DE1910399C

DE1910399C - Process for welding with a concealed arc (submerged arc welding)

Info

Publication number: DE1910399C
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Dr Ing 8045 Ismaning Haala Heinrich Dipl I gng Mursic Marian Dipl Ing 8044 Lohhof Mantel Wilhelm Dipl Ing Dr Ing 8000 München Solln Hildebrandt
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Publication date: 1971-05-27

Description

. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schweißen mit abschmelzender Drahtelektrode und verdecktem Lichtbogen (Unterpulverschweißen). . The invention relates to a method for welding with a melting wire electrode and a concealed arc (submerged arc welding).

Das Unterpulverschweißen kann bekanntlich mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom durchgeführt werden. Das Schweißen mit Gleichstrom hat den Vorteil, daß der Lichtbogen unabhängig von der Menge der in der Schlacke anwesenden ionisierenden Bestandteile sehr stabil brennt. Beim Gleichstromschweißen muß jedoch in Kauf genommon werden, daß der Lichtbogen stark bitist, d. h. magnetisch abgelenkt wird. Dies tritt besonders dann nachteilig in Erscheinung, wenn größere ferromagnetische Massen in Lichtbogennähe kommen. Beim Wechselstromschweißen fehlt zwar eine Blaswirkung des Lichtbogens weitgehend, doch ist diese Art der Unterpulverschweißung in sehr empfindlicher Weise von der richtigen Pulverzusammensetzung abhängig. Außerdem genügen in vielen Fällen beim Schweißen mit Wechselstrom Nahtformung und Einbrand erhöhten Anforderungen nicht. As is known, submerged arc welding can be carried out with direct current or alternating current. Welding with direct current has the advantage that the arc burns very stable regardless of the amount of ionizing constituents present in the slag. In direct current welding, however, it must be accepted that the arc is very bitter, ie it is magnetically deflected. This is particularly disadvantageous when larger ferromagnetic masses come close to the arc. Although AC welding largely lacks a blowing effect from the arc, this type of submerged arc welding is very sensitive to the correct powder composition. In addition, in many cases when welding with alternating current, seam shaping and penetration are not sufficient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schweißen mit verdecktem Lichtbogen zu entwickeln, das die Vorteile des Gleichstromschweißens mit den Vorteilen des Wechselstromschweißens vereinigt, ohne deren jeweilige Nachteile zu besitzen.The invention is based on the object of a method for welding with a concealed arc to develop that combines the advantages of direct current welding with the advantages of alternating current welding united without having their respective disadvantages.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mit einem Strom geschweißt wird, der sich aus einem Gleichstrom als Grundstrom und dem Grundstrom überlagerten Stromimpulsen zusammensetzt, wobei die Spitzenwerte der Impulsstromstärke mindestens 20 und höchstens 100% der Grundstromstärke betragen. Besonders vorteilhaft sind Impulsstromstärken, deren Spitzenwerte mindestens 30 und höchstens 60°/» der Grundstromstärke betragen.This object is achieved by welding with a current which is made up of a direct current composed as the base current and the current pulses superimposed on the base current, the Peak values of the pulse current strength are at least 20 and at most 100% of the base current strength. Impulse currents whose peak values are at least 30 and at most 60 ° / »are particularly advantageous Basic amperage.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat somit eine gewisse Ähnlichkeit mit dem beim Schutzgasschweißen bekannten Verfahren des Schweißens mit überlagerten Stromimpulsen, das auch unter dem Namen »Pulsed-Arc-Verfahren« bekanntgeworden ist. Bei diesem Verfahren wird einem möglichst kleinen Grundstrom, der gerade den Lichtbogen aufrechterhält und höchstens das Elektrodenende ohne Schweißgutübergang schmilzt, ein Impulsstrom überlagert, dessen Spitzenstromstärke ein Vielfaches der Grundstromstärke ist. Die Eigenschaften dieses Schutzgasschweißverfahrens sind demnach denjenigen Eigenschaften entgegengesetzt, die von einem guten Unterpulverschweißverfahren verlangt werden, denn bei diesem wird gerade ein möglichst großer Materialtransport im Lichtbogen angestrebt. Aus diesem Grunde erscheint zunächst eine Übertragung der Verfahrensweise des Schutzgasschweißens mit überlagerten Stromimpulsen auf das Schweißen mit verdecktem Lichtbogen wenig sinnvoll. In der Tat wurde auch gefunden, daß bei Anwendung der beim Schutzgasschweißen üblichen Verfahrensweise auf das Unterpulverschweißen unbrauchbare Schweißnähte mit starken Randkerben auftreten. Es ist deshalb sehr überraschend, daß es bei Einhaltung ganz bestimmter Vorschriften, die allerdings im Widerspruch zu den beim .Schutzgasschweißen angestrebten Eigenschaften eines Schweißverfahrens mit überlagerten Stromimpulsen stehen, nämlich den Verfahrensschritten der Erfindung, gelingt, auch beim Unterpulverschweißen mit überlagerten Stromimpulsen hervorragende Ergebnisse zu erzielen. Die mit dem erfindungsgemBßen Verfahren erreichten Vorteile bestehen in der Tat Im wesentlichen aue einer Vereinigung der Vorteile des Oleichstromschweißens mit denjenigen des Wechselstromschweißens,, ohne deren jeweilige Nachtelle aufzuweisen. The method according to the invention thus has a certain similarity to the method of welding with superimposed current pulses known in gas-shielded welding, which has also become known under the name "pulsed arc method". In this process, a pulse current is superimposed on the lowest possible basic current, which just maintains the arc and at most melts the electrode end without a weld metal transition, the peak current of which is a multiple of the basic current. The properties of this gas-shielded welding process are therefore opposite to those properties that are required of a good submerged arc welding process, because with this, the greatest possible material transport in the arc is sought. For this reason, a transfer of the gas-shielded welding procedure with superimposed current pulses to welding with a concealed arc does not appear to be sensible. In fact, it has also been found that when the procedure customary in gas-shielded welding is applied to submerged arc welding, unusable weld seams with severe edge notches occur. It is therefore very surprising that when very specific regulations are observed, which are in contradiction to the properties of a welding process with superimposed current pulses, namely the process steps of the invention, it is possible to achieve excellent results even in submerged arc welding with superimposed current pulses . The advantages achieved with the method according to the invention are in fact essentially a combination of the advantages of direct current welding with those of alternating current welding without having their respective disadvantages.

Mit besonderem Erfolg kann das erflnclungsgemttße Verfahren eingesetzt werden, wenn die Stromstarke des Grundstromes in einer bestimmten Relation zum Durchmesser der verwendeten Drahtelektrode steht.With particular success this can be accomplished Method can be used when the current strength of the base current is in a certain relation to the Diameter of the wire electrode used.

ίο Als brauchbare Regel für die praktische Durchführung der Schweißung wude hierfür gefunden, daß die Stromstärke des Grundstromes, in Ampere gemessen, das 80- bis 200fache des Durchmessers der verwendeten Drahtelektrode, gemessen in Millimeter seinίο As a useful rule for the practical implementation of the welding it was found that the Amperage of the base current, measured in amperes, can be 80 to 200 times the diameter of the wire electrode used, measured in millimeters

muß. Als besonders günstig hat es sich erwiesen,got to. It has proven to be particularly favorable

wenn die Grundstromstärke in Ampere das 100- bisif the base current in amperes is 100 to

150fache des Drahtdurchmessers in Millimeter150 times the wire diameter in millimeters beträgt.amounts to.

In der folgenden Tabelle sind einige EinstellwarteIn the following table are some setting points

ao für die Grundstromstärke und für die Spitzenstromstärke der überlagerten Stromimpulse in Abhängigkeit vom Durchmesser des verwendeten Elektrodendrahtes zusammengestellt. Mit diesen Werten konnten in Versuchen einwandfrei geformte Schweißnähteao for the basic amperage and for the peak amperage of the superimposed current pulses depending on the diameter of the electrode wire used. With these values, perfectly formed weld seams were found in tests

as erzielt werden.as can be achieved.

DrahtelektrodeWire electrode Stromstärke desAmperage of the Spitzenstromstürke derPeak current of the Durchmesserdiameter Grundstromes inBase current in überlagerten Stromsuperimposed stream »Φ in min»Φ in min Ampereamp impulse in Ampereimpulses in amperes 22 250250 150150 2,52.5 320320 180180 33 380380 190190 35 435 4 500500 200200 55 650650 250250

Die Frequenz der Impulse betrug bei den Versuchen der Tabelle 60 Hz. Es ist vorteilhaft, wenn beim erfindungsgemäßen Verfahren die Impulsire quenz zwischen 50 und 100 Hz liegt, wobei für dickere Elektrodendrähte die höheren Frequenzen vorzuziehen sind. Der Effektivwert der Imputsstromstärke kann in der beim Schutzgasschweißen bekannten Art jedoch auch durch Beeinflussung der Impulsform, insbesondere der Impulsbreite, eingestellt werden.The frequency of the pulses in the experiments in the table was 60 Hz. It is advantageous if in the method according to the invention, the pulse rate is between 50 and 100 Hz, with for thicker electrode wires the higher frequencies are preferable. The rms value of the input current can also be used in the manner known from gas-shielded welding by influencing the pulse shape, especially the pulse width.

Claims

Patent claims:

1. Process for welding with a consumable electrode and hidden arc (submerged arc welding), characterized by

net that welding is carried out with a current that is composed of a direct current as the base current and current pulses superimposed on the base current, where the peak values of the pulse current strength are at least 20 and at most 100% the base current.

2. The method according to claim 1, characterized in that the peak values of the pulse current strength be at least 30 and at most 60% of the base current strength.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the current strength of the basic current in amperes 80 to 200 times, preferably 100 to 150 times, the diameter

der verwundeten Drahtelektrode in Millimeter betragt,of the wounded wire electrode is in millimeters,

4. Verfahren naoh einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Stromimpuls SQ bis 100 Hz, vorzugsweise 70 bis 90 Hz, betragt.4. The method naoh one of claims 1 to 3, characterized in that the frequency of the current pulse SQ to 100 Hz, preferably 70 to 90 Hz.