DD141798A1 - METHOD OF MBL WELDING OF DICKWANDER CROSS SECTIONS - Google Patents

METHOD OF MBL WELDING OF DICKWANDER CROSS SECTIONS Download PDF

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DD141798A1 DD21052379A DD21052379A DD141798A1 DD 141798 A1 DD141798 A1 DD 141798A1 DD 21052379 A DD21052379 A DD 21052379A DD 21052379 A DD21052379 A DD 21052379A DD 141798 A1 DD141798 A1 DD 141798A1
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Schweißen zweier rohr förmiger Teile mit Wanddicken > 5 mra unter Vervzendung eines magnetisch bewegten Lichtbogens. Ziel ist, unter diesen speziellen Bedingungen die Anlaufzeit des bewegten Lichtbogens zu stabilisieren. Es sind Maßnahmen vorzusehen, die Einfluß nehmen auf die Anlaufzeit des Lichtbogens unter Berücksichtigung des sich zu diesem Zeitpunkt aufbauenden rotierenden magnetischen Feldes im Schweißspalt. Erfindungsgemäß wird in der Anlaufzeit des bewegten Lichtbogens ein Anlaufström verwendet, der in < 0,05 s nach dem Zünden einen Wert erreicht, der in Abhängigkeit vom Schweißquerschnitt und der Wanddicke das 1,4 bis 1.,8-fache des anschließend eingestellten' Vorwärmstromes beträgt, wobei der Anlaufström in Abhängigkeit vom Stabilisierungszustand des Lichtbogens zeitlich begrenzt wird und als Maß für den Stabilisierungszustand und für die zeitliche Begrenzung des AnlaufStromes die Umlauffrequenz des Lichtbogens genommen wird und vorzugsweise, die Umschaltung vom Anlaufstr.om auf den Vorwärmstrom bei einer Umlauffrequeriz von >15 s"1 erfolgt.The invention relates in particular to welding two tubular parts with wall thicknesses> 5 mra under use a magnetically moved arc. The goal is among these special conditions, the start-up time of the moving arc stabilize. It is necessary to provide for measures which have an impact on the start-up time of the arc taking into account the at this time building up rotating magnetic field in the welding gap. According to the invention is in the startup time of the moving Arc used a start-up flow, which in <0.05 s after the Ignition reaches a value that depends on the weld cross section and the wall thickness 1.4 to 1., 8 times the subsequently set ' Vorwärmstromes, wherein the starting flow in dependence of Stabilization state of the arc is limited in time and as Measure for the stabilization state and for the time limit of the starting current the frequency of rotation of the arc is taken and preferably, the switchover from the start-up stream to the Preheating at a circulation frequency of> 15 s "1 takes place.

Description

21.0 52321.0 523

Verfahren zum liBL-Schweißen dickwandiger QuerschnitteMethod for liBL welding thick-walled cross-sections

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum MBL-Schweißen dickwandiger Querschnitte mit geschlossenem Nahtverlauf, vorzugsweise zum Schweißen zweier rohrförmiger Teile mit Wanddicken =5 n"&t insbesondere zur Stabilisierung des Lichtbogens unter Vermeidung von Kurzschlüssen der Lichtbogenbewegung und Erreichung von Schweißnähten mit einer hohen Schweißnahtgüte. The invention relates to a method for MBL welding thick-walled cross-sections with closed seam, preferably for welding two tubular parts with wall thicknesses = 5 n "& t in particular to stabilize the arc while avoiding short circuits of the arc movement and achieving welds with a high weld quality.

Charakteristik der bekannten technischen,LösungenCharacteristic of the known technical, solutions

Es ist bekannt, daß beim Schweißen mit magnetisch bewegtem Lichtbogen (MBL-Schweißen) Rohrstöße mit Wanddicken bis 5 πμ geschweißt werden. Unter der Wirkung eines radialen Magnetfeldes im Schweißspalt rotiert der Lichtbogen entlang der geschlossenen Migeflache und erwärmt diese· Durch einen Stauchschlag werden die schmelzflüssigen Fügeflächen miteinander verbunden.It is known that when welding with magnetically moved arc (MBL welding) pipe joints with wall thicknesses up to 5 πμ are welded. Under the effect of a radial magnetic field in the welding gap, the arc rotates along the closed mica surface and heats it. The molten joining surfaces are connected to each other by an upsetting impact.

Nach der DD-PS 129 179 wird die Erwärmung der Stoßkanten Suren ein Stromprogramm gesteuerte Aus dem Zündvorgang des Lichtbogens heraus wird der Strom mit einem geringen Anstieg auf einen konstanten Wert, der als Vorwärmstrom. gekennzeichnet ist, gebracht ί um dann in der letzten Lichtbogenbrennphase kurzzeitig einen hohen Strom mit sehr großer Anstiegsgeschwindig» keit -wirken zu lassen. Ungelöst bleibt hierbei eine Stabilisierung der Lichtbogenanlaufphase t die für das Schweißen dickwandiger Querschnitte unbedingt erforderlich ist« Der sehr kleine Stromanstieg nach dem Zünden des Lichtbogens und der sich dann einstellende zu geringe Strom führen zu Störungen, durch Kurzschlußbrücken *After the DD-PS 129 179, the heating of the abutting edges Suren a current program controlled From the ignition of the arc out the current with a small increase to a constant value, the preheating. is then brought ί to then briefly in the last arc burning phase, a high current with very high slew rate -check effect. Unsolved case remains a stabilization of the arc start-up phase t the thick-walled for welding sections imperative is "The very small current rise after ignition of the arc and then adjusting to low power cause interference by jumpers *

Nach der DE-OS 155 5041 wird der Anlaufström klein gehalten und das radiale Magnetfeld hoch eingestellt«, Wenn der Lichtbogen in die gewünschte Rotationsbewegung gesetzt wurde, erfolgt eine Erhöhung des Stromes und eine Reduzierung des Magnetfeldes» Dieses Verfahren ist anwendbar für Rohr bis 5 mm Wanddicke6 Bei dickwandigen Rohren lassen, sich hiermit Störungen in der Anlaufphase durch Kurzschlußbrücken nicht ausschalten«,According to DE-OS 155 5041, the starting current is kept small and the radial magnetic field is set high. When the arc has been set in the desired rotational motion, the current is increased and the magnetic field is reduced. This method is applicable to tubes up to 5 mm Wall thickness 6 For thick-walled pipes, this does not prevent faults in the start-up phase due to short-circuit bridges. ",

Uach der DE-OS 25 O? 448 wird der Lichtbogenstrom so programmiert, daß er nach dem Zünden einen sehr kleinen Wert hat und von diesem aus langsam ansteigtβ ILrst gegen Ende des Erwäroiungsvorganges wird die Stromstärke sehr schnell erhöhte.Für eine gleichmäßige Erwärmung dickwandiger Rohre wird ein Zusatzmagnetfeld vorgeschlagen. Die Einrichtung zur Erzeugung dieses Feldes ist im Innern des Rohres angeordnet und somit für die praktische Realisierung sehr problematische Die Stabilisierung der Anlaufphase bleibt auch hier ungelöst«,Uach DE-OS 25 O? 448, the arc current is so programmed that it has a very small value after the ignition, and from the latter rises slowly β ILrst towards the end of Erwäroiungsvorganges is the current strength very quickly erhöhte.Für uniform heating of thick-walled pipes an auxiliary magnetic field is proposed. The device for generating this field is arranged inside the tube and thus very problematic for the practical implementation. The stabilization of the start-up phase remains unresolved, too.

Es ist bekannt, daß sich das im Bchweißspalt aufbauende rotierende magnetische Feld zusammensetzt ausIt is known that the rotating magnetic field built up in the welding gap is composed of

- 3 - 21 O 523- 3 - 21 O 523

dem Feld der Induktionsspulen von außen und dem Feld des Schweißlichtbogens.the field of induction coils from the outside and the field of the welding arc.

Messungen im Schweißspalt ergaben, daß über der Wanddicke, ausgehend von der Außenkante in Richtung Innenkante, ein starker Abfall der Felddichte vorhanden ist. Das Feld an der Innenkante wird „bei Rohren mit Wanddicken > 5 mm so klein, daß der Lichtbogen an dieser Stelle zum Stehen kommt, eine Kurzschlußbrücke bildet und erlischt. Eine Erhöhung der magnetischen Induktion von außen wirkt sich nur an der Außenkante in einer höheren Felddichte aus, hat-aber auf die Felddichte an der Innenkante keinen entscheidenden Einfluß. Nur eine Erhöhung des Schweißstromes erhöht auch an der Innenkante das den Lichtbogen bewegende Feld.Measurements in the welding gap showed that over the wall thickness, starting from the outer edge in the direction of the inner edge, a strong drop in field density is present. The field at the inner edge becomes so small for tubes with wall thicknesses> 5 mm that the arc stops at this point, forms a short-circuit bridge and goes out. An increase in the magnetic induction from the outside has a higher field density only at the outer edge but has no decisive influence on the field density at the inner edge. Only an increase of the welding current also increases at the inner edge of the arc moving field.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum MBL-Schweißen dickwandiger Querschnitte zu schaffen, daß unter diesen speziellen Bedingungen die Anlaufzeit des bewegten Lichtbogens stabilisiert.The invention provides a method for MBL welding thick-walled cross-sections to provide that stabilizes the starting time of the moving arc under these special conditions.

Das Wesen der ErfindungThe essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum MBL-Schweißen dickwandiger Querschnitte mit geschlossenem Nahtverlauf, vorzugsweise zum Schweißen zweier rohrförmiger Teile mit Wanddicken = 5 mm zu entwickeln und Maßnahmen vorzuschlagen,"die Einfluß nehmen auf die Anlaufzeit des bewegten Lichtbogens unter Berücksichtigung des sich zu diesem Zeitpunkt aufbauenden rotierenden magnetischen Feldes.im Schweißspalt, derart» daß den Erwarmungsvorgang störende Kurzschlüsse beseitigt werden und ein Abreißen des Lichtbogens nicht erfolgt;.The invention has for its object to develop a method for MBL welding thick-walled cross sections with closed seam, preferably for welding two tubular parts with wall thickness = 5 mm and propose measures, "take the influence on the startup time of the moving arc, taking into account at this time building up rotating magnetic Feldesim welding gap, so »that the heating process disturbing short circuits are eliminated and a tearing of the arc does not take place.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst» daß in der Anlaufzeit des bewegten Lichtbogens ein Anlauf strom .verwendet wird, der in ~ 0$05 s- nach dem Zünden einen Wert erreicht» der in Abhängigkeit vom Schweißquerschnitt, und der Wanddicke das 1,2 bis 1,8-fache des anschließend eingestellten Vorwärm— stromes beträgt, wobei der Anlaufstrom in Abhängigkeit vom Stabilisierungszustand des Lichtbogens zeitlich begrenzt wird und als Maß für den Stabilisierungszustand· und für die zeitliche Begrenzung des Anlaufstromes die Umlauffrequenz des Lichtbogens genommen wird und daß vorzugsweise die Umschaltung vom Anlaufstrom auf den Vorwärmstrom bei einer TJmlauffre-According to the invention, the object is achieved »that in the startup time of the moving arc, a start-up current .verwendet that in ~ 0 $ 05 s- after ignition reaches a value» depending on the weld cross-section, and the wall thickness of 1.2 to 1.8 times the subsequently set preheating is, wherein the starting current is limited in time as a function of the stabilization state of the arc and as a measure of the stabilization state · and for the time limit of the starting current, the rotational frequency of the arc is taken and that preferably the switching from the starting current to the preheating current at a TJmuffre-

—1-1

quenz von = 15 s erfolgt» Bei zu verschweißenden Wanddicken von 7 mm.ist der Stabilisierungsvorgang durch einen veränderlichen Schweißspalt dadurch zu unterstutζenj daß dieser unmittelbar nach dem Zünden auf dem Maxirnalabstand des .SchweiBspalt.es, vorzugsweise auf 2,2 bis 2?5 tarn» gefahren und anschließend synchron mit dem Einschalten des Yorwärmstromes oder kurz davor auf den Normalabstand des Schweißspaltes von 2 mm reduziert wird...Dadurch- ist es möglich^ dickwandige Rohrteile miteinander zu verschweißen, wobei der Lichtbogen stabilisiert wird, die Lichtbogenbewegung frei von Kurzschlüssen ist, eine Kraterbildung an den Schweißstoßkanten nicht eintritt und Schweißnähte mit einer hohen Nahtgüte erreicht werden«a = 15 s is carried out »If the wall thicknesses of 7 mm are to be welded, the stabilization process is to be assisted by a variable welding gap so that this immediately after ignition at the maximum distance of the welding gap, preferably 2.2 to 2 ? 5 tarn »and then synchronously with the switching on of the Yorwärmstromes or just before it is reduced to the normal distance of the welding gap of 2 mm ... Thus, it is possible ^ thick-walled pipe parts to weld together, the arc is stabilized, the arc movement free from Short-circuiting, crater formation does not occur at the weld seam edges and weld seams with a high seam quality are achieved «

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an-einem Ausf üh'rungs--· beispiel mit Hilfe des in der Zeichnung dargestellten Diagrammes näher erläutert werden, welches den Schweißstrom I„, den Schweißspalt b und die Umlauffrequenz η in Abhängigkeit von der Zeit darstellt*The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment with the aid of the diagram shown in the drawing, which shows the welding current I ", the welding gap b and the rotational frequency η as a function of time *

-- 5 - 210 523- 5 - 210 523

Es sollen zwei Schweißteile miteinander verbunden werden, bei denen es sich um Rohre rait einem Durchmesser von 71 mm und einer Wanddicke von 5 mni, Werkstoff St 35 b-2, handelt. Der Lichtbogen wird in bekannter Weise durch Kontakt und Auseinanderfahren der beiden Schweißteile auf Schweißspalt b gezündet. Es wird mit einem konstanten Schweißspalt b = 1,8 mm geschweißt. Bei größeren Wanddicken muß mit einem veränderlichen Schweißspalt gearbeitet werden. Mit Hilfe des Zünd stromes "!_>, wird ein Anlauf strom von 550 A eingestellt. Er beträgt das 1,6-fache desThere are two welded parts to be joined together, which are pipes rait a diameter of 71 mm and a wall thickness of 5 mni, material St 35 b-2, is. The arc is ignited in a known manner by contact and moving apart of the two welding parts on welding gap b. It is welded with a constant welding gap b = 1.8 mm. For larger wall thicknesses must be worked with a variable welding gap. With the help of the ignition current "! _>, A starting current of 550 A is set, which is 1.6 times the

-'· -· -. Vorwärmstromes Igo· Es wird mit einer Anlaufzeit t >, =- '· - · -. Preheating current I g o · It is started with a starting time t>, =

3 s gearbeitet, wonach der Anlaufstrom Ip nach dem Zünden erreicht und ein wirkungsvoller Vorgang gewährleistet ist. Auf den Vorwärmstrom I - wird umgeschaltet, wenn der Lichtbogen stabil brennt, sein Bewegungsablauf durch Kurzschlüsse nicht beeinträchtigt wird3 s worked, after which the starting current Ip reached after ignition and an effective process is ensured. On the preheating current I - is switched when the arc is stable burning, its movement is not affected by short circuits

—1 und eine Umlauffrequenz η des Lichtbogens über I5 s-1 and a rotational frequency η of the arc over I5 s

erreicht ist. Die Anlaufzeit t * mit erhöhtem Strom dauert maximal 6s.is reached. The start-up time t * with increased current lasts for a maximum of 6s.

Wird mit einem veränderlichen Schweißspalt b gearbeitet, wird dieser mit dem Zünden des Lichtbogens für die Dauer der Anlaufzeit ts^ auf einen Maximalabstand Λ b^ zwischen 2,2 bis 2,5 mm eingestellt. Mit der UmIf you work with a variable welding gap b, this is set with the ignition of the arc for the duration of the starting time t s ^ to a maximum distance Λ b ^ between 2.2 to 2.5 mm. With the Um

schaltung auf den Vorwärmstrom I- erfolgt die Eeduzierung des Schweißspaltes b auf den Normalabstand b2= 2 mm. Der Schweißvorgang läuft dann in bekannter Weise ab.switching to the preheating current I- the reduction of the welding gap b to the normal distance b 2 = 2 mm takes place. The welding process then proceeds in a known manner.

Weitere Parameter: Schweißstrom I = 85O A, Vorwärmzeit tg2 = 19 &, Schweißzeit ts-, = 0,1 s.Further parameters: welding current I = 85O A, preheating time t g2 = 19 &, welding time t s -, = 0.1 s.

Claims (2)

E r f i η d u η g s a η s ρ r u c hE rf i η d η g s a η s ρ r u c h 1* Verfahren zum MBL-Schweißen dickwandiger Querschnitte mit geschlossenem Nahtverlauf, insbesondere zum Schweißen zweier rohrförmiger Teile mit Wanddicken = 5 HIm5 vorzugsweise zur Stabilisierung des magnetisch bewegten Lichtbogens unter Vermeidung von Eursschlüssen der Lichtbogenbewegung f gekennzeichnet dadurchf daß in der Anlaufzeit (t_^) des "bewegten Lichtbogens ein Anlaufstrom (Iop) verwendet wird» der in = 0,05 s nach dem Zünden einen Wert erreicht, der in Abhängigkeit vom Schweißquerschnitt und der Wanddicke das 1,'2 bis 1,8-fache des anschließend eingestellten Vorwärmstromes (I -O beträgt, wobei der Anlaufstrom (Ιορ) in Abhängigkeit vom Stabilisierungszustand des Lichtbogens zeitlich begrenzt wirds . daß als Maß für den Stabilisierungszustand und für die, zeitliche Begrenzung des Anlaufstromes (Iop) die Umlauffrequenz (n) des Lichtbogens genommen wird und vorzugsweise, die Umschaltung vom Anlaufstrom (Igp) an^ ^en Vorwärmstrom (!„Ο bei einer Umlauf frequenz (η) von = 15 s" erfolgt,,1 * Method for MBL welding thick-walled cross-sections with closed seam course, in particular for welding two tubular parts with wall thicknesses = 5 HIm 5 preferably for stabilizing the magnetically moved arc while avoiding Eursschlüssen the arc movement f characterized by f that in the startup time (t_ ^) of the "moving arc, a starting current (I o p) is used" in which = 0.05 s after ignition reaches a value which, depending on the welding cross-section and the wall thickness of 1, '2 to 1.8 times the subsequently set Preheating current (I-O, wherein the starting current (Ι ο ρ) is limited in time as a function of the stabilization state of the arc s ., That as a measure of the stabilization state and for, temporal limitation of the starting current (I o p), the rotational frequency (n) the arc is taken, and preferably, the switchover from the start-up current (I g p) to s ^ ^ preheating current ( "Ο at a he circulation frequency (η) = 15 s ", 2» Verfahren zum MBL-Schweißen dickwandiger Querschnitte mit geschlossenem Nahtverlauf nach Punkt 1| gekennzeichnet dadurch, daß insbesondere bei zu· verschweißenden Wand dicken von 7 mm der Stabilisierungsvorgang durch einen veränderlichen Schweißspalt (b) dadurch unterstützt wird-, daß dieser unmittelbar nach dem Zünden auf den Maximalabstand (b^) des Schweißspaltes (b), vorzugsweise auf 2,2 bis 255 dm? gefahren und anschließend synchron mit dem Einschalten des Vorwärm- stromes (I„o) oder kurz davor auf den Normalabstand ("boO des Schweißspaltes (b) von<2 mm reduziert wird»2 »Method for MBL welding of thick-walled cross sections with closed seam course as per point 1 | characterized in that, in particular in the case of wall thicknesses of 7 mm to be welded, the stabilization process is assisted by a variable welding gap (b), which immediately after ignition to the maximum distance (b 1) of the welding gap (b), preferably to 2 , 2 to 2 5 5 dm? and then synchronously with the switching on of the preheating current (I " o ) or shortly before it is reduced to the normal distance (" boO of the welding gap (b) of <2 mm "). - Hierzu ein Blatt Zeichnungen " -- For this a sheet of drawings "-
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1990008617A1 (en) * 1989-01-26 1990-08-09 Institut Elektrosvarki Imeni E.O.Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr Method for press-welding of parts with heating by electric arc moving in a magnetic field

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US5117084A (en) * 1989-01-26 1992-05-26 Kuchuk Yatsenko Sergei I Method for pressure welding of parts heated with an arc moving in magnetic field

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