STAHL UND EISEN
Z E I T S C H R I F T F Ü R D A S D E U T S C H E E I S E N H Ü T T E N W E S E N
H era u sg egeb en vom V erein deutscher E isenhüttenleute G e le ite t v o n Dr.-Ing. D r. m ont. E .h .O . P e t e r s e n
unter verantw ortlicher M itarbeit v o n D r. J.W. Reichert un d D r. W . Steinberg für den ivirtschaftlichenTeil
H E F T 3 4 2 2 . A U G U S T 1 9 3 5 5 5 . J A H R G A N G
D as S ch w eiß en von Stählen höherer Festigkeit.
Von K a r l L u d w ig Z e y e n in Essen1).
(Schweißbarkeit unlegierter Stähle. Schweißrissigkeit bei der Gasschmelzschweißung dünner Querschnitte. Entwicklung gegen Schweißüberhitzung unem pfindlicher Stähle. Festigkeitsänderungen bei Stählen höherer Festigkeit durch die beim Schweißen eintretenden Gefügeumwandlungen und M ittel zu ihrer M ilderung. Unzulänglichkeit der vorhandenen
Zusatzwerkstoffe. Anw endung austenitischer Schiveißdrähte und Grenzen ihrer Anwendbarkeit.)
D
ie guten Erfolge, die man m it der Schweißung weicher, unlegierter Stähle h atte, legten nahe, auch an das Schweißen von Stählen höherer Festigkeit heranzugehen.Bei den Arbeiten zur Lösung dieser Aufgabe muß man zwischen zwei Wegen unterscheiden. Der erste Weg ist der, daß man die Schweißverfahren und Zusatzwerkstoffe weiterzuentwickeln sucht.
Der zweite Weg besteht in der Schaffung neuer Stahlarten, die m it etwa den gleichen Festigkeits
eigenschaften der bisher verwendeten Stähle eine besonders gute Schweiß
barkeit verbinden.
Schweißbarkeit von Stählen mit höherem Kohlenstoff
gehalt.
Die S c h w e iß u n g von unlegiertem Stahl ist nach den bisher im Schrifttum vertretenen Anschauungen
nurbis zu e in e m K o h l e n s t o f f g e h a l t von e t w a 0,35 % m öglich2). Bei höheren Kohlenstoffgehalten erreicht m an bei der Gasschmelzschweißung m it den heute erhältlichen Zusatzwerkstoffen bei größeren Blechstärken nicht mehr mit Sicherheit die notwendige Festigkeit. Bei der L icht
bogenschweißung m it blanken oder schwach um hüllten Elektroden t r i t t infolge einer starken Kohlenoxydbildung vielfach Porenbildung auf, die allerdings durch Verwendung von stark um hüllten Elektroden v erhütet werden k a n n 3).
Dazu kommt, daß die mehr oder weniger schnelle A bküh
lung nach dem Schweißen bei den kohlenstoffreichen Stählen zur H ärtung genügt, die eine Versprödung und u nter U m ständen eine Bißbildung zur Folge hat.
Die Vorschläge, bei Schmelzschweißung von unlegierten Stählen bis auf Sonderfälle keinen höheren Kohlenstoff
gehalt als etw a 0,35 % zuzulassen, decken sich im wesent
lichen m it den bisher bekannten Erfahrungen des Betriebes.
Das gilt bei der Lichtbogenschweißung jedoch nur für
’) N ach einem V ortrag auf der H auptversam m lung des V er
eines d e u tsch e r Ingenieure in B reslau am 5. J u n i 1935.
2) W. H o f f m a n n : Zwangl. M itt. Fachaussch. Schweiß- techn. Ver. dtsch. In g . N r. 25 (Dez. 1934) S. 9/12.
3) Vgl. F . S o m m e r : A utog. M etallbearb. 26 (1933) S. 22/27.
116 3 4 .«
blanke und schwach umhüllte Zusatzdrähte. Bekanntlich sind in der Herstellung stark um hüllter Elektroden in neuerer Zeit ganz erhebliche Fortschritte gemacht worden.
Es wurde deshalb geprüft, wie weit unlegierte Stähle mit höheren Kohlenstoffgehalten m it solchen neuzeitlichen hoch
wertigen Elektroden geschweißt werden können.
Eine Keihe von 12 mm starken Blechen aus unlegierten Stählen m it 0,11 bis 0,68 % C (vgl. Zahlentafel 1) wurde m i t s t a r k u m h ü l l t e n E l e k t r o d e n E 52 h (nach DIN- Vornorm 1913) e l e k t r i s c h g e s c h w e i ß t und die Festig
keitseigenschaften der Stumpfschweißverbindung geprüft.
Die erreichte Z u g f e s t i g k e i t (Zahlentafel 2) kann bei Ver
wendung der Elektrode E 52 h bis zu Kohlenstoffgehalten von 0,56 % im Grundblech als ausreichend bezeichnet werden. Bei den Stählen m it > 0,6 % C ergab sich jedoch keine Steigerung der Zugfestigkeit in den geschweißten Proben mehr, sondern ein Abfall gegenüber den bei Blechen m it 0,56 % C erreichten W erten. Die m it der verwendeten Elektrode E 52 h erreichbare Zugfestigkeit liegt danach für einen unlegierten Stahl m it über 70 kg/m m2 Zugfestigkeit nicht mehr hoch genug. Die K e r b s c h l a g z ä h i g k e i t in den Schweißnähten ist m it im Mittel 12,4 m kg/cm2 bei den Blechen m it 0,11 % C sehr hoch, wenn sie hier auch noch nicht die W erte des ungeschweißten Bleches erreicht. Bei den Blechen m it 0,17 % C und mehr haben die Schweißnähte jedoch bis zu den höchsten Kohlenstoffgehalten im Blech höhere K erbzähigkeit als die ungeschweißten Bleche. Ein B i e g e w i n k e l von 60°, wie er noch bis zu Kohlenstoff- gehalten des Bleches von 0,56 % erreicht wird, ist als sehr 901 Z ah len ta fe l 1. C h e m i s c h e Z u s a m m e n s e t z u n g u n d F e s t i g k e i t s e i g e n s c h a f t e n d e r
u n l e g i e r t e n V e r s u c h s s t ä h l e .
Stahl
Nr. C
% Si
% Mn
% p
% S
%
Streck
grenze kg/
Zug
festig
keit mm2
Dehnung (l = 11,3 F f )
%
Biege
winkel Grad
Kerb- scblag- zähig-
keit1) mkg/cm2
Firth- Härte
1 0 ,11 0 ,12 0,47 0 ,0 1 6 0 ,0 1 8 22 40 28 > 180 1 7,0 91
2 0 ,17 0,31 0 ,5 5 0,0 2 6 0 ,0 2 9 28 48 26 > 180 8,3 130
3 0 ,3 0 0 ,23 0 ,5 6 0,0 4 0 0 ,0 3 2 34 59 22 > 180 7,1 152
4 0 ,38 0 ,29 0 ,6 4 0,011 0,0 1 8 34 65 20 > 180 7,3 165
5 0 ,5 6 0 ,3 2 0 ,63 0,011 0 ,0 1 4 33 67 18 > 180 5,6 180
6 0 ,6 0 0 ,33 0 ,63 0 ,0 2 5 0,0 2 0 36 76 15 105 3,5 203
7 0 ,6 8 0 ,3 5 0 ,6 9 0,0 2 8 0 ,0 2 5 37 79 14 90 5,3 210
S c h w e iß g u t2) 0 ,1 0 0 ,10 0 ,5 0 n. b. n. b. 38 51 2 8 3) — 1 2,9 — 3) P ro b e vo n 10 X 10 X 55 m m 3 m it 3 m m tiefem K e rb vo n 2 m m D m r. — 2) D ie E le k tro d e E 52 h w u rd e in S tü c k e aus dem S ta h l 1 nied erg esch w eiß t u n d aus dem S ch w eiß g u t die P ro b e n e n tn o m m en . — 3) 1 = 5 d. E in s ch n ü ru n g 51 % .
902 Stahl und Eisen. K . L. Z ey en : Das Schweißen von Stählen höherer Festigkeit. 55. Ja h rg . N r. 34.
gut anzusprechen. An Querschliffen durch die Stumpf- schweißungen wurden H ä r t e b e s t i m m u n g e n durchge
führt, und zwar wurde, um fortlaufende W erte messen zu können, die F irth-H ärte bestim m t, die etwa der Brinell- H ärte entspricht. Eine H ärte von über 300 Firth-E inheiten wurde in den Uebergangsbereichen erst bei Kohlenstoff
gehalten von 0,6 % im Blech festgestellt. Die Schweiß
nähte selbst erreichten nur eine H öchsthärte von 201 Firth.
nach den Versuchsergebnissen anscheinend unabhängig von dem Kohlenstoffgehalt der untersuchten Bleche und bei den Blechen m it dem höchsten Kohlenstoffgehalt nicht stärker. Wenn man die elektrische Schweißung von Kohlen
stoffstählen m it etwa 0,3 % C m it hochwertigen Elektroden durchführt und hierbei einen Abfall der Biegewechsel
festigkeit um etwa 25 % gegenüber dem ungeschweißten Werkstoff für zulässig erachtet, dann ist nicht einzusehen, warum m an bei Stählen m it höheren K ohlenstoffgehalten nicht ebenso ver
fahren sollte. Wie die Ergebnisse der Schwingungsversuche an den unge
schweißten Proben erkennen lassen, haben ja auch diese Proben bei höherem Kohlenstoffgehalt keine wesentlich bes
sere Biegewechselfestigkeit als die Proben m it niedrigerem Kohlenstoffgehalt, weil der Einfluß der W alzhaut überwiegt.
Die aus den Lichtbogenschweißungen gezogenen Folgerungen dürften auch auf die Gasschmelzschweißung über
tragbar sein, sofern ein Schweißdraht verwendet wird, der ausreichende Festig
keit und Dehnung in den Schweißnähten liefert.
Z ah len tafel 2. F e s t i g k e i t s e i g e n s c h a f t e n d e r S c h w e i ß v e r b i n d u n g e n b e i d e n 12 m m d i c k e n B l e c h e n . (M ittel aus drei bis fü n f V ersuchen.)
Proben m it b elassenen Schweiß
raupen
Proben m it ganz abgearbeiteten Schw eißraupen
F irth -H ärte (H öchstw ert) S chw eißnaht U ebergangszone
Nr. Zug B ieg e Zug Biege Kerb 1 mm 6 mm 1 mm 6 mm
festigk eit1) winke] festigk eit1) winkel
zähigkeit2) unter unter
kg/m m 2 Grad kg/m m 2 Grad m kg/cm 2 Blechoberlläche Blechoberfläche
i 55 180 51 > 1 8 0 12,4 142 139 133 130
2 61 180 53 > 1 8 0 10,4 152 144 149 144
3 64 96 59 91 8,9 168 147 190 168
4 64 74 58 66 8,0 174 152 209 186
5 68 67 62 60 7,9 190 154 226 190
6 65 39 54 17 6,6 193 162 305 245
7 67 13 55 5 5,6 201 168 355 305
1) P ro b e s ta b n a ch D IN -V o rn o rm
1913
m it E in frä su n g an d er S c h w e iß n ah t v ersehen. — 2) P ro b e von10 X 10 X 55
m m 3 m it3
m m tiefem K e rb von2
m mD m r. D er K e rb g ru n d lieg t in d er S c h w eiß n ah t.
Aus den Ergebnissen dieser Untersuchung könnte man die Folgerung ziehen, daß bei Verwendung hochwertiger stark um hüllter Elektroden gegen die Stumpfschweißung von unlegierten Stählen bis zu Kohlenstoffgehalten von etwa 0,56 % bei Blechstärken von 12 mm keine Bedenken bestehen. Die durchgeführten V e r s u c h e bezogen sich aber sämtlich auf statische Prüfungen und nicht auf solche m it w e c h s e ln d e r B e a n s p r u c h u n g . Zur Ergänzung wurden deshalb aus den gleichen Schmelzungen, aus denen die 12 mm starken Bleche stam m ten, noch 6 mm starke Bleche hergestellt und diese auf die gleiche Weise wie die 12-mm- Bleche elektrisch geschweißt. Sowohl aus den ungeschweißten als auch aus den stumpfgeschweißten Blechen wurden Proben
A bbildung 1.
Proben fü r die Biegewechselversuche.
nach A bi. 1 entnommen und auf einer Schenckschen Ma
schine auf ihre Biegewechselfestigkeit untersucht. Nach Zahlentafel 3 ist bei den Blechen m it 0,11 % C die Wechsel- Z a h len tafel 3. B i e g e W e c h s e l f e s t i g k e i t d e r 6 m m
s t a r k e n V e r s u c h s b l e c h e .
Stahl Nr. 1 1 3 4 5 | 7
B i e g e W e c h s e l f e s t i g k e i t in k g / m m 2
u n g e s c h w e i ß t ...
16
20 2 1 20 22 g e s c h w e i ß t ...16 15
1 516 16
festigkeit der geschweißten Proben m it Schweißraupe nicht kleiner als die der ungeschweißten Proben m it W alzhaut.
Bei den Stählen m it 0,3 bis 0,68 % C, deren Wechselfestig
keit ungeschweißt zwischen 2 0 und 2 2 kg/m m2 liegt, ist in den geschweißten Proben ein Abfall auf 15 bis 16 kg/m m2
eingetreten, also um etwa 25 %. Diese Abnahme ist jedoch
Stähle für die Gasschmelzschweißung bei geringen Wandstärken.
Bei d ü n n e r e n B le c h e n , als sie zu den erwähnten Lichtbogenschweißversuchen verwendet wurden, werden die Verhältnisse durch die Gefahr d e r S c h w e i ß r i s s i g k e i t 4), auch W ärmeempfindlichkeit oder Schweißempfindlichkeit bezeichnet, sehr erschwert, die um so größer ist, je höher der Kohlenstoffgehalt, je geringer die zu verschweißende W andstärke und je schwieriger die Schweißverbindung ist.
E in Kohlenstoffgehalt von 0,35 % kann vielfach bei dünnen Stahlteilen, die meist m it Gas geschweißt werden, nicht mehr zugelassen werden. Bei weichem Stahl m it < 0,2 % C h at man Schweißrissigkeit auch bei der Verarbeitung von dünnen Blechen oder Rohren zu den schwierigsten Schweiß
teilen nie beobachtet. Solange die Schweißkonstruktionen verhältnism äßig einfach und nur wenige, aber gut ausge
bildete Schweißer tätig waren, traten Schwierigkeiten bei Gasschmelzschweißung dünner Bleche und Rohre auch aus unlegierten Stählen m it etwa 0,3 % C kaum auf. Als man jedoch zu immer schwierigeren Schweißverbindungen über
ging und auch weniger gut ausgebildete Schweißer mit heranziehen m ußte, ergaben sich vielfach Mißerfolge.
Zunächst wrnrde versucht, der S c h w e iß r is s ig k e it d u r c h A b ä n d e r u n g d e s S c h w e iß v e r f a h r e n s und gegebenenfalls des Schweißdrahts beizukommen. Dabei zeigte sich, daß hierdurch gewisse Verbesserungen möglich waren. Ein Stahl, der bei üblicher Gasschmelzschweißung schwieriger Verbindungen schweißrissig wurde, konnte z. B.
von einem sehr geübten Schweißer unter Anwendung aller möglichen Kunstgriffe auch ohne Risse geschweißt wrerden und von einem weniger geübten Schweißer dann, wrenn die Bleche vor der Schweißung auf etwa 100 bis 200° vorge
w ärm t wurden. W eiter ergab sich aber, daß ein unlegierter Stahl m it etwa 0,3 % C, um den es sich hier handelte, bei Gasschmelzschweißung dünner W andstärken nicht voll
kommen sicher vor Schweißrissigkeit ist, und daß auch eine Abstimmung der Phosphor- und Schwefelgehalte aufein
ander oder eine Aenderung des Erschmelzungsverfahrens keine zuverlässige Abhilfe bringen kann.
4) Siehe dazu J . M ü lle r : L uftfahrtforschg. 11 (1934) S 93 bis 103; Z. V D I 78 (1934) S. 1293/94.
22. A ugust 1935. K . L . Zeyen: Das Schweißen von Stählen höherer Festigkeit. Stahl un d Eisen. 903
Aus diesem Grunde versuchte die Firm a Fried. Krupp A.-G., eine neue S t a h l s o r t e m i t w e i t g e h e n d e r U n e m p f i n d lic h k e it g e g e n S c h w e i ß ü b e r h i t z u n g zu entwickeln, deren sonstige Eigenschaften von denen des bisher verwendeten Stahles m it 0,30 % C möglichst wenig verschieden sein sollten. Das gelang durch starke E rnied
rigung des Kohlenstoffgehaltes und entsprechende E r
höhung des Mangangehaltes. Diese sogenannten Aerostähle, die z. Z. in zwei F estig
keitsstufen m it > 50 kg je mm2 Zugfestigkeit und mit > 70 kg/m m2 Zug
festigkeit hergestellt wer
den, haben sich im Betriebe gut bewährt. Beispiels
halber sind in Zahlen
tafel 4 die Festigkeitseigen
schaften von Blechen aus Stahl Aero 70 im unge- schweißten und geschweiß
ten Zustande angegeben.
Zur P r ü f u n g d e r Stähle a u f S c h w e iß rissigkeit wurden fol
gende Versuche durchge
führt. Au 1,2 mm starken Blechen wurden m it Gas Kehlschweißungen nach Abi 2. vorgenommen. Bei dem unlegierten Stahl m it 0,3 % C riß das Blech un
terhalb der K ehlnähte an verschiedenen Stellen stark an (Abb. 3). Der mangan-
legierte Aerostahl m it der gleichen Zugfestigkeit von 55 kg je mm2 blieb dagegen ohne jeden Anriß (Abb. 4). Der unle
gierte Stahl erfährt im Bereich neben der Schweißnaht eine schädliche härtende und versprödende Gefügeumwandlung (Abb. 5 und 6) ; bei dem manganlegierten Stahl tr itt zwar auch eine Gefügeumwandlung ein ( Abb. 7 und 8) ; diese ist aber nicht mit nennenswerter H ärtung und Versprödung verbunden.
Zahlentafel 4. F e s t i g k e i t s w e r t e u n g e s c h w e i ß t e r u n d g e s c h w e i ß t e r ( n i c h t m e h r w ä r m e b e h a n d e l t e r ) B l e c h e
a u s A e r o 70.
Blech S treck Z ug D eh nu n g B iege
stärke Proben grenze fe stig
k eit ( i = n ,s K f )winkel
1 mm kg/m m 2 k g /m m 2 % Grad
1,2 u n g esch w eiß t 48 72 20 > 1 8 0
2,5 » t 49 78 19 180
6,0 46 79 19 100
12,0 tt 54 79 18 65
1,2 gasschm elzgeschw eißt 48 72 10 180
: 2,5 48 71 8 180
6,0 „ 46 70 8 95
2,5») ele k trisch gesch w eiß t 55 77 8 180
6.01) tt ff 50 77 11 180
12,0>) ft ft 53 73 9 90
6,02) » 60 77 7 61
1) M it au sten itisch er E lektrode. — 2) Mit legierter S chlacken
seelenelektrode.
Auch bei dem Kreuzschweißversuch5) (Abb. 9 und 10), den Anschmelzversuchen nach Fokker (Abb. 11) und Focke- Wulf (Abb. 12) sowie bei dem Winkelschweißversuch nach Focke-Wulf (Abb. 13) riß der unlegierte Stahl durchweg an, der manganlegierte Stahl dagegen niemals. Dabei ist noch zu berücksichtigen, daß die erw ähnten Verfahren zur Prü- 5) K. L. Z e y e n : Autog. M etallbearb. 28 (1935) S. 33/46.
fung der Schweißempfindlichkeit zum Teil überschärft sind und derartige Beanspruchungen bei Betriebsschweißungen meist nicht zustande kommen. Denn eine Reihe von legierten Stählen — zu erwähnen sind hier vor allem die m it Nickel oder m it Chrom und Molybdän legierten Stähle — m it einer Zugfestigkeit über 60 kg/m m2 werden m it Erfolg im Betriebe zu Schweißungen verwendet; die Stähle versagen aber bei den bekannten Schweißrissigkeitsversuchen.
Die Schweißung legierter Stähle hoher Festigkeit.
Mit Erfolg h a t man in letzter Zeit auch S t ä h l e m it K o h l e n s t o f f g e h a l t e n b is zu e tw a 0 ,4 l!% u n d 'h ö h e r e n M a n g a n g e h a lte n e l e k t r i s c h g e s c h w e iß t. Ein Stahl m it etwa 0,4 % C und etwa 1,1 % Mn h at eine Zugfestigkeit von etwa 70 bis 75 kg/m m 2. Ein unlegierter Stahl m it gleicher Zugfestigkeit m üßte etwa 0,6 % C enthalten und käme damit^ auch für eine elektrische Schweißung m it hochwertigen Elektroden kaum noch in Frage. Wie die Zugfestigkeitswerte in Zahlentafel 5 erkennen lassen, ist die Lichtbogenschweißung bei dem manganlegierten Stahl
Z ah len tafel 5. F e s t i g k e i t s e i g e n s c h a f t e n e l e k t r i s c h g e s c h w e i ß t e r 2 ,5 m m s t a r k e r B l e c h e a u s S t a h l m i t
0 , 4 2 % C, 0 , 3 0 % S i u n d 1 ,1 0 % M n.
Zustand
Streck
grenze k g/m m 2
Zug
festig keit k g/ m m 2
D ehnung (l = 5 ,6 5 U f )
%
B iege
winkel Grad U n g e s c h w e iß t... 49 72 26 > 1 8 0 G eschw eißt m it schw ach
u m h ü llte n u n leg ierte n
E l e k t r o d e n ... 50 73 11 90 G eschw eißt m it schw ach
u m h ü llte n leg ierten
E le k tro d e n . . . 47 73 14 180
dagegen wohl als zulässig zu betrachten, jedoch sollte man wegen der Gefahr der Schweißrissigkeit m it der Blech
stärke nicht zu weit heruntergehen. F ü r die Gasschmelz
schweißung schwacher Querschnitte sind diese Stähle, die neben höheren Mangangehalten auch noch verhältnism äßig viel Kohlenstoff enthalten, wegen ihrer W ärmeempfindlich
keit aber nicht geeignet. Abb. 14 und 15 geben hierfür einen
A bb. 2. A bb. 3. A bb. 4.
A n sic h t R ückseite
u nlegiert, stark e A nrisse m anganlegiert, rißfrei A bbildungen 2 bis 4. Gasschmelzschweißung an 1,2 mm starken Blechen aus Stählen
m it etw a 55 kg/m m 2 Zugfestigkeit.
904 S tahl u nd Eisen. K . L . Zeyen: Das Schweißen von Stählen höherer Festigkeit. 55. Ja h rg . N r. 34.
Beleg. Auf 3 mm starke (also verhältnism äßig dicke) Bleche wurde m it dem Schweißbrenner eine einfache Raupe auf- getragen; es handelt sich hierbei um eine A rt Fokker-An
schmelzprobe m it dem Unterschiede, daß dabei noch Zu
satzdraht verwendet wurde und die Bleche stärker waren.
Trotz dieser Milderung in den Versuchsbedingungen ist der Stahl m it 0,42 % C und 1,1 % Mn stark angerissen, der als Vergleich daneben benutzte Stahl Aero 70 aber nicht.
Gefüge des B lech es. Gefüge an der Sch w eiß nah t.
Festigkeitsunterschiede ist zwar möglich, wenn man die geschweißten Teile nochmals derselben W ärmebehandlung unterw irft, die der Grundwerkstoff erfahren h atte. Dieser Weg ist aber in vielen Fällen gar nicht gangbar oder würde zumindest große Schwierigkeiten machen. Man kann wohl H ärte- und Festigkeitsunterschiede beim Schweißen selbst mildern. Bei einem Stahl, der auf hohe H ärte gebracht worden ist, kann z. B. der Erweichungsbereich durch Küh-
Gefüge des B leches. Gefüge an der Schw eißnaht.
A bb. 5. A bb. 6. A bb. 7. A bb. 8.
U nlegierter G rundw erkstoff. M anganlegierter G rundw erkstoff.
A bbildungen 5 bis 8. Gefüge von Stählen m it etw a 55 k g /m m 2 Zugfestigkeit im ungeschw eißten Z ustande u n d nach Gasschmelzschweißung.
K reuzschw eißprobe
Probe gesch w eiß t A nschm elzprobe A nschm elzprobe T -förm ige W inkelschweiß-
Probe g esch w eiß t und gebogen nach Pokker n ach P oc k e-W u lf probe n ach Pocke-W ulf
A bb. 9. A bb. 10. A bb. 11. A bb. 12. A bb. 13.
A bbildungen 9 bis 13. Versuche zur P rüfung d ünner Bleche auf Schweißrissigkeit.
Wie bekannt, werden die m e is te n l e g i e r t e n S t ä h l e n a c h W ä r m e b e h a n d lu n g v e r w e n d e t. F ü r die S c h w e i
ß u n g ergeben sich daraus S c h w ie r ig k e ite n insofern, als bei ihr der W erkstoff auf Tem peraturen kommt, die eine Aenderung der Eigenschaften des Stahles bewirken. In Abb. 16 sind schematisch drei Grundfälle dargestellt, die bei der Schweißung eines lufthärtenden Stahles m it ähnlich zusammengesetztem Zusatzwerkstoff eintreten können.
Im ersten Falle, daß das Blech auf höchste H ärte vergütet ist, tr itt eine Erweichung neben der Schweißnaht ein. Ist das Grundblech auf m ittlere H ärte vergütet, so entsteht bei der Schweißung eine etwas erweichte und daneben eine weit größere gehärtete Zone. Im dritten Falle, daß das Blech im Ausgangszustand sehr weich ist, bringt die Schweißung einen stark gehärteten Bereich hervor. Zwischen diesen Beispielen sind je nach der Zusammensetzung und der W ärmebehandlung des Stahles alle möglichen Uebergangs- zustände denkbar. Ein Beispiel für die Veränderung der Festigkeitseigenschaften, die ein vergüteter Stahl durch die Schweißhitze erleiden kann, gibt Zahlentafel 6. Ein voller Ausgleich der in einer Schweißverbindung an Stählen höherer Festigkeit durch die Schweißhitze eingetretenen
lung der Stellung neben der Schweißnaht verringert werden;
bei einem lufthärtenden Stahl, der weichvergütet vorliegt, können die Härtezonen dadurch beeinflußt werden, daß
Z ah len ta fel 6.
F e s t i g k e i t s w e r t e v o n g a s s c h m e l z g e s c h w e i ß t e n 2 m m d i c k e n B l e c h e n a u s e in e m v e r g ü t e t e n ,
c h r o m l e g i e r t e n V e r s u c h s s t a h l .
W erkstoff
Streck
grenze kg/m m 2
Z ug
festig keit kg/m m 2
D ehnung (l= ll,sV f)
%
Biegewinkel Grad
U ngeschw eißt . . 82 98 10 180 m it Anriß
G eschw eißt, n ich t
w ä rm eb e h an d e lt 56 61 1) 6 302) 303) j j G eschw eißt, d an n
v e rg ü te t . . . . 78 9 6 ') 9 60 2) 1353) 2) B ru c h n eb en der S c h w e iß n ah t. — 2) S chw eißraupe belassen. — 3) S ch w eiß rau p e ganz a b g e a rb e ite t.
m an die Bleche vor dem Schweißen etwas anw ärm t und nach dem Schweißen für möglichst langsame Abkühlung sorgt.
Der Vollständigkeit halber sei noch der B a u s t a h l St 52 m it einer Zugfestigkeit von mindestens 52 kg/inm2 erwähnt.
Bei seiner Entwicklung h a t man auch auf gute Schweiß
22. A ugust 1935. K . L . Zeyen: Das Schweißen von Stählen höherer Festigkeit. S tahl und Bisen. 905 barkeit geachtet und deshalb den Kohlenstoffgehalt auf
0,2 bzw. 0 ,2 5 % beschränkt; die Festigkeit wird durch verschiedene Legierung erreicht6), ohne daß eine W ärme
behandlung notwendig ist.
A bb. 1 4. A bb. 15.
Stahl mit 0,42 % C und 1,1 % Mn, S tahl Aero 70, auf der R ückseite auf der R ü c k seite unterh alb der rißfrei.
A ufschw eißung angerissen.
Abbildung 14 un d 15. P rüfung zweier S tähle m it 70 bis 80 k g /m m 2 Zugfestigkeit auf Schweißem pfindlichkeit.
Beim S c h w e iß e n d e r l e g i e r t e n S t ä h l e spielt die Frage des Z u s a t z w e r k s t o f f es eine- besonders wichtige Rolle. Man h a t in der ersten Zeit des Schweißens die Forde
rung erhoben, daß der Zusatzwerkstoff nicht nur in seinen
H ä r te d e s u n g e s c h w e iß te n S ie c h e s
H ä r te n a c h S c h w e iß u n g
ß / e c h a u f h o h e ß / e c h a u fm itt/ e r e ß / e c h a u f n ie d r ig s te H ä r te tu ffv e r g ü fe f. H ä r te v e r g ü te t. H ä r te v e r g ü te t
A bbildung 16. Schem atische D arstellung des H ärteverlaufs bei der Schweißung von Blechen aus einem in verschiedenen W ärm ebehandlungs
zuständen vorhegenden lu fth ärten d en S tahl.
mechanischen Eigenschaften, sondern auch in seiner chemi
schen Zusammensetzung dem Grundwerkstoff möglichst ähnlich sein soll. Die Forderung chemischer Gleichartigkeit
A ustenitische Schweiße. Schweiße wie Grundwerkstoff.
Abbildung 17. A ussehen von zwei geschw eißten Proben aus S tahl mit etwa 0,3 % C u n d 1 % Cr nach zw eijährigen K orrosions
versuchen in S eew asser/L uft wechselnd.
ist zweifellos bei Stählen berechtigt, die starken Korrosions
beanspruchungen ausgesetzt sind, kann aber sonst meist außer acht gelassen werden. Abb. 17 g ib t z. B. zwei 40 mm starke Proben aus einem Stahl m it etwa 0,3 % C und etwa 1 % Cr wieder, die m it stark um hüllten E lektroden ge
schweißt waren, und zwar einmal m it austenitischen und einmal m it solchen aus gleichem Werkstoff. Die Proben wurden zwei Jah re ununterbrochen Korrosionsversuchen in Seewasser/Luft wechselnd unterworfen. Wie Abb. 17 er-
8) Vgl. W erkstoff-H andbuch S tahl un d Eisen (D üsseldorf:
Verlag Stahleisen m . b. H .) B la tt N 4 (Ausgabe J u n i 1935).
kennen läßt, ist ein erhöhter örtlicher Korrosionsangriff bei der Probe m it austenitischer Schweißnaht nicht aufgetreten.
Das Blech beider Proben ist gleichmäßig durch den Kor
rosionsangriff abgetragen worden und bei der m it Elektroden aus gleichem Werkstoff geschweißten Probe ebenfalls die Schweißnaht, während die austenitische Schweißnaht gar keinen Angriff erfahren hat.
Z ah len tafel 7. F e s t i g k e i t s w e r t e v o n L i c h t b o g e n s c h w e i ß e n m i t a u s t e n i t i s c h e n E l e k t r o d e n (0,1 % C, 2 5 % C r , 2 0 % N i) a n 12 m m d i c k e n B l e c h e n a u s
u n l e g i e r t e m S t a h l . Blech
Proben m it belassenen Schweißraupen
Proben m it ganz abgearbeiteten Scbweißproben m it
%C
Zug
festigk eit kg/m m 2
Biege
winkel Grad
Zug
festigk eit k g/m m 2
B iege
winkel Grad
K erbschlag
zähigkeit mkg/cm2
0,11 56 > 180 56 > 180 14,0
0,17 64 > 180 60 > 180 13,3
0,30 70 > 180 67 180 12,5
0,38 75 180 72 180 15,0
0,56 80 116 75 180 14,1
0,60 81 92 75 90 13,1
0,68 75 78 71 53 13,1
Diese Tatsache ist deshalb von W ert, weil sich a u s t e n i t i s c h e C h r o m - N ic k e l- S tä h le a ls Z u s a t z w e r k s to f f e nicht nur zum Schweißen von austenitischem Stahl, für das sie zuerst entwickelt wurden, sondern in vielen Fällen auch zum Schweißen von hochfesten Stählen — legierten und unlegierten — bew ährt haben7). Zahlentafel 7 enthält die Ergebnisse entsprechender Versuche an den 1 2 mm starken Blechen einer Reihe unlegierter Stähle, m it denen auch die Versuche m it hochwertigen Elektroden E 52 h angestellt wurden (vgl. Zahlentafel 1 und 2). Noch bei dem Stahl m it 0,68 % C wurde dabei ein Biegewinkel über 50°
gefunden; die Kerbzähigkeitswerte in den Schweißnähten lagen bei sämtlichen Stählen zwischen 12,5 und 15,0 m kg/cm2
und überstiegen dam it die W erte der ungeschweißten Bleche stellenweise um mehr als das Dreifache. Die Zugfestigkeit der m it austenitischen Elektroden geschweißten Proben nahm aber nur bis zu einem Kohlenstoffgehalt des Grund
werkstoffes von 0,60 % zu und fiel bei dem Stahl m it 0,68 % C wieder ab; m it etwa 80 kg/m m2 ist danach die höchste Zugfestigkeit erreicht, die eine austenitische Schweißnaht hergeben kann. Nach diesen Ergebnissen wäre es also sinnlos, selbst bei Verwendung der hochwertig
sten austenitischen Elektrode, einen unlegierten Stahl m it über 0,6 % C zu schweißen, weil die höhere Festigkeit des Grundwerkstoffs ja keine Steigerung der Festigkeit in der Schweißverbindung gegenüber dem Stahl m it nur 0,6 % C zur Folge hat.
Soll nun ein S t a h l m it z. B. 100 kg/m m2 Z u g f e s t i g k e i t g e s c h w e i ß t werden, so muß man bei der Schweißung m it austenitischen D rähten darauf verzichten, in der Schweißverbindung diese Festigkeit zu erhalten, oder aber man muß andere Zusatzwerkstoffe verwenden. F ü r die Gasschmelzschweißung besonders von dünnen Blechen hoher Festigkeit gibt es heute bereits Drähte, die in der Schweiß
verbindung eine Zugfestigkeit von 100 kg/m m2 und sogar mehr liefern. In Zahlentafel 8 sind einige W erte zusammen
gestellt, die bei 1,2 und 2,5 mm dicken Blechen aus einem noch in der Entwicklung befindlichen legierten Sonderstahl bei Gasschmelzschweißung m it einem Sonderdraht erreicht wurden; bei Gasschmelzschweißung dickerer Bleche, z. B.
in Stärke von 10 mm, lieferte dieser Schweißdraht aber 7) Vgl. A. F r y : Elektroschw eißg. 4 (1933) S. 201/09;
H. S c h o t t k y : Z. V D I 79 (1935) S. 41/46; K . L. Z e y e n : Autog.
M etallbearb. 28 (1935) S. 33/46; F . R a p a t z un d W . H u m - m i t z s c b : Arch. E isenhüttenw es. 8 (1934/35) S. 555/56.
H . K rew inkel: Verwaltungsorganisatorische Arbeiten in den Vereinigten Staaten.
906 Stahl und Eisen.
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schon keine genügend hohe Festigkeit mehr. Die Schwierig
keit, bei Stählen sehr hoher Festigkeit auch bei großen W and
stärken Schweißnähte m it ausreichenden Festigkeitseigen
schaften zu erzielen, besteht bei der Lichtbogenschweißung in noch stärkerem Maße als bei der Gasschmelzschweißung.
Z ah len ta fel 8. F e s t i g k e i t s e i g e n s c h a f t e n e i n e s v e r g ü t e t e n V e r s u c h s s t a h l e s h o h e r F e s t i g k e i t im u n g e s c h w e i ß t e n u n d g e s c h w e i ß t e n Z u s t a n d e . (K eine
W ärm eb e h a n d lu n g n a c h dem Schw eißen.)
55. Ja h rg . N r. 34.
Blech
stärke mm
Zustand Streckgrenze
k g/m m 2
Z ugfestigkeit k g/m m 2
D ehnung (l = 11,3 V F )
%
1,2 ungesch w eiß t 93 99,5 9,8
2,5 >> 94 98,1 8,3
1,2 geschw eißt 81 92,9 6 ,2 1)
2,5 80 91,9 4 ,1 ’ )
*) B ru ch a u ß e rh a lb d e r S ch w eiß n ah t.
Es gibt zwar nichtaustenitische Elektroden, die eine Zug
festigkeit von über 80 kg/m m2 in der Schweißnaht liefern, aber die dam it hergestellten Schweißnähte sind im allge
meinen so spröde, daß sie schon während des Schweißens Risse bekommen oder aber sonst bei sehr mäßiger Biege
beanspruchung. Diese Angaben beziehen sich auf Schwei
ßungen, die nicht wärmebehandelt werden. Im anderen Falle können wesentlich höhere W erte erreicht werden.
Welche Steigerung der Festigkeit durch Vergüten des ganzen Schweißteiles möglich ist, zeigt ZaMentafel 9 bei
spielsweise für einen Chrom-Molybdän-Stahl.
Z ah len tafel 9. E i n f l u ß d e r W ä r m e b e h a n d l u n g a u f d ie F e s t i g k e i t s e i g e n s c h a f t e n v o n 1 ,1 m m d i c k e n B l e c h e n a u s S t a h l m i t 0 , 2 6 % C, 0 , 2 8 % S i, 0 , 4 0 % M n ,
0 ,9 5 % C r u n d 0 ,1 5 % Mo.
Z ustand W ärm ebehandlung
Streck
grenze k g/m m 2
Z ug
festig keit kg/m m 2
D ehnung (l = l l t3v/T)i'
% u ngeschw eißt
g esch w eiß t1)
keine 45 64,3 18
keine — 63,2 —
u ngeschw eißt g e h ä rte t 94 164,0 5
geschw eißt g e h ä rte t — 146,0 —
ungeschw eißt g e h ä rte t und
angelassen 80 87,5 8
geschw eißt g e h ä rte t und
angelassen 84,5 —
*) G asschm elzgeschw eißt m it chrom -m olybdän-legierten D rähten.
Es gibt noch sehr viele legierte Stähle, über deren Schweißbarkeit kaum etwas bekannt ist. F ü r die meisten
Stähle hoher Festigkeit, die überhaupt als schweißbar an
gesehen werden können und für die besondere Schweißdrähte noch nicht entwickelt sind, kann man austenitische Zusatz
werkstoffe verwenden.
Schweißen kaltverformter hochfester Stähle.
Bei Stählen, die durch K altverform ung eine höhere Festigkeit erhalten haben, ist die Schmelzschweißung kaum anwendbar, da immer ein Erweichungsbereich neben der Schweißnaht entsteht. Dagegen scheinen sich die neu entwickelten Schnellpunkt- oder Blitzschweißverfahren, bei denen die Schweißhitze auf einen sehr schmalen Bereich beschränkt ist, auch bei solchen Stählen als gute Erfolge bringend mehr und mehr einzuführen. Leider bleibt aber die Anwendung der elektrischen P unkt- oder Nahtschwei
ßung auf verhältnism äßig dünne Bleche beschränkt.
Zusammenfassung.
Bei der Schweißung von Stählen höherer Festigkeit können Schwierigkeiten verschiedener A rt auftreten, auf die näher eingegangen wird. Die Schweißung unlegierter Stähle hielt man bisher nur bis zu Kohlenstoffgehalten von etwa 0,35 % für zulässig: Es wird gezeigt, daß bei elektrischer Schweißung unter Verwendung neuzeitlicher stark um
hüllter Elektroden unlegierte Stähle noch m it Kohlenstoff
gehalten bis zu etwa 0,55 % geschweißt werden können.
Bei Gasschmelzschweißung dünner Querschnitte ergeben sich dagegen infolge der m it Schweißrissigkeit bezeichneten Erscheinung schon bei Kohlenstoffgehalten von etwa 0,3 % Schwierigkeiten, die die Verwendung solcher Stähle vielfach ausschließen. Durch Verminderung des Kohlenstoffgehaltes und Erhöhung des Mangangehaltes h a t m an nun Stähle höherer Festigkeit entwickelt, die keine Schweißrissigkeit zeigen. Zu den Schwierigkeiten, die bei der Schweißung von Stählen höherer Festigkeit dadurch auftreten können, daß die Zonen neben den Schweißnähten härten, verspröden oder erweichen, kommt, daß für solche Stähle die üblichen Zusatzwerkstoffe vielfach nicht ausreichen. Die Forderung chemischer Gleichartigkeit von Schweißnaht und Grund
werkstoff ist für korrosionsbeständige Stähle berechtigt, in anderen Fällen jedoch nicht. F ü r diese können austenitische Schweiß drahte auch bei nichtaustenitischen unlegierten oder legierten Stählen m it Erfolg verwendet werden mit der Einschränkung, daß die Schweißnähte nur eine Zug
festigkeit von höchstens 80 kg/m m2 haben.
V erwaltungsorganisatorische A rbeiten in den V ereinigten Staaten von Nordamerika.
(Eindrücke einer Studienreise im Jahre 1935.) Von H e in r ic h K r e w in k e l in Düsseldorf.
[B ericht N r. 94 des Ausschusses für B etriebsw irtschaft des Vereins deutscher E ise n h ü tten leu te 1).]
(Reiseweg und allgemeine Vorbemerkungen. Organisationspläne, Organisationshilfsmittel, Arbeitsvorbereitung, Lohn
rechnung, Werkstoffabrechnung, Kostenrechnung, Buchhaltung. Die wirtschaftliche Lage in den Vereinigten Staaten.) 1. R e is e w e g u n d a l lg e m e in e V o r b e m e r k u n g e n .
D
ie Besichtigung führte innerhalb des wichtigsten In dustriegebietes des mittleren Westens von New York aus über Binghamton, Buffalo, Dayton, Cincinnati, Chicago, Milwaukee, Detroit, W ashington, Pittsburgh zurück nach New York. Dieser Teil um faßt etwa 75% aller industriellen Unternehmungen der Vereinigten Staaten. Hierbei wurden die Betriebs- und Verwaltungsorganisationen einer großen Anzahl von Fabriken, Handelsunternehmungen, öffentlicher und privater Verwaltungsbetriebe besichtigt.Hier sei der vielfach anzutreffenden Meinung entgegen
getreten, daß man in Amerika als Frem der nur zu einer F irm a hinzugehen brauche, u m sich alles ansehen zu können.
Das trifft nur auf ganz wenige U nternehm ungen zu, die,
2) D er B ericht ist eine gekürzte W iedergabe eines Vortrages in der 41. Sitzung des U nterausschusses für V erw altungstechnik in Düsseldorf am 22. Mai 1935; er e n th ä lt keine lückenlose Schil
derung der verw altungsorganisatorischen A rbeiten in den Ver
einigten S taaten , sondern besch rän k t sich auf das, was der Vor
tragende gesehen h at. — Sonderabdrucke sind vom V erlag Stahl
eisen m. b. H ., Düsseldorf, Postschließfach 664, zu beziehen.
22. A ugust 1935. H . Krewinkel: Verwaltungsorganisatorische Arbeiten in den Vereinigten Staaten. Stahl und Eisen. 907 wie Ford, solche Besichtigungen zu reinen Werbezwecken
durchführen, wobei es aber ausgeschlossen ist, sich über Einzelheiten zu unterrichten. Im übrigen lehnt der Ameri
kaner, genau wie wir, unangemeldete oder nicht genügend empfohlene Besucher ab, so großzügig und offen er sonst auch in seiner Führung und A uskunfterteilung ist.
Die A merikaner zeigen eine große Achtung vor der deut
schen O rganisationsfähigkeit. Wenn man aber in anderen Ländern annim m t — und in diesen Fehler verfallen viele — , daß der Amerikaner sich auf der einen Seite in organisato
rische Spitzfindigkeiten und Spielereien, wie die Einteilung von Schreibtischflächen usw., verliert und auf der anderen Seite sich bei der vorherrschenden Massenerzeugung m it sehr summarischen Organisationsm aßnahm en begnügt, so ist das ein weiterer Irrtu m . Dies mag früher vor der W irt
schaftskrise der F all gewesen sein, heute arbeitet m an drüben eingehend an den verwaltungsorganisatorischen Fragen und ist dabei teilweise zu Lösungen gekommen, die auch für uns beachtenswert sind. Allerdings ist m an in der Einsetzung von mechanischen O rganisationsm itteln großzügiger als bei uns. So ergibt sich z. B. selbst u n ter Berücksichtigung der rund doppelten Einw ohnerzahl, daß das Lochkartenver
fahren in den Vereinigten Staaten in einem drei- bis vier
fachen Umfange angew andt wird wie in Deutschland.
2. O r g a n i s a t i o n s p l ä n e .
Eine der wichtigsten Voraussetzungen für ein reibungs
loses Arbeiten in einem U nternehm en ist die richtige E r
kenntnis der zu bewältigenden Aufgaben und die F est
legung der für ihre D urchführung verantwortlichen Stellen.
In jedem gutgeleiteten U nternehm en findet sich daher auch ein Plan m it einer Darstellung und Abgrenzung der V e r
a n t w o r tu n g s b e r e ic h e 2); dort, wo m an eine derartige Darstellung wegen sogenannter,,Kom petenzschwierigkeiten“
nicht machen kann, kann m an ruhig annehmen, daß sehr viel Zeit nutzlos für doppelte Arbeiten und Auseinander
setzungen vertan wird. Der Amerikaner h a t für Verant
wortung ein gut entwickeltes Gefühl und liebt keine nutz
losen Auseinandersetzungen über Zuständigkeitsfragen. Da
her findet m an in jedem am erikanischen Unternehmen von einiger Bedeutung einen O rganisationsplan über die E in
teilung der Aufgaben und der Verantwortungsbereiche. A bi. 1 zeigt einen solchen Plan für eine feinmechanische F abrik von rd. 4000 A rbeitern in auch bei uns üblicher Darstellungsform.
Selten sind Darstellungen über den A r b e i t s a b l a u f einzelner Aufgabengebiete zu treffen. Die in Deutschland in den letzten Jah ren entwickelte und auch vielfach an
gewandte Form der D arstellung von Arbeitsabläufen, so
genannte L aufpläne3), sind drüben so gut wie unbekannt oder aber sehr sinnfälliger A rt, indem m an nicht nur die verwendeten Vordrucke, sondern auch Abbildungen der hierzu benutzten H ilfsm ittel einzeichnet. Eine solche D ar
stellung g estattet ein schnelles E inarbeiten in einen Arbeits
lauf und ist auch für Laien verständlich. Ih r N achteil ist, außer der Schwierigkeit der zeichnerischen Darstellung, ein sehr großer Raum bedarf und schlechte Uebersicht über die Inanspruchnahm e der A rbeitsträger oder Arbeitsplätze durch die einzelnen Arbeitsstufen.
Mit K o n t e n p l ä n e n wird drüben genau so gearbeitet wie hier. Die W erkskontenpläne sind auch nach Kosten
stellen un d K ostenarten aufgebaut, wobei die gleichen Kostenarten für die verschiedenen Kostenstellen stets die gleiche N um m er tragen. Die Carnegie Steel Co. verwendet
2) H . D i n k e l b a c h : S tah l u. Eisen 52 (1932) S. 1144/53 (Betriebsw.-Aussch. 64).
3) Vgl. F . P e t z o l d : A rch. E isenhüttenw es. 6 (1932/33) S. 85/88 (Betriebsw .-A ussch. 59).
einen aus Zahlen und Buchstaben zusammengesetzten Kontenplan, obwohl diese Gesellschaft in den meisten ihrer Werke das Lochkartenverfahren anwendet. So heißt z. B.
eine Kontennum mer ,,H 480 a “ , wobei „ H “ das W erk Ho- mestead, ,,480“ das Walzwerk 48, also die Kostenstelle, und ,,a “ Löhne für Vorarbeiter, also die K ostenart, bedeutet.
F ür die lochkartenm äßige Bearbeitung werden die Buch
staben in Zahlen umgewandelt; diese zusätzliche A rbeit wird bewußt in Kauf genommen, weil der Betrieb sich so an die Buchstaben gewöhnt hat, daß er hierauf u nter keinen Umständen verzichten will.
3. O r g a n i s a t i o n s h i l f s m i t t e l .
Der Amerikaner ist in der Einsetzung von mechanischen Organisationshilfsmitteln großzügig. Die Maschinen für Rechenarbeit werden nicht an einer Stelle zusammengefaßt, sondern jeder Sachbearbeiter h atte seine eigene Maschine;
um gekehrt werden dagegen die Buchungsmaschinen zu
sammengefaßt, soweit sie für die W erkstoffverwaltung und die Buchhaltung verwendet werden. F ür außenwerklichen Schriftverkehr werden die Schreibmaschinen meist an einer Stelle zusammengefaßt, während der innerwerkliche Schrift
wechsel wieder von jedem Sachbearbeiter selbst erledigt wird. Bei der Prudential Insurance Co. in Newark sind in einem Schreibmaschinensaal rd. 400 Schreibmaschinen ver
einigt; obwohl es sich um übliche Schreibmaschinen handelt, konnte durch geeignete Isolierung der Decken und W ände das Geräusch so herabgedrückt werden, daß man an
nehmen m ußte, es würden geräuscharme Maschinen benutzt.
Bei den m e c h a n is c h e n H i l f s m i t t e l n d e s L o c h k a r t e n v e r f a h r e n s gibt es drüben keine Maschinen, die wir nicht auch schon kennen. Mit Hilfe der alphabetschrei
benden, direkt subtrahierenden Tabelliermaschine und unter Verwendung gewisser Zusatzeinrichtungen h a t sich das L o c h k a r t e n v e r f a h r e n , besonders a u f d em G e b ie t d e r A r b e i t s v o r b e r e i t u n g , Arbeitsgebiete erobert, an die wir in Deutschland wegen ihrer W ichtigkeit wohl auch recht bald herangehen müssen. Beachtlich ist die in Amerika seit langem übliche Arbeitsweise, für wiederkehrende Begriffe eine K artei von Stam m karten, sogenannte „m aster cards“
anzulegen, die man dann m it dem Motorduplizierlocher oder dem selbsttätigen Schnellstanzer zum Duplizieren benutzt.
Hingewiesen sei schließlich noch auf einen Sondervor
schub, der auf das Schreibwerk der Tabelliermaschine auf
gesetzt wird und m it dem man E in z elv o rd ru c k e von rd. 140 bis 450 mm Länge und von rd. 82 bis 125 mm Höhe, die in Stapeln eingelegt werden, beschriften und wieder zu Stapeln ablegen kann. Diese Einrichtung wird besonders in Verbindung m it der alphabetschreibenden Tabellier
maschine u nter Verwendung der vorerwähnten Stam m karten zum Beschriften der Verbundkarten bei der A rbeits
vorbereitung oder zum Ausstellen von Lochkarten als Schecks benutzt.
Auch auf dem Gebiete des V o r d r u c k w e s e n s h at Amerika völlig m it uns S chritt gehalten. Man verwendet dort weitgehend die Verbundvordrucksätze, die z. B. Auf
tragsbestätigung für den Besteller, A uftrag an die W erk
stätten , Versandanzeige und Rechnung enth ält; eine elek
trisch angetriebene Schreibmaschine „E lektrom atic“ liefert zwanzig gut leserliche Durchschläge; Endlosvordrucke so
wohl von der Rolle als auch in Leporelloform, „zigzag folding“ genannt, werden viel verwendet.
4. A r b e i t s v o r b e r e i t u n g .
Die Amerikaner haben auf dem Gebiete der A rbeits
vorbereitung (Arbeitsplanung) Vorbildliches geleistet. Im allgemeinen kann m an aber sagen, daß sich D eutschland
908 Stahl u n d Eisen. H . Krewinkel: Verwaltungsorganisatorische Arbeiten in den Vereinigten Staaten. 55. Ja h rg . N r. 34.
22. A ugust 1935. H . Krewinkel: Verwaltungsorganisatorische Arbeiten in den Vereinigten Staaten. Stahl un d Bisen. 909 und Amerika, abgesehen von einzelnen besonderen Auf
gabenstellungen in der am erikanischen K raftfahrzeug
industrie, auf diesem Gebiet die Waage halten. Nur über eine bem erkenswerte Neuerung, die Anwendung des L o c h k a r t e n v e r f a h r e n s in d e r A r b e i t s v o r b e r e i t u n g , sei hier kurz berichtet. Diese A rbeitsvorbereitung bis zu dem Zeitpunkt, an dem m it der F ertigung begonnen werden kann, nim m t auch dort, wo dieselben Teile zu verschiedenen Zeiten immer wieder hergestellt werden, vielfach mehr Zeit in Anspruch als die Anfertigung des Einzelteiles selbst.
Es müssen also auch dort, wo für jedes Teil W erkstoffbedarf, Arbeitsfolge und Arbeitszeiten in Karteien oder sonstwie festliegen, erst Entnahm escheine, Stückbegleitkarte und die einzelnen Stücklohnzettel und bei zusammengesetzten Teilen auch eine Stückliste a u s g e s c h r i e b e n werden. Es bestand bis heute noch kein wirtschaftliches Vervielfältigungsver
fahren, das gestattet, die U runterlagen beliebig oft u n d zu b e lie b ig e r Z e it zu vervielfältigen. Die Union Switches
& Signal Co. in Swissvar bei P ittsburgh, ein W erk m it rd. 4000 A rbeitern, das Schalter, elektrische Geräte und Signaleinrichtungen baut, h a t nun festgestellt, daß eine
„master card“ oder „S tam m k arten k artei“ in Verbindung mit einer alphabetschreibenden Tabelliermaschine und dem Kartendoppler ein w i r t s c h a f t l i c h a r b e i t e n d e s V e r
v ie lf ä lti g u n g s v e r f a h r e n darstellt, das es ermöglicht, jeden v o r m i t t a g s e r t e i l t e n A u f t r a g s p ä t e s t e n s b is zum A b e n d , in Sonderfällen natürlich auch schneller, fertig v o r b e r e i t e t in d ie F e r t i g u n g zu g e b e n .
Die G rundlage fü r dieses V erfahren ist, daß das, was bei der üblichen A rbeitsvorbereitung schriftlich auf K a rteik a rte n niedergelegt ist, in so viele S tam m lochkarten ü b ertrag en wird, wie für ein S tück W erkstoffanforderungen un d A rbeitsfolgen erforderlich sind. Von dieser Stam m lochkarte w erden dan n die für die Fertigung erforderlichen Anforderungsscheine u nd S tü ck lohnzettel in Form von V erb u n d k arte n a u tom atisch dupliziert.
Kommt ein Einzel- oder zusam m engesetztes Teil bei dreißig Aufträgen vor, so m uß hiervon bei jedem A uftrag auch eine Stammlochkarte v o rh an d en sein. Dies bed in g t n atü rlich eine große Anzahl von S tam m lochkarten, u n d die K a rtei der U nion Switches & Signal Co. e n th ä lt schätzungsw eise 500 000 bis 600 000 S tam m lochkarten. D ie S tam m lochkarten w erden aber nur einmal angefertigt, u n d zw ar m it dem A lphabetschreib
locher, der außer der B uchstabenlochung auch den T ex t a n den oberen R and der K a rte schreibt.
Soll ein A u ftrag v o rb ereitet w erden, so w erden die S tam m karten der K a rtei entnom m en u n d eine L e itk a rte m it dem Tag der Auftragserteilung, der A uftragsnum m er u n d der Stückzahl des bestellten G egenstandes gelocht, die den S tam m lochkarten vorgelegt wird. M it dem K arten d o p p ler w erden die Stam m loch
karten dupliziert, wobei aus der L eitk arte in die zu duplizierenden Karten Tag u n d A uftragsnum m er übernom m en w erden, w ährend die Textlochung aus den S tam m k arten n i c h t übernom m en wird, da die duplizierten K a rte n d urch die Tabellierm aschine regelrecht beschriftet werden. A lsdann w erden L eitk arte u n d duplizierte Karten in den M ultiplizierlocher gelegt, der aus der in der L eit
karte enth alten en Stückzahl m it der in den duplizierten K a rten enthaltenen S tückzahl je E in h e it die G esam tzahl errechnet un d in die duplizierten K a rte n einlocht; d a rau f w erden die au s
gelochten K a rte n in den L ochschriftübersetzer gelegt, der nun die für die W e rk sta tt w ichtigen Z ahlen in üblicher Schrift auf die Karten schreibt. Zum Schluß folgt, ebenfalls m aschinell, die Beschriftung der nu n m eh r W erkstoff- u n d Lohn v erb u n d k arten darstellenden duplizierten K a rte n m it dem w ö r t l i c h e n T e x t d er W e r k s t o f f - o d e r T e i l a r b e i t s b e n e n n u n g , so d a ß d ie W e r k s t a t t n i c h t s m i t S c h l ü s s e l z a h l e n z u t u n h a t .
Dieses V erfahren wird seit rd. 1 yz Jahren angewandt und soll sich nach den A uskünften des Werkes in jeder Beziehung bew ährt haben; es dürfte sich auch bei uns manches Anwendungsgebiet finden lassen, besonders da diese für die A rbeitsvorbereitung und F ertigung benutzten K arten auch für die N achrechnung usw. verwendet werden.
Das bei Z e i t s t u d i e n zur Zeit am meisten angew andte Verfahren ist das Bedaux-Verfahren. Nach den erhaltenen
A uskünften soll sich dieses Verfahren noch weiter aus
dehnen, in Eisenhüttenwerken bisher allerdings nur bei der American Rolling Mill Co. in Middletown (Ohio) verwendet werden.
5. L o h n r e c h n u n g .
Im allgemeinen erfolgt die B r u t t o l o h n z u s a m m e n - s t e l l u n g je nachdem, ob m an das Lochkartenverfahren dafür anwendet oder nicht, in ähnlicher Weise wie bei uns.
Daß man zur E rm ittlung der Einzelzeiten den Zeitstempel häufiger anwendet, sei nur nebenbei erwähnt. Dagegen ist die Schilderung eines in der amerikanischen E isenhütten
industrie häufiger anzutreffenden V e r f a h r e n s d e r L o h n e r m i t t l u n g f ü r d ie P r o d u k t i v a r b e i t e n bemerkens
wert. Man stellt alle an einem Hochofen oder in einem Walzwerk usw. erforderlichen Arbeiter unter Angabe ihrer Beschäftigungsart, ihrer täglichen Arbeitszeit, des Stunden- und Akkordsatzes, des Stundenakkord- und Gesamtver
dienstes, der zu belastenden Abteilung und der zu belasten
den Kontennum mer zusammen und vervielfältigt hiervon für jeden Tag einen Soll-Beschäftigungsnachweis. A l l . 2 zeigt einen solchen für einen Hochofen der Youngstown Sheet
& Tube Co. in Indiana H arbor bei Chicago. Außerdem wird für jeden auf diesen Beschäftigungsnachweisen aufgeführten Arbeiter eine m it der Adressiermaschine m it Namen und Nummer beschriftete Lochkarte bereitgestellt, die der Arbeiter an Stelle der sonst üblichen Stechkarte beim Be
treten und Verlassen des Werkes stempelt. Der Beschäfti
gungsnachweis wird vom Betrieb nach beendigter Schicht m it dem Namen und der Nummer des Arbeiters vervoll
ständigt, unbesetzte Arbeitsposten werden gestrichen und nach Berichtigung der vorgegebenen Stunden und zusam
men m it den von den A rbeitern gestempelten Lochkarten an die Lochkartenabteilungen gegeben, die in die K arten alle weiteren für den Arbeiter und für die Entlohnung no t
wendigen Angaben an H and des Nachweises einlocht. Diese für einen Monat im voraus ausgestellten täglichen Beschäf
tigungsnachweise stellen eine B u d g e t i e r u n g d e r L ö h n e der H auptbetriebe dar, die an H and der entfallenden Loch
karten t ä g l i c h ü b e r w a c h t werden.
Unsere Vermutung, daß die N e tt o l ö h n u n g mangels gesetzlicher Abzüge in Amerika wesentlich einfacher wäre und meist nur in der Auszahlung des Bruttolohnes bestünde, trifft zum indest heute nicht mehr zu. Die meisten U n
ternehm ungen haben für ihre Belegschaft Versicherungen gegen Erkrankung abgeschlossen, für die dem Arbeiter ein Beitrag abgehalten w ird; ferner ist der U nternehm er auch gesetzlich gezwungen, die dem A rbeiter bei vorhergegan
gener Arbeitslosigkeit vom S taat gezahlten Unterstützungen in bestim m ten R aten abzuhalten. Auch sonst trifft m an auf eine ganze Reihe von Abzügen, so daß Lohnlisten m it sieben bis acht Spalten für Abzüge gar nicht selten sind.
Bei der lochkartenm äßigen Erledigung der Nettolöhnung trifft man teilweise auch bei uns angewandte Verfahren.
Vielfach wird der Arbeiter drüben nicht in bar entlöhnt, sondern durch Scheck. In diesem Falle ist die einliegende Lochkarte als Scheckkarte ausgebildet, in die m it dem Lochschriftübersetzer die eingelochte Summe und m it der Adressiermaschine der Name des Empfängers geschrieben wird. Diese Scheckkarten werden von den Banken den Firm en nach Einlösung zurückgegeben. Eine Scheckkarte dieser A rt zeigt A l l . 3.
Der meist übliche L ohnabschnitt ist die Woche, wobei Freitags für die vorhergehende volle Woche gezahlt wird.
In der E isenhüttenindustrie ist dagegen allgemein die halb
m onatliche Löhnung gebräuchlich. Auch die Angestellten, m it Ausnahme der leitenden, werden halbm onatlich bezahlt.
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910 Stahl u n i Eisen. H . Krewinkel: Verwaltungsorganisatorische Arbeiten in den Vereinigten Staaten. 55. Ja h rg . Nr.
The youngstown Sheet and Ta he Company
Främ/errsatz:___________________ Täy /ic /re r ß e/e/js c fr a fts ä e r ic /r t ¿aufdr__ J -J fr J » . E rzeu gu n g-ffh________ 27 h.____ Werk _ ä ru /ian zzJtarbor^ ___ Abteilung Gn--- ß /a /f Nr 37
Harne des Arbeiters B eschäftigung Beschaff tigu n gs-
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'A lohnsatz ie/astefe Abt-
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Hurnmer
ßemerkg.
Besamthämie stündt- ‘’rämien stündl + -
Vorarbeiter 062 6 77
ff
800 0722 56020 0700Behälter - Wagen, tahrer 1 730 3 88f f 785 0722 56720 0700
2 730 3 8b
ff
785 0722 56720 07003 730 3 88ff 785 0722 86720 0700
irste r Entlader 1 73t 3 6 8 3 760 0722 56720 0700
Z 737 3 68
ff
760 0722 56720 07003 737 3 68 ff 760 0722 56720 0700
Zw eiter Snttader 1 73Z 3 60 8 750 0722 56120 0700
2 732 3 60
ff
750 0722 56120 07003 732 3 60 3 750 0722 56720 0700
J ä lfsa rb e ite r D 707 5 77 8 680 0722 56020 0700
JEam inrem zoer u■ D 750 7 16 8 520 0722 56180 0700
Gaswäscher
G fenarbeiter 1 757 7 2V 8 530 0722 56180 0700
Z 757 7 27 8 S30 0722 56180 0700
--- J 757 7 27 ff 530 0722 56180 0700
ßetriebssefw eiber 707 7757 6 32ß 190 0722 56020 0700
Hochofen Gr2 D irekt
G oren-T ahrer 1 770 7 67 8 580 0722 56170
Z 770 7 67 8 S80 0722 56170
3 770 7 67 8 £80 0722 56170
Tioren - T ie lfe r 1 777 3 723 765 0722 56170
Z 777 3 72 8 765 0722 56170
3 777 3 72 8 765 0722 56770
W ä c h te r 1 787 7 20 8 525 0722 56220
Z 767 7 20 8 525 0722 56220
3 767 7 20 8 525 0722 56220
H ilfsa rb e ite r 1 762 3 76 8 770 0722 56220
1 762 3 76 8 770 0722 56220
Z 782 3 76 8 770 0722 56220
2 782 3 76 8 770 0722 56220
3 762 3 76 8 770 0722 56220
3 762 3 76 8 770 0722 56220
S ch la cken -T a h rer 1 767 3 76 8 770 0722 56220
Z 767 3 76 8 770 0722 56220
3 767 3 76 8 770 0722 56220
Eindicken
Täter u E indicker D 780 7 27 8 830 0766 59720
J /ilfsa rb eiter H 780 7 27 8 530 0778 62070 0766
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G e sa m ts u m m e d ß / tz tte s
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K arten abgetesen u-Std-rergl- durch:__________ Statt g ep rü ft durch -xarren aoge/esen ubta-xergl
Prämien fe stg e se tzt durch: g e ze ich n et :--- Pg fum_ Abbildung 2. B eschäftigungsnachw eis u n d B udget der Löhne in H ochofenbetrieb.
