Mn:1,2 Cr:28,0 | 61 | Anwendbar für Bagger, Teilschnittmaschinen, Spitzhacken usw. |
| GFH-58 | CO2 | 1.6 2.4 | C:0,5 Si:0,5 Mn:0,95 Ni:0,03 Cr:5,8 Mo:0,6 | 58 | Geeignet für Auftragsschweißungen an der Seite der Steinförderrinne |
| GFH-45 | CO2 | 1.6 2.4 | C:2.2 Si:1,7 Mn:0,9 Cr:11,0 Mo:0,46 | 46 | Geeignet für Verschleißteile zwischen Metallen |
Ventilanwendung
| Artikel | Gas schützen | Größe | Hauptsächlich | HRC | Benutzen |
| GFH-D507 | CO2 | 1.6 2.4 | C:0,12 S:0,45 Mn:0,4 Ni:0,1 Cr:13 Mo:0.01 | 40 | Geeignet zum Auftragschweißen der Ventildichtfläche |
| GFH-D507Mo | CO2 | 1.6 2.4 | C:0,12 S:0,45 Mn:0,4 Ni:0,1 Cr:13 Mo:0.01 | 58 | Geeignet zum Auftragsschweißen von Ventilen mit hoher Korrosivität |
| GFH-D547Mo | Manuelle Stangen | 2.6 3.2 4,0 5,0 | C:0,05 Mn:1,4 Si:5.2 P:0,027 S:0,007 Ni:8,1 Cr:16,1 Mo:3.8 Anmerkung: 0,61 | 46 | Geeignet für das Auftragschweißen von Ventilen bei hohen Temperaturen und hohem Druck |
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 26. Dezember 2022