DE1565210A1 - Nahtschweissverfahren - Google Patents

Description

• "Nahtschweißverfahren" Die Ilriori tät der entsprechenden US-Anmeldung :;erial-Nr. 425 174 vom 13.1.1965 wird beansprucht.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Nahtschweißverfahren, insbesondere auf ein elektrisches Widerstandsnahtschweißverfahren.
• Beim Widerstandsschweißen unter Verwendung eines sich verbrauchenden ichweißstabes ist es üblich, die Ipitze des Schweißstabes und örtliche Stellen der nahe aneinandarliegenden, zusammenzuschweißenden Metallteile durch Erhitzen mit einem elektrischen Lichtbogen zum 12hmelzen zu bringen, wobei der Lichtbogen zwischen diesen .Metallteilen und entweder der :spitze des sich verbrauchenden Schweißstabes - der dann als :,ich verbrauchende Elektrode wirkt - oder der Spitze einer von einem sich verbrauchenden ichweißstab getrennt angeordneten Elektroden erzeugt wird. Die auf diese Weise geschaffene örtliche Schweißzone wundert längs einer Naht vorwärts, wobei die benachbarten Kanter. der Metallteile von einem Lichtbogen und von dem sich verbrauchenden ichweiss tab bee t r: chen" werden, normalerweise unter Verwendung eines FlußMi±tels und/oder eines Edelgases, woduch die Bildung; einer gewünschten Gcaweißnaht gefördert wird. Dieses als Licnt-Agenschweißung bekannte Verfahren hat eine starke Verwendung gefunden uns: hat bei diesen Verwendungen hervorragende Erfolge aufzuweisen. Wird es ;edoch von aand durchgeführt, dann erfordert es ein sehr großes Beschick des ausführenden Personals, während die Durchführung des Verfahrens :mit Hilfe einer automatisch gesteuerten 7orr ichtung ein äußerst kompliziertes Gerät erforderlich macht. Gegenstand der Erfindung ist deshalb in erster Linie en Verfahren zum elektrischen Schweißen von Nähten zwischen benachbarten Kanten eines Metallstückes oder von Metallstücken durch Schmelzen eines sich verbrauchenden Schweißdrahtes, wobei die Erzeugung und üufrechterhaltung eines Lichtbogens zur Erzielung von Hitze nicht mehr erforderlich ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zunächst die Kanten der Metal.stücke mit geringem Abstand voneinander angeordnet werden und einen Spalt bilden und dieser an der AusgangsschweAstelle mit der Spitze des Schweißstabes überbrückt und ein hoch- bzw. mittelfrequenter Wechselstrom längs der Spaltkanten über die Spitze des Schweißstabes geleitet wird, so daß sich diese Kanten erhitzen und ein örtliches Schmelzen der Kanten und des Schweißstabes in unmittelbarer Nähe sehr eng begrenzt eintritt und daß s@hlie3i@h der Schweißstab längs des Spaltes in Richtung der virerllitz@.en Kanten weiter wandert, wobei der Stromfluß und der durch d-e ;cjit?e des Schweißdrahtes hergestellte Kontakt zur Übnrbrückundes .;paltes direkt an der :;chweißstelle für die Dauer der chwe'3urig aufrechterhalten bleibt.
• Keitere Vorteile :and Merkmale der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und den dazugehörigen-Zeichnungen näher eriäu;ert.

  Figur 1 zeigt eine schematische Darste.-,lung der Kanten der nach

  dem Verfahren gemäß der Erfindung, stumpf zu schweißenden

  Metallteile.

  Figur 2 zergt eii.e der Figur 1 entsprechende Darstellung, bei der

  die eine Kante eines Metallteiles auf die Oberfläche eines

  zweiten `.Ltallteiles geschweißt wird.

  Figur 3 zeigt ein -o schematische Darstellung der Kanten eines Ein-

  zelmetal=teiles, das nach dem Verfahren der Erfindung zu

  einer zylindrischen Form zusammengeschweißt wird.

  In Figur 1 sind zwei plattenförmige Metallteile 8 und 9 mit den Kanten h und 7 mit geringem Abstand voneinander angeordnet, so daß dazwischen ein enger Spalt 5 entsteht. Die beiden Platten 8 und 9 sollen an ihren Kanten 6 und 7 nach dem erfindungsgemäßen> 'Zerfahren stumpf zusammengeschweißt werden. Die Spitze eines .chweißdrahtes 10 ist mit den beiden Teilen 8 und 9 so in Berührung gebracht, daß sie die Spalte 5 an einer Ausgangsschweiß-. , stelle, das ist normalerweise an einem Ende einer solchen Spalte, überbrückt. `IIie in Figur 1 sinnbildlich dargestellt, sind einander gegenüberliegende Klemmen einer Wechseistromquelle 1e- mit geeigneter rrequenz über Leitungen 14 und 15 und Kontakte 16 und 17 an einer ätelle vor dem Schweißstab 10 an die Metallteile 8 bzw. 9 angeschlossen. Dadurch fließt sofort ein hach- bzw. mittelfrequenter Strom in entgegengesetzten Richtungen zwischen den Kontakten 16 und 1'' längs des durch die Pfeile 18 angezeigten Weges an den Kanten 6 und 7 der Teile 8 und 9 über die spitze des Schweißstabes 10. ;.,ufgrund des "Nachbarschaft-Effektes", der durch den sofort in entgegengesetzter Richtung fließenden Strom erzielt und durch den Hochfrequenz "Skin-Effekt" noch erhöht wird, fließt der 2trom längs der Kanten 6 und 7 in einer bestimmten wirksamen Tiefe, erhitzt diese und wird an-der Spitze des Schweißstabes und in dessen unmittelbarer Nähe konzentriert, so daß die Teile 8 und 9 sowie die Öpitze des Schweißstabes zu schmelzen beginnen und ein chweißvorgang eingeleitet wird. Dann wird der Schweißstab 10 längs der Spalte 5 vorwärts, oder in umgekehrter Richturig, bewegt, wobei er gleichzeitig gegen die Spalte vorgeschoben wird, so daß er mit den Teilen 8 und 9 in Kontakt bleibt und die Spalte an der Vorderseite der Schweißnaht 20, die fortlaufend hinter dem Stab 10 gebildet wird, ununterbrochen überbrückt. Durch geeignete Wahl von Frequenz, Strom und Spaltbreite, die sich nach dem jeweils vorliegenden Metall und der Stärke der `feile 8 und 9 richtet, kann die Schweißnaht 20 mit relativ hohen Geschwindigkeiten hergestellt werden, ohne von der Erwärmung des Schweißstabes und der Werkstücke durch einen Lichtbogen abhängig zu sein.
• Das Überlappungsschweißen eines aus einer Platte bestehenden Metallteiles 8 mit der Oberfläche eines ähnlichen Teiles 9, kann nach der in Figur 2 dargestellten Weise durchgeführt werden. Dabei wird zwischen die zu verschweißenden Platten 8 und 9 ein Abstandshalter_22 gelegt, der die Spalte 5 zwischen den-flachen Oberflächen-der Werkstücke und nicht zwischen den Kanten wie in der Anordnung nach Figur 1 definiert. Der Schweißstab 10 wird dann in schräger Lage längs der Spalte vorwärtsbewegt, wobei seine Spitze zufolge der durch sie fließenden konzentrierten Ströme allmählich abschmilzt und eine Schweißnaht 20 längs der nahe beieinanderliegenden Teile der Werkstücke 8 und 9 erzeugt, die durch den von der Quelle 12 über die vor der Schweißstabspitze liegenden Kontakte 16 und 17 fließenden Ströme bereits vorerhitzt sind.
• Beim Stumpfschweißen von zwei Kanten ein- und desselben Werkstückes, z.B. beim Rohrnahtschweißen, wird das zylindrische Werkstück 24% Figur 3, so geformt, daß sich Kanten in geringem Abstand voneinander an gegenüberliegenden Seiten der Spalte 5 befinden, und die Schweißnaht 20 dann längs dieser Spalte 5 gebildet wird. ,li'enn.die axiale Länge des Werkstückes relativ kurz ist, können die Kanten des Spaltes parallel liegen und die Kontakte 16 und 17 an einem festen Ort angeordnet sein. Weist dagegen das 'i;erkstück eine relativ große Länge auf, dann kann die zylindrische Form nach und nach gebildet werden und die Spalte 5 kann V-förmig sein und/oder die Kontakte 16 und 17 können gleitend auf der Oberfläche des Teiles 24 in der Nähe oder an gegenüberliegenden Seiten der Spalte und zwar vor der Spitze des Schweißstabes angeordnet sein. Wenn zwischen den Kcntakten 16 und 17 ein unerwünschter Stromweg über den Umfang des Rohres 24 verhindert werden scll, kann ein Kern 26 aus bekanntem Material und bekannter Ausführung in das Rohr 24 eingelegt werden. Außer den in der Beschreibung dargestellten Ausführungen sind natürlich auch Abwandlungen aller Art möglich. Beispielsweise kann der 'otromfl'uß anstelle der Verwendung von Kontakten durch Induktionsspulen erzeugt werden, oder es kann die Löttechnik angewandt werden, wobei dann der Schweißstab ein Lötstab wäre, und die vorerhitzten Kanten nicht in der Zone der Stabsptze aufgeschmolzen würden, wie das beim Schweißen der Fall ist, Alle diese Möglichkeiten sollen mit in den Rahmen dieser Erfindung fallen.

Claims (1)

1. Patentanspruch Verfahren zum elektrischen Schweißen eines von benachbarten Kanten e_nes oder mehrerer Metallstücke gebildeten paltes durch Schme1`zen eines sich verbrauchenden Schweißdrahtes, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Kanten der NZetallstücke mit geringem Abstand voneinander angeordnet werden und einen Spalt bilden und dieser an der Ausgangsschweißstelle mit der Spitze des Schweißstabes überbrückt und ein ho'ch- bzw. mittelfrequenter. Wechselstrom: län s der Spaltkanten über die :,pitze des Schweiß-Stabes geleitet wird, so daß sich diese Kanten erhitzen und ein örtliches ")'chme=zen vier Kanten und des Zlchweißstabes in unmittelbarer Nähe sehr eng begrenzt eintritt und daß schließlieh der Schweißstab längs des Spaltes in Richtung der vorerhitzten Kanten weiter wandert, wobei der Stromfluß und der durch die Spitze des Schweißdrahtes hergestellte Kontakt zur Überbrückung des Spaltes direkt an der Schweißstelle für die Dauer der Schweißung aufrechterhalten bleibt.