DE1814552A1

DE1814552A1 - Schutzgas-Schweissbrenner

Info

Publication number: DE1814552A1
Application number: DE19681814552
Authority: DE
Inventors: Olaf Reeh
Original assignee: Individual
Current assignee: REEH GEB HOFFMANN MATHILDE 8034 GERMERING DE
Priority date: 1967-12-19
Filing date: 1968-12-13
Publication date: 1971-01-21
Also published as: DE1814552B2; DE1814552C3; AT281555B; FR1600748A; CH487693A; DE6811314U; US3548143A; GB1216689A

Description

München, den 13. Dezember 1969 S

Mein Zeichen: P 782

Anmelder? Olaf Reeh

8034 Unterpfaffenhofen
Adalbert-Stifter-Str. 1

Schutzgas-Schwelßbrenner

Kessel- und Apparatebau bieten ein weites Feld für die Anwender
dungyhach dem WIG-Verfahren (Wolfram-inert-Gas-Verfahren) arbeitenden Schutzgasschweißtechnik. In diesen Fällen scheitert die Anwendung dieses Verfahrens häufig an der schwierigen Zugänglichkeit .der Schweißstellen, so daß dann eine weniger vorteilhafte Konstruktion vorgesehen werden muß oder auf weniger geeignete Schweißverfahren ausgewichen wird. Beispielsweise sind bei Kesselanlagen in großen Kraftwerken die Rohre zur Dampferzeugung dicht nebeneinander angeordnet, wobei der Spalt zwischen den zu verbundenen Rohren nur 3 mm groß ist und der Abstand zwischen den Hohrwänden 15 mm beträgt, um die Wirtschaftlichkeit der Anlage zu wahren« Je dichter die Rohre vorgesehen sind, desto größer wird d@r wirkungsgrad der Anläge, der niidh von der Bemessung des Rohrdurchmessers abhängt.

Demnach hat man derartige Rohr© porenfrai a«ütkjen yerfe-iutfcrLiJt, naturgemäß weg<an dar großen wäraieeinbrirrfUng nicht clmo orhabliches Verziehen der Rohr^ möglich war, Wscjön das

009884/09 73

18H552

Dampfes bei hoher Temperatur ist es aber erforderlich, Rohre aus warmfesten und somit hochlegierten Werkstoffen zu verwenden. Diese werden aus metallurgischen Gründen sehr viel besser nach dem erwähnten WIG-Verfahren geschweißt. Der dabei üb»xlicherweise verwendete Brenner, z.B. ein solcher nach dem oesterreichischen Patent Nr. 207 212, besitzt eine nicht abschmelzende Elektrode, die konzentrisch von der das Schutzgas zuführenden Gasdüse umschlossen ist. Eine solche Düse kann jedoch schlecht in den geringen Zwischenraum zwischen den Rohren bzw. Rohrwänden eingeführt werden. Wegen des an der Mündung der Düse austretenden Gasstromes kommt es ferner an der verengten Schweißstelle zum Auftreten von Unterdrücken, mit der Folge', daß Luft aus der Umgebung angesaugt wird und in den Schutzgasmantel eindringt. Dies führt wegen ungenügenden Gasschutzes dann zur Porenbildung int Schweißgut. Nach Röntgenprüfung der Schweißstelle zwecks Auffindung mangelhafter Verbindungen, insbesondere poröser Stellen, sind diese Stellen zu entfernen (abmeieeln) und in geforderter Qualität neu auszuführen, was einen erheblichen Kosten- und Zeitaufwand verursacht«

Die angeführten Nachteile treten aber auch dann auf, wenn z.B. an einem Behälter mit einem großen Flansch neben diesen ein kurzer Flanschstutzen mittels einer Kehlnaht anzuschließen ist, Auch hier kommt es zu der erwähnten nachteiligen Injektorwirkung, mit der Folge, daß sich in der Schweißnaht Poren bilden.

Die Erfindung hat ferner zum Ziel, einen Ausbau der Elektrode ohne Ausbau der Düse bei einem Schweißbrenner mit durch Schutzgas abgeschirmter, nicht-abschmelzender Elektrode zu ermöglichen, wobei die Elektrode von einer das Schutzgas zuführenden, rohrförmigen, auswechselbaren Düse umschlossen ist, die im Bereich der abgebogenen Elektrtxlenspitze mit einer seitlich mündenden Austrittsöffmmg für das Schutzgas versehen ist. Hierbei soll ein normaler, typisierter Schweißbrenner zur: Verwendung tjelan-jen, der sowohl für normales Hands c heißen, als auch für da»; Automatenschweißen verwendbar iefc. Erf.indungsgemäii wird dies ladurch erreicht, daß die Düse an ihrem vorderen Ende mit eir, .r Stirnwand abgeschlossen iet,

0 0 9 8 8 47 0 9 7 'i

. *~l T8U552

welche eine Durchtrittsöffnung, z.B. einen Durchtrittsschlitz, zum Einführen der Elektrode aufweist.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung dieses Brenners ist die Durchtrittsöffnung der Düse von der abgebogenen Spitze der Elektrode durchsetzt, was besonders dann von Bedeutung ist, wenn innerhalb von Rohren Kehlnähte unter engen räumlichen Verhältnissen geschweißt werden sollen. Wesentlich ist ferner, daß beim erfindungsgemäßen Schweißbrenner die Düse um ihre Längsachse verstell- und feststellbar ist, so daß die purchtrittsöffnungen in einem beliebig wählbaren Winkel zu jener Ebene mündet, in der die Achsen von Brennergriff und Brennerkopf liegen.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schweißbrenners A wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei handelt es sich um einen luftgekühlten Brenner;, sinngemäß kann die Erfindung beispielsweise auch bei wassergekühlten Brennern angewendet werden, indem man eine erfindungsgemäß ausgebildete Düse an dessen Brennkopf anschließt. In der

Fig. 1 ist der vordere Teil des Schweißbrenners mit

der Schutzgasdüse und einer nicht-abschmelzenden Elektrode gezeigt,

Fig. 2 veranschaulicht den vorderen Teil der Schutzgasdüse in größerem Maßstab,

Fig. 3 zeigt das Halten des erfindungsgemäßen Schweißbrenners beim Schweißen von vertikal angeordneten " Rohren.

In den Figuren ist mit 1 die übliche Spannzange für eine nichtabschmelzende Wolfram-Elektrode 2 bezeichnet. Über das Rohrstück gelangt das Schutzgas und der Schweißstrom von Zuleitungen in den Brennerkopf 4, der von einer isolation 4 umkleidet ist. Von hier dringt das Gas über Schlitze 5 in ein die Elektrode 2 festklemmendes Gewindestück 6 ein, welches ein Teil der Spannzange ist, um in eine rohrförmige Düse 7 zu strömen, die mittels einer Mutter unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes 9 und einer keramischen Gewindebuchse 10 am Brennerkopf angeschraubt ist. Zum Fest-

009 8 84/0973

Klemmen der Elektrode 2 wird der geschlitzte Kopf 11 des Gewindestückes 6 mit einer konischen Fläche 12 an die Gegenfläche 13 am Brennerkopf 4 mittels einer Brennerkappe 14 gezogen, die am hintieren Gewindeansatz 6' des Gewindestückes 6 angreift.

Die beispielsweise aus einem Kupferrohr hergestellte Düse 7 besitzt an ihrem vorderen Ende eine seitliche Austrittsöffnung 15, welche einen gebördelten Rand 15' besitzt. In der Stirnwand 16 der Düse ist eine Öffnung 17 belassen, die gerade so groß ist, daß durch sie die Elektrode 2 in die Spannzange 1 eingeführt werden kann. Diese Befestigungsart der Düse 7 ermöglicht deren Feststellen in jedem beliebigen Winkel zu jener Ebene, in der die Achsen vom Brennergriff und Brennerkopf liegen.

Es genügt häufig, am vorderen Ende der Düse 7 einen schrägen Anschnitt vorzusehen, durch den das Schutzgas zumindest zum Teil seitlich auf die Schweißstelle austreten und diese umhüllen kann. Zweckmäßig wird man aber eine Elektrode 2 wählen, welche ein vorne abgebogenes Ende 2· besitzt, das durch eine Düsenöffnung ragt, deren Gasablenkwirkung ausgeprägter als die einer lediglich schräg angeschnittener Düse ist.

Um zwischen den eng nebeneinander angeordneten Rohren (Fig. 3) schweißen und genügenden Gasschutz erzielen zu können, wird die Düse im vorderen Bereich, also bereits vor der Austrittsöffnung, im Querschnitt oval ausgeführt.

Fig. 3 zeigt die Vorbereitung für eine Schweißverbindung, wie sie im Steilrohr-Kesselbau (Benson oder fcamont) in allen nur erdenklichen Lagen beherrscht werden muß. Der Spalt a zwischen den zu verbindenden Rohren ist 3 mm breit, der Durchmesser d des Zusatzdrahtes 18 ebenfalls 3 mm und der Abstand zwischen den Rohrwänden beträgt etwa 15 mm. Bereits unter diesen Verhältnissen, die noch als einfache anzusprechen sind, kann mit den bisher bekannten Düsen ein porenfreies Schweißen nicht mehr gewährleistet werden.

Die WürzelschweiBung wird zwischen den Rohren begonnen und ein

009884/0973

-ÖL.

5 18U552

Teilstück bis etwa zum Punkt c geführt; sodann wird die Schweißung auf der anderen Seite bis zum Punkt c ausgeführt und schließlich auf der Gegenseite sinngemäß verfahren. Zum Abschluß wird die Schweißnaht mittels normaler Elektrodenschweißung aufgefüllt. Durch diese Technik wird die gute Beherrschung der Wurzelschweißung nach dem WIG-Verfahren_# gepaart mit der Erfüllung der metallurgischen Erfordernisse des Rohrwerkstoffes bei geringer Wärmeeinbringung und daher geringer Wärmeschrumpfung, ermöglicht.

009884/0973

Claims

Patentansprüche

1. Schweißbrenner mit durch Schutzgas abgeschirmter, nichfeabschmelzender Elektrode, welche von einer das Schutzgas zuführenden, rohrförmigen, auswechselbaren Düse umschlossen ist, die im Bereich der abgebogenen Elektrodenspitze mit einer seitlich mündenden Austrittsöffnung für das Schutzgas versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (7) an ihrem vorderen Ende mit einer Stirnwand (16) abgeschlossen ist, welche eine Durchtrittsöffnung (17), z.B. einen Durchtrittsschlitz, zum Einführen der Elektrode (2) aufweist.

2. Schweißbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (17) von der abgebogenen Spitze der Elektrode (2) durchsetzt ist.

3. Schweißbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (7) um ihre Längsachse verstell- und feststellbar ist, so daß die Durchtrittsöffnung (17) in einem beliebig wählbaren Winkel zu jener Ebene mündet, in der die Achsen von Brennergriff und Brennerkopf (4) liegen.

009884/0973 bad original