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Verfahren zum Verbinden winklig, insbesondere rechtwinklig zueinander stehender Konstruktionteile, deren Winkelhalbierende von der Lotrechten abweicht durch Schmelzschweissung, insbesondere automatische Kohlesehweissung unter Verwendung eines magnetischen Gebläses.
Es ist bekannt, Konstruktionsteile auf dem Wege der Schmelzsehweissmethode zu verbinden.
Die sogenannte Stumpfschweissung derartiger Konstruktionsteile bietet bei keinem der anzuwendenden Verfahren wesentliche Schwierigkeiten. Auch diejenigen Methoden, die mit grösserem Schmelzbad arbeiten, z. B. das Atomarverfahren, das Arkogenverfahren und das Kohlelichtbogenverfahren, werden auch im automatischen Betrieb, bei dem die Einwirkung der Hand eines geübten Schweissers auf den Lichtbogen fehlt, zufriedenstellende Ergebnisse zeigen, da die Einwirkung der Schwere auf das flüssige Schmelzbad sich nur günstig auswirkt.
Schon schwieriger ist es, in einem bestimmten Winkel zueinander stehende Konstruktionsteile mit der Schmelzschweissung auf automatischem Wege zu verbinden. Diejenigen Schweissmethoden, die nur ein kleines Bad ergeben, z. B. die Lichtbogen-Drahtsehweissmethode, werden am ehesten in der Lage sein, eine einigermassen symmetrische Schweissnaht in einem solchen Fall zu erzielen, während alle mit grösserem Bad arbeitenden Schweissmethoden eine gleichmässige Schweissnaht nur schwer verwirklichen lassen. Das Kennzeichen hochwertiger Schweissungen, insbesondere Schweissungen mit hoher Dehnung, ist stets ein grösserer Flüssigkeitsbereich in der Schweissnaht.
Durch die Erdschwere sacken derartige Schweissnähte jedoch ab, so dass sich der in Fig. 1 hergestellte Schweissnahtquerschnitt ergibt, der im höchsten Masse durch den überflüssigen (schraffierten) Teil der Schweissnaht ungünstig ist. Alle Sehweissmethoden mit grösserem Flüssigkeitsbad, z. B. stark umhüllte Elektroden, eignen sich daher weniger gut, um gleichmässige Schweissnähte, insbesondere Kehlnähte bei Konstruktionsteilen, die im rechten Winkel zueinander stehen, herzustellen.
Die in Verbindung mit einem Schutzgas oder mit einer Schweisspaste sehr gute Festigkeiten ergebende automatische Kohlesehweissung, die durch ihre hohe Schweissgeschwindigkeit im höchsten Masse auch wirtschaftlich ist, hat daher gegenüber der automatischen Drahtschweissung, deren Qualitätseigenschaften und deren Wirtschaftlichkeit der Kohlesehweissung bei weitem unterlegen sind, eine nur beschränkte Anwendung, die sich in erster Linie auf horizontale Stumpfnähte bezog.
Durch die hier vorliegende Erfindung ist es nun gelungen, diese Schweissung auch für senkrecht zueinander stehende Konstruktionsteile, deren Winkelhalbierende von der Lotrechten abweicht, restlos auszunutzen, wobei es möglich ist, vollständig symmetrische Schweissnähte zu erzielen und selbst auf vorspringenden Kanten Schweissnähte herzustellen, die weder ablaufen noch die vertikal stehenden Konstruktionsteile über ein bestimmtes gewünschtes Mass hinaus zum Einbrand bringen.
Zu diesem Zweck wird gemäss der Erfindung dafür Sorge getragen, dass dem Abfliessen des flüssigen Schweissgutes infolge der Schwerkraft eine Kraft entgegenwirkt, die durch die Rotation des Lichtbogens in einem Magnetfeld hervorgerufen wird, wobei die Rotation an der der Vorschubrichtung der Elektrode entgegengesetzten Seite schräg nach aufwärts gerichtet ist. Die Elektrode steht dabei senkrecht auf der Oberfläche der Schweissnaht. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen erläutert, u. zw. zeigt Fig. 1, wie bereits erwähnt, zwei in bekannter Weise durch Schmelzschweissung miteinander verbundene Konstruktionsteile, Fig. 2 eine teilweise Ansicht von zwei Konstruktionsteilen, von denen der eine mit vorspringenden Kanten versehen ist, die gemäss der Erfindung miteinander verschweisst werden.
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Abschmelzen ohne Zuhilfenahme eines Fülldrahtes eine Schweissnaht hergestellt und mit dem senkrecht dazu stehenden schwächeren Konstruktionsteil durch eine symmetrisch dreieckförmige Naht ver- bunden werden, ohne dass der senkrecht stehende schwächere Konstruktionsteil durch einen unzulässigen Einbrand oder eine Schweissrille am Rande der Schweissnaht geschwächt wird.
Das geschieht im Falle der automatischen Kohleschweissung dadurch, dass ein im Winkel von ungefähr 450 zu den beiden Konstruktionsebenen stehender Kohlestift, der automatisch oder von Hand auf konstante Liehtbogenlänge gehalten wird, die vorspringende Nase a absehmilzt und unter dem Einfluss von noch näher zu erläuternden Kräften gegen das senkrechte Konstruktionsteil b wirft. Erfindungsgemäss geschieht das dadurch, dass das zur Aufrechthaltung der Stabilität des Lichtbogens notwendige magnetische Gebläse, das an und für sieh bekannt ist und das dadurch erzeugt wird, dass der Lichtbogenstrom oder ein Teil des Stromes durch eine um den Kohlestift befindliche wassergekühlte Spule geleitet wird, die ein Magnetfeld erzeugt, dessen Kraftlinien an dem dem Bogen zugekehrten Ende des Solenoids senkrecht zu dem Lichtbogen verlaufen.
Dieser wird infolgedessen in Drehung versetzt und übt hiebei seinerseits eine Kraftwirkung auf das geschmolzene Metall aus. Diese Kraftwirkung des sich um die Elektrodenspitze drehenden Lichtbogens soll nun dazu benutzt werden, um das bei der Fortbewegung der Kohle hinter dieser befindliche flüssige Metall, welches bis zu Erstarrung unter der Einwirkung dieser Kraft steht, entgegen der Schwerkraft von der horizontalen Platte fort-und an die vertikale Platte anzudrücken.
Zu diesem Zwecke ist es nötig, den Stromdurchgang durch die Spule so zu schalten, dass in der Kohleachse nach der Elektrodenspitze zu gesehen, die Rotation des Lichtbogens im Uhrzeigersinne erfolgt, wobei, wenn die Drehbewegung durch ein Zifferblatt gekennzeichnet ist, die Ziffer 12 sich in dem Bereich der Vorsehubriehtung befindet, während die Ziffer 6 sich im Bereich der Erstarrung (fertiggestellte Naht) befindet und Ziffer 9 auf den Konstruktionsteil b hinweist.
Wirksam kann die Methode dann Anwendung finden, wenn ein ganz bestimmtes Verhältnis hergestellt wird zwischen Windungszahl, Stromstärke und Vorschubgeschwindigkeit, wenn ferner eine bestimmte Lichtbogenlänge eingehalten wird. Um ein bestimmtes Beispiel aus der Praxis zu nennen : Es wird bei einer Stromstärke von 500 Amp. eine Lichtbogenspannung von 32 Volt und ein
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in den Grössen vorzunehmen, die bedingt sein kann durch den Durchmesser des Solenoids und durch andere Konstruktionsdaten des Kohlenschweisskopfes.
Es kommt also nach vorstehendem darauf an, bei einer ganz bestimmten Vorsehubgeschwindigkeit, beispielsweise 17 fil pro Stunde, einen bestimmten Flüssigkeitsbereich durch die Klemmenspannung, durch die Kohle und den Kohledurchmesser zu fixieren und auf diese begrenzte Flüssigkeitsmenge
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wird, wobei eine Angleichung der zueinander in Beziehung tretenden elektrischen und magnetischen und mechanischen Kräfte durch Variation der zugehörigen Werte erfolgen muss.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann nicht nur bei der Sehmelzschweissverbindung durch reines Abschmelzen, bei dem das Verbindungsmaterial aus dem Werkstück selbst stammt, sondern auch bei denjenigen Se1nveissverbindungen angewendet werden, bei denen'das Material in Stabform oder in flüssiger Form durch einen zweiten Lichtbogen oder durch einen Gasschmelzprozess zugegeben wird.
Es kann auch Anwendung finden bei dem ungeschützten Lichtbogen, wie auch für den durch eine Gasschutzhülle geschirmten Lichtbogen, wobei es gleichgültig ist, ob die Schinnwirkung auf den Lichtbogen durch eine Schweisspaste oder ähnliche Mittel ausgeübt wird, bei denen das Schutzgas durch die Verdampfung eines festen oder flüssigen Stoffes erzeugt ist, oder ob das Schutzgas durch besondere Düsen dem Lichtbogen zugeführt wird.