DE1937970C3 - Flußmittel-Unterlegstreifen für einseitiges Schweißen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flußmittel-Unterlegstreifen für einseitiges Schweißen mit einem dünnwandigen Schlauch, der mit Flußmittel gefüllt ist.

Ein derartiger Flußmittel-Unterlegstreifen ist bekannt (FR-PS 11 16 390).

Beim bekannten Flußmittei-Unterlegstreifen besteht der dünnwandige Schlauch aus Papierkarton oder einem Gewebe. Eine derartige Umhüllung muß eine relativ hohe Wanddicke aufweisen. Hieraus können Fehlstellen, beispielsweise Einschlüsse, gratartige Oberflächenfehler, Narben u. dgl., im Schweißmetall entstehen. Femer weist eine derartige Umhüllung auch eine gewisse Feuchtedurchlässigkeit auf, so daß beim Schweißen die Gefahr einer nachteilig sich auswirkenden Wasserstoffentwicklung besteht. Darüber hinaus ist es mit einer derartigen Umhüllung schwierig, eine dichte Packung der Bestandteile des Flußmittel-Unterlegstreifens zu erzielen.

Diese Nachteile ergeben sich auch bei der aus der US-PS 29 52 231 bekannten Umhüllung für einen Flußmittel-Unterlegstreifen. Dieser Unterlegstreifen besitzt zwar ein Glasfaservlies mit der speziellen Wirkung, daß durch sein Schmelzen Raum für eine konvexe Unternaht geschaffen wird, wobei außerdem eine hitzebeständige Schicht in Form eines Glasplättchens vorhanden ist, aufweicher das Glasfaservlies ruht. Jedoch bereitet es bei dem bekannten Flußmittel-Unterlegstreifen Schwierigkeiten, mit Hilfe der Umhüllung, welche aus einem Gewebe bestehen soll, eine feste Packung des Glaspläitchens und des Glasfaservlieses zu erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Flußmittel-Unterlegstreifen für einseitiges Schweißen zu zeigen, dessen Bestandteile zur Erzielung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit dicht gepackt werden können, wobei die Wanddicke des umhüllenden Schlauches gering bemessen werden kann und ferner eine feuchtigkeitsdichte Verpackung des Flußmittels erzielt wird.

Diese Aufgabe wird bei dem Flußmittel-Unterlegstreifen der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Unterseite des Flußmittels eine hitzebeständige Schicht und an der Oberseite des Flußmittels ein Kernmaterial aus Glasfaserstreifen vorgesehen sind und daß der dünnwandige Schlauch aus wärmeschrumpfendem Kunststoffmaterial besteht und aul'die hitzebeständige Schicht, das Flußmittel und das Kernmaterial aufgeschrumpft ist.

Als wärmeschrumpfendes Kunststofimatenal kommen ζ Β Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polypropylen oder Polystyrol in Betracht. Die Schlauchfolie aus den erwähnten Kunststoffen ist sowohl in radialer als auch in axialer Richtung gereckt. Die Wanddicke liegt im allgemeinen zwischen 0,001 und 0,03 mm und erhöht sich beim Schrumpfen auf 0,02 bis 0,04 mm. Die Abmessungen des Folienschlauches, nämlich Durchmesser und Länge, werden dabei so festgelegt, daß bei einem bestimmten Wärmeschrumpfverhältnis die Querschnittsfläche des Schlauches den erforderlichen Abmessungen des Unterlegstreifens entspricht.

Das Flußmittel kann sich aus einem oder aus einer Kombination von Metalioxiden, z. B. Kieselsäure, Rutil, Aluminiumoxid oder Magnesiumoxid, zusammensetzen. Auch Metallkarbonate, wie z. B. Kalkstein uder Dolomit, sowie Fluoride, beispielsweise Flußspat und in einigen Fällen auch pulverförmiges Eisen oder Eisenlegierung, können Verwendung finden.

Das Flußmittel kann entweder als Pulver oder in Form von Körnern in den Schlauch aus wärmeschrumpfendem Material eingefüllt werden. Anschließend wird der Unterlegstreifen in die durch die Schweißbedingungen festgelegten Abmessungen gebracht und durch Wärmeeinwirkung bei gegebener Temperatur geschrumpft. Selbst bei einem Flußmittel hoher Fließfähigkeit ist gewährleistet, daß es innerhalb des Querschnittes des gefüllten Schlauches in der vorgeschriebenen Form verfestigt wird und Abweichungen vom Schlauchquerschnitt nicht auftreten. Andererseits besteht trotz der genauen Umgrenzung der Querschnittsform eine gewisse Dehn- und Biegbarkeit des Unterlegstreifens in Längs- oder Querrichtung, die ein genaues Anpassen und Ausrichten an die Krümmung oder an auftretende Sprünge oder Stöße im Schweißbereich erlaubt.

Auch ist es möglich, daß das Flußmittel bereits vor dem Einfüllen in den Schlauch vorgeformt und verfestigt ist. Dies kann dadurch geschehen, daß den Flußmittelkomponenten ein geeigneter Zusatz an Bindemitteln, beispielsweise Wasserglas, wärmehärtenden Kunststoffen oder Phenolen, zugegeben wird, um die erforderliche Querschnittsform zu erhalten. Anschließend wird der so erhaltene Streifen hitzegetrocknet Als hitzebeständige Schicht eignen sich neben einer Kupferschiene beispielsweise pulver- oder körnerförmige Mischungen aus Magnesiumoxid, Kieselsäure, Zirkonoxid oder Asbest.

Die Breite des Unterlegstreifens ist der Breite der vorgesehenen Schweißnaht angepaßt. Es empfiehlt sich im allgemeinen eine Breite von 40 bis 100 mm. Die Dicke sollte so bemessen sein, daß die Schweißnaht an der Unterseite gestützt werden kann und eine Höhe der Schweißnahtwurzel und der Schlacke von etwa 2,5 bis 4,5 mm sich ergibt.

Der Flußmittel-Unterlegstreifen kann beispielsweise mit Hilfe einer Kupferschiene gehalten werden oder kann direkt auf die Unterseiten des zu verschweißenden Werkstückes mit Hilfe von Klebebändern geheftet werden.

Ein Auslaufen des Flußmittels während des Transportes oder während des Aufbringens des Streifens

ist nicht zu befürchten, da das Flußmittel vollständig durch den Schlauch umschlossen ist. Der Unterlegstreifen und das Flußmittel brauchen im Zeitpunkt der Anwendung nicht getrocknet zu werden. Ein Aufnehmen von Feuchtigkeit und eine dadurch bedingte Beeinträchtigung der Wirksamkeit des Flußmittels bei Lagerung des Streifens an der Luft ist nicht zu befürchten. Der Unterlegstreifen ist. bei Verwendung von pulverförmigem oder körnerförmigem Flußmittel ausreichend biegsam und läßt sich deshalb an gekrümmte oaiT nur unzureichend ausgerichtete Schweißstöße leicht anpassen. Dadurch ergibt sich insbesondere bei Montageschweißungen eine vorteilhafte Anwendung.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel und

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Flußmittei-Unterlegstreifen, bei dem ein Flußmittel 1 von einem Schlauch 2 aus wärmeschrumpfendem Kunststoffmaterial umgeben ist.

Das Flußmittel 1 liegt auf einer wärmebeständigen Schicht, welche als Platte 5 ausgebildet ist.

Ein wärmebeständiges Kernmaterial 6 aus Glasfaseistreifen ist auf der Oberseite des Flußmittels vorgesehen.

In Fig. 2 ist unter der wärmebeständigen Platte S Wellpappe 7 befestigt, die als Schutzkisstin und Puffer dient. Das Flußmittel 1, die wärmebeständige Platte 5 sowie das wärmebeständige Kernmaterial 6 und die Wellpappe 7 sind innerhalb des Schlauchs 2 angeordnet.

Der Flußmittel-Unterlegstreifen kann an der Unterseite der zu verschweißenden Platten mittels Klebebändern befestigt werden. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 kann die Oberseite des Unterlegstreifens der Winkelausbildung der Schweißnut angepaßt sein.

Nachfolgend werden einige Beispiele von in der Praxis verwendeten Zusammensetzungen erläutert.

Beispiel 1

Zusammensetzung:

Eisenpulver .. 30 %

Rutil 25 %

Fluorit 10 %

Zirkonoxidsand 10 %

Magnesiumoxidklinker 10 %

Kieselsäure 5 %

Ferrosilicium 10 %

Diese Komponenten wurden in einen Polypropylenschlauch von 20 μ Dicke eingefüllt, anschließend dieser auf eine Breite von 70 mm und eine Höhe von 4 mm geformt und in einem Ofen bei einer Temperatur von 50 bis 60⁰C erwärmt. Dadurch wurde ein Schrumpfen des Polypropylenschlauches verursach'., so daß das darin enthaltene Flußmittel eng umschlossen war. Der so entstandene Unterlegstreifen wurde anschließend an die Unterseite einer Schweißnaht mittels Klebebandes angeheftet und eine Handschweißung von einer Seite her durchgeführt Das Ergebnis war eine ausgezeichnete Nahtwurzel. Der Schweißstrom betrug zwischen 130 und 140 Ampere; die Schweißlage war eben.

Beispiel 2

Eisenpulver 70 %

Fluorit 15%

Magnesiumoxid&iinker 10 %

Aluminiumpulver 4 %

Kunststoff (Phenol) 1 %

Diese Komponenten wurden auf eine Asbestplatte von 5 mm Höhe und 60 mm Breite verteilt und anschließend wurde bei einer Temperatur zwischen 100 und 150 C der Kunststoff geschmolzen und dann erhärtei. Das Flußmittel wurde daraufhin zusammen mit der Asbestplatte in einen Polypropylenschlauch eingefüllt, auf eine Temperatur zwischen 50 und 60°C erhitzt und die dadurch hervorgerufene Schrumpfung des Polypropylenschlauches das erstarrte Flußmittel und die Asbestplatte innerhalb des Schlauches fest eingeschlossen. In einem bereits unter Beispiel 1 beschriebenen Schweißvorgang wurde eine ausgezeichnete Wurzeischweißnaht erhalten. Die Schweißbedingungen für eine erste Schweißlage waren dabei folgende:

Schweißstrom 450 Ampere

Schweißspannung 31 Volt

Schweißgeschwindigkeit 30 cm/Minute

Für eine zweite Lage galten folgende Schweißbedingungen:

Schweißstrom 450 Ampere

Schweißspannung ..: 33 Volt

Schweißgeschwindigkeit 25 cm/Minute

Beispiel 3

Eisenpulver 60 %

Rutil 10%

Fluorit 5 %

Zirkonoxydsand 5 %

Magnesiumoxydklinker 10 %

Ferrosilicium 5 %

Ferromangan 5 %

Diese Komponenten wurden in Körnerform von folgender unterschiedlicher Korngröße (gemessen in mesh, USA-Siebmaß) und folgenden Prozentsätzen verwendet:

24 bis 32 mesh 1,7 %, 32 bis 48 mesh 8,8 %, 48 bis 65 mesh 13,0 %, 65 bis 100 mesh 17,3 %, 100 bis 145 mesh 33,1 %, 145 bis 200 mesh 12,5 %, 200 mesh und feiner 13,4%. Die Komponenten wurden mit Wasserglas in einer Menge von 3 % vermischt und anschließend zusammen mit 10 Blättern von 0,25 mm dickem Glasfaserband auf eine Asbestplatte mit den Abmessungen 4 X 70 mm gelegt. Dort verblieben sie eine Weile und wurden anschließend in einen Polypropylenschlauch eingefüllt, auf eine Temperatur zwischen 50 und 60 C erwärmt und durch die darauffolgende Schrumpfung des Polypropylenschlauches wurde ein erfindungsgemäßer Unterlegstreifen erzielt In einer darauf durchgeführten Schweißung mit verdecktem Lichtbogen, während der der Streifen an der Unterseite der Schweißnaht mit Hilfe von Klebemitteln befestigt war, die auf der Oberfläche des Polypropylenschlauches aufgetragen waren, wurde eine ausgezeichnete Wurzelschweißnaht erzielt Die Schweißbedingungen waren folgende: Korngröße des Flußmittels 12x48 mesh Drahtdicke 4,8 mm

Schweißstrom 1100 Ampere
Schweißspannung 36 Volt
Schweißgeschwindigkeit 28 cm/Minute.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Flußmittei-Unterlegstreifen für einseitiges Schweißen mit einem dünnwandigen Schlauch, der mit Flußmittel gefüllt ist, dadurc .'kennzeichnet, daß an der Unterseite . -- Flußmittels (1) eine hitzebeständige Schicht (5) und an der Oberseite des Flußmittels ein Kernmaterial (6) aus Glasfaserstreifen vorgesehen sind und daß der dünnwandige Schlauch (2) aus wärmeschrumpfendem Material besteht und auf die hitzebeständige Schicht, das Flußmittel und das Kernmaterial aufgeschrumpft ist.

2. Flußmittel-Unterlegstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel als Pulver oder in Form von Körnern ausgebildet ist.

3. Flußmittel-Unterlegstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel vorgeformt und fest ist.