DE1905770C3 - Vorrichtung zum Auftragschweißen auf metallische Werkstücke unter Verwendung eines Gleichstromlichtbogens - Google Patents

Description

_re.. c... <- -..„-„-mäße Vorrichtung,

Fig. 2 und 3 je ein Diagramm über zwei Arten des Spannungsverlaufs für den Spulenstrom und

F i g. 4 eine Vorrichtung mit abgewandelter Spule. Gemäß Fig. 1 ist mit 1 ein metallisches Werkstück bezeichnet, auf das durch Auftragschweißen eine Schicht aufgebracht werden soll und das sich in Richtung des Pfeiles 20 bewegt. Als Auftragwerkstoff ist über dem Werkstück 1. das das Blech einer Behälterwand aus ferritischem Stahl sein kann, ein Band 2 vorgesehen, das z. B. aus austenitischem Stahl besteht und mit Hilfe von zwei Paar Vorschubwalzen 21 kontinuierlich in Richtung auf das Werkstück 1 bewegt wird. Das Band 2 ist mit dem negativen Pol eines Schweißgleichrichters 3 verbunden, während der positive Pol dieses Gleichrichters am Werkstück 1 angeschlossen ist. Das untere Ende des Bandes 2 ist von einem mit Schweißpulver 6 gefüllten Trichter 5 umgeben. In Zuführrichtung des Werkstückes 1 vordem Band 2 ist im Bereich der Abschmelzkanle eine Spule 10 vorgesehen, die mit einem Kern 11 aus ferromagnetischem Werkstoff versehen und unter einem Winkel von etwa 30° zur Oberfläche des Werkstücks 1 geneigt ist.

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η..U._u.._u..₆v... ..,ν..., ~. — über der aufgetragenen ^ Die Breite der Spule und damit die Breite des dem Band

Schicht liegende Spule einer sehr starken Wärmeeinwir- 2 zugewendeten Polschuhendes ist ungefähr gleich der kung unterworfen ist und dadurch funktionsunfähig " " '" ' ""

kung unterworfen ist und dadurch funktiog werden kann. Beim Auftragschweißen unter Schutzgas ist ferner nachteilig, daß die Spulen Metallspritzern aus dem Schmelzbad ausgesetzt sind. Da außerdem in der industriellen Produktion Auftragschweißungen meistens als Unterpulverschweißung ausgeführt werden, ergeben sich oft räumliche Schwierigkeiten für die Breite des Bandes 2. Die Spule 10 ist an einen Generator 12 angeschlossen, der die Spule mit Mischstrom speist Die Frequenz des Stromes ist am Generator _6s einstellbar; außerdem werden vorteilhafterweise auch der Gleichwert üder Spannung und die Schwingungsbreite Δ u der Spannung (Fig.2) variiert, womit sich der Nulldurchgang des Stromes verändern läßt.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird zwischen dem Werkstück 1 und dem Band 2 in bekannter Weise eine Gleichspannung angelegt und zwischen den beiden Teilen ein Lichtbogen 4 gezündet. Der Lichtbogen bringt die unlere Kante des Bandes 2 zum Schmelzen. und das abgeschmolzene Gut bildet auf dem Werkstück 1 eine Schicht 7. Auch ein Teil des Schweißpulvers 6 schmilzt, wobei eine Schlackenschicht 8 entsteht, die durch eine Schicht 9 von ungeschmolzenem Pulver bedeckt ist. Durch das dem Band 2 zugewendete ₎₀ Polschuhende der Spule 10 wird erreicht, daß der Lichtbogen 4 in kontrollierter Weise über die Breite des Bandes 2 hir. und her wandert und somit ein gleichmäßiges Abschmelzen bewirkt. Durch Variieren des Gleichwertes ü und der Schwingungsbreite Δ u sowie durch Einstellen der Frequenz, für die sich je nach Art des Schweißpulvers und der Breite des Bandes Werte zwischen 0,1 und 10 Hz als pünstig erwiesen haben, lassen sich gute Bedingungen für die Bildung der Schicht 7 erreichen. Entsprechend der eingestellten Frequenz wird der Lichtbogen gleichmäßig hin- und hergeführt, was sich auf die Gleichmäßigkeit des Abschmelzens des Bandes 2 auswirkt.

Nach F i g. 3 kann ein sägezahnförmiger Spannungsverlauf im Generator 12 erzeugt werden. Ein solcher Verlauf wirkt sich besonders gut auf eine gleichmäßige Dicke der Schicht 7 aus.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig.4 ist der dem Lichtbogen zugekehrte Polschuh des ferromagnetischen Kerns 11, der Spule 10 um eine zur Abschmelzkante parallele, zwischen Band und Kern' liegende Achse 22 gekrümmt. Wie dies gestrichelt angedeutet is;. Kann auch der andere Polschuh des Kerns eine Krümmung haben, deren ebenfalls zwischen Band und Kern liegende Achse mit 23 bezeichnet ist. Ferner kann der Kern so gekrümmt sein, daß die Krümmungsachse in Fig.4 auf der anderen Seite des Bandes 2, z. B. im Punkt 24, liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Auftragschweißen auf metallische Werkstücke unter Verwendung eines als Auftragwerkstoff dienenden Bandes, das im Gleichstromlichtbogen abgeschmolzen wird, wobei eine ein deich- und ein Wechselfeld erzeugende Magnetspulenanordnung mit parallel zur AbAnordnung dieser Spule.
   Der Erfindung liegt

   die Aufgabe zugrunde, genannten Art so

   Vorrichtung der eingangs

   verbessern daß sie einfacher tn ihrem Aufbau und fur

   größere Breiten desBandes geeignet .st.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs gelöst.

   Es hat sich gezeigt, daß sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine mit Mischstrom gespeiste

   Magnetspuienanordnung mit parallel zur Ab- uen v« * _{auf genen Schichl} abgewen-

   schmelzkante des Bandes angeordnetem flachem io Spule nur*w^ ^^ _{aufwejs{ bessere Auf},_rag.

   Polschuhende vorgesehen ist. dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Schweißpulver zum Auftragschweißen die Magnetspuienanordnung aus einer mit Mischstrom gespeisten Spule besteht, deren beide Polschuhe auf der der aufgetragenen Schicht abgewendeten Seite des Bandes angeordnet sind, und daß die Frequenz des Mischstromes zwischen 0,1 und 10 Hz liegt.

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragschweißen auf metallische Werkstücke gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

   Bei einer aus der Zeitschrift »Industrie-Anzeiger«, Nr. 94 vom 22.11.1968. S. 2077 bis 2081, bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art ist auf jeder Seite des Bandes ein Polschuhende mit einer Spule vorgesehen, die entweder beide mit Gleichstrom gespeist werden oder von denen die eine mit Gleichstrom und die andere mit Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz gespeist wird. Im erstgenannten Fall sind die beiden Spulen so geschaltet und angeordnet, daß das dem Band zugewendete Polschuh- _3S ende der einen Spule ein Nordpol und das dem Band zugewendete Polschuhende der anderen Spule den Südpol des Magnetfeldes bildet, das zwischen diesen beiden Polen parallel zum Werkstück verläuft. Durch diese Anordnung soll eine Beruhigung des wandernden Lichtbogens durch Kompensation der Blaswirkung erreicht werden. Im zweitgenannten Fall soll mit der gleichstromgespeisten Spule wiederum die Blaswirkung kompensiert werden, während mit der wechselstromgespeisten Spule eine Steuerung des hin- und herwandernden Lichtbogens beabsichtigt ist. Auch bei dieser Anordnung bildet sich zwischen den beiden dem Band zugewendeten Magnetpolen ein zum Werkstück paralleles Feld aus. Unter dem Einfluß dieses Magnetfeldes wird der Lichtbogen an seinem oberen Ende gezogen, ^₀ während der Fußpunkt des Lichtbogens an der sich träge bewegenden Schmelze auf dem Werkstück zögernd folgt und auch mitunter hängenbleibt, bis der Spannungsabfall so groß wird, daß der Funken auf das näherliegende Grundmaterial überschlägt. Es tritt hierbei also eine Instabilität in der Bewegung des Lichtbogens auf, was eine ungleichmäßige Auftragschweißung zur Folge hat. Für eine Verwendung in der industriellen Produktion eignen sich deshalb beide deten Seite des Bandes aufweist, bessere Auftragschweißungen, d. h. mit einwandfreier Oberflache und von gleichmäßiger Dicke mit nur geringen E.nbrandkerben herstellen lassen, was offenbar darauf zuruckzufüh-,< ren'ist daß das dem Band zugewendete Polschuhende dieser'einen Spule tiefer, «Lh näher am Werkstuck. angebracht werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich - abgesehen von der Kosteneinsparung infolge ihres einfacheren Aufbaus überraschenderweise auch mit einer mit M.schstroni gespeisten Spule allein sowohl eine Kompensation der Blaswirkung ais auch eine günstige Beeinflussung des Lichtbogens und des Schmelzbades. Bei der erfindungseemäßen Unterpulverschweißung bleibt der über der « aufgetragenen Schicht befindliche Raum frei für die Anbringung des Pulvertrichters. Man kann bei größeren Breiten als 60 bis 80 mm zwei oder mehr Polschuhe nebeneinander auf der der Schicht abgewendeten Seite des Bandes anbringen. Auf diese Weise können ,„ Schichten mit sehr breiten Bändern, z. B. 100 mm Breite und mehr, in einem Arbeitsgang erzielt werden, was sich sowohl zeitsparend als auch hinsichtlich der Qualität der aufgetragenen Schicht günstig auswirkt Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden " ' :r Zeichnung erläutert. Es zeigt ereinfacht einen Vertikalschnitt