Lichtbogenschweissverfahren für das Schweissen von Metallen und Legierungen sowie Schweisskopf zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lichtbogenschweissverfahren für das Schweissen von Metallen und Legierungen sowie auf einen Schweisskopf zur Durchführung dieses Verfahrens.
Voll- und teilautomatische Lichtbogenschweissver- fahren für das Schweissen und Auftragsschweissen von Metallen und Legierungen unter Verwendung von gra nulierten Sinter- und Schmelzschweisspulvern sind an sich bekannt. Es sind auch Schweissköpfe zu deren Durchführung bekannt, welche mit der Stromzuleitung und einem Zufuhrkanal für den Schweissdraht versehen sind.
Die erwähnten Verfahren ermöglichen jedoch nicht das Schweissen und Auftragsschweissen von kompliziert gestalteten Schweisstücken, die Durchführung der Schweissarbeiten in bestimmten räumlichen Lagen sowie die visuelle Beobachtung des Schmelzbades.
Auserdem weisen die bekannten Schweissverfahren grosse Verluste an Schweisspulver auf, wodurch die Kosten des Schweissens und Auftragsschweissens von Metallen und Legierungen erheblich gesteigert wer den.
Die vorliegende Erfindung setzt sich das Ziel, die obenerwähnten Nachteile zu beseitigen.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, ein Lichtbogenschweissverfahren für das Schweissen von Metallen und Legierungen sowie einen Schweisskopf zu dessen Durchführung zu entwickeln, wobei sowohl ge wöhnliche Schweissungen als auch Aufragsschweissun- gen ohne Verwendung von granulierten Sinter- und Schmelzschweisspulvern möglich sein sollen.
Das erfindungsgemässe Lichtbogenschweissverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissung mit Hilfe eines unter einem Winkel zu einem Schweissdraht angeordneten, beweglichen Zusatzstabes erfolgt, der sich, um beim Schmelzen die Funktion eines Elektroden- mantels zu erfüllen, auf den kontinuierlich zugeführten Schweissdraht stützt. Der Schweisskopf zur Durchführung des erfindungs- gemässen Verfahrens ist mit einer Stromzuleitung und einem Zufuhrkanal für den Schweissdraht versehen und ist dadurch gekennzeichnet, dass am Schweisskopf unter einem Winkel zur Zufuhrrichtung des Schweissdrahtes eine Führung des Zusatzstabes befestigt ist, der als Vollstab mit einer Längsnut ausgebildet ist.
Es empfiehlt sich, den Winkel zwischen der Stabfüh rung und der Richtung der Schweissdrahtzufuhr im Bereich von 25-60 , vorzugsweise 45 , zu wählen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Aus führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, welche im Längsschnitt eine Gesamtansicht eines Schweisskopfes für die Durchführung des Lichtbo- genschweissverfahrens für die Schweissung und Auf- tragsschweissung von Metallen und Legierungen dar stellt.
Der Schweisskopf besitzt eine Verbindungsschelle 1. an welcher eine wassergekühlte Stromzuleitung 2, ein Zufuhrkanal 3 für den Schweissdraht 4, ein Stromabneh mer 5 und eine Führung 6 eines Stabes 7 befestigt sind.
Die Führung 6 des Stabes 7 ist mit der Verbindungs schelle 1 durch eine Leiste 8 aus einem strom- und wärmeisolierenden Werkstoff fest verbunden. Der Win kel zwischen der Führung 6 und der Zufuhrrichtung des Schweissdrahtes 4 beträgt 45 . Die Innenfläche der Führung 6 lässt den Stab 7 unter Einwirkung seines Eigenwichtes sich frei bewegen. Am unteren Teil der Stabführung 6 ist Tragstütze 9 befestigt, die den Schweissdraht unterstützt.
Es empfiehlt sich, die Führung 6 mit der Tragstütze 9 beim Schweissen und Auftragsschweissen bei verlän gerter Ausladung A des Schweissdrahtes 4 und bei gekürzter Schweissdrahtausladung ohne die Tragstütze 9 zu gebrauchen.
Der Schweisskopf wird an eine automatische oder halbautomatische Schweissmaschine angeschlossen, die zur Lichtbogenschweissung bzw. -auftragsschweissung von Metallen und Legierungen bestimmt ist.
Der Schweisskopf funktioniert auf folgende Weise: In die Führung 6 wird der Stab 7 frei eingesetzt bis zum Anschlag an den Schweissdraht 4, der durch den Zufuhrkanal 3 durch den Stromabnehmer 5 und die Tragstütze 9 geführt wird.
Der Stab 7 wird aus Komponenten des Elektroden mantels hergestellt, bevorzugt von rundem Querschnitt, mit einer Längsnut, deren Tiefe 0,3 bis 0,5 des Stab durchmessers beträgt. Die Längsnut gewährleistet die Zuführung des Schweissdrahtes unter den Stab 7 zur Mitte seines Querschnitts.
Dem Schweissdraht 4 wird der Schweisstrom durch die Stromzuleitung 2 über die Verbindungsschelle 1 und den Stromabnehmer 5 zugeführt. Dadurch entsteht zwischen dem Schweissdraht und einem zu schweissen- den Stück 10 der Lichtbogen und der Schweissdraht läuft kontinuierlich zu.
Unter der Einwirkung des Lichtbogens schmilzt die Stirnseite des Stabes 7 ab und dieser bewegt sich unter Einwirkung des Eigengewichtes oder einer anderen äusseren Kraft in der Führung 6 bis zum Anschlag an den kontinuierlich zulaufenden Schweissdraht 4.
Durch gleichzeitiges Schmelzen des Stabes 7 und des Schweissdrahtes 4 wird die gewünschte Zusammenset zung des Auftragsschweissgutes erreicht.
Je nach den Auftrags- bzw. Schweissdaten (Schweisstrom, Zufuhrgeschwindigkeit des Schweiss- drahtes, Schweissdrahtausladung, Leerlaufspannung der Stromquelle) sichert das beschriebene Verfahren und der Schweisskopf zu dessen Durchführung eine Leistung der Auftragsschweissung von 30 g/Ah.
Arc welding process for welding metals and alloys and welding head for carrying out the process The present invention relates to an arc welding process for welding metals and alloys and a welding head for carrying out this process.
Fully and partially automatic arc welding processes for welding and build-up welding of metals and alloys using granulated sinter and fusion welding powders are known per se. There are also known welding heads for their implementation, which are provided with the power supply line and a supply channel for the welding wire.
However, the processes mentioned do not allow welding and build-up welding of weldments with a complicated design, welding work to be carried out in certain spatial positions, and visual observation of the weld pool.
In addition, the known welding processes have large losses of welding powder, which significantly increases the costs of welding and build-up welding of metals and alloys.
The present invention aims to eliminate the drawbacks mentioned above.
The invention was based on the object of developing an arc welding process for welding metals and alloys as well as a welding head for carrying it out, whereby both conventional welds and surfacing welds should be possible without the use of granulated sinter and fusion welding powders.
The arc welding process according to the invention is characterized in that the welding takes place with the aid of a movable additional rod which is arranged at an angle to a welding wire and which, in order to fulfill the function of an electrode jacket during melting, is supported by the continuously fed welding wire. The welding head for carrying out the method according to the invention is provided with a power supply line and a feed channel for the welding wire and is characterized in that a guide for the additional rod, which is designed as a solid rod with a longitudinal groove, is attached to the welding head at an angle to the feed direction of the welding wire .
It is advisable to select the angle between the rod guide and the direction of the welding wire feed in the range of 25-60, preferably 45.
The invention is explained below on the basis of an exemplary embodiment with reference to the drawing, which shows, in longitudinal section, an overall view of a welding head for performing the arc welding process for welding and overlay welding of metals and alloys.
The welding head has a connection clamp 1. to which a water-cooled power supply line 2, a feed channel 3 for the welding wire 4, a current collector 5 and a guide 6 of a rod 7 are attached.
The guide 6 of the rod 7 is firmly connected to the connection clamp 1 by a bar 8 made of a current and heat insulating material. The angle between the guide 6 and the feed direction of the welding wire 4 is 45. The inner surface of the guide 6 allows the rod 7 to move freely under the action of its own weight. At the lower part of the rod guide 6 support bracket 9 is attached, which supports the welding wire.
It is advisable to use the guide 6 with the support 9 during welding and build-up welding with extended projection A of the welding wire 4 and with a shortened welding wire projection without the support 9.
The welding head is connected to an automatic or semi-automatic welding machine which is intended for arc welding or overlay welding of metals and alloys.
The welding head works in the following way: The rod 7 is freely inserted into the guide 6 up to the stop on the welding wire 4, which is guided through the supply channel 3 through the current collector 5 and the support 9.
The rod 7 is made from components of the electrode jacket, preferably of round cross section, with a longitudinal groove, the depth of which is 0.3 to 0.5 of the rod diameter. The longitudinal groove ensures that the welding wire is fed under the rod 7 to the center of its cross section.
The welding current is fed to the welding wire 4 through the power supply line 2 via the connecting clip 1 and the current collector 5. As a result, the arc is created between the welding wire and a piece 10 to be welded, and the welding wire is continuously closed.
Under the action of the arc, the end face of the rod 7 melts and, under the action of its own weight or another external force, it moves in the guide 6 up to the stop on the continuously tapering welding wire 4.
By simultaneous melting of the rod 7 and the welding wire 4, the desired composition of the deposit weld metal is achieved.
Depending on the application or welding data (welding current, feed speed of the welding wire, welding wire projection, open circuit voltage of the power source), the process described and the welding head for its implementation ensure a build-up welding performance of 30 g / Ah.