CH272331A - Process for arc welding together pieces made of hardenable metal, in particular steel. - Google Patents

Process for arc welding together pieces made of hardenable metal, in particular steel.

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CH272331A
CH272331A CH272331DA CH272331A CH 272331 A CH272331 A CH 272331A CH 272331D A CH272331D A CH 272331DA CH 272331 A CH272331 A CH 272331A
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CH
Switzerland
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weld seam
welding
weld
gap
metal
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German (de)
Inventor
Woertmann Franz
Societe Anonyme Des A Secheron
Original Assignee
Woertmann Franz
Secheron Atel
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Application filed by Woertmann Franz, Secheron Atel filed Critical Woertmann Franz
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
    • B23K33/004Filling of continuous seams

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

  

  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.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Lichtbogen - Zusammen schweissen von aus härtbarem Metall, insbe sondere Stahl, bestehenden Stücken, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffüllung des zwi schen den Stücken vorhandenen Schweissspal tes durch Schweissgut mittels mindestens einer Elektrode in Schweissnahtteilen vorgenommen wird, welche kürzer als die Schweissspaltlänge sind und bis an den obern Rand des Schweiss spaltes reichen, das Ganze zum Zwecke, dass sich die Schweissstelle weniger rasch abkühlt und die Bildung eines harten und brüchigen Gefüges vermieden wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Auffüllung der ganzen Schweissnaht ohne Unterbrechung er folgt. 2. PATENT CLAIM: Process for arc welding together of pieces made of hardenable metal, especially steel, characterized in that the welding gap between the pieces is filled with weld material 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 thing to ensure that the welding point cools less quickly and the formation of a hard and brittle structure is avoided. SUBClaims: 1. Method according to patent claim, characterized in that the entire weld seam is filled without interruption. 2. Verfahren gemäss Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die einzelnen Schweissnahtteile zum Teil übereinanderlie gen. 3. Verfahren gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Schweissnaht teile durch teilweises Übereinanderlegen meh rerer Schweissgutschichten hergestellt werden. 4. Verfahren gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Herstellung jedes einzelnen Schweiss nahtteils die Schlacke entfernt wird. 5. Verfahren gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man so verfährt, dass gegenseitige Berührungsflächen der ein zelnen Schweissnahtteile entstehen, die unter sich parallel verlaufen und mit dem Grund des Spaltes einen spitzen Winkel bilden. 6. Method according to dependent claim 1, characterized in that the individual weld seam parts partly lie one above the other. 3. Method according to patent claim, characterized in that the weld seam parts are produced by partially superimposing several layers of weldments. 4. The method according to claim and dependent claim 1, characterized in that the slag is removed after the production of each individual weld seam part. 5. The method according to claim, characterized in that one proceeds in such a way that mutual contact surfaces of the individual weld seam parts are created, which run parallel under each other and form an acute angle with the bottom of the gap. 6th Verfahren gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Auffüllung des Schweiss spaltes mit Schweissgut in geneigter Lage der zusammenzuschweissenden Metallstücke vornimmt. 7. Verfahren gemäss Patentanspruch, zum Zusammenschweissen dünner Bleche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweissgut pro Schweissnahtteil in mindestens zwei überein anderliegenden Lagen in den Schweissspalt eingeführt wird, wobei die Länge eines Schweissnahtteils zwischen 6 und 15 cm ge wählt wird. Method according to claim and dependent claim 5, characterized in that the welding gap is filled with weld metal in an inclined position of the metal pieces to be welded together. 7. The method according to claim, for welding together thin sheets, characterized in that the weld material per weld seam part is introduced into the weld gap in at least two superimposed layers, the length of a weld seam part between 6 and 15 cm being selected.
CH272331D 1948-07-16 1948-07-16 Process for arc welding together pieces made of hardenable metal, in particular steel. CH272331A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0012962A1 (en) * 1978-12-22 1980-07-09 Ansaldo Componenti S.p.A. D.G.V. Process and apparatus for the automatic welding of connections of thick plates

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0012962A1 (en) * 1978-12-22 1980-07-09 Ansaldo Componenti S.p.A. D.G.V. Process and apparatus for the automatic welding of connections of thick plates

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