Verfahren zum Lichtbogen-Zusammenschweissen von aus hartbarem Metall, insbesondere Stahl, bestehenden Stücken. Es ist bekannt, härtbare Metalle mit dem Lichtbogen nach Vorwärmung zu schweissen. Diese Vorwärmung war nach den bekannten Verfahren nötig, weil sich sonst. infolge zu grosser Temperaturunterschiede ein brüchiges Metallgefüge bildete oder gar Risse in der Schweissstelle oder ihrer unmittelbaren Um gebung entstanden.
Besonders für Stähle, z. B. solche mit mehr als 44 kg/mm2 Festigkeit, und speziell solche, die mehr als 0,2 % Kohlenstoff enthalten, musste vor Beginn der Lichtbogenschweissung eine Vorwärmung des ganzen Werkstückes oder eines grossen Teils desselben vorgenom men werden. Diese -Methode besitzt aber ver schiedene Nachteile. So ist es kostspielig, grosse Werkstücke vorzuwärmen, insbesondere aber ist es unmöglich, den die Schweissung durchführenden Arbeiter wegen der in der Umgebung grosser, auf 250" C und darüber erhitzter Werkstücke herrschenden grossen Wärmestrahlung- arbeiten zu lassen, z. B. im Innern eines so vorgewärmten Rohres oder Kessels.
Dadurch, dass man so gezwungen ist, das zu bearbeitende, vorgewärmte Werkstück zur manuellen Durchführung der Schweisseng auf eine für den Arbeiter erträgliche Tem peratur abkühlen zu lassen, ist das Gelingen der Schweissung oft in Frage gestellt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, diese Nachteile bekannter Schweissverfahren zu vermeiden Lind insbesondere eine Vorwär- mung des ganzen Werkstückes zu umgehen. Sie hat ein Verfahren zum Lichtbogen-Zu sammenschweissen von aus härtbarem Metall, insbesondere Stahl, bestehenden Stücken zum Gegenstand.
Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeich net, dass die Auffüllung des zwischen Iden Stücken vorhandenen Schweissspaltes durch Schweissgrit mittels mindestens einer Elektrode in Schweissnahtteilen vorgenommen wird, wel che kürzer als die Schweissspaltlänge sind und bis an den obern Rand des Schweissspaltes rei chen, das Ganze zum Zwecke, dass sieh die Schweissstelle weniger rasch abkühlt und die Bildung eines harten und brüchigen Gefüges vermieden wird.
Dieses Verfahren ermöglicht eine langsame Abkühlung der Schweissstelle, weshalb die zu verbindenden Metallstücke, wie sich ergeben hat, nicht vorgewärmt zu werden brauchen, oder höchstens an der Stelle, wo man die Ar beit beginnt. Bei der praktischen Ausfüh rung des Verfahrens ist es von Vorteil, statt in der üblichen Weise längere, relativ dünne Raupen von Schweissgut den ganzen Spalt entlang zu ziehen, kurze, vorteilhaft sehr dicke Lagen übereinander anzubringen und den ganzen Spalt in kurzen Schweissnahtteilen auf-, zufüllen, und zwar so schnell, dass dem be treffenden Teil des Werkstückes durch die Erhitzung des Lichtbogens so viel Wärme zu geführt wird, dass sieh die Schweissnaht und ihre Umgebung so langsam abkühlen,
dass die i Bildung von Rissen und hartem CTefüge ver- mieden wird. Zweckmässig wird dabei nur die unmittelbare Nachbarschaft des Schweissnaht teils vorgewärmt. Da aber dann immer nur die Zone heiss ist, in der man gerade schweisst, wird der die Schweissung durchführende Ar beiter durch die Wärmestrahlung nicht mehr belästigt.
An Hand der beigefügten Zeichnung wird das erfindungsgemässe Verfahren beispiels weise erläutert.
Fig. 1 ist ein Querschnitt durch zwei mit einander verschweisste Metallstücke, Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1; Fig. 3 ist ein Schnitt, der Fig. 2 analog, durch die Schweissnaht, der eine andere Aus führungsform der Erfindung erläutert; Fig. 4 zeigt schematisch eine weitere Aus- führungsform des erfindungsgemässen Ver fahrens.
In den Figuren bezeichnet 1 eine Unterlag platte aus Kupfer, Graphit oder feuerfestem Material; 2 und 3 sind die zu verbindenden Metallstücke, 4 ist der mit. Schweissgut ausge füllte Spalt zwischen den Metallstücken. Aus Fig. 2 ist folgender Gang der Schweissung ersichtlich: Zuerst wird die Partie 5 mit Schweissgut schnell aufgefüllt, wobei man vor zugsweise Elektroden verwendet, die gestatten, ohne Entfernung der Schlacke mehrere Lagen übereinander aufzutragen. Bei der Schwei ssung der Partie 5 werden die Metallstücke durch die zugeführte Wärme stark erhitzt.
Unmittelbar nachher wird die störende Schlacke entfernt und sofort eine Schicht von der Form des Schweissnahtteils 6 aufge bracht und die Schlacke wieder entfernt und dann in gleicher Weise die bis zum obern Rand des Schweissspaltes reichenden Schweiss nahtteile 7, 8, 9, 10, 11 usw. eingeschweisst, bis die ganze Naht fertig ist. Wie man aus der Fig. 2 ersieht, verlaufen die gegenseitigen Berührungsflächen zwischen den Schweiss nahtteilen unter sich parallel und bilden mit dem Grund des Spaltes einen spitzen Winkel und sind die Schweissnahtteile kürzer als die Schweissnahtlänge.
Statt die Schlacke nach Fertigstellung der einzelnen Schweissnahtteile zu entfernen, kann man sie auch konti nuierlich entfernen, wodurch ein pausenloses Schweissen ermöglicht wird. Infolge der re lativ grossen Masse des pro Schweissnahtteil verwendeten Schweissgutes, verglichen mit sei ner Oberfläche, findet eine verhältnismässig langsame Abkühlung durch Wärmeableitung und Strahlung statt, und die Bildung spröder und brüchiger Gefüge wird so verhindert. Es muss ohne Unterbrechung geschweisst werden, weil sonst die Umgebung des Werkstückes zu stark abkühlen würde. Das beschriebene Ver fahren ist besonders für dicke Stücke geeig net, z. B. dickwandige Kessel oder Rohre.
Es hat ausser dem schnellen Arbeitsfortschritt den Vorteil, dass die Schweissnähte nicht be sonders sorgfältig vorbereitet werden müssen. Ein gewöhnlicher gerader Schnitt der Blech kanten genügt.
Um die Arbeit zu erleichtern, kann man die zu verbindenden Metallstücke etwas neigen, so dass die aneinandergrenzenden Schweissnahtschichten im Spalt fast horizon tale Berührungsflächen haben, was eine be quemere Schweissung ermöglicht. Bei Werk stücken, die etwas weniger härteempfindlich sind, kann man die Folge der Einbringung der einzelnen Lagen Schweissgift in den Spalt auch so wählen, wie in Fig. 3 ersichtlich ist: Man bringt zuerst die Schicht 12 ein und legt die Schichten 13, 14 und 15 nacheinander bis zum obern Rand des Schweissspaltes dar über, wonach die Schlacke entfernt wird. Der erste Schweissnahtteil ist nun fertigge schweisst. Darauf bringt man den zweiten Schweissnahtteil 16 bis 18 ein, wobei man wieder mit der untersten Schicht 16 beginnt.
Anschliessend wird wieder die Schlacke ent fernt. Der dritte Schweissnahtteil umfasst die Schichten 20 bis 23 usw., bis schliesslich der Spalt in seiner ganzen Länge mit Schweiss gut aufgefüllt ist. Schnelle Schweissung ist. auch hierbei Bedingung für das Gelingen der Arbeit.
Hat man relativ dünne Bleche aus härt- barem Stahl zu schweissen, so kann man bei spielsweise wie in Fig.4 gezeigt verfahren, wobei man mit der Elektrode in Pfeilrichtung wenigstens zwei Lagen 24 und 25 übereinan der bis zum obern Rand des Schweissspaltes macht. Die Länge eines Schweissnahtteils be trägt jeweils beispielsweise 6 bis 15 cm und ist kürzer als die Schweissspaltlänge. Bei die ser Ausführung der Schweissung darf man sich nicht die Zeit nehmen, die Schlacke nach dem Einbringen der ersten Lage zu entfer nen, sondern man muss ohne Unterbrechung nach der ersteh die zweite und eventuell dritte Lage auftragen.
Die Wahl der :Elektrode muss natürlich so getroffen werden, dass die be schriebene Arbeitsweise ohne Bildung von Schlackeneinschlüssen möglich ist..
Die Auffüllung des Schweissspaltes kann mit mehreren Elektroden vorgenommen wer den.
Method for arc welding together pieces of hardable metal, in particular steel. It is known to weld hardenable metals with an electric arc after they have been preheated. This preheating was necessary according to the known processes because otherwise a brittle metal structure would form as a result of excessive temperature differences or even cracks in the weld or its immediate vicinity.
Especially for steels, e.g. B. those with more than 44 kg / mm2 strength, and especially those that contain more than 0.2% carbon, a preheating of the entire workpiece or a large part of the same had to be made before starting the arc welding. However, this method has various disadvantages. It is costly to preheat large workpieces, but in particular it is impossible to let the worker performing the welding work because of the large amount of radiant heat that prevails in the vicinity of large workpieces heated to 250 ° C and above, e.g. inside one so preheated pipe or boiler.
The fact that one is forced to let the preheated workpiece to be processed cool to a temperature tolerable for the worker in order to carry out the welding manually means that the success of the welding is often called into question.
The present invention aims to avoid these disadvantages of known welding processes and, in particular, to circumvent preheating of the entire workpiece. It has a method for arc welding together of hardenable metal, in particular steel, existing pieces as an object.
This method is characterized in that the welding gap between the pieces is filled by welding grit by means of at least one electrode in weld seam parts, which are shorter than the welding gap length and extend to the upper edge of the welding gap, the whole for the purpose of that the welding point cools less rapidly and the formation of a hard and brittle structure is avoided.
This method allows the weld to cool slowly, which is why the metal pieces to be joined, as it turned out, do not need to be preheated, or at most at the point where the work begins. In the practical execution of the method, it is advantageous, instead of pulling longer, relatively thin beads of weld metal along the entire gap in the usual manner, to apply short, advantageously very thick layers on top of one another and to fill the entire gap in short welded seam parts so quickly that the relevant part of the workpiece is supplied with so much heat by the heating of the arc that the weld seam and its surroundings cool down so slowly,
that the formation of cracks and hard C joints is avoided. Appropriately, only the immediate vicinity of the weld seam is partially preheated. But since only the zone in which you are currently welding is hot, the worker carrying out the welding is no longer bothered by the thermal radiation.
With reference to the accompanying drawings, the inventive method is explained as an example.
1 is a cross section through two metal pieces welded together, FIG. 2 is a section along the line II-II of FIG. 1; FIG. 3 is a section, analogous to FIG. 2, through the weld seam, which explains another embodiment of the invention; 4 shows schematically a further embodiment of the method according to the invention.
In the figures, 1 denotes a base plate made of copper, graphite or refractory material; 2 and 3 are the pieces of metal to be connected, 4 is the one with. Weld metal filled gap between the metal pieces. From Fig. 2, the following course of the welding can be seen: First, the part 5 is quickly filled with weld metal, preferably using electrodes that allow several layers to be applied without removing the slag. When part 5 is welded, the pieces of metal are strongly heated by the heat supplied.
Immediately afterwards the troublesome slag is removed and a layer of the shape of the weld seam part 6 is immediately brought up and the slag is removed again and then in the same way the weld seam parts 7, 8, 9, 10, 11, etc. welded in until the entire seam is finished. As can be seen from Fig. 2, the mutual contact surfaces between the weld seam parts run parallel to each other and form an acute angle with the bottom of the gap and the weld seam parts are shorter than the weld seam length.
Instead of removing the slag after the individual weld seam parts have been completed, it can also be removed continuously, which enables non-stop welding. As a result of the relatively large mass of the weld metal used per weld seam part, compared to its surface, a relatively slow cooling takes place through heat dissipation and radiation, and the formation of brittle and fragile structures is prevented. It has to be welded without interruption, otherwise the area around the workpiece would cool down too much. The process described is particularly suitable for thick pieces such. B. thick-walled boilers or pipes.
In addition to the rapid work progress, it has the advantage that the weld seams do not have to be prepared particularly carefully. A normal straight cut of the sheet metal edges is sufficient.
To make the work easier, the pieces of metal to be connected can be inclined slightly so that the adjoining weld seam layers in the gap have almost horizontal contact surfaces, which makes welding easier. In the case of work pieces that are a little less sensitive to hardness, the sequence of introducing the individual layers of welding poison into the gap can also be selected as shown in FIG. 3: First, the layer 12 is applied and the layers 13, 14 and 15 one after the other up to the upper edge of the welding gap, after which the slag is removed. The first weld seam part is now completely welded. The second weld seam part 16 to 18 is then introduced, starting again with the bottom layer 16.
The slag is then removed again. The third weld seam part comprises the layers 20 to 23 etc., until finally the gap is well filled with weld over its entire length. Fast welding is. also here a condition for the success of the work.
If you have to weld relatively thin sheets of hardenable steel, you can proceed, for example, as shown in FIG. The length of a part of the weld seam be, for example, 6 to 15 cm and is shorter than the length of the weld gap. With this execution of the welding one must not take the time to remove the slag after the introduction of the first layer, but one must apply the second and possibly third layer without interruption after the first.
The choice of: electrode must of course be made in such a way that the described mode of operation is possible without the formation of slag inclusions ..
The welding gap can be filled with several electrodes.