<B>Schweissverfahren zum Verbinden von Teilen, die</B> Flächenberührung <B>aufweisen.</B> Sind Werkstücke miteinander zu ver schweissen, die nach dem Verschweissen eine bestimmte gegenseitige Lage aufweisen müs sen, so lässt man solche Werkstücke zweck mässig auf einem Teil ihrer Flächen gegen seitig aufliegen. Wenn die Werkstücke z. B. als Rohre ausgebildet sind, so werden deren benachbarten Enden zweckmässig mit Hilfe eines Ringes zentriert, mit dem sie dann Flächenberührung aufweisen.
Das Verbinden solcher Werkstücke, die also vor dem Verschweissen Flächenberührung aufweisen, bringt bei Anwendung der Licht bogenschweissung jedoch die Gefahr mit sich, dass die Schweissnaht nicht genügend stark ausfällt. Das hängt damit zusammen, dass bei Lichtbogenschweissung die Hitze nicht in dem Masse in die Werkstücke eindringt, dass im ganzen Berührungsbereich ihrer aufeinander liegenden Flächen der Werkstoff in den für die Erzielung einer guten Schweissung erfor derlichen Schmelzzustand gebracht wird. Selbst bei Verwendung besonderer Elektroden, die eine vergrösserte Einbrandzone zu erzeu gen gestatten, ist es nicht möglich, eine voll ständige Durchschweissung der sich berühren den Flächen zu erreichen.
Letzteres ist jedoch der Fall, wenn Gasschmelzschweissungen zur Anwendung kommen. GasschmeIzschweissun- gen, die grundsätzlich nicht an Materialauf trag gebunden sind, sind z. B. die Autogen-, Acatom-, Heliarc-, Argonarc-Schweissungen und dergleichen. Bei Anwendung der Gas schmelz-Schweissverfahren ist es aber nicht möglich, ein Schmelzgut in die Schweissnaht im Berührungsbereich der aufeinanderliegen den Flächen zu bringen, das der Beschaffen heit des Werkstoffes der zu verbindenden Teile besonders angepasst ist.
Die Erfindung fusst nun auf der Erkennt nis, dass sich eine besonders gute Schweiss verbindung erhalten lässt, wenn eine Verbin dung ohne Materialauftrag durch Schmelz schweissung mit einer Lichtbogenschweissung kombiniert wird. Gestützt darauf werden ge mäss dem erfindungsgemässen Verfahren die sich berührenden Flächen der zu verbin denden Teile ohne Materialauftrag durch Schmelzschweissung verbunden, und auf diese Verbindung wird durch Lichtbogenauftrag eine Schweissnaht gebildet.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind ver schiedene, durch Verschweissen zu verbin dende Formen von Bauteilen veranschaulicht, an Hand welcher das erfindungsgemässe Ver fahren beispielsweise erläutert wird. Dabei zeigen Fig. 1 bis 3 einen Fall, wonach ein ebenes Blech mit einem Stab von rechteckigem Quer schnitt zu verschweissen ist. Im besonderen zeigt Fig.1 die zwei Stücke vor dem Ver schweissen, Fig. 2 dieselben nach dem Nieder schmelzen der sich berührenden Flächen, und Fig.3 zeigt diese Stücke nach vollendeter, vollständiger Schweissung.
Die Fig.4 bis 6 zeigen zwei gleichachsig angeordnete, zu verschweissende Rohrstücke, die mit Hilfe eines Einlageringes, mit dem sie in Flächenberührung stehen, zentriert sind, wobei Fig. 4 diese Teile vor dem Verschwei ssen, Fig. 5 dieselben nach dem Niederschmel zen der sich berührenden Flächen und Fig. 6 nach vollendeter Schweisseng zeigt.
Die Fig. 7 bis 10 zeigen schliesslich einen Fall, wo die Wellen eines rohrförmigen Aus dehnungsstückes in den Wellenbergen und Wellentälern zu verschweissen sind. Dabei zeigt Fig. 7 Teile eines solchen Ausdehnungs stückes vor der Verschweissung, Fig. 8 die be treffenden Teile nach Anbringen eines Licht bogenauftrages auf der Innenseite eines Wel lenberges und auf der Aussenseite von zwei Wellentälern, Fig.9 den Zustand nach dem Zusammenschweissen der sich berührenden Flächen der Teile und Fig.10 das Ausdeh nungsstück nach vollendeter Schweisseng.
In den Fig.1 bis 3 bezeichnet 1 ein ebenes Blech, das im Querschnitt gezeigt ist, und 2 bezeichnet einen Stab von rechteckigem Quer schnitt, der mit dem Blech 1. durch Verschwei ssen zu verbinden ist. Dabei ist die Forderung gestellt, dass der Stab 2 auch nach dem Ver schweissen mit dem Blech 1 einen rechten Winkel bilden muss. Um dem Rechnung zu tragen, werden die Teile 1, 2 vorgängig so gegenseitig angeordnet, dass sie längs einer Strecke 3 mit gegenüberliegenden Flächen teilen aufliegen. Dadurch wird erreicht, dass diese Teile unter einem rechten Winkel zu einander stehen.
Damit nun diese Lage wäh rend des Schweissens gewahrt bleibt und somit auch am fertigen Stück noch vorhanden ist, werden vorerst einmal die sich berührenden Flächen der Teile 1 und 2 ohne Materialauf trag durch eine Gasschmelzschweissung ver bunden, wie das in Fig. 2 gezeigt ist, wo die betreffende Schweissnaht mit dem Bezugs zeichen 4 belegt ist. Auf diese Verbindung wird eine Schweissnaht 5 durch Lichtbogen auftrag gebildet, wie das in Fig. 3 gezeigt ist.
In den Fig. 4, 5 und 6 bezeichnen 6 und 7 zwei Rohre, die genau koaxial zu verschwei ssen sind. Um dies zu erreichen, werden die Rohre 6 und 7 vorgängig einmal mittels eines Ringes 8 zentriert, worauf in der in Fig.4 gezeigten Weise die Teile 6, 8 dann längs der Strecke 9 und die Teile 7, 8 längs der Strecke 10 Flächenberührung aufweisen. Die betref fenden, sich berührenden Flächen werden an schliessend ohne Materialauftrag durch ein Gasschmelz-Schweissverfahren in der in Fig. 5 gezeigten Weise verbunden. In dieser Figur ist die betreffende Schweissnaht mit den Be zugszeichen 11 belegt. Auf diese Verbindung wird noch eine Schweissnaht 13 in der in Fig.6 gezeigten Weise durch Lichtbogen schweissung hergestellt.. In den Figuren 7, 8, 9 und 10 bezeichnet, 14 Teile eines wellenförmigen Ausdehnungs stückes.
Solche Stücke sind bekanntlich z. B. in Leitungen für hocherhitzte Gase, die sich gleichzeitig unter Druck befinden, einzu bauen. Die Teile 14 sind miteinander zu ver schweissen. Zu diesem Behufe wird vorgängig dafür gesorgt, dass sie an den Wellenbergen und Wellentälern in der in Fig.7 gezeigten Weise Flächenberührung 15 bzw. 16 auf weisen. Hierauf wird auf der Rückseite der zu verschweissenden Stellen, d. h. auf der Innen seite jedes Wellenberges bzw. auf der Aussen seite jedes Wellentales in der in Fig. 8 gezeig ten Weise, ein Lichtbogenauftrag 17 bzw. 18 angebracht, um bei den nachfolgenden Schweissvorgängen von der Vorderseite her ein gutes Durchschweissen der sich berühren den Flächen zu ermöglichen.
Der erste dieser nachfolgenden, ohne Gefahr eines vollständi gen Durchbrennens durchführbaren Schweiss vorgänge besteht darin, dass die sich an den Wellenbergen berührenden Flächen 15 und die an den Wellentälern sich berührenden Flächen 16 ohne Materialauftrag durch ein Gasschmelz-Schweissverfahren in der in Fig. 9 gezeigten Weise verschweisst werden. Die be treffenden Schweissverbindungen sind in dieser Fig. 9 mit den Bezugszeichen 19 bzw.20 belegt. Auf diese Verbindungen an jedem Wellenberg und an jedem Wellental wird eine Schweissnaht 21 bzw. 22 (Fig. 10) durch einen Lichtbogenauftrag gebildet.
Unter Umständen kann es zweckmässig sein, vor der Lichtbogenschweissung unter Benutzung eines Stabes aus schmelzbarem Ma terial mit Hilfe des Gasschmelz-Schweissver fahrens einen zusätzlichen Materialauftrag anzubringen.
<B> Welding process for joining parts that </B> have surface contact <B>. </B> If workpieces are to be welded together that must have a certain mutual position after welding, then such workpieces are expediently left rest on part of their surfaces against each other. If the workpieces z. B. are designed as tubes, their adjacent ends are expediently centered with the aid of a ring with which they then have surface contact.
The connection of such workpieces, which therefore have surface contact before welding, however, when using arc welding, entails the risk that the weld seam will not be sufficiently strong. This is due to the fact that during arc welding the heat does not penetrate the workpieces to the extent that the material is brought into the molten state necessary to achieve a good weld in the entire contact area of their superimposed surfaces. Even with the use of special electrodes that allow an enlarged burn-in zone to be generated, it is not possible to achieve complete welding of the surfaces in contact.
However, the latter is the case when gas fusion welds are used. GasschmeIzschweissun- gen, which are basically not tied to the material order, are z. B. the Autogen, Acatom, Heliarc, Argonarc welds and the like. When using the gas fusion welding process, however, it is not possible to bring a molten material into the weld seam in the contact area of the surfaces lying on top of one another, which is particularly adapted to the nature of the material of the parts to be connected.
The invention is based on the knowledge that a particularly good welded connection can be obtained if a connection without material application by fusion welding is combined with an arc welding. Based on this, according to the method according to the invention, the contacting surfaces of the parts to be connected are connected by fusion welding without material application, and a weld seam is formed on this connection by arc application.
On the accompanying drawings, ver different forms of components to be connected by welding are illustrated, on the basis of which the inventive method is explained, for example. 1 to 3 show a case where a flat sheet is to be welded with a rod of rectangular cross-section. In particular, FIG. 1 shows the two pieces before welding, FIG. 2 the same after the melting down of the contacting surfaces, and FIG. 3 shows these pieces after the welding has been completed.
4 to 6 show two coaxially arranged pipe pieces to be welded, which are centered with the aid of an insert ring with which they are in surface contact, FIG. 4 these parts before welding, FIG. 5 the same after lowering the touching surfaces and Fig. 6 shows after welding is complete.
Finally, FIGS. 7 to 10 show a case where the waves of a tubular expansion piece are to be welded in the wave crests and wave troughs. Fig. 7 shows parts of such an expansion piece before welding, Fig. 8 the relevant parts after attaching a light arc order on the inside of a Wel lenberg and on the outside of two wave troughs, Fig. 9 the state after the welding together contacting surfaces of the parts and Fig. 10 the expansion piece after welding is complete.
In FIGS. 1 to 3, 1 denotes a flat sheet metal, which is shown in cross section, and 2 denotes a rod of rectangular cross section, which is to be connected to the sheet metal 1. by welding. The requirement is that the rod 2 must form a right angle with the sheet 1 even after the Ver welding. In order to take this into account, the parts 1, 2 are previously arranged mutually so that they share along a distance 3 with opposite surfaces rest. This ensures that these parts are at right angles to each other.
So that this position is maintained during the welding and is therefore still present on the finished piece, the touching surfaces of parts 1 and 2 are initially connected by gas fusion welding without material application, as shown in FIG. where the weld seam in question is given the reference 4. A weld seam 5 is formed on this connection by an arc order, as shown in FIG.
In FIGS. 4, 5 and 6, 6 and 7 designate two tubes which are to be welded exactly coaxially. To achieve this, the tubes 6 and 7 are first centered once by means of a ring 8, whereupon the parts 6, 8 then have surface contact along the line 9 and the parts 7, 8 along the line 10, as shown in FIG . The relevant, touching surfaces are then connected without material application by a gas fusion welding process in the manner shown in FIG. In this figure, the weld seam in question has been given reference numeral 11. On this connection a weld seam 13 is also produced in the manner shown in FIG. 6 by means of an arc welding. In FIGS. 7, 8, 9 and 10, 14 parts of a wave-shaped expansion piece are designated.
Such pieces are known z. B. in lines for highly heated gases that are simultaneously under pressure to build. The parts 14 are to be welded together. For this purpose, it is ensured in advance that they have surface contact 15 and 16 on the wave crests and wave troughs in the manner shown in FIG. Then on the back of the points to be welded, d. H. On the inside of each wave crest or on the outside of each wave trough in the manner shown in Fig. 8, an arc application 17 or 18 is attached to good welding of the touching surfaces in the subsequent welding processes from the front enable.
The first of these subsequent welding processes, which can be carried out without the risk of a complete burn-through, is that the surfaces 15 touching on the wave crests and the surfaces 16 touching on the wave troughs without material application by a gas fusion welding process in the manner shown in FIG be welded. The relevant welded connections are given the reference numerals 19 and 20 in this Fig. 9. A weld seam 21 or 22 (FIG. 10) is formed by an arc application on these connections at each crest and at each valley.
Under certain circumstances, it can be useful to apply an additional material application before the arc welding using a rod made of fusible material with the aid of the gas fusion welding method.