DE1665459C2

DE1665459C2 - Einrichtung zum Zweiseitenschweissen schwer wendbarer Werkstuecke

Info

Publication number: DE1665459C2
Application number: DE19671665459
Authority: DE
Inventors: Hansfriedrich Lehmler; Guenter Dipl-Ing Wilkens
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1967-11-22
Filing date: 1967-11-22
Publication date: 1971-11-25
Also published as: DE1665459B1; GB1234198A; JPS5340653A; NL142882B; FR1592412A; NL6816416A

Description

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Insbesondere im Schiffbau werden Bleche mit einer zwischen den Platten festhalten. Eine Schwei-Dicke von 10 bis 50 mm zu sogenannten Paneelen ßung kam nicht zustande, da Schweiß- und Abzusammengeschweißt. Als Kantenvorbereitung wird deckpulver durch die Blaswirkung des Lichtdabei eine X-Naht verwendet. Es entstehen dabei bogens fortgeblasen wurden.
Werkstücke, bei denen eine zusammengeschweißte 5 5. Zwei Platten (11,5 mm) werden mit einer Naht-Fläche von 500 m² keine Seltenheit ist. Die Schwei- ' form 40° ohne Steg versehen und parallel zußungen werden bis heute von zwei Seiten durchge- einander unter Einhaltung eines Luftspaltes anführt, wobei das Paneel mittels Hebezeugen gewendet geordnet. Zur Badabsicherung wird entlang der werden muß. Der Wendevorgang ist bei dem Gewicht Schweißnaht eine Kupferschiene befestigt. Hierder Paneele von mehreren Tonnen nicht einfach und io zu wird eine Magnethaltevorrichtung verwendet. immer mit der Gefahr des Abrutschens des Paneels Die Nut in der Kupferschiene wird mit Schweißvom Hebezeug verbunden. Deshalb ist es z. B. eine pulver gefüllt, und die Schweißung erfolgt mit Sicherheitsvorschrift, daß beim Wenden derartiger Blankdraht nach dem CO₂-Lichtbogenverfah-Paneele die Halle von dem gesamten Personal zu ren. Die Schweißung war nur auf einem Teil räumen ist. 15 ihrer Länge zufriedenstellend.

Man ist daher seit langem bemüht, das Wenden Es sind ferner in der Literatur (Zeitschrift »Eisen durch eine Einseitenschweißung zu vermeiden, und und Stahl« vom 30.1.1947, S. 44; Buch »Automahat hierzu bereits eine Vielzahl von Verfahren ent- tische Lichtbogenschweißung«, S. 202, 203) allgewickelt, von denen nur folgende als Beispiel ange- meine Hinweise gegeben, zuerst die Wurzelgegennaht führt seien: 20 zu ziehen und anschließend die restliche Schweißfuge

1. Die zusammenzuschweißenden Platten (20 mm) mittels des Unterpulverschweißens zu schließen, werden parallel brenngeschnitten und mittels Diese Schweißungen werden aber als unwirtschaft-Distanzblechen mit 10 mm Luftspalt geheftet. lieh und technisch nachteilig herausgestellt.

Ein mit Unterschlacke-Schweißpulver gefüllter, Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein

sich über die gesamte Nahtlänge erstreckender 25 Zweiseitenschweißverfahren zu schaffen, das eine

Winkel wird von unten gegen die Platten ge- technisch einwandfreie Schweißung ermöglicht, den

drückt. In das Pulverbett wird eine etwa 1,0 bis Schweißer bei der Durchführung nicht gefährdet und

2,5 mm tiefe Nut eingedrückt, dann der Luft- außerdem wirtschaftlich ist.

spalt mit Schweißpulver aufgefüllt und die Plat- Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß

ten nach dem Unterpulver-Schweißverfahren 30 eine Einrichtung vorgeschlagen, die eine unterhalb

verbunden. Das sich ergebende Nahtgefüge ist der Werkstücke, die auf Unterstützungseinrichtung

recht gut. Schwierigkeiten stellen sich aber bei gehalten werden, in einer Grube entlang der Schweiß-

der Bildung der Nahtunterfläche ein, insbeson- fuge verlaufende MIG_r oder Pulsed-Arc-Schweißein-

dere ist die Nahtüberhöhung an der Unterseite richtung aufweist und die Schweißeinrichtung zum

oft unbefriedigend, zum Teil ist die Unterseite 35 maschinellen Schweißen der Wurzellage in Über-

nicht durchgeschweißt. kopfposition ausgebildet ist.

2. Die Platten (16,5 mm) werden ohne Luftspalt Dadurch ist es möglich, die bewährte Zweiseitengeheftet, wobei als Kantenvorbereitung eine schweißung weiter zu benutzen, ohne daß das Werk-V-Naht 40° mit 2 mm Steg verwendet wird. stück nach dem ersten Schweißvorgang gewendet zu Entlang der gesamten Schweißnaht wird eine 40 werden braucht. Die besonderen, den Schweißvormit einer Nut versehene Kupferschiene ange- gang wesentlich verlängernden und auch verteuernordnet, die sich über mehrere Eisenschienen den Maßnahmen bei der Einseitenschweißung kön- und Hakenkeile gegen die Haltebügel abstützt. nen entfallen. Es ist lediglich der einmalige Bau Die Fuge wird mit Schweißpulver ausgefüllt einer Grube, zweckmäßigerweise mit Laufgang für und die Platten nach dem Unterpulver-Schweiß- 45 den Bedienungsmann, erforderlich, in der das verfahren verbunden. Das sich ergebende Schweißgerät für die Wurzelnaht-Schweißung ver-Makro-Schliffbild und die Obernahtflächen sind schiebbar angeordnet ist.

gut. Dagegen sind die Unternahtflächen rauh Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dar-

und narbig, und Kaltschweißungen lassen sich gestellt. Es zeigt

teilweise nicht vermeiden. Auch mit wasserge- 50 F i g. 1 eine Seitenansicht der Schweißeinrichtung, kühlter Kupferschiene konnten die zeitweiligen F i g. 2 ein Beispiel einer Kantenvorbereitung, die

Kaltschweißungen und die durch Schlackenein- für die Durchführung der Erfindung zweckmäßig ist. Schlüsse entstehenden Narbigkeiten nicht be- Auf dem Boden einer Halle oder an einer sonsti-

seitigt werden. Weiterhin ist es bei längeren gen geeigneten Stelle sind Verschiebe-Rollgänge 1, Bauteilen sehr schwierig, die Nut der Kupfer- 55 2, 3 angeordnet. Auf diesen liegen Blechtafeln 4, schiene genau in der Mitte der Naht zu halten, 5, 6, die zusammengeschweißt werden sollen bzw. da wegen Fehlens eines Luftspaltes eine Kon- dies bereits sind. Im Boden ist eine Grube 7 vorgetrolle nicht möglich ist. sehen, die sich über die gesamte Breite der Rollgänge

3. Eine Durchführung des unter 2. geschilderten 1, 2 erstreckt. In der Grube 7 sind an einem Podest 8 Schweißverfahrens mit einer Kantenvorberei- 60 Schienen 9, 9' angebracht, die sich ebenfalls über die tung V = 30° ohne Steg und einem Luftspalt ganze Grubenlänge (gleich Rollgangsbreite) erstrekvon 5 mm ergab unterseitig keine Durchschwei- ken. Auf diesen Schienen 9, 9' ist eine mit vier Räßungen, weder im Unterpulver-Schweißverfah- dem 10, 10' — von denen nur zwei dargestellt ren noch beim CCX-Lichtbogenschweißen. sind — versehene Schweißeinrichtung 11 verfahrbar.

4. Zwei Platten (16 mm) werden parallel brennge- 65 Diese besteht aus der Stromquelle 12, dem Brennerschnitten und mit einem 8-mm-Luftspalt gehef- kopf 13, dem Brenner 14, der Drahtspule 15 und ist tet. Die Haltebügel sind mit Elektromagneten in vorliegendem Fall eine MIG-Schweißeinrichtung. versehen, die das Schweißpulver in dem Spalt Auch eine Pulsed-Arc-Schweißeinrichtung, wie sie

beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift 1 149 472 beschrieben ist, kann mit besonderem Vorteil angewendet werden. Die Energiezufuhr — Strom, Schutzgas, Kühlwasser — kann über Leitungen 16 erfolgen, die an der Grubenwand verlegt oder im Podest angeordnet sind. Oberhalb der Schweißeinrichtung ist eine Abdeckplatte 17 befestigt. Auch die Schienen 9, 9' sind in nicht dargestellter Weise so abgedeckt, daß keine Verschmutzung eintreten kann. . '

Im Boden und an einem Portal 18 sind ferner Spanneinrichtungen für die zusammenzuschweißenden Bleche vorgesehen. Diese bestehen aus den Hydraulik-Einrichtungen 19, 20 und 21, 22. Jeder Hydraulik-Einrichtung ist ein verschiebbarer Stempel 23, 24,. 25, 26 zugeordnet, an dessen vorderem Ende die Spannbacken befestigt sind. Entsprechend der Breite des Rollgangs sind mehrere Spanneinrichtungen hintereinander angeordnet.

Anstatt durch die hydraulischen Spanneinrichtungen können die Bleche auch auf andere Weise gegeneinander fixiert werden. So können z. B. auch die beim Stand der Technik gebrauchten Haltebügel oder magnetische Spannklemmen benutzt werden.

Die Schweißung geschieht in folgender Weise:

Das BlechS wird auf dem Rollgang 2 so ausgerichtet, daß die eine Stirnseite mit der Brennermitte übereinstimmt und sich parallel zu den Laufschienen 9 erstreckt. Um das Ausrichten zu erleichtern, können an den Schmalseiten der Grube 7 wegklappbare Anschläge vorgesehen werden. Nach dem Ausrichten wird das Blech 5 mittels der Stempel 23, 25 festgespannt. Nun · wird das Blech 6 auf dem Rollgang 1 bis zum Anschlag gegen das Blech 5 geschoben und ebenfalls durch die Stempel 24, 26 festgeklemmt.

Nunmehr werden an der Schweißeinrichtung 11 die erforderlichen Schweißdaten eingestellt und- die Wurzelnaht-Schweißung durchgeführt. Zur Kontrolle der Schweißung ist neben der Grube 7 ein Laufgang 27 vorgesehen, in dem der Bedienungsmann der Schweißeinrichtung folgen kann. Zum Ausgleich eines Versatzes der Schweißfuge ist der Brenner quer zur Naht verschiebbar.

Nach Beendigung der Schweißung wird die Einrichtung über Endauslöser abgestoppt. Sie kann nunmehr in dieser Stellung bis zur nächsten Schweißung verbleiben oder im Eilgang in die Ausgangsstellung zurückgefahren werden.

Zur Durchführung des Schließens der Naht mit einer Unterpulver-Schweißeinrichtung 28 werden die Bleche 5, 6 in eine zweite Position unterhalb der Schweißeinrichtung 28 verschoben. Diese ist ebenfalls über Räder 29, 29' auf Schienen 30, 30' längs der Schweißfuge verfahrbar. Die Fuge wird mit ein oder mehreren Lagen geschlossen, und die geschweißten Bleche können dann zur Weiterverarbeitung, z. B. Formschnitte, Markieren, Anschweißen von Teilen, auf dem Rollgang 3 weitergeschoben werden.

Der zweite Schweißvorgang kann aber auch in der gleichen Position wie das Wurzelnaht-Schweißen erfolgen. Die zweite Schweißeinrichtung ist dann zwischen den Stempeln 25, 26 angeordnet und kann beispielsweise an dem Portal 18 geführt werden. Bei einer derartigen Anordnung ist es in vorteilhafter Weise auch möglich, die zweite Schweißung gleichzeitig mit der ersten, nur etwas versetzt zu dieser, durchzuführen.

In F i g. 2 ist eine besonders vorteilhafte Kantenvorbereitung für das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt. Das Maß α beträgt dabei entsprechend der Blechdicke 1 bis 2 mm, das Maß b im allgemeinen 5 mm.

Die Erfindung ist nicht auf das Zusammenschweißen dicker Blechplatten beschränkt, sondern in allen Fällen anwendbar, bei denen eine Zweiseitenschweißung erwünscht, aus konstruktiven oder räumlichen Gründen ein Wenden des Werkstückes nicht möglich oder gefährlich ist. Zum Beispiel ist die Erfindung auch anwendbar zum Zusammenschweißen der Enden von Platinen oder Metallbändern, die weiter ausgewalzt werden.

Claims

Patentanspruch:

Einrichtung zum Zweiseitenschweißen schwer wendbarer Werkstücke, gekennzeichnet durch eine unterhalb der Werkstücke (5, 6), die auf Unterstützungseinrichtungen (1, 2, 3) gehalten werden, in einer Grube (7) entlang der Schweißfuge verfahrbare MIG- oder Pulsed-Arc-Schweißeinrichtung (11), die zum maschinellen Schweißen der Wurzellage in Überkopfposition ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY