DD222225A1 - Verfahren und vorrichtung zum engspaltschweissen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Engspaltschweissen unter Anwendung von Hohlelektroden und magnetischer Lichtbogenbeeinflussung. Ziel ist, die Effektivitaet des Engspaltschweissens bei gleichzeitiger Qualitaetssicherung zu erhoehen. Erfindungsgemaess wurde die Aufgabe durch ein Verfahren geloest, bei dem unter Anwendung an sich bekannter duenner abschmelzender Hohlelektroden vorzugsweise Roehrchenelektroden und magnetischer Lichtbogenbewegung unter Schutzgas die Stromstaerke im Verhaeltnis zum Materialquerschnitt der Hohlelektrode so eingestellt wird, dass im wesentlichen Bereich der freien Elektrodenlaenge die Curietemperatur erreicht und ueberschritten wird, dass ein vom Inneren der Hohlelektrode zu den Nahtflanken reichendes Magnetfeld aufgebaut wird und dass die Magnetfeldstaerke zur Schweissstromtechnik so abgestimmt wird, dass das durch die Lichtbogenrotation resultierende Einbrandprofil weitgehend zylindrische Form erhaelt. Die Vorrichtung ist so gestaltet, dass innerhalb der Hohlelektrode ein mit einer Magnetspule gekoppelter ferromagnetischer Fuehrungsstift angeordnet wird, der in die freie Elektrodenlaenge bis in den Bereich der ueberschrittenen Curietemperatur hineinreicht, wobei der Fuehrungsstift der eine Magnetpol der Magnetspule ist. Fig. 1

Description

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Verfahren und Vorrichtung zum Engspaltschweißen Anwendungsgebiet der Erfindung:

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zum Engspaltschweißen unter Anwendung von Hohlelektroden, und magnetischer Lichtbogenbeeinflussung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es ist bekannt, daß das Engspaltschweißen zum Verbinden dickerer Materia !querschnitte mittels abschmelzender Draht elektroden unter Schutzgas dient. Es ist durchaus möglich, solche Engspaltschweißtechnologien anstelle unter zusätzlichem Schutzgas auch mit sogenannten selbstschützenden Drähten zu realisieren. Solche selbstschützenden Drähte sind mit speziellem Schweißpulver gefüllte Hohl- oder Profildrähte. Es ist auch bekannt, daß zum Schutzgaslichtbogenschweißen auch abschmelzende Hohldrähte verwendet werden können, wobei auch vorgeschlagen worden iet, das Schutzgas von innen, d* h. durch die Hohlelektrode hindurch, zuzuführen.

Weiterhin ist bekannt, daß Schweißlichtbögen magnetisch so beeinflußt werden können, daß der Lichtbogenansatzpunkt oder der Lichtbogen an der Elektrode in gezielte Bewegung gerät, d. h. wandert, rotiert oder in ähnlicher Weise sich verändert bzw. nur in einer bestimmten Richtung aüsgelenkt wird. So z. B. wird mit DE-AS I8I36OI vorgeschlagen, ein spezielles Magnetfeld zusätzlich zu einem an sich üblichen Schweißbrenner so

auszubilden, daß die am Ende der abschmelzenden Elektrode sich bildenden Zusatzwerkstoff tröpfchen gegen die Nahtflanken gelelnkt werden. Zur Realisierung dieses Verfahrens ist eine aufwendige Magnetpolahordnung erforderlich und das Magnetfeld muß exakt mit einer speziellen Zick-Zack-Bewegung des Schweißbrenners abgestimmt sein«,

Nach DE-OS 2015570 wurde auch vorgeschlagen, eine ringförmige Elektrode so zu gestalten, daß in ihr ein ferromagnetischer Zapfen liegt, der die eine Seite des MagnetJoches einer Magnetspule bildet und daß um sie herum eine zweite geschlossene Magnetjochplatte angeordnet ist, die ebenfalls mit der Magnetspule in Verbindung steht» Durch diese Vorrichtung soll gewährleistet werden, daß durch das den Lichtbogen durchdringende Magnetfeld der Lichtbogen auf dem Elektrodenende umläuft. Die ringförmige Elektrode kann dabei auch aus zwei abschmelzenden parallelen bandförmigen Elektroden und deren Ecken verbindenden, nicht abschmelzenden Elektrodenteilen gebildet sein· Der "Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß sie nur für sehr breite NahtÖffnungen und für das Auftragsschweißen geeignet ist· Das En^spaltschweißen ist wegen der extrem schmalen Nahtöffnung mit diesen platzaufwendigen Brennern nicht realisierbar.

Das übliche Engspaltschweißen unter Schutzgas'mit Drahtelektroden ist nachteiligerweise in seiner Schweißleistung dadurch begrenzt, daß bei höherer Abschmelzleistung und mit reduzierter Spaltbreite Warmrisse entstehen und daß bei hohen Schweißgeschwindigkeiten Bindefehler auftreten.

Ziel der Erfindung:

Es ist Ziel der Erfindung, die Effektivität des Engspaltschweißens bei gleichzeitiger Qualitätssicherung zu erhöhen.

Das Wesen der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zu entwickeln,

mit denen die spezifische Abschnielzleistung und auch die Schweißgeschwindigkeit beim EngapaItschweißen erhöht werden können, . ohne daß die Gefahr der Warmrißbildüng oder der Entstehung von Bindefeldern anwächst·

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe durch ,ein Verfahren gelöst, bei dem unter.Anwendung an sich bekannter dünner abschmelzender Hohlelektroden vorzugsweise Röhrchenelektroden und magnetischer Lichtbogenbewegung unter Schutzgas die Stromstärke im Verhältnis zum Materialquerschnitt der Hohlelektrode so eingestellt wird, daß im wesentlichen Bereich der freien Elektrodenlänge die Curie· temperatur erreicht und überschritten wird, daß ein vom Inneren der Hohlelektrode zu den üTahtflanken reichendes Magnetfeld aufgebaut wird und daß die Magnetfeldstärke zur Schweißströmstärke so abgestimmt wird, daß das durch die Lichtbogenrotation resultierende Einbrandprofil weitgehend zylindrische Form erhält·

Eine zur Realisierung des erfindungsgeraäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung ist so gestaltet, daß innerhalb der Hohlelektrode ein mit einer Magnetspule gekoppelter ferromagnetische^ Führungsstift angeordnet wird, der in die freie Elektrodenlänge bis in den Bereich der überschrittenen Curietemperatur hineinreicht, wobei der Führungsstift der eine Magnetpol der Magnetspule ist·

Das zu schweißende Werkstück kann unmagnetisiert sein oder den anderen entgegengesetzten Magnetpol bilden·

Ausführungsbeispiels

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in Fig 1 in Teilschnittdarstellung das Anordnungsschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und in Fig 2 den schematischen Aufbau der TTaht und des Einbrandprofils einer nach erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Engspaltschweißung«

Die zu verbindenden 60 mm dicken Stahlplatten 1 liegen im Bereich des 10 mm breiten Schweißspaltes 2 auf einer Schweißbadsicherung 3· Durch die Stromdüse 4 eines nicht weiter dargestellten Brenners ist eine auf Blechband geformte Hohlelektrode 5 von 6 mm Außendurchmesser und 5 ram Innendurchmesser geführt, wobei im Innern der Hohlelektrode 5 der Führungsstift 6 angeordnet ist» der seinerseits eine zentrale Bohrung von 1,5 mm Nennweite hat, welche mit der Schutzgasversorgung des Brenners verbunden ist und der Zuführung dieses Schutzgases in die Lichtbogenzone dient.

Der Führungsstift bildet den Nordpol einer am Brenrter nicht weiter dargestellten Magnetspule und ragt 12 mm in die freie Elektrodenlänge 7 hinein, die vom Ende der Stromdüse 4 bis zum Ende der Hohlelektrode 5 reicht und 29 mm beträgt. Die Stromstärke von etwa 600 A ist so bemessen, daß einerseits auf etwa 20 mm der freien Elektrodenlänge die Curietemperatur überschritten ist und daß im Wechselspiel mit der vom Führungsstift 6 übertragenen Magnetfeldstärke die Lichtbogenrotä&on am unteren Ende der Hohlelektrode stabil ist und das Einbrandprofil 8, in Fig 2 für die Mehrlagenschweißung dargestellt, weitgehend zylindrische Form erhält, wodurch trotz hoher Abschmelzleistung keine Warmrisse und trotz hoher Schweißgeschwindigkeit keine Bindefehler auftreten·

Claims (2)

Brf indmlKsana pr ucb,:

1· Verfahren zum Engspaltschweißen mit abschmelzenden Hohlelektroden und zentraler Schutzgaszufuhr sowie unter magnetischer Beeinflussung des Lichtbogens, gekennzeichnet dadurch, daß die Stromstärke im Verhältnis zum Materialquerschnitt der Hohlelektrode (5) so eingestellt wird, daß im wesentlichen Bereich der freien Elektrodenlänge (7) die Curietemperatur überschritten wird, daß ein vom Innern der Hohlelektrode (5) zu den Nahtflanken reichendes Mfagneiifeld aufgebaut wird und daß die Magnetfeldstärke zur Schweiß*tromstärke größenmäßig so abgestimmt wird, daß das durch die Lichtbogenrotation resümierenden Einbrandprofil (8) weitgehend zylindrische Form erhält«

2· Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach 1, gekennzeichnet dadurch, daß innerhalb der Hohlelektrode (5) ein mit einer Magnetspule gekoppelter ferromagnetisch^ hohler Führungsstift (6) angeordnet ist, der in die freie Elektrodenlänge (7) bis in den Bereich der überschrittenen Curietemperatur hineinreicht und daß der Führungsstift (6) der eine Magnetpol der Magnetspule ist, und gleichzeitig mit seiner Bohrung mit der Schutzgasversorgung des Schweißbrenners verbunden ist·

Hierzu 1 Seite Zeichnungen