DE1301692B - Metallische, innengekuehlte Schweissnahtunterlage - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine metallische, durch einen Kühlmittelstrom innengekühlte Nahtunterlage zum Schmelzschweißen von Stumpfstößen, wie sie hauptsächlich beim Lichtbogenschweißen in Spannvorrichtungen verwendet wird. Diese Schweißnahtunterlagen bestehen gewöhnlich aus einer Kupferschiene rechteckigen Querschnittes, die in Längsrichtung durchbohrt ist, damit ein Kühlmittelstrom hindurchgeleitet werden kann. Häufig wird eine solche Nahtunterlage durch einen aufblasbaren Schlauch an der Unterseite der Schweißnaht angebracht, während Spannklauen die Werkstücke auf der Gegenseite in der gewünschten Schweißlage festhalten.
• Diese bekannten Schweißnahtunterlagen sind wegen ihres massiven Querschnittes sehr steif und können sich daher unebenen Werkstücken nicht anpassen. Eine unregelmäßige Ausbildung der Wurzelnaht ist die Folge; in extremen Fällen kann auch einmal das Schweißbad auslaufen.
• Hiergegen hat man Abhilfe zu schaffen versucht, indem man die Schweißnaht mit dünnen Blechstreifen unterlegte. Wenn man jedoch nicht Gefahr laufen wollte, daß sie wegen ihrer geringen Wärmekapazität angeschweißt wurden, konnte man sie nur als Träger für ein zusätzliches Schweißpulverbett benutzen.
• Eine gewisse Anpassungsfähigkeit der Nahtunterlage an unebene und während des Schweißens sich bewegende Werkstücke erreichte man auch durch eine Unterteilung der Schweißnahtunterlage in einzelne, gegeneinander geringfügig verschiebbare Elemente; jedoch ist eine solche Bauweise sehr aufwendig.
• Die Erfindung hat zum Zweck, eine Schweißnahtunterlage zu schaffen, die sowohl hinsichtlich der Dichtigkeit der Anlage und der Abfuhr der Wärme befriedigt und doch einfach in der Herstellung und Handhabung ist.
• Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.
• F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schweißeinrichtung in einer geschnittenen Teilansicht; F i g. 2 zeigt in gleicher Darstellung eine Ausführungsabwandlung; F i g. 3 ist eine schaubildliche Ansicht eines hohlen Rohres, welches einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung zur Ausführung von kreisförmigen Schweißnähten angehört; F i g. 4 zeigt einen Abschnitt einer derartigen Vorrichtung im Querschnitt.
• Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung zeigt zwei Schweißstücke 1 und 2, die mit ihren Rändern unter einem Lichtbogen-Schweißbrenner 3 stumpf aneinandergelegt sind. Diese beiden Werkstücke werden durch Backen 4, die in der Längsrichtung die Schweißnaht auf der Seite des Schweißbrenners 3 einrahmen, gegen ein starres Stützglied 5 ; gedrückt, das sich längs der Schweißnaht auf der anderen Seite der Werkstücke erstreckt.
• Dieses Stützglied 5 trägt mittels eines Gummischlauchstücks 6 den von einem Wasserstrom 8 durchströmten Rohrteil 7. i Man sieht bei 71 eine mittlere Längsnut mit abgerundetem Boden, die in der Außenfläche dieses Teils gebildet und gegen die Werkstücke an der Stelle der Schweißnaht gedrückt ist, um auf der dem Schweißbrenner abgewandten Seite der Schweißnaht 9 die Bildung des Schweißwulstes zu ermöglichen.
• Auf F i g. 1 sind noch der zwischen dem Schweiß-Brenner 3 und den Werkstücken 1, 2 bei der Schweißung gebildete elektrische Lichtbogen 10, eine Vorrichtung 11 zur Zufuhr des Zusatzmetalls und in den Backen 4 ausgebildete Kühlkanäle 12 sichtbar.
• Die Ausbildungsform der F i g. 2 ist der der F i g. 1 sehr ähnlich. Sie unterscheidet sich von dieser nur darin, daß das Schlauchstück 6 mit offenen Enden durch einen biegsamen dichten Schlauch 13 ersetzt ist, der durch ein Druckmittel 14 aufgeweitet wird, was eine kräftigere, sicherere Anlage des Teils 1 an den Rändern der Werkstücke 1 und 2 gewährleistet.
• Bei der Ausführungsform der F i g. 3 und 4 hat die herzustellende Schweißnaht eine allgemein kreisförmige Form wie dies z. B. für die Anschweißung eines Flansches an das Ende eines Leitungsteils der Fall ist.
• Die Backen 4 werden dann z. B. durch einen Ring 15, der wenigstens einen der zu vereinigenden Teile und das starre Stützglied 5 umgibt, und durch eine Anordnung von Kreissektoren 16 ersetzt, die radial durch ihr Zusammenwirken mit einem konischen Dorn auseinandergespreizt werden können, der axial im Zentrum dieser Anordnung verschiebbar ist.
• Man sieht in F i g. 3 und 4 die Rohrleitungen 17 zur Speisung des Rohrteiles 7 mit Wasser, der hier die allgemeine Form eines Ringes hat.
• Wenn die Temperatur des den Rohrteil durchströmenden Wassers zu niedrig ist, können sich durch Kondensation Wassertröpfchen außerhalb dieses Teiles bilden, insbesondere wenn die Schweißung in einer sehr feuchten Atmosphäre ausgeführt wird. Es besteht die Gefahr, daß die Tröpfchen, die sich zwischen diesem Teil und den Werkstücken, gegen die das Rohr angedrückt ist, befinden, die Kontinuität der Schweißnaht zerstören, indem sie sich mit dem geschmolzenen Metall wenigstens in der Oberflächenzone desselben mischen. Um diese Kondensationsgefahr auszuschließen, genügt es, das Wasser zu erwärmen und z. B. auf eine zwischen 20 und 40° C liegende Temperatur zu bringen.
• Bei Ausführungsformen, die einwandfrei gearbeitet haben und nur beispielshalber ohne jede beschränkende Absicht angeführt sind, wurde der Rohrteil ? mittels einer Folie aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 0,5 mm hergestellt und von Wasser von etwa 30° C unter einem Druck von 0,3 Megapascal durchströmt. Die Stumpfschweißung von 5 mm dikken Blechen aus einer Aluminiumlegierung mit 3% Magnesium besaß eine bemerkenswerte Gleichmäßigkeit und Kontinuität.
• Obwohl die Schweißlinie jede beliebige gewünschte Form haben kann, ist sie vorzugsweise eben. Ferner ist die Anwendung der Erfindung insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Konvexität der Schweißlinie wenigstens auf einem Abschnitt ihrer Länge dem Schweißbrenner zugewandt ist. In dem entgegengesetzten Fall einer gebogenen Linie, deren Konkavität dem Schweißbrenner zugewandt ist, sucht nämlich die von der Schweißung herrührende Erwärmung der Werkstücke automatisch die Konkavität der Schweißlinie zu verkleinern und somit den Anpreßdruck der Werkstücke an ihr Stützglied zu vergrößern.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Metallische, durch einen Kühlmittelstrom innengekühlte Nahtunterlage zum Schmelzschweißen von Stumpfstößen, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Nahtunterlage (7) aus einem verhältnismäßig dünnwandigen Rohr mit verformbarem Querschnitt besteht.
2. 2. Schweißnahtunterlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (7) aus rostfreiem Stahl besteht.
3. 3. Schweißnahtunterlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit eine Temperatur zwischen 20 und 40° C hat.