CH426046A - Schweissverfahren, bei dem zwei teilweise ummantelte Elektroden, insbesondere solche grosser Länge, nach der Stromzuführung an der Schweissstelle zu einem allseitig ummantelten Elektrodenpaar zusammengeführt werden - Google Patents

Description

  Schweissverfahren, bei dem     zwei    teilweise ummantelte Elektroden, insbesondere solche grosser  Länge, nach der     Stromzuführung    an der Schweissstelle     zu    einem allseitig ummantelten  Elektrodenpaar zusammengeführt werden    Schweissverfahren, bei dem zwei teilweise um  mantelte Elektroden, insbesondere solche grosser  Länge, nach der Stromzuführung an der     Schweiss-          stelle    zu einem allseitig ummantelten Elektrodenpaar  zusammengeführt werden.  



  Es sind sogenannte kontinuierliche Schweissver  fahren bekannt, bei denen zwei     teilweise    ummantelte  Schweissdrähte grosser Länge, in stetem     Fluss    von  Ringen ablaufend, der Schweissstelle     zugeführt    wer  den. Die beiden Elektroden werden hierbei mit ihren  mantelfreien Flächen vor Erreichen der     Schweiss-          stelle    an einem Stromkontakt herangeführt und     an-          schliessend    zu einer allseitig ummantelten Elektrode  vereinigt.  



  Von solchen kontinuierlichen Schweissverfahren  wird meist eine sehr hohe Schweissgeschwindigkeit  und damit ein grosser Schweissfortschritt und mitun  ter auch ein Verschweissen tiefer oder grosser Quer  schnitte gefordert.  



  Hierbei ist eine grosse Schweissleistung nur dann  zu erzielen, wenn der Schweissdrahtquerschnitt hin  reichend gross ist, um rasch das nötige Material in  der Schweissfuge absetzen zu können.     Schweisselek-          troden    mit grösserem Querschnitt haben jedoch den  Nachteil, nicht hinreichend schmiegsam zu sein, um  nach der Eigenheit dieses Verfahrens von Rollen ab  gewickelt und wiederholt gekrümmt zu werden. Der  Forderung der grossen Abschmelzleistung steht auch  die Notwendigkeit entgegen, mit dem Schweissdraht  bis zur Wurzel der Kehlnaht vorzudringen, denn nur  wenn der Schweissdraht bis nahe der Wurzel des  keilförmigen Nahtquerschnittes vordringen kann,  lässt sich eine gute Schweissnaht erzielen.

   Hierzu, wie    auch zur besseren Krümmung, sollte aber der  Schweissdraht, im Gegensatz zur vorgenannten For  derung, einen geringen Querschnitt besitzen.  



  Um diese beiden widersprechenden Forderungen  zu erfüllen, wurde versucht, Schweissdrähte mit ova  lem oder länglichem Querschnitt zu verwenden. Die  Herstellung solcher Schweissdrähte, insbesondere  deren Ummantelung, sowie die     Stromzuführung    zu  den Schweissdrähten während des Schweissens, be  reitete jedoch grosse Schwierigkeiten. Auch lässt sich  bei Elektroden solcher Querschnittsformen die Man  telmasse sehr schwer haftfest anbringen.  



  Das angestrebte Ziel wurde auch nicht mit Elek  trodenpaaren, deren Einzelelektroden kurz vor der  Schweissstelle zusammengeführt werden, erreicht.  Das Elektrodenpaar führt grosse Mengen von  Schweissgut der Schweissstelle zu, kann aber wegen  des grossen Querschnittes des Paares nicht hinrei  chend tief in die Schweissnaht reichen, um bis zur  Wurzel vorzudringen.  



  Um dennoch die gestellte Forderung zu     erfüllen,     werden beim erfindungsgemässen     Schweissverfahren,     bei dem zwei teilweise ummantelte Elektroden nach  der Stromzuführung an der Schweissstelle zu einem  allseitig ummantelten     Elektrodenpaar    zusammenge  führt werden, zwei oder mehr solcher Paare gleich  zeitig verwendet.  



  Durch die Verwendung von mehreren     Schweiss-          elektrodenpaaren    zu gleicher Zeit ist es möglich,  Schweissdrähte geringeren Querschnittes zu verwen  den. Die Keilnaht kann hierbei mit Schweissgut aus  den aufeinanderfolgenden     Elektrodenpaaren    schich  tenweise ausgefüllt werden. Eine gleichmässige Ver-      teilung des Schweissgutes, insbesondere in den  oberen Schichten der Schweissnaht, wird durch ein  Schwenken der Elektrodenpaare um die Achse eines  der Paare begünstigt. Wenn z.

   B. alle aneinanderge  reihten Elektrodenpaare bei unveränderter Lage zu  einander um die Längsachse des in der     Schweissrich-          tung    vorangeführten und am tiefsten in die Keilnaht  reichenden Elektrodenpaares schwenken, wird eine  gute und     gleichmässig    ausgefüllte Schweissnaht er  zielt.  



  Eine besonders gute Schweissleistung bei     einem          keilförmigen    Nahtquerschnitt wird z. B. dann erzielt,  wenn von mehreren Elektrodenpaaren die Elektro  den des ersten     in    der Schweissrichtung gelegenen  Paares einen kleinen Querschnitt besitzen und daher  tief bis zur Wurzel der Naht eindringen können, wäh  rend die Elektroden der folgenden Paare entspre  chend dem nach oben zunehmenden Nahtquerschnitt  grössere Querschnitte besitzen.  



  Ein weiterer     Vorteil    des     Schweissverfahrens        mit     Elektrodenpaaren ist z. B. darin gelegen, dass infolge  der grossen Nähe der Stromzufuhr von der     Schweiss-          stelle,    ohne Gefahr     eines    hohen Leitungswiderstandes  und damit einer zu grossen Erwärmung der Elek  trode, hohe Stromstärken der Schweissstelle     zuge-          führt    werden können.  



  Beim Schweissvorgang mit Elektrodenpaaren  brennen, wie festgestellt wurde, die Elektroden nicht  gleichmässig, etwa nach einer Ebene senkrecht zur  Elektrodenachse ab. Die Elektrode, die in der  Schweissrichtung     zurückliegt,    schmilzt schneller ab.  Dadurch wird auch die     Umhüllungsmasse    entspre  chend unterschiedlich abschmelzen, besonders an der  Stossstelle, wo die Umhüllungsmassen beider Elek  troden zusammentreffen, weil auch die     dort    vorhan  denen Kanten wegen der an dieser Stelle auftretenden  hohen Wärmekonzentrationen schneller abschmelzen.  Dadurch gelangt     mitunter    atmosphärische Luft in  das Schweissgut und die Schweissnaht wird fehler  haft.  



  Da beim     erfindungsgemässen        Schweissverfahren     mehrere     Drähte    zugeführt werden, ist es     möglich,     verschiedene Stahllegierungen oder Legierungsele  mente gemeinsam zu verschweissen, die sich dann     im          Schweissbad    mischen, wodurch beliebige Legierungs  effekte erzielt werden. So kann z. B. aus     einer    Nickel  und einer Eisenelektrode ein Schweissgut erzielt wer  den, das aus 50 % Nickel und 50 0/o Eisen besteht.  Ferner ist es möglich, zur Erhöhung der Aufschmelz  leistung zwischen den Elektroden blankes Profilma  terial zuzuführen.

   Durch die anliegenden ummantel  ten Elektroden wird das blanke Material gegenüber  der Atmosphäre abgeschirmt. Das zusätzliche Mate  rial kann hierbei in Form von Drähten oder Bändern  der Schweissstelle     zugeführt    werden. Die Anordnung  des Eisenbandes oder des Profilmaterials kann etwa  zwischen dem Paar oder zwischen den aneinanderlie  genden Elektrodenpaaren erfolgen. Bei der Verwen  dung einer grösseren Zahl von Elektrodenpaaren  kann das Band zwischen den einzelnen Elektroden    der Paare angeordnet sein. Auch andere     Schweiss-          oder    Zuschlagwerkstoffe können etwa in     ähnlicher     Weise der Schweissstelle     zugeführt    werden.  



  Ein ganz besonderer Vorteil des     erfindungsge-          mässen    Verfahrens ist in der Möglichkeit gelegen,  Elektroden verschiedener Kerndrahtlegierungen oder  verschiedener Mantelmassen in geeigneter Folge an  einanderzureihen. Es hat sich nämlich gezeigt, dass  sich bei richtiger Wahl der in einer Elektrodenreihe  verwendeten Elektroden die Vorteile der verschiede  nen Kernlegierungen bzw. Mantelzusammensetzun  gen vereinen lassen, ohne die mit den Kernlegierun  gen oder Mantelmassen verbundenen bekannten  Nachteile mehr oder weniger spürbar     hinnehmen    zu  müssen.  



  So ist es z. B. vorteilhaft, als erstes Elektroden  paar Elektroden mit gutem Einbrand und     als    folgen  des solche mit entsprechend dem Querschnitt hoher  Abschmelzleistung und als letztes Elektrodenpaar  Elektroden der Type zu verwenden, die eine flache  Raupenlage ergeben.  



  Die Elektrodentypen können aber nicht nur paar  weise verschieden sein, es kann auch in jedem Paar  die Legierung des Kerndrahtes oder aber auch die der  Mantelmasse unterschiedlich sein. Die Eigenschaften,  die durch die Kombination der Elektrodentypen er  zielt werden, können die Schmelze, die Schlacke, die  Schweissbarkeit, die Festigkeit der Schweissnaht und  jede andere Eigenschaft betreffen. Durch die Kombi  nationsmöglichkeit der gleichzeitigen Verwendung  verschiedener     handelsüblicher    Elektroden können  Schweissdrahteigenschaften erzielt werden, die die  Zahl jener der handelsüblichen Typen wesentlich  überschreiten und eine bessere Anpassung an die  Güteforderungen der Schweissnaht ergeben.  



  Es hat z. B. die Reihenanordnung von Elektro  denpaaren einen besonderen Vorteil ergeben, wenn  in der     Schweissrichtung    die basisch     umhüllte    Elek  trode vor der sauer umhüllten     Elektrode    angeordnet  wurde. Diese     Elektrodenkombination    in der Reihe  ergab eine besonders gute Schweissleistung bei einem  sehr guten Aussehen der Schweissnaht. Ebenfalls als  sehr gut hat sich die Anordnung einer     Tiefbrandelek-          trode    bewährt, an die eine Elektrode, mit der eine  sehr schöne Naht erzielt werden kann, angeschlossen  wurde.  



  Ein weiterer Vorteil lässt sich z. B. auch dadurch  erzielen, dass eine Elektrode eines Paares oder ein  Paar der Reihe rascher oder langsamer der     Schweiss-          stelle    zugeführt wird.  



  Der Gegenstand der Erfindung wird anhand von  Zeichnungen beispielsweise erläutert.  



  Die     Fig.    1 zeigt die Reihenanordnung von     Elek-          trodenpaaren,    wobei die Einzelelektroden 1, 2, 3 un  tereinander in allen Teilen - also bezüglich der Ab  messungen des Kerndrahtes 1, 2, 3, wie auch der  Mantelmassen 4, 5, 6, wie auch legierungsmässig  bzw. gemischmässig - völlig gleich sind. In dieser  Anordnung zueinander werden sie vom Schweisskopf  der Schweissstelle zugeführt werden. Die     Fig.    2 zeigt      die Lage der Elektroden beim Schweissen einer  V-Naht, wobei jede folgende Elektrode praktisch die  nächst höhere Schichte des Schweissgutes in der  Schweissnaht absetzt. Als Decklage einer breiten  V-Naht kann die Reihe der Elektrodenpaare quer zur  Querschnittsrichtung fortschreiten.  



  Fig. 3 zeigt die Anordnung von Elektrodenpaaren  verschiedenen Querschnittes, die nach Fig. 4 in der  Schweissnaht theoretisch wesentlich verschiedene  Lagen aufbauen, die jedoch, da sie aus aufgeschmol  zenem Gut bestehen, sich miteinander vermischen.  Hierbei greift das Elektrodenpaar 7 mit dem klein  sten Querschnitt tiefer in die Naht ein und     trägt    da  her die unterste Schichte auf, während das folgende  Elektrodenpaar 8 einen grösseren Querschnitt und  das nächstfolgende 9 einen noch grösseren Quer  schnitt besitzt, wobei diese Paare entsprechend das  Schweissgut im Querschnitt auffüllen. Sie greifen,  entsprechend ihrem Querschnitt, tief in die     Schweiss-          naht    ein und bauen im wesentlichen die einander fol  genden Schichten auf.  



  Die Fig. 5 zeigt den Schweissvorgang mit zwei  Elektrodenpaaren, wobei die Einzelpaare in der  Schweissrichtung hintereinander liegen. Das entspre  chend dem Schweissfortschritt voranliegende Elek  trodenpaar 10 hat eine stärkere Abschmelzleistung  als das folgende Paar 11. An der Stossstelle der bei  den Paare brennt die Mantelmasse noch höher hin  auf, wodurch mitunter Luft Zutritt zur Schweissstelle  hat und eine Porenbildung in der Schweissnaht     be-          günstigt    wird. Um der Porenbildung entgegenzuwir  ken, ist es zweckmässig, die Hülle an den Seiten zu  verstärken. Wenn die Mantelmasse an der Kante ver  stärkt ist, wie dies Fig. 7 zeigt, dann brennt die Elek  trode an den Stossstellen mit dem übrigen Hüllen  querschnitt ungefähr     gleichmässig    ab.

   Bei Anordnung  mehrerer Elektrodenpaare nebeneinander ist es  zweckmässig, diese Verstärkung so auszuführen, dass  die Seitenflächen der Elektrodenpaare parallel sind  und die Paare daher ebene Berührungsflächen besit  zen, wie dies Fig. 8 darstellt.  



  Durch den Trockenvorgang schrumpft die Man  telmasse, wie die Fig. 9 übertrieben darstellt, so dass  nach der Trocknung die Stossstellen nicht mehr eine  Ebene bilden,     sondern    zu beiden Seiten des Kern  drahtes zurücktreten und miteinander einen stumpfen  Winkel 12 einschliessen.  



  Um jedoch trotz des Auftretens der Schrumpfung  ein sattes Anliegen der Einzelelektroden des Paares  zu erreichen, ist es     zweckmässig,    die Fläche, mit der  die Einzelelektroden aneinanderstossen, nach Fig. 10,  nach dem Trocknungsvorgang planzuschleifen. Ein  zusätzlicher Vorteil dieser Ausführung ergibt sich  dadurch, dass die Kontaktstelle des Kerndrahtes ge  reinigt und     verbreitert    wird.  



  In jenen Fällen, in denen dem Schweissvorgang  weitere Werkstoffe zuzüglich zugeführt werden sol  len, können diese Stoffe, wie beispielsweise in Fig. 11  bzw. 12 dargestellt ist, beigegeben werden.  



  Insbesondere beim Senkrechtschweissen ist es    zweckmässig, den Schweisskopf der Schweissvorrich  tung mit einer Vorrichtung auszustatten, durch die  der Schweisskopf mit den Elektroden eine vom     Hand-          elektrodenschweisser    während des Schweissvorganges  beim Handschweissen übliche Elektrodenbewegung,  z. B. eine Zickzack-Bewegung, nachahmt.  



  Um die Schweissgeschwindigkeit weiter     zu    erhö  hen, besteht die     Möglichkeit,    durch die Zuführung  von C02 den Abschmelzvorgang zu beschleunigen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Schweissverfahren, bei dem zwei teilweise um mantelte Elektroden nach der Stromzuführung an der Schweissstelle zu einem allseitig ummantelten Elek trodenpaar zusammengeführt werden, dadurch ge kennzeichnet, dass zwei oder mehrere Elektroden paare gleichzeitig verwendet werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Schweissverfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Elektrodenpaare während des Schweissvorganges in Reihe aneinan- derliegen. 2.

   Schweissverfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Elektroden verschiedener Kernlegierungen und/oder Mantelmassen verwendet werden zum Zwecke, die gewünschte Legierung des Schmelzbades herzustellen. 3. Schweissverfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Schweissrichtung aneinander anschliessenden Elektrodenpaare gleiche Kern- und/oder gleiche Mantelquerschnitte besitzen. 4. Schweissverfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Kern und/oder die Mantelmasse der in der Schweissrichtung aneinander anschliessenden Elektrodenpaare verschiedene Quer schnitte besitzen. 5.

   Schweissverfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die in der Schweissrich- tung aneinander anschliessenden Elektrodenpaare voneinander verschiedene Kernlegierungen oder Mantelmassenzusammensetzungen besitzen. 6. Schweissverfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zwischen den zueinander geführten Einzelelektroden oder zwischen den anein andergereihten Elektrodenpaaren Profile aus einem den Schweissvorgang, das Schweissgut oder die Schlacke beeinflussenden Werkstoff, z. B. Legie rungsmaterial, angeordnet sind. 7.

   Schweissverfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Mantelhüllfläche der Elektrodenpaare an der Stossstelle, an der die Ein zelelektroden zu einem Elektrodenpaar zusammen- stossen, derart verstärkt ist, dass aneinander anlie gende Elektrodenpaare ebene Berührungsflächen aufweisen. B. Schweissverfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Elektroden an den Stossflächen eben geschliffen sind.

   9. Schweissverfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Reihe der Elektro denpaare parallel zur Achse einer Elektrode, zweck- mässig um die Achse der in der Schweissrichtung voranliegenden Elektrode, geschwenkt wird. 10. Schweissverfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Elektrodenpaarreihe in einer von der Längsrichtung der Paare abweichen den Richtung geführt wird. 11.

   Schweissverfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Zufuhrgeschwindig keit einer Elektrode eines Paares oder die Zufuhrge- schwindigkeit eines oder mehrerer Elektrodenpaare der Reihe zur Schweissstelle grösser oder kleiner ist als die der übrigen Elektroden bzw. Elektrodenpaare. 12, Schweissverfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Elektroden während des Schweissvorganges, vorzugsweise durch eine selbsttätige Führung in der für Handschweisser typi schen, z. B. Zickzack- oder Kreisbewegung, geführt werden,