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Vorrichtung zur Ausübung des Andrucks und zur Stromübertragung auf
in der Schweißnaht isoliert eingelegte, im Lichtbogen selbsttätig abschmelzende
Elektroden sowie Einlegestreifen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aus,
übung des Andrucks und zur Stromübertragung au in der Schweißnaht isoliert eingelegte,
im Lichtboger selbsttätig abschmelzende Elektroden unter Verweh dung eines Abdeckkörpers
und eines mit Rollen bzw Schleifkontakten versehenen Andrückkörpers.
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Es sind bereits bewegliche bzw. vierfahrbare Abdeckkanäle bekannt.
Diese Abdeckkanäle diener aber nicht der Stromzufuhr, und es muß bei ihnen ausschließlich
mit umhüllten Elektroden gearbeitet werden. Ein weiterer Nachteil der beweglichen
Abdeckkanäle besteht darin, daß sie sich schnell abnutzen und dann ausgewechselt
werden müssen.
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Bekannt sind ferner Abdeckrollen, die an ihrem Umfang kanalartig ausgedehnt
sind. Auch diese Vorrichtungen dienen nicht zur Stromzufuhr, sondern nur zum Abdecken
der Schweißstelle.
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Die bekannten fahrbaren oder gleitenden Stromkontakte für eingelegte
Elektroden dienen ausschließlich der Stromzufuhr und weisen keinen Abdeckkörper
auf.
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Bei dem bekannten Elin-Hafergut-Verfahren liegt der Abdeckkanal über
die ganze Länge der Schweißnaht fest, womit der Nachteil verbunden ist, daß die
einzelnen Schweißnahtteile unmittelbar nach ihrer Entstehung nicht optisch überprüft
werden können.
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Die bekannten rollenförmigen Abdeckvorrichtungen weisen eine ungenügende
Abdeckwirkung auf, weil zu diesem Zweck nur ein kurzes Stück des Rollenumfangs zur
Verfügung steht und die Rollendurchmesser aus praktischen Gründen nicht so groß
gewählt werden können, daß eine einwandfreie Abdeckwirkung erzielt wird.
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Zweck der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und den bekannten
Vorteil des Elin-Hafergut-Verfahrens, nämlich die Möglichkeit, ohne Schutzschild
arbeiten zu können, zu erzielen.
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Dies wird dadurch erreicht, daß eine Vorrichtung geschaffen wird,
bei welcher erfindungsgemäß der Abdeckkörper vierfahrbar und als Schleifkontaktstück
ausgebildet bzw. mit einem Rollen- und/oder Schleifkontaktstück verbunden ist.
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Bei einer solchen Vorrichtung ist es möglich, die Abdeckungslänge
ausreichend zu bemessen und sogar; nach einem weiteren vorteilhaften Vorschlag nach
der Erfindung, den Abdeckkörper auswechselbar auszubilden, so daß die Abdeekungslänge
von Fall zu Fall wählbar ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Vorrichtung
nach der Erfindung besteht darin, daß die fertige Naht unmittelbar nach deren Fertigstellung
dicht hinter der Schweißstelle jederzeit beobachtet werden kann. Der Abdeckkörper
selbst kann entweder aus Isoliermaterial bzw. aus stromleitendem, isoliert angeordnetem
Material bestehen oder selbst stromführend sein. Die Ausbildung als stromführendes
Teil ist vorzuziehen, wenn hohe Stromstärken übertragen werden sollen, bei denen
der Berührungsquerschnitt eines einzigen Kontaktes allein nicht mehr ausreichend
ist. Die Zuführung hoher Stromstärken aber ermöglicht auch eine hohe Abschmelzleistung.
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Beim Arbeiten mit der Vorrichtung nach der Erfindung kann der Elektrodendraht
auch aus Vorratsrollen entnommen werden.
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Ein weiterer, wesentlicher Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung
besteht darin, daß sie auch für das umfangreiche Gebiet der Schutzgasschweißung,
z. B. für Nicht-Eisen-Metall-Schweißung, Schweißung hochlegierter Stähle od. dgl.
angewendet werden kann.
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Zu diesem Zweck wird durch die Erfindung ferner vorgeschlagen, im
Abdeckkörper an sich bekannte Kanäle für die Schutzgaszufuhr anzuordnen.
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Dies bedeutet ferner, daß mit Hilfe der Vorrichtung nach der Erfindung
eine Schutzgasschweißung, die mit oder ohne Schlackenzusatz erfolgen kann, ohne
komplizierte Einrichtungen möglich ist.
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Die Erfindung kann ferner dadurch verwirklicht werden, daß die Vorrichtung
einen an sich bekannten, gegebenenfalls federbelasteten und wassergekühlten
Schleifkontakt
mit Schweißstromkabel aufweist, der isoliert in einem bis an die Werkstücksoberfläche
reichenden, vorzugsweise mit einem auf der Elektrode laufenden Druckrädchen und
zwei auf dem Werkstück laufenden Stützrädchen ausgestatteten Abdeck gehäuse angeordnet
ist.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung- kann ferner am Andrückkörper angeordnete
Kontaktstifte aufweisen, die von einer Kontaktschiene Strom erhalten, wobei die
Stromschiene erfindungsgemäß flexibel ausgebildet ist.
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Diese flexible Stromschiene kann nach einem weiteren vorteilhaften
Ausbildungsmerkmal der Vorrichtung nach der Erfindung aus Stücken von Schweißkabel
bestehen, welche durch vom Werkstück isolierte Backen mit abhebbaren Kontaktstiften
mechanisch und elektrisch verbunden sind.
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Eine solche flexible Stromschiene kann aus geflochtenen Metallbändern
gebildet sein, auf welchen, vorzugsweise spaltfrei aneinandergereiht, kanalförmig
ausgebildete Backen angeordnet sind, in denen sich in bestimmten Abständen Kontaktstücke
befinden.
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Besonders vorteilhaft ist es ferner, diese Backen aus einem hochfeuerfesten
Nichtmetall zu bilden und sie in gelenkförmig angeordneten Metallrahmen vorzugsweise
leicht auswechselbar anzuordnen.
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Ein weiteres zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung im wesentlichen aus einer an sich bekannten,
in einem Gehäuse mit Handgriff, Schweißstromkabel und vorzugsweise als federbelasteter
Schleifkontakt mit Druckrädchen ausgebildeten Stromzuführung besteht, an welche
in an sich bekannter Weise eine mit einem Schlauch verbundene, Schutzgas führende
Düse angeordnet ist.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung
ist es, daß die Schweißung in Form der bekannten Unterpulverschweißung durchgeführt
werden kann oder daß an sich bekannte, isolierende Einlegestreifen verwendet werden.
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Diese Einlegestreifen haben nicht nur die Aufgabe, die eingelegte
blanke Elektrode von dem Werkstück zu isolieren, sondern in an sich bekannter Weise
die Schweißstelle mit Hilfe von Flußmittel, welches dem Einlegestreifen zugesetzt
ist oder aus welchem er besteht, gegenüber der umgebenden Atmosphäre zu schützen.
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Da in der Praxis oft räumlich gebogene Nähte vorkommen und die bekannten
elastischen Trägerkörper beim Verbrennen im Lichtbogen unter Umständen durch Gasentwicklung
zu Porenbildung Anlaß geben können, war bisher das Schweißverfahren mit eingelegten
Elektroden nicht universell verwendbar.
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Es besteht daher ein weiterer Zweck der Erfindung darin, biegsame
Einlegestreifen zu schaffen, welche diese bekannten Nachteile vermeiden.
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Ein solcher isolierender Einlegestreifen zum Lichtbogenschweißen mit
in der Schweißnaht eingelegten, selbsttätig abschmelzenden Elektroden, welche mittels
des Einlegestreifens isoliert auf das Werkstück aufgelegt werden, kann beispielsweise
darin bestehen, daß ein an sich bekannter, biegsamer Träger erfindungsgemäß ein-
bzw. beidseitig eine Flußmittelschicht aus granuliertem Flußmittel in der Dicke
von nur einer einzigen Körnerschicht aufweist. Wesentlich ist dabei nicht die gleiche
Korngröße, sondern daß die Körner nicht aufeinanderhegen. Andere isolierende Einlegestreifen
können erfindungsgemäß dadurch gebildet sein, daß sie aus einzelnen, in an sich
bekannter Weise mit durchlaufenden Verbindungselementen verbundenen Flußmittelstücken
zusammengesetzt sind.
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Dabei kann die Flußmittehnasse nach weiteren Vorschlägen nach der
Erfindung in der Längsrichtung jeweils unterteilt sein, oder das Verbindungselement
kann aus zwei endlosen Längsdrähten oder -schnüren bestehen, die durch Querverbindungen
oder durch überkreuzung miteinander auch die in der Längsrichtung geteilte Flußmittelmasse
zusammenhalten.
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Zum schlackenlosen Schweißen wird vorgeschlagen, isolierende Einlegestreifen
zu verwenden, die aus gelenkig verbundenen profilierten Drahtrahmen od. dgl. bestehen
und außerhalb der Schmelzzone isoliert vom Werkstück angeordnet sind.
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Die Drahtrahmen od. dgl. können selbst mit Isolierstoffen versehen
sein, die auch als Verbindungselemente dienen, sie können aber auch zusätzlich mit
Flußmittelmasse versehen sein.
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Diese Einlegestreifen zum schlackenlosen Schweißen können bei Verwendung
der Vorrichtung nach der Erfindung besonders vorteilhaft zusammen mit der Schutzgasschweißung
Anwendung finden.
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Schließlich bringt die Erfindung aber auch noch einen Vorschlag zur
Verbesserung der bekannten Einlegestreifen, bei denen granuliertes Flußmittel in
einem biegsamen, einen langgestreckten Hohlraum bildenden Trägerelement eingeschlossen
ist. Diese Einlegestreifen weisen den Nachteil auf, daß die an sich gewünschte flache
Querschnittsform nicht erhalten bleibt, so daß das eingeschlossene Granulat nicht
in Form einer Schicht angeordnet ist.
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Zur Beseitigung dieses Mangels wird durch die Erfindung ein Einlegestreifen
dieser Art geschaffen, bei dem das Trägerelement aus zwei Verbindungsstreifen besteht,
die an den Kanten mit aufeinandergelegten Innenseiten miteinander befestigt sind.
Diese Herstellungsweise der Umhüllung gewährleistet die Stabilität des Querschnitts
und damit die schichtförmige Anordnung des eingeschlossenen granulierten Flußmittels.
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Im Rahmen der Erfindung ist es ferner möglich, die Schweißung mit
zwei oder neben- und/oder übereinander angeordneten Elektroden durchzuführen. Die
Elektroden können dabei gleichen oder verschiedenen, beliebigen oder auch hohlen
Querschnitt aufweisen sowie auch eine beliebige Zusammensetzung. Sie können in größerer
Anzahl neben- und/ oder übereinander leitend verbunden oder isoliert voneinander
abgeschmolzen werden.
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Nachfolgend werden die Erfindungsgegenstände an Hand von Ausführungsbeispielen
mit Hilfe von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform der
Vorrichtung nach der Erfindung im Querschnitt, Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig.1
im Längsschnitt, Fig. 3 eine ähnliche Vorrichtung wie in den Fig.1 und 2, wobei
die Ansicht in Richtung der Schweißnaht dargestellt ist, Fig. 4 eine ähnliche Vorrichtung
wie in den Fig.1 bis 3, jedoch mit Schutzgaszufuhr, teilweise im Längsschnitt, Fig.5
die Vorrichtung nach Fig.4, in Richtung der Schweißnaht gesehen, Fig. 6 eine andere
Ausführungsform der Erfindung mit Schutzgaszufuhr im Querschnitt,
Fig.
7 die Vorrichtung nach Fig. 6 in Seitenansicht, Fig. 8 den Querschnitt durch eine
mit einem Flußmittel versehene vierfahrbare Schweißeinrichtung, Fig.9 die Vorrichtung
nach Fig.8 im Längsschnitt, Fig.10 den Querschnitt durch eine Vorrichtung nach der
Erfindung mit Kontaktbolzen, Fig. 11 die Vorrichtung nach Fig. 10 im Längsschnitt,
Fig. 12 die Vorrichtung nach Fig. 11 in Seitenansicht, Fig. 13 eine Vorrichtung
der Erfindung im Querschnitt, dargestellt beim Schweißen der Umfangsnaht eines runden
Behälters, in Richtung der Nahtebene gesehen, Fig. 14 die Vorrichtung nach Fig.
13, senkrecht zur Nahtebene gesehen, wobei die Behälterwandung der besseren Darstellung
wegen eben gezeichnet ist, Fig. 15 einen Einlegestreifen nach der Erfindung mit
einseitig angeordneter Körnerschicht im Querschnitt, Fig.16 den Einlegestreifen
nach Fig.15 im Grundriß, Fig. 17 einen Einlegestreifen nach der Erfindung mit beidseitig
angeordneter Körnerschicht im Querschnitt, Fig. 18 einen Einlegestreifen mit durchlaufenden
Verbindungselementen im Querschnitt, Fig. 19 den Einlegestreifen nach Fig. 18 im
Grund-Fig.20 einen Einlegestreifen mit längs durchlaufenden, überkreuzten Verbindungselementen
im Querschnitt, Fig.21 einen Einlegestreifen nach Fig.20 im Grundriß, Fig.22 einen
Einlegestreifen nach den Fig.20 und 21 im Querschnitt, eingelegt in eine im Querschnitt
winkelförmig verlaufende Schweißnaht, Fig.23 einen Einlegestreifen mit längs und
quer durchlaufenden Verbindungselementen im Querschnitt, Fig. 24 den Einlegestreifen
nach Fig. 23 im Grundriß, Fig. 25 einen Einlegestreifen, bei dem die Schicht einseitig
auf dem Träger angeordnet und mosaikartig unterteilt ist, im Querschnitt, Fig. 26
den Einlegestreifen nach Fig. 25 im Grundriß, Fig. 27 den Einlegestreifen nach Fig.
25 mit beidseitig angeordneter Schicht im Querschnitt, Fig. 28 ein Einlegestreifen,
bei dem der Rand aus schwer schmelzbaren Stoen besteht, Fig. 29 ein Einlegestreifen,
der aus gelenkig verbundenen Drahtrahmen besteht, im Querschnitt, Fig. 30 der Einlegestreifen
nach Fig. 29 in Seitenansicht, Fig. 31 ein ähnlicher Einlegestreifen wie in Fig.29
im Querschnitt, Fig. 32 der Einlegestreifen nach Fig. 31, von der Seite gesehen,
teils im Schnitt, Fig. 33 ein ähnlicher Einlegestreifen wie in Fig.29 im Querschnitt,
Fig. 34 der Einlegestreifen nach Fig. 33 im Grundriß, Fig. 35 noch ein weiterer
ähnlicher Einlegestreifen nach Fig. 29 im Querschnitt, Fig. 36 ein Einlegestreifen
nach der Erfindung mit in einem Hohlraum angeordneter Flußmittelmasse im Querschnitt,
Fig. 37 ein ähnlicher Einlegestreifen wie Fig. 36 im Querschnitt, Fig. 38 ein ähnlicher
Einlegestreifen wie Fig. 36 im Querschnitt, Fig. 39 der Einlegestreifen nach Fig.
27 mit nebeneinander angeordneten Elektroden, Fig. 40 der Einlegestreifen nach Fig.
5 mit nebeneinander angeordneten Elektroden, Fig. 41 der Einlegestreifen nach Fig.
15 mit mehreren über- und nebeneinander angeordneten Elektroden, Fig. 42 ein dem
Querschnitt der Schweißnaht angepaßter Einlegestreifen nach Fig. 15, Fig. 43 eine
an sich bekannte umhüllte Elektrode. In den Figuren sind die zu verschweißenden
Werkstücke mit W1 und W@, die Schweißunterlage mit U, der Einlegestreifen mit S,
die blanke Metallelektrode mit E und das granulierte Flußmittel mit F bezeichnet.
Es wird in allen Fällen eine Verbindungsschweißung angenommen, wobei außer den Fig.
13 und 14, bei welchen die Werkstücke senkrecht stehen, die Werkstücke horizontal
angeordnet sind. In den Fig. 1, 2, 22, 33 und 41 sind die Werkstücke im Winkel zueinander
angeordnet.
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Der Längsschnitt der Figuren zeigt die Elektrode jeweils in abschmelzendem
Zustand, wobei der schraffierte Teil der Werkstücke als bereits geschweißt zu betrachten
ist.
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In den Fig. 1 bis 3 ist eine Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt.
Sie besteht im wesentlichen aus einer von Hand geführten Stromzuführungsvorrichtung,
die gleichzeitig als mechanischer Abdeckkörper ausgebildet ist, und weist eine als
Schleifkontakt ausgebildete, vorzugsweise durch die Feder 40 belastete und wasserumlaufgekühlte
Strombacke 43 auf, deren Kühlmittel durch die Leitungen 41, 42 zu- bzw. abgeführt
wird. Die Strombacke 43 ist mittels des Teiles 44 isoliert in einem diesen Teil
umgebenden, fast die Werkstückoberfiäche streifenden Gehäuse 45 angeordnet, an welchem
in der Bewegungsrichtung vorn ein auf der Elektrode E laufendes Druckrädchen 46
und hinten, außerhalb der Schmelzzone, auf jeder Seite ein auf dem Werkstück laufendes
Stützrädchen 47 angeordnet ist.
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Die Vorrichtung nach Fig. 3 ist während des Schweißens eben aneinanderstoßender
Werkstücke dargestellt. Hierfür ist es zweckmäßig, an dem Unterteil der Vorrichtung
einen Rahmen 49 am Gehäuse 45 anzuordnen, der ebenfalls fast das Werkstück berührt
und den Lichtbogen kanalförmig abdeckt.
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Die Vorrichtung wird während des Schweißens am Gehäuse 45 erfaßt und
entsprechend der Abschmelzgeschwindigkeit an der Schweißnaht entlanggeführt. Um
die Lage des Lichtbogens feststellen zu können, können am Gehäuse Kontrollbohrungen
angeordnet werden. Wie Fig.3 zeigt, werden die Kühlwasserleitungen 41, 42 und das
Schweißstromkabel 48 zweckmäßig schwenkbar mit der Vorrichtung verbunden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 ist an der Stirnseite
der Stromzuführungsvorrichtung ein Abdeckkörper 51 angeordnet. Die Stromzuführung
selbst besteht aus zwei in einem massiven Gabelstück 52 laufenden Stromrädchen 53
und dem Schweißstromkabel 55, das zweckmäßig durch den Handgriff 54 hindurchgeführt
ist.
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Die Vorrichtung weist ferner einen Schlauch 56 mit Leistungsanschlüssen
57 und Absperrventil 58
auf, welche zum Zuführen von Schutzgas dienen.
Auch dieses Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung kann mit Wasserkühlung
ausgerüstet sein.
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Der Abdeckkörper kann aus Metall, z. B. aus Kupfer, oder auch aus
Nichtmetall, aus keramischen Stoffen od. dgl. bestehen.
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Vorteilhaft ist es, den Abdeckkörper auswechselbar anzuordnen, so
daß er entsprechend den verschiedenen Formen von Schweißnähten wahlweise austauschbar
ist. Zwischen Werkstück und Elektrode kann ein Kanal angeordnet sein, der mit Schutzgas
gefüllt ist, durch welches die Abschmelzstelle abgeschirmt wird.
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Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3, 6 und 7 können
z. B. gegenüber den verschiebbaren Strombacken einstellbare Gegenkontakte angeordnet
sein, durch welche erst bei der Kontaktbildung dem Schweißstromkabel, beispielsweise
über ein Stromschütz, der Schweißstrom zugeführt wird. Die gleiche Wirkung kann
weniger vorteilhaft auch durch einen Schalter oder Druckknopf erreicht werden.
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Die Vorrichtung nach den Fig. 6 und 7 besteht aus einem in einem Rahmen
32 der Höhe nach verschiebbaren, durch eine Feder 33 belasteten Schleifkontakt 34,
den beiden Druckrädchen 35, einem Schweißstromkabel 36, einem Handgriff 37 und dem
Schutzgas führenden Schlauch 31, der in der Düse 30 endet. Die Vorrichtung
weist ferner Einrichtungen zum öffnen, Schließen und Regeln der Schutzgaszufuhr
auf.
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Die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Vorrichtung weist Stromrollen
oder Stromkontakte 20; einen Flußmitteltrichter 21, einen Schieber oder ein
Ventil 22 und einen Handgriff 23 mit Schweißstromkabel 24 auf.
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Da das Arbeiten mit derartig ausgebildeten Stromzuführungsvorrichtungen
insofern Schwierigkeiten bietet, als die Stromkontakte bei eingeschalteter Schweißmaschine
unter Schweißstrom stehen und bei der an sich leichten Berührungsmöglichkeit mit
dem Werkstück an diesem anschmoren, sind an der Vorrichtung durch die Federn 25
belastete Stromkontakte 22 der Elektrode sowie ein Gegenkontakt 26 vorgesehen, durch
welchen erst bei Kontaktbildung durch Andrücken des Stromkontaktes 23 an den Gegenkontakt
26 die Stromzufuhr erfolgen kann. Falls erforderlich, kann der Stromkontakt während
des Schweißvorgangs durch eine mechanische oder magnetische Sperre in der zusammengedrückten
Lage gesichert sein.
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Bei den Vorrichtungen nach den Fig. 6 bis 9 kann durch die Kontaktbildung
oder durch das Verschieben der Kontakte gleichzeitig in an sich bekannter Weise
die Flußmittel- oder Schutzgaszufuhr selbsttätig geöffnet und/oder der Zündvorgang
durch ein Hochfrequenzzündgerät selbsttätig eingeleitet werden.
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Die vorteilhaften konstruktiven Merkmale können bei den Vorrichtungen
nach den Fig. 1 bis 9 je nach dem entsprechenden Verwendungszweck vorhanden sein.
Außerdem können an diesen Vorrichtungen weitere Zusatzeinrichtungen, z. B. zur Verminderung
der Blaswirkung, angeordnet werden.
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Eine bedeutende Leistungssteigerung beim Schweißen mit den Vorrichtungen
nach der Erfindung wird erzielt, wenn die Stromzuführung, anstatt in größeren Abständen
voneinander oder gar nur an einem Ende der Elektrode, kurz vor der Abschmelzstelle
angeordnet wird. Der Elektrode kann dann pro Quadratmillimeter Elektrodenquerschnitt
so viel Schweißstrom zugeführt werden, wie es beim automatischen Lichtbogen-Schweißverfahren
üblich ist. Dies kann sowohl bei stillstehendem als auch bei sich mit der Schweißgeschwindigkeit
bewegendem Werkstück durchgeführt werden. Im ersten Fall wird die Stromzuführung
von Hand oder motorisch entsprechend dem Schweißfortschritt weiterbewegt, im zweiten
Fall wird die Stromzuführung gegenüber dem sich bewegenden Werkstück feststehend
angeordnet. Bei dieser Anordnung werden Einlegestreifen und Elektrode vorteilhaft
erst unmittelbar an der Schweißstelle aus Vorratsspulen abgespult und angeordnet.
Ein besonderer Antrieb ist dazu nicht erforderlich, da dies selbsttätig erfolgen
kann, wenn der Einlegestreifen und die Elektrode durch eine Druckrolle oder Stromrolle
mit entsprechender Kraft gegen das mit der Schweißgeschwindigkeit sich bewegende
Werkstück angepreßt werden.
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Die Maßnahme, dem. Schweißstrom erst kurz vor der Abschmelzstelle
zuzuführen, ist bereits bekannt. Dabei wird eine blanke Elektrode durch eine granulierte
Flußmittelschicht isoliert vom Werkstück eingelegt. Da aber derartige Stromzuführungen
mit Anpreßdruck über die Elektrode geführt werden, ist es nicht möglich, zu verhindern,
daß dadurch die zur Isolierung angeordnete granulierte Flußmittelschicht weggedrückt
wird, so daß ein Kurzschluß mit dem Werkstück entsteht und der Schweißvorgang unterbrochen
ist Diese Nachteile werden durch die Verwendung biegsamer, streifenförmiger Isolierstoffe
vermieden.
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Beim Schweißen mit beweglicher Stromzuführung und deren Anordnung
kurz vor der Abschmelzstelle wird ein weiterer Vorteil erreicht, wenn man den Strom
mit mindestens einer weiteren, von der Abschmelzstelle entfernt angeordneten Stromzuführung
zuleitet. Die Stromstärke an dieser weiteren Zuführungsstelle soll aber dabei nur
so groß sein, daß keine unzulässige Erwärmung der Elektrode eintritt. Die zusätzliche
Stromzuführung wird zweckmäßig in Form feststehender oder auch abwechselnd versetzbarer
Stromkontakte ausgebildet. Es wird dadurch erreicht, daß die bewegliche, meist von
Hand geführte Stromzuführungsvorrichtung wesentlich kleiner gehalten werden kann,
ohne daß dabei der Vorteil der hohen Strombelastung verlorengeht. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, daß der zusätzlich geführte Schweißstrom einer anderen Schweißstromquelle
entnommen werden kann.
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Die Stromzuführungsvorrichtung nach den Fig. 10 bis 12 besteht aus
mehreren in Abständen voneinander durch isolierte Stromkabel 1 leitend verbundenen,
kanalförmig ausgebildeten Backen 2, in welchen ein abhebbarer, auf der Elektrode
aufsitzender Kontaktstift 3 isoliert eingesetzt ist. Die Vorrichtung ist auch für
beliebig gekrümmte Werkstücke zu verwenden und kann durch die Klemmhülse 4 und die
Schraube 5 beliebig verlängert oder verkürzt werden. Nach Abnehmen der Teile 6 ist
sie auch für winklige Schweißfugenformen zu verwenden. Die Backeng können magnetische
Haftfähigkeit aufweisen. Der Kontaktstift wird z. B. durch die Feder 7 gegen die
Elektrode gedrückt. In Fig. 11 ist die Feder 7 ausgeschwenkt und der Kontaktstift
3 abgehoben, da die Elektrode unmittelbar an dieser Stelle schon abschmilzt. Mit
G ist das aufgeschmolzene Flußmittel bezeichnet. Die Backen sind durch isolierte
Stromkabel
1 leitend verbunden, in welche ein abhebbarer Kontaktstift
isoliert eingesetzt ist.
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Das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung, wie es
in den Fig. 13 und 14 dargestellt ist, besteht aus einem kanalförmigen, vorzugsweise
aus Einzelstücken gelenkförmig zusammengesetzten Abdeckkörper 10 größerer Länge,
in welchem in Abständen abhebbare, auf der Elektrode aufsitzende Kontaktstifte 11
angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Abdeckkörper gelenkförmig
ausgebildet und besteht aus schwer schmelzbaren nichtmetallischen Werkstoffen, z.
B. aus hochfeuerfesten keramischen Werkstoffen, die austauschbar in den Metallrahmen
12 eingesetzt sind. Diese Metallrahmen sind wiederum in die Verbindungsseile 13
leicht auswechselbar eingedrückt, um die Länge der gesamten Vorrichtung verändern
zu können. In den Abdeckkörper 10 sind weitere Schweißstrom führende flache
Kupferbänder 14 durch Teil 15 isoliert vom Rahmen 12 eingezogen, von denen der Schweißstrom
durch die ausziehbaren Kontaktstifte 11 der Elektrode E zugeführt wird. Diese Vorrichtung
kann beim Schweißen von Behältern mit Hilfe der Verbindungsseile 13 gegen das Werkstück
gepreßt werden. Beim Schweißen ebener Werkstücke kann die Vorrichtung durch einen
Druckbalken angepreßt werden. Werden elastische Zwischenglieder, z: B. in Form von
Blattfedern 15, zwischen Druckschiene und Abdeckkörper angeordnet, so kann auch
bei unebenen Werkstücken eine gleichmäßige Anpreßung erreicht werden.
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Bei langen Schweißverbindungen werden zweckmäßig an Stelle eines einzigen
durchgehenden Abdeckkörpers mehrere, beispielsweise mit einer Länge von 1 m, verwendet,
die dann abwechselnd versetzt werden.
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Die verschiedenen Einlegestreifen, welche beim Schweißen mit der Vorrichtung
nach der Erfindung vorteilhafterweise verwendet werden, sind in den Fig. 15 bis
42 dargestellt. Ein biegsamer Einlegestreifen besonders vorteilhafter Ausführung
ist in den Fig. 15 bis 17 gezeigt. Er besteht im wesentlichen aus einem Verbindungsstreifen
S, welcher ein- oder beidseitig größtenteils oderausschließlich mit granuliertem
Flußmittel M verbunden ist. Die Herstellung eines solchen Streifens kann in ähnlicher
Weise erfolgen wie die Herstellung eines Glasbandstreifens, indem vorher granulierte
Substanzen durch Bindemittel, beispielsweise Wasserglas, auf den Verbindungsstreifen
befestigt werden. Als Verbindungsstreifen kann beispielsweise ein Glasfiberstreifen
dienen, auf welchen das Flußmittel aufgeschmolzen bzw. aufgesintert wird, so daß
der langwierige Trocknungsprozeß entfällt.
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Als Verbindungsstreifen für solche Einlegestreifen können auch Drähte
Verwendung -finden oder auch Bänder aus brennbarem Material.
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Das Aufbringen der Flußmittelmasse im geschmolzenen bzw. gesinterten
Zustand bringt den Vorteil mit sich, daß porenfreie Schweißverbindungen erzielt
werden. Praktische Versuche haben gezeigt, daß sich das aus einem einheitlichen
Schmelzfluß erzeugte Flußmittel, z. B. nach den Methoden der Drahtglaserzeugung,
vorteilhaft auf einen endlosen Verbindungsstreifen aufbringen läßt.
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Bei den Einlegestreifen nach den Fig. 18 bis 24 sind Drähte in verschiedener
Anordnung zur Verbindung einzelner Stücke aus Flußmittel verwendet. Durch die Längs-
und Querunterteilung bzw. Einkerbung der Flußmittelmasse wird bei diesen Ausführungsbeispielen
die Biegsamkeit des Einlegestreifens nach jeder Richtung erzielt. Ein Beispiel der
Anpassungsfähigkeit solcher Streifen ist in Fig. 22 dargestellt. Statt der Drähte
können auch Schnüre Verwendung finden. Die Anordnung der Verbindungsstreifen nach
den Fig. 21 und 24 kann auch miteinander kombiniert sein.
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Ferner ist es möglich, die Flußmittelstückchen auf die Verbindungselemente
aufzufädeln. Diese Anordnung bringt den Vorteil mit sich, daß die Stückchen entsprechend
dem Verlauf der Schweißnaht eventuell sogar bei Unterbrechungen od. dgl. relativ
zu den Verbindungsstreifen verschoben werden können.
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Die Einlegestreifen nach den Fig. 25 bis 27 sind dadurch hergestellt,
daß auf das. bandförmige Verbindungselement S die Flußmittelmasse M ein- oder beidseitig
aufgebracht und durch Einkerbungen, die bis zum Grund des Verbindungselementes hinabreichen,
in Längs- und Querrichtung unterteilt ist.
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Es hat sich ferner als zweckmäßig erwiesen, einen Einlegestreifen
zu schaffen,. der beiderseits einen Rand R (Fig. 28) aus schwer schmelzbaren Substanzen,
beispielsweise aus Asbest, aufweist, welcher gegebenenfalls gleichzeitig als Verbindungselement
dient. Dadurch kann mit Sicherheit das Kurzschließen der Stromzuführung mit dem
Werkstück vermieden werden.
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In den Fig. 29 bis 35 sind Einlegestreifen dargestellt, die insbesondere
zum schlackenlosen Schweißen dienen, wie es beim Schweißen von Nichteisenmetall
oder beim Schweißen hochlegierter Stähle besonders vorteilhaft ist.
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Solche Einlegestreifen bestehen im wesentlichen aus Metall, beispielsweise
aus profilierten Drahtrahmen oder Metallblechstücken N, die vorzugsweise durch Verbindungselemente
S gelenkig miteinander verbunden und außerhalb der direkten Schmelzzone isoliert
angeordnet sind.
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Die Isolierung wird zweckmäßig dadurch erreicht, daß die Metallblechstücke
oder Drahtrahmen N an der dem Werkstück zugekehrten Seite mit Isolierstoffen 1 versehen
sind (Fig. 31, 32), die aus Asbest, Keramik, Kunststoff od. dgl. bestehen können.
Bei Verwendung von Asbeststreifen können diese in vorteilhafter Weise gleichzeitig
als Verbindungselemente (1 = S) für die einzelnen Teilstücke N dienen
(Fig. 33 und 34).
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Die Isolierung kann aber auch getrennt, z. B. in Form von Streifen
(Fig. 29, 30) oder von parallel zur Schweißfuge angeordneten, vom Werkstück isolierten
Schienen, ausgebildet sein.
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Die Verwendung von Einlegestreifen aus Metall ermöglicht in besonders
vorteilhafter Weise sowohl eine schlackenlose Schweißung mit Schutzgasabdeckung
als auch eine Schlackenschweißung mit Flußmittelabdeckung. Der Einlegestreifen aus
Metall kann auch aus verschiedenen zusammengesetzten oder sogar aus anderem Metall
bestehen als die Elektrode.
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Bei verschiedenen Werkstoffen, wie z. B. Aluminium und seinen Legierungen,
ist mit wesentlich größeren Lichtbogenlängen zu schweißen. Es wurde dabei festgestellt,
daß bei Schweißungen mit Einlegestreifen aus. Flußmittel die dabei anfallende größere
Schlackenmenge zu Schwierigkeiten Anlaß gibt, andererseits aber eine geringe Flußmittelmenge
aus Gründen einer besonderen Lichtbogenstabilität und gleichmäßigeren Abschmelzung
auch bei zusätzlicher Verwendung von Schutzgasen vorteilhaft ist. Auf
Grund
dieser Erfahrungen wird daher ein weiterer Einlegestreifen vorgeschlagen, der eine
Kombination eines Einlegestreifens aus Flußmittel und eines Einlegestreifens aus
Metall darstellt (Fig. 35).
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Dieser Einlegestreifen besteht aus Metallstücken oder Drahtrahmen
N, die durch Verbindungselemente S vereinigt sind und mit Flußmittelmasse oder mit
einem Flußmittelstreifen M versehen sind. Je nach Ausbildung brauchen die Metallstücke
nicht mehr isoliert am Werkstück aufzuliegen, wenn durch das Flußmittel die Isolierung
gewährleistet ist. Bei Verwendung von Flußmittelstreifen können diese auch gleichzeitig
als Verbindungselemente der Metall-Blechstücke dienen.
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Der Einlegestreifen nach Fig. 36 besteht aus zwei Verbindungsstreifen
S1 und S2, die einen Hohlraum bilden und, mit den Kanten aufeinanderliegend, miteinander
befestigt sind. Innerhalb des Hohlraums ist granuliertes Flußmittel lose angeordnet.
Die Herstellung solcher Streifen erfolgt zweckmäßigerweise kontinuierlich, indem
beispielsweise über Profilrollen zunächst aus einem endlosen Streifen S1 fortlaufend
eine Rinne gebildet wird, in welche das Flußmittel eingestreut wird, wobei an den
Rändern gleichzeitig Klebstoff aufgebracht und dann der andere Streifen ebenfalls
aus Vorratsrollen zugeführt wird. Gegebenenfalls kann der Hohlraum auch aus einem
einzigen Verbindungsstreifen gebildet sein.
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Ein Flußmittelstreifen nach Fig. 36 kann aber auch entsprechend dem
Vorschlag nach Fig. 28 mit nicht schmelzbarem Randstreifen R versehen sein, wobei
dann zweckmäßigerweise die einzelnen Verbindungsstreifen beiderseits der Randstreifen
befestigt werden.
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Die Fig. 37 und 38 stellen Einlegestreifen dar, bei denen das Flußmitel
M2 in granuliertem Zustand, entsprechend dem Einlegestreifen nach Fig.36, innerhalb
eines durch endlose Streifen S1, S2, S3 gebildeten Hohlraums angeordnet ist.
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Der Einlegestreifen nach Fig. 38 kann durch Kombination der Merkmale
der Einlegestreifen nach den Fig. 15 und 25 gebildet sein. Dabei kann das Flußmittel
M1 eine andere Zusammensetzung aufweisen als das Flußmittel M.,.
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Der wesentliche Vorteil dieser Art Einlegestreifen besteht darin,
daß zur Durchführung des Schweißverfahrens ganz einfache Stromzuführungsvorrichtungen,
z. B. in Form einer Stromrolle mit einem Bügel, an den eine übliche Schweißzange
aasgeklemmt werden kann, verwendet werden können.
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Mit der Schweißvorrichtung und den Einlegestreifen nach der Erfindung
ist es ferner möglich, in an sich bekannter Weise mit zwei oder mehreren neben-
und/ oder übereinander angeordneten Elektroden zu arbeiten (Fig. 39 bis 41).
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Die- Elektroden können dabei gleichen oder verschieden beliebigen
Querschnitt und Zusammensetzung aufweisen und in beliebiger Anzahl neben-oder übereinander
angeordnet sein.
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Beim Schweißen von Kehlnahtverbindungen in Nichtwannenlage ist es
erforderlich, die Elektrode in entsprechend erhöhter Lage anzuordnen, um einen symmetrisch
ausgebildeten Schweißnahtquerschnitt zu erhalten. Zu diesem Zweck kann die Elektrode
auf zwei oder mehreren aufeinandergelegten Einlegestreifen, z. B. nach Fig. 42,
rechter Teil, aufgelegt werden. Vorteilhaft ist es ferner, einen entsprechend unsymmetrisch
ausgebildeten Einlegestreifen hierzu zu verwenden (Fig. 42, linker Teil). Die Vorrichtung
nach der Erfindung kann auch zusammen mit umhüllten Elektroden nach Fig.43 Verwendung
finden. Bei dieser Elektrode ist die Flußmittelmasse in kurzen Abständen in der
Querrichtung bis zum Verbindungsträger unterbrochen, so daß dann zwei entsprechend
profilierte Teile die Elektrode vollkommen umhüllen.
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Die mit Flußmittehnasse versehenen Einlegestreifen nach der Erfindung
können am vorteilhaftesten mittels Tauchverfahren hergestellt werden, wobei das
Verbindungselement durch die teigige Flußmittelmasse hindurchgezogen wird. Das Profilieren,
Einkerben und Trocknen kann dann anschließend erfolgen. Es entfallen dadurch teuere
Einrichtungen, wie sie beim Herstellen durch Pressen benötigt werden.