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Verfahren zum Herstellen einer senkrechten Stoßschweißnaht und
Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Herstellen einer senkrechten Stoßschweißnaht zwischen den* mit geringem
Abstand einander gegenüberliegenden Seitenkanten zväer senkrecht angeordneter Platten
unter Benutzung eines entlang der Stoßfuge progressiv aufwärts bewegten Schweißschuhes,
der die Schweißschmelze bis zu ihrer Verfe-st.igung in der Stoßfuge hält. Die Erfindung
betrifft weiter eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens. Die Herstellung
großer Behälter, Kessel und anderer Gegenstände aus Metallplatten ist bekannt. Diese
Behälter werden zumeist derart hergestellt,-daß Platten durch Schweißen miteinander
verbunden werden. Horizontale Verbindungen werden seit fast 10 Jahren auf
wirtschaftliche Weise mit automatischen Einrichtungen ges:hweißt. Dahingegen werden
vertikale Anschlüsse' noch fast vollständig von Ilaäd geschweißt. Dies ist insbesondere
bei vertikalen'Schweiß-CD verbindungen von Stahlplatten der Fall.
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Wenn auch Vorrichtungen zum automatischen 1-3chweißen senkrechter
Nähte zur Verfügung stehen, so war doch keine der bisher benutzten Vorrichtungen
dieser Art vollkommen zufriedenstellend. Die benutzten
Vorrihtungen
waren teuer und die mit ihnen geschweißten Nähte waren im allgemeinen schlecht hergestellt
und hattenunbefriedigende mechanische Eigenschaften.
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Der Erfindung liegt die Aüfgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Herstellen von Stoßschweißnähten zwischen Platten, z.B. von Behältern, Kesseln
und Tanks so auszubilden, daß sich mit minimalem Arbeitsaufwand hochfeste Schweißnähte
ergeben. Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß die Schweißnaht in mindestens
zwei Schweißdurchgängen hergestellt wird, wozu die Ausbreitung der Schweißschmelze
in der Stoßfuge bis auf den letzten Schweißdurchgang während der Schweißdurchgänge
mittels am Schweißschuh angebrachten, in die Stoßfuge-ragender Nasen begrenzt wird.
Die Erfindung richtet sich auf die Tatsache, daß die Stoßschweißnaht in wind:2stens
zwei Schweißdurchgängen hergestellt wird. Dabc-# die Dicke der ersten Schweißnaht
(des ersten Durchganges) geringer als die Dicke der Bleche oder Platten sein. Um
dies zu erreichen, wird ein Schweißschuh benutzt, der mit einer Nase mehr oder weniger
weit in die Stoßfuge zwischen den Platten ragt. Diese Nase hält das Schweißmetall
in der Fuge, d.h., sie verhindert, daß es aus der Fuge fließt und sie bewirkt zudem,
daß die Dicke des ersten Schweißdurchganges geringer ist als die Gesamtdicke der
Platten. Es kann dann unter Verwendung von Schweißschuhen mit kürzeren Wisen ein
zweiter und weitere Schweißdurchgänge aufgebracht werden, bisdie Naht schliei31ich
die gewünschte Gesamtdicke hat, wobei natürlich beini letzten Durchgang ah Schweißschuh
ohne Nase verwendet wird.
Durch die Herstellung der Naht in mehreren
Schweißdurciie#ni.Lmtii.L wird ein stärkerer, festerer Anschluß erzielt, als durch
die Herstellung des Anschlusses'auf der ganzen Plattendicke in einem Durchgang.
Durch den zweiten und die weiteren Durchgänge wird die Kristallstruktur um die vorherigen
Schweißdurchgänge und die Plattenhauben verfeinert. Dadurch eräelt man eine höhere
Nahtfestigkeit.
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Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens wie auch die Vorrichtung
zum Durchführen dieses Verfahrens bzw. die die Vorrichtung bildende Schweißsehuh-Stange
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung'wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1 zeigt in einer Ansicht vertikale Platten, deren Kanten
stumpf aufeinanderstoßend zueinander angeordnet sind, wobei eine Schweißvorrichtung
auf den oberen Kanten der Platten befestigt ist; Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht
teilweise im Schnitt die Vorrichtung, die zur Anbringung einer ersten SchWeißnaht
in einem senkrechten Anschluß benutzt wird; Fig. ist eine Draufsicht teilweise im
Schnitt und zeigt die der Fig. 2 ähnliche Vorrichtung -zur Anbringung einer zweiten
Schweißnaht in einem vertikalen Anschluß;
Fig. 4 ist 'eine Rückansicht
einer Schweißschuh-Stange; Fig. 5 ist eine perspektivische Vorderansicht
der Schuh-Stange gemäß Fig. 4; Fig. 6 stellt einen Horizontalschnitt entlang
der Linie 6-6 in Fig. 4 dar; Fig. 7 zeigt in einer Ansicht teilweise
im Schnitt eine Tandem-Vorrichtung, mit der hintereinander zwei Schweißnähte eines
vertikalen Anschlusses angebracht werden; Fig. 8 stellt'in einer Teilansicht
teilweise im Schnitt' eine Vorrichtung zur Abgabe von Schweißmittel (flux) an einen
vertikalen Anschluß während des Schweißens dar; Fig. 9 zeigt in einer Draufsicht
teilweise im Schnitt die Kanten stumpfgestoßener Platten, die durch eine erste Schweißnaht
miteinander verbunden sind, zusammen mit einer Schuh-Stange, deren Nase nach innen
ragt, um eine zweite ichweißnaht in einem Anschluß anzubringen, der zur Vollendung
drei Schweißnähte erfordert; Fig. 10 ist ein Horizontalschnitt einer nicht
umwendbaren Schuh-Stange mit gerundeter Nase, die in das Innere der abgeschrägten
Furche ohne Stege zwischen stumpf aufeinanderst£DIIP-nric--n-verti-kal.!--#n Hat-'Clen
ragt;
Fig. 11 ist ein Querschnitt durch einen vertikalen Anschluß,
der die durch die Hitze beeinflußten Zonen der ersten Schweißnaht zeigt; Fig. 12
ist ein Horizontalquerschnitt durch einen in zwei Schweißdurchgängen fertiggestellten,
vertikalen Anschluß, in dem die verfeinerte Kristallstruktur im Bereich zwischen
den Schweißdurchgängen gezeigt ist; Fig. 13 zeigt im Horizontalquerschnitt schematisch
eine Anordnung zur Anbringung der ersten von mehreren Schweißnähten bei.einem vertikalen
Anschluß; Fig. 14 ist ein Horizontalquerschnitt der Vorrichtung zur Anbringung der
zweiten Schweißnaht bei dem in Fig. 13 gezeigten vertikalen Anschluß; Fig.
15 ist-ein Horizontalquerschnitt, in dem schematisch die Vorrichtung zur
Anbringung der ersten Schweißnaht an einem vertikalen Anschluß zwischen rechteckig,
stumpfgestoßenen Kanten vertikaler Platten gezeigt ist; und Fig. 16 ist ein
Horizontalquerschnitt, in dem schematisch die Vorrichtung zur Anbringung der zweiten
Schweißnaht bei dem in Fig. 15 dargestellten Anschluß geze,igt ist.
In
der folgenden Betrachtung sind identische Teile, die in mehr als einer Ansicht erscheinen,
gleichbeziffert, wenn sie nicht anders bezeichnet sind.
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Eine zur Durchführung der vorliegenden Erfindung brauchbare Anlage
ist in vereinfachter Form in Fig. 1 dargestellt, wo vertikale Platten
10 und 11 an einem vertikalen Anschluß 8 zusammengeschweißt
werden sollen. Die Platten 10 und.12 sind bereits durch eine vertikale Schweißverbindung
13 verbunden und die Platten 11
und 14 sind durch eine Schweißung
15 verbunden worden. Ein Halteschlitten 16 reitet auf den Oberkanten
der vertikalen Platten. Vom Schlitten ragen zwei Schraubenspindeln 17 nach
unten, die eine Schweißeinheit 9 derart haltern, daß durch Drehung der Schraubenspindeln
die Schweißeinheit auf- und abbewegt wird. Weitere Einzelheiten dieser Anlage können
dem USA-Patent 2 794 901 entnommen werden.
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In Fig. 2 sind die Platten 10 und 11 in horizontalem
Querschnitt dargestellt, wobei die stumpfgestoßenen Kanten derart angeordnet sind,
daß sie durch Schweißung verbunden werden können. Wenn die Platten in der Darstellung
auch gekrümmt sind, so sind die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung
doch in gleicher Weise für vertikale Verbindungen flacher Platten anwendbar.
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Einen Teil der Schweißeinheit 9 bildet der Block
18, auf dem das Gestell 19 in starrer, fester Stellung montiert ist.
Jedes der das Gestell 19 bildenden Elemente ist in der Darstellung T-förmig
und weist Mittel zur sicheren Befestigung eines Doppelschuhes und eines Schuhhalterteiles
20 auf. Kopfschrauben 21 oder andere geeignete Mittel werden benutzt, um das Schuhelement
20
im Gestell 19-beweglich zu befestigen. Im Schuhelement 20 ist
eine Schuh-Stange 22 mit einer vorspringenden Nase 23 angeordnet, die in
der inneren Oberiläche 24 endigt. Die obere Kante der Nase 23 ist nach unten
abgeschrägt und bildet die Fläche 25,
die deutlicher in Fig. 5 zu erkennen#ist.
In Fig. 2 ist das Schuhelement 20 mit einem rinnenförmigen Bereich 26 versehen,
der in den Laufflächen 27 endigt. Der rinnenförmige Bereich 26 wird
zur Anbringung der abächließenden Schweißnaht benutzt, die, wie sich bei der Betrachtung
von Fig. 3 deutlicher eingeben wird, bei dem vertikalen Anschluß in die Plattenoberflächen
übergät. In Fig. 2 trägt das Rohr 28 eine Kühlflüssigkeit oder -Gas in die
Schuh-Stange 22, um diese während des Schweißvorganges tu kühlen. Das Kühlmittel
wird durch das Rohr 29 abgeführt. In ähnlicher Weise wird in das Schuhelement 20
ein Kühlmittel durch das Rohr 30 eingeführt. Das Kühlmittel wird aus dem
Schuhelement durch das Rohr 31 abgeleitet. Außerdem sind Laufflächen
32 angeordnet, um die Reibung auf den Plattenoberflächen zu vermindern, wenn
die-Schuh-Stange 22 während des ersten Schweißdurchganges in die Anschlußstelle
hineinragt. Auf der Rückseite der vertikalen Anschlußstelle ist ein Haltestab 33
sicher befestigt. Er hat einen eingeschnittenen oder rinnenförmigen Bereich in den
das geschmolzene Schweißmaterial während des 13)chweißvorganges geringfügig über
die Oberfläch3 der Platten hinaus dntritt. Beim Erstarren des gescht-nolzenen
Schweißmaterial
tritt eine Schrumpfung ein und die Schweiß-# fläche zieht sich zusammen, jedoch
im allgemeinen nicht genug, um die Schweißoberfläche genau in eine Ebene mit der
Plattenoberfläche zu bringen. Es ragt nur än geringer Überschuß festgewordenen Schweißmetalls
über die Plattenoberflächen hinaus. Auch der Haltestab 33 wird durch geeignete,
nicht dargestellte Mittel gekühlt, beispielsweise durch Zirkulation eines Kühlmittels
wie etwa Wasser durch sein Inneres, das hohl ist.
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Die Schuh-Stange 22, das Schuhelement 20 und der #ätestab
33 werden zweckmäßig aus einem Material hergestellt, das Wärme gut leitet,
beispielsweise aus Kupfer oder einem ähnlichen Material. Diese Teile können jedoch
auch aus einem Material.gefertigt sein, das den Temperaturen und dem geschmolzenen
Metall bei der Schweißung widersteht, beispielsweise aus geeignetem keramischen
odei# feuerfesten Material.
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Die Stoßkanten der vertikalen Platten 10 und 11 sind,
wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, im geringen Abstand voneinander angeoränet, wobei
beide Stoßkanten 35 abgeschrägt sind. Die Kanten können jedoch fest aneinanderstoßen
und in Berührung miteinander sein. Die abgeschrägten Kanten erstrecken sich über
fast die ganze Dicke der Platten und endigen, wie zu sehen ist, in Stegen
36.
Die Abschrägung kann jedoch Über die ganze Dicke der Platten verlaufen,
da die Stege nicht wesentlich sind. Die Nase 23 der Schuh-Stange 22 hat abgeschrägte
Seiten, die den abgeschrägten Kanten der Platten entsprechen und es der Nase
23 möglich machen, in die Furche zwischen den Platten hineinzuragen.
Wenn
es auch für die Durchführung der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich ist, so
ist es im allgemeinen doch.äußerst zweckmäßig, Platten mit-abgeschrägten, vertikalen
Kanten wie bei 35 in Fig. 2 zu benutzen.. so daß, wenn die Vorrichtung zum
automatischen Schweißen der vertikalen Anschlüsse ausfällt oder nicht zdr Verfügung
steht, der Anschluß durch normales Handschweißen fertiggestellt werden kann. Durch
das Abschrägen der Platten vermeidet man daher, daß man zur Herstellung der Verbindung
vollkommen -von der automatischen Vorrichtung abhängig ist. Wenn die Kessel oder
Behälter auf der Baustelle zusammengeschweißt werden, ist dies ein bedeutender Vorteil,
weil dadurch ein zweites Schweißmittel zur Verfügung steht, durch das der Verlust
von vielen Arbeitsstunden vermieden und die zu erstellende Konstruktion zusammengebaut
werden kann, wenn die automatische Einrichtung ausfällt oder nicht zur Verfügung
steht. Außerdem wird dadurch die Standardisierung der Kantenvorbereitung in Werkstätten
zum Zusammenbau auf der Baustelle möglich. Weitei?hin in Fig. 2 wird geschmolzenes
Metall tür die Schweißnaht in den Raum 37 eingebracht, der von den Stoßkanten
der Platten 10 und 11, der Oberfläche 24 der Schuh-Stange und dem
Haltestab 33 begrenzt ist. Irgendwelche geeigneten Schweißköpfe und Geräte können
benutzt werden, um das gjDschmolzene Metall in der Anschlußstelle abzulagern. Zweckmäßig
werden jedoch elektrische Bogenschweißvorrichtungen benutzt. Elektrische Bogenschweißung
kann in Verbindung mit -geeignetem, trägem Mateiial benutzt werden, um das geschmolzene
Metall gegen d±e Atmosphäre zu schützen. Ein träges Gas wie etwa Stickstoff, Kohlendioxy(f
oder Helium oder eine Schicht aus Schweißpaste (flux) oder eine Verbindung zum
aus
trägem Gas und Schweißpaste können auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls
aufrechterhalten werden.
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Der Schweißdurchgang beginnt am unteren Ende des vertikalen Anschlusses
und bewegt sich progressiv nach oben und zwar zweckmäßig mit gleichmäßiger Geschwindigkeit,
bis der Schweißdurchgang über die ganze Länge des Anschlusses fertiggestellt ist.
Die Bewegungsgeschwindigkeit wird durch die-Plattendicke und die Anzahl der Durchgänge
bestimmt, die zui% Herstellung der vollkommenen Naht benutzt werden. Natürlich muß
die Leistungsfähigkeit des Schweißkopfes und der benutzten Elektrode auf die Bewegungsgeschwincigkeit
abgestimmt werden, um eine zufriedenstellende und annehmbare Schweißnaht ohne Fehlstellen
oder Durchbrennbereiche herzustellen. Die Bewegungsgeschwindigkeit liegt normalerweise
zwisachen 5 und 35 cm pro Minute beim ersten Durchgang und zwischen
13 und 20 cm pro Minute beim zweiten Durchgang. Unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit
wird das geschmolzene Metall hinter und in Berührung mit der Schuh-Stangenoberfläche
24 gehalten, bis das Schweißmetall erstarrt.
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In Fig. 3 ist die fertiggestellte erste Schweißnaht dargestellt,
die in Zusammenhang mit Fig. 2 erörtert und in der Verbindungsstelle zwischenR den
Platten 10 und 11 angeordnet wurde. Die Schweißnaht 38 wird
im wesentlichen in dem Raum angebracht, der in Fig. 2 mit 37 bezeichnet ist,
obwohl natürlich beim Schweißdurchgang eine Schweißung durch Schmelzen einer best#immten
Menge der Kanten jeder Platte und des beim Schweißen benutzten Elektrodenmetalls
gebildet wird. Es findet daher eine Fusion von Metall aus diesen beiden Quellen
zur Bildung der Schweißnaht statt.-
Zur Anbringung einer zweiten
Schweißnaht am Anschluß wird, wie in Fig. 3 dargestellt, das Schuhelement
20 im Gestell 19 umgedreht., so daß die Oberfläche 26 vor *den vertikalen
Anschluß zu liegen kommt. Der abfallende Teil 39 Überspannt die zu schweißende
Anschlußstelle in einem scharfen Wikel, um das geschmolzene Metall der Schweißung
leichter zu beobachten zu können und auch, um das Einbringen von Elektroden-Schweißmittel
oder einer Schutzatmosphäre in den Bereich 4 zu erleichtern, in dem das Schmelzbad
zur Erzeugung der zweiten Schweißnaht gebildet und gehalten wird. Der abgeschrägte-oder
abfallende Bereich _39 ähnelt dem abfallenden Bereich 25. Der konkave
oder geringfügig vertiefte Bereich 26 läßt das geschmolzene Metall geringfügig
über die Oberfläche der Metallplatten hinausragen, so daß nach der nachfolgenden
Schrumpfung des geschmolzenen Metalles eine Schweißnaht erhalten wird, deren äußere
Oberfläche etwa in einer Ebene mit der Oberfläche der Platten liegt oder geringfügig
über diese hinausragt.
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Die vertikale Länge der Schuh-Stange 22 und des Schuhelementes-20
braucht im allgemeinen nicht größer als etwa 10 bis 15 cm zu sein,
wiewohl sie nach Wunsch länger sein können. Der Haltestab 33 in Fig. 2 kann irgendeine
erwünschte Länge haben. Er kann sich über die ganze Länge-des Schweißanschlusses
erstrecken und kann mit Haltern vorübergehend in Stellung gebracht werden. Er kann
aber auch beweglth angeordnet sein, um mit der Schweißgeschwindigkeit vorwärts zu
wandern.
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In Fig. 4 bis 6 ist eine andere Ausführungsform einer Schweißschuh-Stange
dargestellt, der eine vorspringende Nase zum Einlassen zwisQhexi.#di.e vertikalen
Kanten äüfrechtstehender,_anein-,
anderstoßender Platten aufweist.
In jeder dieser Figuren bezieht sich das gleiche Bezugszeichen auf identische Teile.
Die Schuh-Stange 40 ist ein im wesentlichen rechteckiger Block mit der vorspringenden
Nase 71, die sich über die Länge des Blockes erstreckt. Die Oberseite
25 der vorspringenden Nase ist nach unten abgeschrägt. Die vertikalen Seiten
74 der vorspringenden Nase 41 sind nach innen geneigt, so laß das Vorderende
75 der Nase schmaler ist, als der Fuß der 'Nase an Jer Stelle, wo diese einstückig
in den Block 40 Übergeht. die Nase 41 als einstückiger Teil des Blockes dargeste12t;
ist, kann sie doch als gesondertes Stück ausgebildet und lösbar am Block 40 befestigt
sein. Auf diese Weise können Nasen unterschiedlicher Form entsprechend der Gestalt
der zu schweißenden Anschlußstelle und der Dicke der zu verbindenden Platten auswechselbar
benutzt werden. Zum Kühlen des Schuhblockes während des Schweißens ist ein Einlaß
42-zur Zirkulation eines Kühlmittels wie etwa Wasser durch den Kanal 43 und in den
Kanal 44 und von dort durch die Auslaßleitung 45 vorgesehen. Die Zirlulationsbohrungen
oder Kanäle 43 und 44 können durch Bohren langgestreckter Ausnehmungen in den Block
hergestellt werden. Sie können durch Bohren der Ausnehmung 46 von der Seite des
Blockes her zu einem fortlaufenden Kreislauf verbunden werden. Verschlußschrauben
47 können zum Abdichten der Enden der Ausnehmungen benutzt werden. Die der Nase
gegenüberliegende Seite der Schweißschuh-Stange 40 ist mit einer flachenj vertikalen
Rinne 48 versehen, die am Block entlang verläuft. Diese Rinne 48 ist ausreichend
breit, um den Abstand zwischen den Platten an der Verbindungsstelle zu überbrücken.
Diese Seite der 3chweißschuh-Stange 40 wird zur Anbringung
der
abschließenden Schweißnaht auf einer besonderen Seite der Anschlußstelle benutzt.
Der flache Kanal 48 effüllt die gleiche Funktion, wie der vertiefte Teil
26 des Schweißschuhes in Fig. 2 und 3. Der obere Teil des Schweißschuhes
40 hat einen geneigten Teil 49 von etwa der Breite der flachen Rinne 48. Dieser
geneigte Teil erfüllt die gleiche Funktion, wie der geneigte Teil 25 am Kopf
der vorspringenden Nase 41 in der Schuh-Stange 40. Fig. 7 zeigt eine schematische
Ansicht einer Tandem-Anordnung zur Herstellung einer vertikalen Schweißverbindung
in zwei Durchgängen von der gleichen Seite der Platten her. Die Platte
50 hat ein abgeschrägtes Teil 51 und einen inneren Steg
52. Die vertikale Kante der anderen,nicht dargestellten Platte ist ähnlich.
Die Platte 50 ist auf der Grundplatte 5,3 montiert.
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Schraubenspindeln 54 sind vorgesehen, um die Schweißanordnung
55 auf- und abzubewegen, obwohl beim Schweißvorgang selbst die Schweißverbindung
von unten nach oben hergestellt-wird. Auf der Schweißanordnung 55 ist ein
Schweißschuh 56-befestigt, der eine vorspringende, vertikale Nase 57 hat,
welche in die durch die abgeschrägten Kanten der gestoßenen Platten gebildete Furche
hineinpaßt. Die Schweißelektrode 58 erstreckt sich in die Furche und lagert
die Schwelhaht 59 ab. In ähnlicher Weise ist ein Schv#Ißschuh 88 auf
der Schweißanordnung 55 montiert, um in Zusammenhang init dem zweiten Schweißdurchgang
benutzt zu werden, der von der Schweißelektrode 89 aufgebracht wird. Der
zweite Schweißdurchgang vollendet die Schweißverbindung.
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In Fig. 8 ist eine schematische Anordnung zum Aufbringen von
3chweißinittgln (flux) auf die Oberseite des geschmolzenen zur
Herstellung
der Schweißnaht benutzten Metalls dargestellt. Die Platte 60 ist mit einer
abgeschrägten Kante 61 versehen, die sich in der Darstellung über einen Teil
der Dicke der Platte erstreckt und in einem Anschlag 62 endet; die abgeschrägte
Kante kann sich jedoch auch über die ganze Dicke der Platte erstrecken. Die Schraubspindel
6,3 bewegt den-Schweißkopf 64 entsprechend den Erfordernissen beim Schweißen auf
und ab. Der Schweißschuh 65 hat eine Nase 68, die teilweise in die
Furche der Verbindung zwischen den stumpf gestoßenen Platten hineinragt. Die Elektrode
63 kann in einem keramischen Halter 69 montiert sein, um sie gegen
Lichtbogenbildung mit anderen Ausrüstungsteilen oder den Kanten der Platten zu schützeni
Ein Trichter 65 ist zur Aufnahme geeigneten Schweißmittels 66 (flux)
vorgesehen, wobei dieser Trichter das Schweißmittel durch die Tülle 67 auf
die Oberseite des geschmolzenen Schweißmaterials abgibt. Nicht dargestellte Mittel
sind vorgesehen, um den Strom des Schweißmittels zu regulieren, so daß eine Schicht
von Schweißmittel auf der Oberseite des Schweißmetall-Schmelzbades während des Schweißvorganges
gehalten wird. In Fig. 9 haben die Platten 10 und 11 beachtliche
Dicke, beispielsweise 3,5 cm, und zur Fertigstellung der senkrechten Schweißnaht
können drei gesonderte Schweißdurchgänge angewendet werden. Diese Fig. zeigt in
einer Draufsicht teilweise im Schnitt einen Anschluß, bei dem der erste Schweißdurchgang
bereits hergestellt ist, wobei eine Schweißschuh-Stange mit einer Nase
70
teilweise in die zwischen den abgeschrägten Kanten der Platte gebildete
Furche hineinragt. Die Nase des beim ersten Schweißdurchganges benutzten Schuhes
ragte soweit in den vertikalen Anschluß hinein, daß die Schweißnaht an der Oberfläche
71 des ersten Schweißdurchganges gehalten wurde. Nach dem Einbringen des'zweiten
Schweißdurchganges
in den Bereich 72 wird der Anschluß mit einem dritten Schweißdurchgang vollendet,
bei dem ein Schweißschuh benutzt wird, wie er in Fig. 3 zur Anbringung der
abschließenden Schweißnaht dargestellt ist.
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In Fig. 10 ist eine nicht umwendbare Schweißschuh-Stange dargestellt,
die eine etwas andere Nase 80 zum Einführen in die Furche zwischen den vertikalen
Kanten gestoßener Platten hat. Die Nase 80 ist im horizontalen Querschnitt
dargestellt und hat hier im wesentlichen parabolische Gestalt. Durch d,#se Gestaltung
scann die Nase in oder aus dem vertikalen Anschluß gleiten, wenn bei diesem Unterschiede
in der breite der Furche auftreten, was zuweilen wegen der Schwierigkeit der Fall
ist, den genauen Abstand zwischen den vertikal aufeinanderstoßenden Kanten der Platten
beizubehalten. Eine derartige Nasenkonstruktion vermeidet manchmal ungute Bindung
(binding) im Schweißanschluß. Diese Figur zeigt auch über die ganze Dicke der Platten
abgeschrägte Kanten ohne Stege, wobei die Kanten zur Anbringung eines ersten Schweißdurchganges
fest aneinander stoßen. Fehlt auf der Rückseite des Anschlusses eine die Schweißung
haltende Schuh-Stange, so ist es zweckmäßig, Einen Flux- oder Gasschirm im Bereich
der Oberflächen 120 beim Anschluß zu benutzen, um die Schweißung zu schützen.
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Die Figuren 13 und 14 gehören zusammen und zeigen in einem
horizontalen Querschnitt Platten 90 und 91, deren stiimprgestoßene
Kanten zweiseitig abgeschrägt sind. So hat die Platte 90 die abgeschrägten
Kantenteile 92 und 93, während die Platte 91 die abgeschrägten Kantenteile
94 und 95-hat. Die Kanten der Platten 90
und 91 sind derart abgesehrägt,
daß die einander gegenüberliegenden Teile identische Gestalt haben.' Eine Schweißschuh-Stange
96
mit einer Nase 97 ist auf einer Seite des vertikalen
Anschlusses vorgesehen. Diese 8chuh-Stange kann lösbar in einer feststehenden Anordnung
befestigt sein, oder sie kann derart ausgeführt sein, daß sie mit der Aufbringung
des Schweißdurchganges 98
aufwärts wandert. Sie hat die Aufgabe, das geschmolzene
Schweißmaterial an Ort und Stelle zu halten, so daß eine Schweißnaht gleichmäßiger
Dicke erzielt wird. Auf der anderen Seite der Platten wird ein Schweißschuh
99 benutzt, um das geschmolzene Schweißmetall beim Schweißen des Anschlusses
auf dieser Seite an Ort und Stelle zu halten. Der Schweißschuh 99-ist auf einer
Schweißanlage angeordnet, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, und er ist derart
eingerichtet, daß er mit der Aufbringung des Schweißmetalls aufwärts wandert. In
der Darstellung ist der Schweißschuh 99 derart gestaltet, daß er sich zur
Anbringung einer einzelnen Schweißnaht von der Seite der Platte her eignet, auf
der er benutzt wird. Wenn die Platten jedoch sehr dick sind, kann an seiner Stelle
ein beweglicher Schweißschuh mit einer Nase benutzt werden, um eine erste Schweißnaht
in dem Anschluß anzubringen, und dann kann eine zweite Schweißnaht unter Benutzung
des Abschluß-'jchweißschuhes 99 aufgebracht werden. In jedem Falle kann nach
Fertigstellung des Anschlusses auf einer Seite der Anschluß von der anderen 3#---ite
unter Benutzung von.anderen Schuhen, wie etwa dem Abschluß-Schuh 101 anstelle
des Schuhes 96 weiter geschweißt werden. So wurde in Fig. 14 die Schweißnaht
98 aufggbracht und ein Abschluß-Schweißschuh 101 angeordnet, um die
Schweißung im Raum 100 anzubringen. Auf diese Weise kann der Anschluß mit
zwei Schweißdurchgängen fertiggestellt werden.
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In den Figuren 15 und 16 ist schematisch in horizontalen
3chnitben dargestellt, wie ein vertikaler Anschluß mit einer Reihe von
Schweißdurchgängengeschweißt
werden kann, bei dem die vertikalen Kanten der Platten vollkantig sind. Ein die
Schweißung'haltender Schuh 110 kann fe,5t auf der einen Seite des Anschlusses
montiert sein. Dieser Schuh ist mit einem flachen, rinnenförmigen Teil
111 versehen, das die Breite des Anschlusses überspannt. Durch das, flache,
rinnenförmige Teil kann das geschmolzene Schweißmetall geringfügig Über die Oberfläche
der Platten hinaustreten, um einen Metallvorrat zur Aufnahme der nachfolgenden Schrumpfung
zu schaffen und um eine Anschlußoberfläche zu erzielen, die nicht unter die Plattenoberfläche
sinkt. Eine Schweißschuh-Stange 112 mit einer Nase 113 ist auf einer Schweißanlage
derart montiert, daß sie sich beim Aufbringen d es ersten Durchganges der
Schweißnaht 114 aufwärts bewegt. Diese Schweißnaht 114 kann etwa die Hälfte der
Dicke der Platen oder weniger einnehmen, je nachdem wieviel Schweißdurchgänge
zur Fertigstellung des Ansphlusses benutzt werden. In der Darstellung in Fig.
16 sind die Platten 108
und 109 mit dem ersten Schweißdurchgang
114 versehen, um anschließend einen zweiten Schweißdurchgang im Raum 115
anzubringen. Ein Schweißschuh 110 kann zum Aufbringen des zweiten und abschließenden
Schweißdurchganges benutzt werden.
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Die automatische Herstellung vert ikaler Anschlüsse mit mehreren Schweißdurchgängen,
wie sie hier beschrieben wurde, ergibt bessere Anschlüsse, weil jeder nach dem ersten
Schweißdurchgang aufgebrachte Schweißdurchgang zu einer Gefüge- oder Kornverfeinerung
in einem Teil des zuvor aufgebrachten Schweißdurchganges und dem erhitzten Teil
der Platte führt. Dadurch ergibt sich ein festerer Anschluß und außerdem führt dies
zu einer diagonal verlaufenden, grobkörnigen, durch Erhitzung beeinträchtigten Zone
anstelle einer senkrecht durch die Dicke der Platte verlaufenden Zone dieser
Art.
Senkrecht verlaufende Zonen, wie sie sich durch die bekannten Verfahren zur Herstellung
vertikaler Schweißnähte ergaben, haben eine kürzere Grobkorn-Bruchweglänge über
die Dicke der Platte, als AnschlÜsse.mit diagonal verlaufenden, durch Hitze beeinträchtigten
Zonen. In diesem Zusammenhang-,zeigt .Fig. 11 die Platten 10 und
11, an denen wie in Fig. 2 ein erster Schweißdurchgang angebracht worden
ist. Der Hauptteil des Schweißmetalls 120 kommt von den beim Schweißen benutzten
Elektroden, er ist jedoch mit der Platte verdünnt. Der SchwLeißdurchgang ist mit
ziemlich grober Kornstruktur'aufgebracht. Die Teile 121 sind feinkörnige, rekristallisierte
Plattenteile, die nicht geschmolzen wurden. Es sind jedoch grobkörnige, rekristallisierte
Plattenbereiche 122 vorhanden, die geringere Festigkeit haben als die anderen Teile
des Anschlusses. Die Vermeidung derartiger grobkörniger Bereiche ist äußerst wünschenswert,
da sie die Schlagfestigkeit der Schweißung herabsetzen. In Fig. 12 ist eine fertiggestellte
Schweißverbindung dargestellt, die durch Aufbringung eines zweiten Schweißdurchganges
auf dem in Fig. 11 dargestellten Schweißdurchgang ausgebildet wurde. Beim
Aufbringen des zweiten Schweißdurchganges 124, der ziemlich grobkörnig ist, wird
der Kornbereich des mit der Platte verdünnten Schweißmetalls des ersten Durchganges
120, der nicht durch Hitze beeinträchtigt ist, auf einen kleinen Bereich verkleinert.
Die beim Aufbringen des zweiten Schweißdurchganges auftretende Hitze verursacht
jedoch eine Kornverfeinerung und erzeugt einen Bereich 123, der aus Schweißmaterial
und durch Hitze beeinträchtigtem Plattenmaterial besteht, das durch die Hitze von
zweiten Durchgang zu einem feinen Korn rekristallisiert wurde. Die Bereiche 121
bestehen aus feinkörnigem, rekristallisiertem Plattenmaterial.
Diese
durch Hitze beeinträchtigiBn Bereiche erstrekken sich Über den größten Teil der
Dicke der Platten, nachdem die Schweißdurchgänge aufgebracht worden sind. Die Bereiche
125
sind von etwas grobkörniger Struktur im ungeschmolzenen Plattenmetall
und sind in der Nähe des zweiten Schweißdurchganges ausgebildet. Dieser grobkörnige
Bereich ist jedoch von weit geringerer Bedeutung und Größe, als die in einer nach
den bekannten Verfahren, bei denen eine einzelne Schweißnaht zur Verbindung der
ganzen Plattenkanten benutzt wird, hergestB11ten Schweißnähte vorhandenen Bereiche.
Bei diesen bekannten Verfahren erstreckt sich die grobe Struktur senkrecht durch
die ganze Dicke der Platten. Durch Benutzung des hier dargestellten und beschriebenen
Systems mit mehreren Schweißdurchgängen wird eine sehr feine Konstruktur erreicht,
die sich diagonal durch-mindestens einen großen Teil der Dicke der Platten erstreckt.
Dadurch wird eine wesentlich bessere Qualität bei den Anschlüssen erreicht, als
sie jemals zuvor beim Herstellen vertikaler Schweißverbindungen mit den bekannten
automatischen Verfahren erreicht wurde.