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Verfahren und Hammer zum Schweissen von Stahl oder Sehmiedeeisen.
Das Schweissen von Körpern aus Schmiedeeisen oder Stahl an Ort und Stelle, z. B. bei der Wiederherstellung gerissener Kesselbleche, lässt sich bekanntlich mit Hilfe des autogenen Schweissverfahrens durchführen, bei dem die Schweissfläche und das Verbindungsmetall durch einen Knallgasbrenner auf eine so hohe Temperatur gebracht werden, dass sich die Schweissflächen und das Verbindungsmittel in flüssigem Zustande vereinigen.
Dieses Schweissverfahren leidet infolge der Vereinigung der Schweissfläche mit dem Verbindungsmittel im flüssigen Aggregatzustande an mannigfachen Übelständen, die erfahrunggemäss insbesondere bei nicht sehr sorgfältiger Ausführung der Schweissung eine so grosse Rolle spielen, dass eine bestimmte Güte der Schweissnaht nicht gewährleistet werden kann und daher häufig in Fällen, bei denen ein Bruch der geschweissten Stellen zu Gefahren führen kann, aus Sicherheitsrücksichten von der Anwendung der autogenen Schweissung abgesehen werden muss.
Ein wesentlicher Übelstand liegt darin, dass die Schweissstelle Hohlräume und Blasen enthalten kann, da stets nur die Oberfläche der Schweissstelle sichtbar ist, während die tiefer liegenden Teile der Schweissfläche durch das flüssige Verbindungsmetall verdeckt werden, und sich somit der Nachprüfung des Arbeiters entziehen. Insbesondere beim Schweissen starker Wandungen gibt daher die autogene Schweissung keine Gewähr für die erforderliche Güte der Schweissnaht.
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metall, da deren mechanische Entfernung nicht möglich ist, wodurch die Festigkeit der Schweissnaht sehr beeinträchtigt werden kann.
Schliesslich ist ein Nachteil des autogenen Schweissverfahrens, dass auch der geschickteste Arbeiter nicht in der Lage ist, zu verhindern, dass flüssiges Verbindungsmetall über einen noch nicht flüssig gewordenen Teil der Schweissfläche tritt. An diesem Teil der Schweissfläche ist die gewünschte Vereinigung dieser Fläche mit dem Verbindungsmetall nicht vorhanden, so dass auch aus diesem Grunde eine gleichmässige Güte der Schweissnaht bei autogener Schweissung niemals gewährleistet werden kann.
Man hat vorgeschlagen, diesem Übelstand dadurch zu begegnen, dass man die Schweissstelle durch Abschrägen der gegenüberliegenden Schweissflächen fieilegt und einerseits die Verbindung dieser Flächen nur auf kleine Strecken vornimmt'und allmählich über die ganze Länge und Breite der Schweissnaht ausdehnt, während man andrerseits das Verbindungsmetall schichtweise aufträgt, bis der ganze Hohlraum ausgefüllt ist. Doch auch bei dieser Ausführungsform des autogenen Schweissverfahrens kann selbst der geschickteste Arbeiter die genannten Fehlerquellen nicht völlig ausschalten.
Diese'Nachteile werden bei dem Schweissverfahren nach der Erfindung unter Wahrung des Vorteils, dass die Schweissung an Ort und Stelle vorgenommen werden kann. dadurch vermieden, dass nach und nach in die zugerichtete Schweissstelle eingefügtes Verbindungsmetall durch eine Wärmequelle (Schweissflamme) in teigartig bildsamen Zustand gebracht und mit den ebenfalls in diesen Zustande übergeführten Schweissflächen durch Bearbeiten mittels Schlagwerkzeugen vereinigt werden, deren Schlagfläche durch eine abgerundete Spitze gebildet wird.
Bei dieser Art der Vereinigung von Schweissflächen und Verbindungmetall ist das Entstehen von Hohlräumen in der Schweissnaht auch bei Ausführung durch einen weniger geschickten Arbeiter ausgeschlossen, da durch das Bearbeiten der einzelnen
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Verbindungsmetalles nachprüfbar soweit getrieben werden kann, dass alle Hohlräume mit Sicherheit beseitigt sind.
Infolge der Verwendung von Hämmern, deren Bahn eine abgerundete Spitze hat, wird die Schweissstelle gründlich gereinigt, indem die Schlacken und Oxyde beim Auftreten des Hammers seitlich ausweichen. Unreinigkeiten und Fremdkörper können während des Schweissvorganges mit Hilfe von Werkzeugen durch den Arbeiter leicht aus der teigartigen Masse entfernt werden, während der Zunder infolge der Bearbeitung der Schweissstelle durch den Hammer aus dem Metall mechanisch herausgetrieben wird. Die gute Vereinigung der Schweissfläche mit dem Verbindungsmetall ist stets gesichert, da der Arbeiter mit Hilfe der Schweissflamme, die z. B. durch den bei der autogenen Schweissung üblichen Knallgasbrenner erzeugt wird, in der Lage ist, die zu vereinigenden Metallteile so lange in
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Die Schweissnaht enthält durch das völlige Austreten der Schlacken und Oxyde und durch die Verdichtung des Eisens mit Hilfe der besonders gestalteten Hämmer die Festigkeit und insbesondere die Dehnung, welche bei Dampfkesselblechen verlangt wird, und ist bei alledem frei von Spannungen.
Die Güte der Schweissnaht ist in solchem Grade von der Geschicklichkeit des Arbeiters unabhängig, dass diese Schweissung auch in dem Falle zugelassen werden kann, in dem aus Sicherheitsrücksichten von der autogenen Schweissung abgesehen werden muss.
Das Verfahren nach der Erfindung hat noch den besonderen Vorzug, dass im Bedarfsfalle während des Schweissens durch Formschmieden ein profilierter Übergang zwischen den Schweissflächen geschaffen werden kann.
Während ferner die autogene Schweissung praktisch nur für liegende Schweissnähte in Frage kommt, da das Metall bei seiner Verflüssigung sofort abwärts fliesst und dadurch die Güte der Schweissnaht beeinträchtigt, ist die Schweissung beim Verfahren nach der Erfindung von der Lage der Schweissnaht völlig unabhängig, so dass auch bei Anwendung
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stellung der ganzen Schweissnaht, die Schweissstelle in der Schmiedehitze mit dem Hammer zu bearbeiten pflegt, um das kristallinische Gefüge der flüssig gemachten Metallmassen zu zerstören.
Durch diese Nacharbeit werden jedoch naturgemäss nur die äusseren Schichten der Schweissnaht bis zu einer gewissen geringen Tiefe verdichtet, während im Innern den Naht enthaltene Hohlräume, Unreinigkeiten und die gefährlichen Stellen, bei denen flüssiges Metall über nicht flüssige Schweissflächen getreten ist, bestehen bleiben. Der durch das Verfahren nach der Erfindung erzielte Erfolg kann somit durch diese bekannte Nacharbeit nicht erreicht werden.
Die Pinne des Hammers ist vorteilhaft als Halbrundmeissel ausgebildet, um in dem zu schweissenden Metall enthaltene Unreinigkeiten durch Abschneiden schnell entfernen und etwa dabei entstandene scharfkantige Vertiefungen mit Hilfe des Halbrundmeissels abrunden zu können.
In der Zeichnung ist durch Fig. i und 2 eine Ausführungsform des Verfahrens ver-. anschaulicht, und zwar zeigt Fig. i einen Querschnitt durch die zu schweissende Stelle und Fig. 2 durch diese Stelle bei noch nicht ganz vollendeter Schweissung. Fig. 3 zeigt einen zur Ausführung des Verfahrens dienenden Hammer. Fig. 4 ist ein Querschnitt durch die
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schnitt durch die Hammerpinne nach der Linie C-D der Fig. 3. Fig. 6 veranschaulicht die Benutzung der Hammerpinne. Fig. 7 ist ein Längsschnitt nach der Linie E-F der Fig. 6.
Wie der in Fig. I und 2 dargestellte Querschnitt durch die Schweissstelle bei einem Kesselblech 1 erkennen lässt, das den auszubessernden Riss 2 erhalten hat, werden beispielsweise die dem Riss benachbarten Enden 3 und 4 nach dem Riss zu etwas verjüngt und dann aus der Längsrichtung des Kesselblechs 1 herausgebogen, so dass der sich nach aussen kegelförmig erweiternde Füllraum 5 für das Verbindungsmetall 6 entsteht.
Zunächst wird zwischen den verjüngten Spitzen der Enden 3 und 4 eine Brücke au, Verbindungsmetall hergestellt, indem mit Hilfe eines Knallgasbrenners 7, der z. B. mit Azetylen und Sauerstoff gespeist wird. eine Stelle an der Spitze des einen Endes 3 oder 4 und zugleich ein als Verbindungsmetall dienender, auf diese Stelle gehaltener Eisenstab in teigartig bildsamen Zustand gebracht wird. Bleibt das Ende dieses Stabes an dem Kesselblech haften, so wird er zugleich mit der Schweissflamme auf die benachbarte Stelle gebracht, bis eine Verbindungsbrücke von gewisser Stärke geschaffen ist.
Die Verdichtung dieser Brücke wird alsdann durch einen Hammer 8 der in Fig. 3 bis 5 dargestellten Art vorgenommen. Dieser Hammer ist entsprechend der nur schwachen Brücke leicht ausgeführt und hat auch mit Rücksicht auf den kleinen gegenseitigen Abstand der Enden 3 und 4 an der zu verdichtenden Stelle kleine Abmessungen. Die Verdichtung
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und einerseits mit den Schweissfläche der Enden 3, 4 des Kesselblechs 1, andrerseits mit dem schon versehweissten Verbindungsmetall zum Anhaften gebracht und dann in der beschriebenen Weise mittels des Porenhammers 8 unter Mitwirkung des Brenners 7 verdichtet.
Hat das Verdichtungsmetall eine'gewisse Stärke erreicht, so dass für den Poren-
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tief genug in das backende Material eindringt, und andrerseits zur Beschleunigung der Schweissung eine entsprechend grössere Fläche vom Hammer getroffen wird.
Das abwechselnde Einfügen neuen Verbindungseisens und Verdichten der zu verschweissenden Eisenteile wird so lange fortgesetzt, bis die ganze Schweissgrube 5 ausgefüllt ist. Das Verbindungseisen 6 hat beispielsweise beim Auftragen in backendem Zustande eine Stärke von 3 mm, die durch die folgende Verdichtung auf i ww gebracht wird, während für die ganze Schweissung neun verschieden schwere und grosse Porenhämmer verwendet werden.
Durch die beim Schweissen entstehende Längenausdehnung der Enden 3, 4 des Kesselblechs 1 wird, wie Fig. 2 erkennen lässt, die Grösse des Füllraumes 5 für das Ver-
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Müssen während des Schweissens Fremdkörper aus dem Eisen entfernt werden, so bedient sich der Arbeiter der eigenartig gestalteten Pinne 11 des Porenhammers 8. indem er bei ebener Fläche der Schweissgrube 5, wie Fig. 6 zeigt, durch einen kräftigen Schlag den Fremdkörper 12 mit der als Flachmeissel 13 (Fig. 5) ausgebildeten Seite der Pinne
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fläche die halbrund ausgestaltete Pinnenseite 14 dazu benutzt.
Diese Seite der Pinne 11 hat noch den Sonderzweck, scharfe Ecken, die bei Benutzung des Flachmeissels 13 leicht in der teigartigen Masse entstehen können, wie in Fig. 7 mit gestrichelten Linien angedeutet ist, zu entfernen, indem mit der halbrunden Seite 14 allmähliche Übergänge geschaffen werden, wodurch sicher vermieden wird, dass stehengebliebene Ecken bei der Verdichtung durch neu eingefügtes Verbindungseisen überdeckt werden.
Das Verfahren nach der Erfindung und das zugehörige Werkzeug eignet sich mit seinem Vorbereitungs-und Nachbehandlungsverfahren zum Schweissen jeder Art von Stahl und schmiedbarem Eisen, das sich durch eine Wärmequelle In den teigartig bildsamen Zustand bringen lässt.
PATENT-ANSPRÜCHB : i. Verfahren zum Schweissen von Stahl oder Schmiedeeisen, insbesondere zur Wiederherstellung schadhafter Dampfkesselbleche, bei dem das Verbindungsmetall nach nnd nach in die zugerichtete Schweissstelle eingefügt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmetall und die Schweissflächen durch eine Wärmequelle (Schweissflamme) in teig-
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werden, deren Schlagfläche durch eine abgerundete Spitze gebildet wird.