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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschweissen von Bolzen an Trägern mit zwischengeschaltetem verzinkten Blech unter Anwendung des elektrischen Lichtbogen-Bolzenschweissverfahrens mit Zündung des
Lichtbogens durch einen Vorstrom, dem sich der Hauptstrom anschliesst, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
Zum Beispiel bei der Herstellung einer verlorenen Schalung für die betonierte Fahrbahndecke einer
Brückenkonstruktion war es bisher üblich, die Schalungsbleche mit Löchern zu versehen und Kopfbolzen durch diese Löcher hindurch an z. B. doppel-T-förmigen Trägern festzuschweissen. Die Bleche konnten hiebei mit einer
Zinkschicht und die Träger mit einer Zink-Staubfarbe zum Schutz gegen Korrosion versehen sein. Nachteilig ist hiebei, dass das Voranbringen der Löcher für die Kopfbolzen umständlich ist und dass sich diese Bolzen ohne
Anbringung von Löchern unter Zwischenschaltung der Bleche an den Trägern nicht festschweissen lassen, wenn die Zinkschicht eine grössere Schichtdicke besitzt, weil dann das beim Schweissprozess verdampfende Zink die
Schweissgüte beeinträchtigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Anwendung des Bolzenschweissverfahrens, das Anschweissen von Bolzen an einen Träger mit zwischengeschaltetem verzinkten Blech zu ermöglichen, ohne dass durch die Zinkschicht die
Schweissgüte beeinträchtigt wird.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass das verzinkte Blech zeitlich zwischen Vorstrom und
Hauptstrom durch den Lichtbogen mit einem zwischen dem Vorstrom und dem Hauptstrom liegenden
Stromwert durchgebrannt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Bolzen durch das dünne Blech hindurch, ohne Voranbringung von Löchern, an einen Träger angeschweisst werden können und dass durch Anwendung des Durchbrennstromes während der Durchbrennzeit für das dünne, verzinkte Blech die bisher störenden Zinkdämpfe vor Einsetzen des eigentlichen Schweissstromes bereits von der Schweissstelle entfernt sind. Dabei ist darauf zu achten, dass die bei dem üblichen Bolzenschweissverfahren verwendeten Keramikringe nicht zu knapp am Schaft des Bolzens anliegen. Es sollen zirka 2 mm Luft vorhanden sein. Die Keramikringe sollen überdies eine genügend grosse Schweisswulstbildung ermöglichen. Es muss auch dafür Sorge getragen sein, dass das dünne, verzinkte Blech an dem Träger od. dgl. plan und fest anliegt.
Die Durchbrennzeit und/oder der Durchbrennstrom ist zur Anpassung an Blechstärke und Bolzenquerschnitt veränderbar.
Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung, mit einer elektrischen Stromquelle, einer Bolzenschweisspistole und einer Steuervorrichtung für einen Vorstrom und einen darauf folgenden Hauptstrom ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung zeit- und strombestimmende Mittel für einen zwischen Vorstrom und Hauptstrom fliessenden Durchbrennstrom besitzt. Vorzugsweise weist die Steuervorrichtung Stellmittel zum Einstellen des Strom- und des Zeitwertes für den Durchbrennstrom auf.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen : Fig. l einen schematischen Schnitt durch das herzustellende Schweissgut ; Fig. 2 eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung und Fig. 3 ein schematisches Strom- und Zeitdiagramm.
Wie aus Fig. l ersichtlich, ist ein Kopfbolzen--l-durch ein dünnes beidseitig verzinktes Blech-2mit Zinkschichten-3, 4--, deren Dicke 3 bis 4 p. übersteigt, hindurch an einem z. B. doppel-T-förmigen Träger - festgeschweisst. Die dem Blech zugekehrte Oberseite des Trägers --5-- kann mit einer Zink-Staubfarbe--6-zum Schutz gegen Korrosion versehen sein.
Die Vorrichtung zum Anschweissen des Bolzens-l-am Träger--5-durch das verzinkte Blech - 2-hindurch besteht aus einer Stromquelle--10--. Aus Leistungsgründen können zwei übliche für das Bolzenschweissen vorhandene Stromquellen eingesetzt werden. Ihre Pluspole sind über Leitungen-11, 12- mit dem Träger --5-- verbunden. Ihre Minuspole sind über Leitungen-13, 14-an die Steuervorrichtung - angeschlossen. Die Steuervorrichtung besitzt Zeitgeber, die die Dauer eines Vorstromes, eines Mittelstromes und eines Hauptstromes bestimmen. Der Vorstrom ist dabei meist konstant. Die von dem Hauptstrom bestimmte Schweisszeit ist abhängig vom Bolzenquerschnitt einstellbar. Desgleichen ist die Durchbrennzeit mit dem Mittelstrom, z.
B. abhängig von Bolzenquerschnitt und Blechstärke, einstellbar. Ausgangsleitungen--16, 17-der Steuervorrichtung--15--sind an den Elektromagneten -18-- der Hubvorrichtung der Bolzenschweisspistole angeschlossen. Über die Leitung --19-- ist der zeitgesteuerte Stromausgang der Steuervorrichtung -15-- elektrisch leitend mit dem Bolzenhalter-20-der Schweisspistole verbunden.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, fliesst nach Ansetzen des Bolzens-l-mit einer üblichen Bolzenschweisspistole an dem dünnen Blech-2--ein konstanter Vorstrom, von z. B. 15 A, über eine vom Bolzenquerschnitt abhängige, veränderbare Vorzeit. Hiebei wird die Pistolenspule zum Abheben des Bolzens
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ein Mittelstrom von den Stromquellen --10-- über die Steuervorrichtung-15-, Bolzen-l-, Lichtbogen zum Blech--2--, Träger-5--und zurück zu den Stromquellen geleitet.
Dieser erhöhte
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Mittelstrom führt zum Durchbrennen des dünnen Bleches unter gleichzeitigem Verdampfen der Blechzinkschichten und gegebenenfalls der Zink-Staubfarbe am Träger --5--. Der Mittelstrom wird für grössere Bolzenquerschnittsbereiche konstant gehalten, z. B. auf 350 A. Die Durchbrennzeit kann abhängig vom Bolzenquerschnitt und/oder von der Blechdicke veränderbar sein. Nach Beendigung der Durchbrennzeit wird der eigentliche Hauptstrom eingeschaltet, wobei die Schweisszeit abhängig vom Bolzenquerschnitt veränderbar ist. Am Ende der Schweisszeit wird der Hauptstrom abgeschaltet, der Bolzen-l-wird durch die Hubvorrichtung der Schweisspistole zum Blech-2-und Träger-5-hin bewegt und taucht in die Schweisse ein.
Nach Erstarren der Schweisse ist der Bolzen Trager-5-festgeschweisst. Wie aus dem Strom-Zeitdiagramm der Fig. 3 ersichtlich, kann bei Verwendung von zwei Stromquellen der Hauptstrom dadurch erzeugt werden, dass der Mittelstrom, welcher von einer der beiden Schweissstromquellen geliefert wird, auch über die Schweisszeit aufrechterhalten bleibt und die zweite Schweissstromquelle hinzugeschaltet wird. Die den Mittelstrom liefernde Schweissstromquelle wird dann kurz vor Ende der Schweisszeit zuerst abgeschaltet, wodurch sich der Hauptstrom um das entsprechende Mass verringert und zum Eintauchen des Bolzens in die Schweisse wird dann auch die zweite Schweissstromquelle abgeschaltet. Der Schaltschütz des Mittelstromes schaltet etwa 10/100 sec synchron vor dem Hauptschweissstromschütz ab.
Mit Abschalten vom Hauptschweissstromschütz wird die Pistolenspule stromlos, womit ein spritzerfreies Eintauchen der Bolzen gewährleistet ist.
Die Durchbrennzeit und die Schweisszeit summieren sich zur Totalzeit und, wie schon dargelegt, überschneiden sich Mittelstrom und Hauptstrom bei Verwendung von zwei Schweissstromquellen. Der Vorstrom kann im Gesamtstrom von der Zeit vernachlässigt werden.
Bei der Auswahl der Keramikringe --21--, welche die Schweissstelle abschirmen, ist darauf zu achten, dass diese nicht zu knapp am Schaft des Bolzens-l-anliegen. Es soll etwas Luft vorhanden sein. Ausserdem sollen die Keramikringe eine genügend grosse Schweisswulstbildung ermöglichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Anschweissen von Bolzen an Trägern mit zwischengeschaltetem verzinkten Blech unter Anwendung des elektrischen Lichtbogen-Bolzenschweissverfahrens mit Zündung des Lichtbogens durch einen
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zeitlich zwischen Vorstrom und Hauptstrom durch den Lichtbogen mit einem zwischen dem Vorstrom und dem Hauptstrom liegenden Stromwert durchgebrannt wird.
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The invention relates to a method for welding studs to girders with interposed galvanized sheet metal using the electric arc stud welding process with ignition of the
Arc through a preliminary current, which is connected to the main current, as well as a device for carrying out this process.
For example, when producing a permanent formwork for the concrete pavement of a
Bridge construction, it has been customary to provide the shuttering sheets with holes and head bolts through these holes on z. B. welded double-T-shaped beams. The trays could with one
Zinc layer and the carrier with a zinc dust paint to protect against corrosion. The disadvantage here is that making the holes for the head bolts is cumbersome and that these bolts can be moved without
Do not allow holes to be made with the interposition of the metal sheets on the supports if the zinc layer has a greater layer thickness, because then the zinc that evaporates during the welding process will die
Welding quality impaired.
The object of the invention is, using the stud welding process, to enable studs to be welded to a carrier with an interposed galvanized sheet without the zinc layer causing the
Welding quality is impaired.
The invention solves this problem in that the galvanized sheet is timed between the preliminary current and
Main current through the arc with one lying between the preliminary current and the main current
Current value is burned out.
The method according to the invention offers the advantage that the bolts can be welded through the thin sheet metal to a carrier without holes being made in advance, and that by using the burn-through current during the burn-through time for the thin, galvanized sheet metal, the previously troublesome zinc vapors before onset of the actual welding current are already removed from the welding point. It is important to ensure that the ceramic rings used in the conventional stud welding process do not lie too close to the shaft of the stud. There should be around 2 mm of space. The ceramic rings should also enable a sufficiently large weld bead to be formed. Care must also be taken to ensure that the thin, galvanized sheet rests flat and firmly on the carrier or the like.
The burn-through time and / or the burn-through current can be changed to adapt to the sheet thickness and the bolt cross-section.
The device for carrying out the method according to the invention, with an electrical power source, a stud welding gun and a control device for a preliminary current and a subsequent main current, is characterized in that the control device has time and current-determining means for a burn-through current flowing between the preliminary current and the main current. The control device preferably has adjusting means for setting the current value and the time value for the burn-through current.
The invention is described in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawings. The drawings show: FIG. 1 a schematic section through the weldment to be produced; FIG. 2 shows a schematic view of the device for carrying out the method according to the invention, and FIG. 3 shows a schematic current and time diagram.
As can be seen from Fig. 1, a head bolt - l - is through a thin sheet metal galvanized on both sides - 2 with zinc layers - 3, 4 -, the thickness of which is 3 to 4 p. exceeds, through at a z. B. double-T-shaped beam - welded in place. The upper side of the carrier facing the sheet metal --5 - can be provided with a zinc dust paint - 6 - to protect against corrosion.
The device for welding the bolt - 1 - on the carrier - 5 - through the galvanized sheet - 2 - consists of a power source - 10 -. For reasons of performance, two standard current sources for stud welding can be used. Their positive poles are connected to the carrier --5-- via lines -11, 12-. Their negative poles are connected to the control device via lines 13, 14. The control device has timers which determine the duration of a bias current, a middle current and a main current. The bias current is mostly constant. The welding time determined by the main current can be set depending on the stud cross-section. Likewise, the burn through time with the medium flow, e.g.
B. depending on bolt cross-section and sheet thickness, adjustable. Output lines - 16, 17 - of the control device - 15 - are connected to the electromagnet -18-- of the lifting device of the stud welding gun. The time-controlled current output of the control device -15- is electrically connected to the stud holder -20- of the welding gun via the line -19-.
As can be seen from FIG. 3, after the stud 1 has been attached to the thin sheet metal 2 with a conventional stud welding gun, a constant preliminary current flows from z. B. 15 A, depending on the bolt cross-section, variable prehistory. The gun coil is used to lift the bolt
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a medium current from the power sources --10-- via the control device-15-, bolt-l-, arc to the sheet metal - 2--, carrier-5 - and back to the power sources.
This increased
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Medium current leads to the thin sheet being burned through with simultaneous evaporation of the sheet zinc layers and possibly the zinc dust paint on the carrier --5--. The mean flow is kept constant for larger bolt cross-sectional areas, e.g. B. to 350 A. The burn-through time can be changed depending on the bolt cross-section and / or the sheet thickness. After the end of the burn-through time, the actual main current is switched on, whereby the welding time can be changed depending on the stud cross-section. At the end of the welding time, the main current is switched off, the stud 1 is moved towards the sheet metal 2 and carrier 5 by the lifting device of the welding gun and dips into the weld.
After the weld has solidified, the bolt Trager-5 is welded on. As can be seen from the current-time diagram in FIG. 3, when using two current sources, the main current can be generated by maintaining the mean current supplied by one of the two welding current sources over the welding time and switching on the second welding current source. The welding current source supplying the medium current is then switched off first shortly before the end of the welding time, whereby the main current is reduced by the corresponding amount and the second welding current source is then also switched off for the stud to dip into the weld. The contactor for the medium current switches off synchronously for about 10/100 seconds before the main welding current contactor.
When the main welding current contactor is switched off, the gun coil is de-energized, which ensures that the studs are immersed without spatter.
The burn-through time and the welding time add up to the total time and, as already explained, the mean flow and main flow overlap when using two welding power sources. The bias current can be neglected in the total current from the time.
When selecting the ceramic rings --21--, which shield the welding point, make sure that they do not lie too close to the shaft of the bolt-l-. There should be some air. In addition, the ceramic rings should enable a sufficiently large weld bead to be formed.
PATENT CLAIMS:
1. Process for welding studs to girders with an interposed galvanized sheet using the electric arc stud welding process with ignition of the arc by a
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is burned out temporally between the bias current and the main current by the arc with a current value lying between the bias current and the main current.
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