DE1297959B

DE1297959B - Root seam insert strips for arc welding of Y-seams

Info

Publication number: DE1297959B
Application number: DE1964J0025673
Authority: DE
Original assignee: JOHNSTON CHARLES WILLIAM
Current assignee: JOHNSTON CHARLES WILLIAM
Priority date: 1964-04-17
Filing date: 1964-04-17
Publication date: 1969-06-19

Description

Die Erfindung betrifft einen aufschmelzenden Wurzelnaht-Einlegestreifen für das Lichtbogenschweißen von Y-Nähten. Mit Wurzelnaht-Einlegestreifen arbeitet man besonders dann, wenn die Schweißnaht nach dem Schweißen von der Wurzelseite her nicht mehr zugänglich ist, aber dennoch eine gute Wurzelverbindung gewährleisten soll. Die bekannten Einlegestreifen für Y-Nähte bedürfen einer festen Unterlage, wenn Längsnähte geschweißt werden sollen, da sie sich nicht selbst halten können. Bei Rohr-Rundnähten spielt dieser Umstand zwar keine Rolle, da sich die Einlegestreifen hier infolge ihrer Ringform selbst gegen das Werkstück halten, jedoch sind sie nur von der Innenseite her einlegbar.The invention relates to a melting root seam insert strip for arc welding of Y-seams. Works with root seam insert strips one especially when the weld seam after welding from the root side is no longer accessible, but still ensures a good root connection target. The well-known insert strips for Y-seams require a firm base, if longitudinal seams are to be welded, as they cannot hold themselves. This fact does not play a role in the case of round pipe seams, since the insert strips are here because of their ring shape hold themselves against the workpiece, but they are only can be inserted from the inside.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, einen Einlegestreifen zu schaffen, der besonders für das Schweißen der Längsnähte an Rohren geeignet ist und sich von der offenen Seite der Naht her, also von außen, einlegen läßt, ohne eine Unterstützung von der Gegenseite her zu verlangen. Außerdem soll er eine zuverlässige Wurzelschweißung auch bei nicht sorgfältig ausgerichteten Werkstückkanten sicherstellen.The invention has for its object to provide an insert strip, which is particularly suitable for welding the longitudinal seams on pipes and differs from the open side of the seam, i.e. from the outside, can be inserted without any support to demand from the other side. He should also have a reliable root weld also ensure that the workpiece edges are not carefully aligned.

Die Erfindung besteht darin, daß der Einlegestreifen im Querschnitt aus einem rechteckigen Fußteil und einem gegabelten Kopfteil besteht, dessen Schenkel mit ihren Außenflächen parallel zu den anliegenden Nahtflächen verlaufen.The invention consists in that the insert strip in cross section consists of a rectangular foot part and a forked head part, the legs of which run with their outer surfaces parallel to the adjacent seam surfaces.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 den Wurzelnaht-Einlegestreifen im Querschnitt, F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Schweißverbindung in auseinandergezogener Lage der einzelnen Teile, F i g. 3 die gleichen Teile, wie in F i g. 2, in zusammengerückter Lage vor dem Schweißen, F i g. 4 die gleichen Teile wie in F i g. 3 im Längsschnitt beim Schweißen, F i g. 5 einen Querschnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 4; F i g. 6 die fertige Wurzelnaht im Querschnitt, F i g. 7 die Schweißfuge im Querschnitt mit unvollkommen ausgerichteten Werkstücken.In the drawing is an embodiment of the subject matter of Invention shown schematically. It shows F i g. 1 the root seam insert strip in cross section, F i g. 2 shows an embodiment of a welded connection in an exploded view Position of the individual parts, F i g. 3 the same parts as in FIG. 2, in more contracted Position before welding, F i g. 4 the same parts as in FIG. 3 in longitudinal section in welding, F i g. 5 shows a cross section along the line 5-5 in FIG. 4; F i G. 6 the finished root seam in cross section, FIG. 7 the weld joint in cross section with imperfectly aligned workpieces.

In der Zeichnung sind zwei Werkstücke A und A' dargestellt, deren Schweißkanten 2 und 2' so abgeschrägt sind, daß eine Y-Schweißfuge entsteht. In die Schweißfuge ist ein Metallstreifen eingelegt, der etwa Y-förmigen Querschnitt besitzt. Er besteht aus einem unteren rechteckigen Fußteil 1 und einem gegabelten Kopfteil mit den zwei Schenkeln F und F'. Die Außenflächen G und G' dieser beiden Schenkel haben eine Neigung, die derjenigen der Nahtflanken 2 und 2' entspricht, so daß der eingelegte Streifen sich satt in die von den beiden Werkstücken gebildete V-Fuge auch dann hineinlegt, wenn - wie in F i g. 7 - die beiden Werkstücke nur ungenau zueinander ausgerichtet sind.In the drawing, two workpieces A and A ' are shown, the welding edges 2 and 2' of which are beveled so that a Y-weld joint is formed. A metal strip with an approximately Y-shaped cross-section is inserted into the welding joint. It consists of a lower rectangular foot part 1 and a forked head part with the two legs F and F '. The outer surfaces G and G 'of these two legs have an inclination which corresponds to that of the seam flanks 2 and 2', so that the inserted strip fits snugly into the V-joint formed by the two workpieces even if - as in F i G. 7 - the two workpieces are only inaccurately aligned with one another.

Die Abmessungen des Einlegestreifens hängen von der Größe der Werkstücke ab. Als Beispiel wird angeführt: Seitliche Dicke des Steges 1 .......... 1,61 mm Höhe des Steges 1 .................. 2,73 mm Ganze Höhe des Einlegestreifens E ... 5,66 mm Breite an den Schenkeln F, F' ........ 5,66 mm Beim Schweißen ist der Lichtbogen in die durch die beiden Schenkel F und F' gebildete Rinne gerichtet. Sie kann außerdem in zweckmäßiger Weise zur Führung einer vor dem Lichtbogen herlaufenden Druckrolle dienen. Durch die satte Anlage des Einlegestreifens an den Schweißnahtflanken der Werkstücke kann sich die Lichtbogenwärme allseitig ungehindert ausbreiten, so daß der Nahtgrund einwandfrei aufgeschmolzen wird.The dimensions of the insert strip depend on the size of the workpieces. The following is given as an example: Lateral thickness of the web 1 .......... 1.61 mm Height of the web 1 .................. 2.73 mm Whole height of the insert strip E ... 5.66 mm Width at the legs F, F ' ........ 5.66 mm When welding, the arc is directed into the groove formed by the two legs F and F '. It can also be used in an expedient manner to guide a pressure roller running in front of the arc. Due to the full contact of the insert strip on the weld seam flanks of the workpieces, the arc heat can spread unhindered on all sides, so that the seam base is perfectly melted.

Bei der praktischen Durchführung der Schweißung mit der erfindungsgemäßen Einlage E wird diese zuerst zwischen die mit geringen Abständen voneinander angeordneten Ränder der Wandungsteile A, A' gebracht, wie dies aus F i g. 2 zu ersehen ist, d. h. mit dem Steg 1 zwischen den Endflächen B, B' und mit den Schenkeln F, F der Einlage über den schrägen Flächen 2, 2' der Wandungsteile A, A', die dann entgegen einander bewegt werden, so daß ihre Endflächen B, B' in engen Kontakt mit den gegenüberliegenden flachen Seitenflächen des Steges 1 und die Unterseiten der Schenkel F, F' zur Auflage und Anpassung mit den geneigten Flächen 2, 2' kommen (F i g. 3). Diese Einbringung der Einlage E erfolgt allgemein durch Einführung des Steges 1 zwischen die Endflächen B, B' von der Außenseite der Schweißstellenflächen C, C der Wandungsteile A, A', wenn die Wandungsteile A, A' eben sind und die Ränder von flachen Platten od. dgl. gebildet werden. In manchen Fällen kann jedoch die Einlage E von einer der Längsseiten her zwischen die Wandungsränder B, B' gebracht werden, die dann gegeneinander bewegt und mit der Einlage in enge Berührung gebracht werden, was unter anderem bei gebogenen oder kurvenförmigem Verlauf der Wandungsteile A, A', wie es z. B. bei Rohrwandungen der Fall sein kann.In the practical implementation of the welding with the insert E according to the invention, this is first brought between the edges of the wall parts A, A ' , which are arranged at small distances from one another, as shown in FIG. 2 can be seen, ie with the web 1 between the end surfaces B, B ' and with the legs F, F of the insert over the inclined surfaces 2, 2' of the wall parts A, A ', which are then moved against each other so that their end surfaces B, B 'come into close contact with the opposite flat side surfaces of the web 1 and the undersides of the legs F, F' come to rest and adapt to the inclined surfaces 2, 2 '(FIG. 3). This introduction of the insert E is generally carried out by introducing the web 1 between the end surfaces B, B ' from the outside of the weld surfaces C, C of the wall parts A, A', if the wall parts A, A ' are flat and the edges of flat plates or od . Like. Be formed. In some cases, however, the insert E can be brought from one of the longitudinal sides between the wall edges B, B ' , which are then moved against one another and brought into close contact with the insert, which is, among other things, with curved or curved course of the wall parts A, A. ' as it z. B. may be the case with pipe walls.

Wenn die Teile so zusammengestellt sind, kann es wünschenswert sein, zuerst die Schenkel F, F' durch in Abständen über ihre Länge verteilte Punktschweißstellen mit den Wandungsteilen A, A' heftend zu verbinden, doch wird dies nicht immer erforderlich sein. Jedoch ist es erwünscht, die Einlage E während der Schweißung gemäß der Erfindung in ihrer richtigen Lage festzuhalten. Das kann mit Hilfe einer in die Rinne der Schenkel F, F' eingreifenden Druckrolle 3 geschehen, welche von oben her auf die Schenkel F, F der Einlage E drückt, um die Unterseiten der Schenkel F, F zwangläufig in engsten Kontakt mit den schrägen Flächen 2, 2' zu bringen und zu halten. Dadurch wird eine enge metallische Kontaktberührung zwischen den Schenkeln F, F' und den Wandungsteilen A, A' mit dem gewünschten völligen Ausschluß von Luft zwischen diesen Teilen gesichert.When the parts have been put together in this way, it may be desirable to first join the legs F, F 'to the wall parts A, A' by means of spot welds spaced apart over their length, but this will not always be necessary. However, it is desirable to hold the insert E in its correct position during the welding according to the invention. This can be done with the help of a pressure roller 3 engaging in the groove of the legs F, F ', which presses on the legs F, F of the insert E from above, in order to keep the undersides of the legs F, F in the closest contact with the inclined surfaces 2, 2 'to bring and hold. This ensures close metallic contact between the legs F, F 'and the wall parts A, A' with the desired complete exclusion of air between these parts.

Während dieses Anpressens der Schenkel F, F wird der Schweißlichtbogen 7 in der Rinne 6 dicht neben der Auflagestelle der Druckrolle 3 auf die Einlage E gerichtet, wie dies aus F i g. 4 ersichtlich ist. Die Elektrode 5 wird dann wirksam gemacht, so daß die Einlage E und dazu benachbarte Flächen der Wandungsteile A, A' zum Schmelzen und Verschmelzen gebracht werden, wobei die Druckrolle 3 vorausgehend und die Elektrode 5 nachfolgend über die ganze Länge der Rinne 6 in Richtung des Pfeiles d in F i g. 4 geführt werden. Diese Vorwärtsbewegung der Druckrolle 3 und der Schweißelektrode 5 folgt gleichmäßig in Abhängigkeit von dem Schmelzvorgang der Einlage E und dem Basismaterial der angrenzenden Flächen der Wandungsteile A, A'. Der Schweißvorgang kann automatisch oder annähernd automatisch in abgestimmter Zeitfolge der Bewegung der Druckrolle 3 und der Schweißelektrode 5 durchgeführt werden. Die fertiggestellte Schweißverbindung ist in F i g. 6 veranschaulicht, wo die Einlage E vollkommen durch Schmelzung aufgelöst und in einem mit den Wandungsteilrändern einstückig verbundenen Schweißstellenteil E' umgewandelt ist, welcher die Wandungsteilränder miteinander vereinigt, deren Endränder mit dem Material der aufgelösten Einlage E vermischt sind.During this pressing of the legs F, F , the welding arc 7 is directed in the channel 6 close to the contact point of the pressure roller 3 on the insert E, as shown in FIG. 4 can be seen. The electrode 5 is then made effective, so that the insert E and adjacent surfaces of the wall parts A, A 'are brought to melt and fuse, with the pressure roller 3 preceding and the electrode 5 following over the entire length of the channel 6 in the direction of the Arrow d in FIG. 4 are performed. This forward movement of the pressure roller 3 and the welding electrode 5 follows uniformly depending on the melting process of the insert E and the base material of the adjoining surfaces of the wall parts A, A '. The welding process can be carried out automatically or almost automatically in a coordinated time sequence of the movement of the pressure roller 3 and the welding electrode 5. The completed weld connection is shown in FIG. 6 illustrates where the insert E is completely dissolved by melting and converted into a weld part E 'which is integrally connected to the wall part edges and which unites the wall part edges, the end edges of which are mixed with the material of the dissolved insert E.

Der vorerwähnte Schmelzvorgang stimmt mit den bisherigen Schmelzvorgängen überein. Durch die beschriebene Konstruktion der Einlage E und die Art der Durchführung des Schweißvorganges mit der erfindungsgemäßen Einlage werden gegenüber den bisherigen Schweißverfahren gewisse Vorteile erreicht. Zu diesen gehören unter anderem folgende: a) Durch Heranbringen der Einlage E an eine der Endflächen B, B' der Wandungsteile A, A' bewirken die geneigten Schenkel F, F' zusammen mit den Kanten b, b', daß die Endflächen des anderen Wandungsteiles bei dessen Heranbringung an die Einlage E in die richtige Lage kommen, in welcher beide Wandungsteile zueinander ausgerichtet sind.The above-mentioned melting process corresponds to the previous melting processes. The described construction of the insert E and the way in which the welding process is carried out with the insert according to the invention provides certain advantages over previous welding processes. These include the following: a) By bringing the insert E to one of the end surfaces B, B 'of the wall parts A, A', the inclined legs F, F 'together with the edges b, b' cause the end surfaces of the other Wall part when it is brought up to the insert E come into the correct position in which both wall parts are aligned with one another.

b) Die gespreizten Schenkel F, F' ergeben eine keilförmige (V-förmige) Abdichtung, durch welche jeder Spielraum oder Zwischenraum zwischen den Seitenflächen des Steges 1 und den Endflächen B, B' der Wandungsteile A, A' abgeschlossen und unschädlich gemacht wird, so daß atmosphärische Verunreinigungen der sich bildenden Gase beim Schweißvorgang mit einer entsprechenden Reduktion oder Oxydation bzw. Chromoxyd-Entfärbung von rostfreiem Stahl vollkommen vermieden werden.b) The spread legs F, F 'result in a wedge-shaped (V-shaped) seal, through which any clearance or space between the side surfaces of the web 1 and the end surfaces B, B' of the wall parts A, A 'is closed and rendered harmless, so that atmospheric contamination of the gases formed during the welding process with a corresponding reduction or oxidation or chromium oxide discoloration of stainless steel can be completely avoided.

c) Wenn eine Ungleichförmigkeit oder mangelnde Ausrichtung der Endflächen B, B' vorliegt, kann mittels der neuen Einlage E auf Grund der Schenkel F, F ein Ausgleich vorgenommen werden, wie dies in F i g. 7 angedeutet ist. Hier überbrückt der eine Schenkel F' einen Spalt e zwischen einer Seitenfläche des Steges 1 und der benachbarten Endfläche B', der durch ausgleichende Verschiebung der Endfläche B' zur gegenüberliegenden Endfläche B entstanden ist. Durch Schmelzung des Schenkels F', der den Spalt e überbrückt, fließt das schmelzende Material des Schenkels F zusammen mit dem geschmolzenen Material des Steges 1 in den Spalt e, füllt diesen aus und bewirkt Schmelzung des Oberflächenmaterials der Endfläche B'.c) If there is a non-uniformity or a lack of alignment of the end faces B, B ' , compensation can be made by means of the new insert E on the basis of the legs F, F , as shown in FIG. 7 is indicated. Here the one leg F 'bridges a gap e between a side surface of the web 1 and the adjacent end surface B', which was created by compensating displacement of the end surface B ' to the opposite end surface B. By melting the leg F ', which bridges the gap e, the melting material of the leg F flows together with the melted material of the web 1 into the gap e, fills it and causes the surface material of the end face B' to melt.

d) Die Anordnung der gespreizten Schenkel F, F' und die dadurch erfolgte Bildung der Rinne 6 ermöglicht die Anwendung eines Anpreßdruckes auf die Einlage E mittels einer Rolle 3 unmittelbar vor oder dicht neben dem Schweißlichtbogen, um beim Schweißvorgang eine enge metallische Berührung der benachbarten Flächen zu erreichen und Hitzeübergangsunterbrechungen von Fläche zu Fläche bis auf ein Minimum oder Null auszuschalten.d) The arrangement of the splayed legs F, F 'and the resulting Formation of the channel 6 enables the application of contact pressure on the insert E by means of a roller 3 immediately in front of or close to the welding arc, to ensure close metallic contact with the neighboring surfaces during the welding process to achieve and heat transfer interruptions from surface to surface except for one Switch off minimum or zero.

e) Die Formgebung der Einlage E mit dem Fußsteg 1 und den vom oberen Ende desselben ausgehenden, schräg nach oben gespreizten Schenkeln F, F' verlegt die Hauptmasse der Einlage E in deren oberen Teil mit nur geringem Vorsprung des Steges 1 nach der Innenseite der zu verbindenden Wandungsteile A, A'. Dadurch wird die kapillare Einwirkung zum Hochziehen des inneren oder unteren Randteiles der geschmolzenen Einlage E in den Fußbereich der Rinne 6 verringert und die Bildung der unteren Schweißzone E' bewirkt.e) The shape of the insert E with the foot bridge 1 and the legs F, F ', which extend obliquely upward from the upper end thereof, relocates the main mass of the insert E in its upper part with only a slight projection of the bridge 1 towards the inside of the connecting wall parts A, A '. As a result, the capillary action for pulling up the inner or lower edge part of the molten insert E into the foot region of the channel 6 is reduced and the formation of the lower welding zone E 'is effected.

f) Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Einlage wird eine vollkommene Verschmelzung der dem Schweißlichtbogen unterworfenen Metalle schnell durchgeführt und die Herstellung gleichförmiger Schweißverbindungen mit maximaler Qualität ermöglicht.f) By using the insert according to the invention, a perfect Fusion of the metals subjected to the welding arc is carried out quickly and enables uniform welds to be made with maximum quality.

Claims

Claim: Melting root seam insert strips for the Arc welding of Y-seams, characterized in that the insert strip (E) in cross section from a rectangular foot part (1) and a forked head part consists, whose legs (F, F ') with their outer surfaces (G, G') parallel to the adjacent seam flanks (2, 2 ').