DE1955632C - Verfahren und Aufspannvorrichtung zum stumpfen Anschweißen von geschichteten NE Metallfohen an NE Metallflachprofile - Google Patents

Description

ι ² si·

DIo Erfindung betrifft·ein Verfahren uod eine Auf- Um die Schutegassclweißung duioh maschinelle W-

spannvorrlchtung zum stumpfen Anschweißen von Brennerführung noch rationeller zu gestalten, ist in

geschichteten NE-Metallfolien an NE-Metailflach· Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung

profile, insbesondere zur Herstellung einer strom- vorgesehen, daß gleichzeitig mehrere der zu verleitenden Verbindung. 8 schweißonden Verbindungen mit ihren Stoßstellen

Bei den bisher üblichen Verfahren zur Herstellung parallel nebeneinander in einer Aufspannvorrichtung

derartiger Schweißverbindungen unterscheidet man befestigt werden, und daß die einzelnen Verbindun-

zwoi Arbeitsweisen: gen unter Verwendung einer durchgehenden Profil-

a) Die Metallteilen we-den geschichtet und stirn- schiene in einem Arbeitsgang ^hwj^ vwrden. seitig verschweißt. Anschießend wird dieses w Das Verfahren nach dor .Erfln^

Paket mit dem zweiseitig angeschrägten Flach- Herstellung der Schweißverbindung m einer ^uf-

BtLlck uls K-Naht von beiden Seiten verschweißt spannung und von nur einer bwie aus.

(Pi_gi D Schmieren des Werkstoffes verbundene ^C/

b) Die geschichteten Metallfolien werden in ge- der geschichteten Folien reagiert sch«
eigneter Weise gespannt und in Form einer >5 w» ein massives Stück Gegenüber einer

K-Naht oder X-NaAt von beiden Seiten ver- mig abgestuften Schichtung der Fo en ergibt der

schweißt (F i g. 2 und 3). Sageschnitt eine kleinere Oberfläche und damit eine

T. . . . .,,_., , geringere Oxydation an der Schweißstelle. Die Art

Die bekannten Verfahren weisen jedoch folgende 2er Nahtvorbereitung und die Art der Schweißung

Nachteile auf: _ao verhindern Bindefehler und Einschlüsse und ergeben

I. Es muß immer von zwei Seiten geschweißt wer- somit gegenüber den bekannten Verfahren eine hö-

s den. Das sichere Erfassen der Wurzel ist dabei here Güte der Schweißnaht.

nicht ausreichend gewährleistet. Da eine wirt- Durch die Verwendung einer Unterlage aus

schaftliche Fertigung das Ausarbeiten der Wur- schlecht wärmeleitendem Material und durch deren

zel nicht gestattet, können Bindefehler nicht _a5 gleichzeitige Kühlung wird folgender Effekt erzielt:

vermieden werden. Außerdem wird die BiI- Einerseits ist der Wärmestau in der Profilschiene

?! dung von Poren und Einschlüssen begünstigt. infolge der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Untei

_: Diese Fehler haben nicht nur eine Verringe- ]_ag_{e S}o groß, daß die Profilschiene an der Oberseite

rung der mechanischen Festigkeit zur Folge, _und im Innern voll aufgeschmolzen wird und die

■ sondern führen bei stromleitenden Verbindun- ₃₀ unteren Folien sicher erfaßt und gebunden werden.

: gen infolge Querschnittsschwächung auch zu Andererseits wird durch die Kühlung der Unterlage

einer Herabsetzung der elektrischen Leitfähig- _SOvie Wärme abgeführt, daß an den übrigen drei

keit an der Schweißstelle. Eine Schwächung des Seiten der Profilschiene kein Aufschmelzen erfolgt

Querschnitts muß aber insbesondere im Hin- _und die Unterlage nicht mit geschmolzenem Werk-

S blick auf die bei einem elektrischen Kurzschluß ₃₅ stoff in Berührung kommt. Dadurch erhält die

auftretende elektro-dynamische Belastung un- Schweißverbindung an ihrer Wurzelseite ein Aus-

'; bedingt vermieden werden. sehen, das kein Nacharbeiten mehr erfordert. Außer-

ΐ 2. Die Werkstücke müssen beim Schweißen gewen- dem gewährleistet die gekühlte Unterlage definierte

det werden. Das Verarbeiten mehrerer Werk- Wärmeverhältnisse über die gesamte Länge der

stücke in einer Aufspannung ist praktisch nicht ₄„ Schweißnaht, so daP auch bei größerer Nahtlänge

} möglich. mit gleichbleibenden Einstellwerten gearbeitet wer-

\ 3. Aus den bereits unter 1. genannten Gründen den kann.

'< und infolge der Tatsache, daß bei diesen Naht- Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es ferformen keine ausreichende Schwcißbadsiche- _ner möglich, mit extrem hohen Stromstärken, d. h. rung zu erzielen ist, können zum Schweißen _{45 m}jt _gr,,ß_er Abschmelzleistung, zu schweißen und dakeine mechanisierten Verfahren angewendet _mj_{t e}j_ne große Wärmemenge einzubringen, ohne daß werden. der aufgeschmolzene Werkstoff weglaufen kann. Das Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sonst beim Schweißen von NE-Metallen übliche, sehr Verfahren zum stumpfen Anschweißen von geschieh- zeitraubende Vorwärmen ist nicht mehr notwendig, teten NE-Metallfolien an NE-Metallflachprofile und so Schließlich ermöglicht die Erfindung eine weitgeeine Aufspannvorrichtung zur Durchführung des hende Mechanisierung des Verfahrens und damit Verfahrens anzugeben, die eine besonders rationelle eine Senkung der Fertigungszeit und eine Ausschal-Herstellung derartiger Schweißverbindungen ermög- tung der durch bisherige Handschweißung bedingten liehen. Gleichzeitig sollen die erwähnten Nachteile menschlichen Unzulänglichkeiten,
der bekannten Verfahren vermieden werden. 55 Eine Aufspannvorrichtung zur Durchführung des Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gc- Verfahrens gemäß der Erfindung wird an Hand eines löst, daß das Flachprofil und die geschichteten Folien in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels an der Stoßstelle mittels Sägeschnitt als V-Naht vor- beschrieben, wobei zugleich weitere der Ausgcstalbcieitet werden, derart, daß die Folien an ihrer tung der Erfindung dienende erfinderische Merkmale Schnittfläche durch »Schmieren« des Werkslo.Tcs ver- 60 aufgezeigt werden. Es zeigt

bunden sind, daß femer die Stoßstcllcn mittels Fig. 4 eine Aufspannvorrichtung zur Durchfüh-

Schutzgasschwcißung mit abschmelzender Elektrode rung des erfindungsgemäßen Verfahrens in teilweiser

(z. B. MIG-Schweißung) verbunden werden und daß Schnittdarstellung,

das Schweißbad am Grunde der V-Naht durch cine F i g. 5 eine Draufsicht der Aufspannvorrichtung,

Profilscliiene gehalten wird, die aus anreichern Ma- 65 in der gleichzeitig mehrere der zu verschweißenden

terial wie die zu verschweißenden Teile besteht und Verbindungen befestigt sind.

in einer gekühlten Aufnahme angeordnet ist, deren In Fig. 4 werden die geschichteten NE-Metall-Material eine schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzt. folien I und das NE-Mctaliflachprofil 2, nachdem

1 955

ihre Sloßstallen durch Sageachnitt als Y-Draht vorbereitet sind, z. B. mittels Spannplatte!! 3,4, uuf einer Unterlage S befestigt. Die Unterlage S besteht aus einem Matorlal mit schlechter Wärmeleitfähigkeit. Hierfür geeignet sind beispielsweise entsprechende S metallische Werkstoffe, insbesondere Stahl. In der Untorlnjse sind Kühlrohre 7, 8 angeordnet, durch die ein Kühlmittel, z. B. Wasser, hindurchgeleitet wird. An der Oberseito der Unterlage 5 ist eine in Längsrichtung, d. h. parallel zur V-Naht, verlaufende nut- fürmige Vertiefung vorgesehen, in dio eine Promschiene 6 mit beispielsweise trapezförmigem Querschnitt eingelegt ist. Die aus angleichem Material wie die zu verschweißenden Teile I und 2 bestehende Profilschiene verhindert ein wurzelseitiges Ausfließen des Schweißbades. Wlihrend die der Schweißnaht zugewandte Oberseile der Profilschiene beim Schweißen voll aufschmilzt, wird ein seitliches und unteres Aufschmelzen der Profilschiene auf Grund des bereits erläuterten Zusammenhangs verhindert. ao

In Fig. 5, welche die Ausspannvorrichtung in Draufsicht zeigt, sind gleichzeitig mehrere der zu verschweißenden Teile 1 und 2 unter Verwendung einer durchgehenden Profilschiene 6 auf der Unterlage S mittels der Spannplatten 3, 4 befestigt. Um ein as Ausfließen des Schweißbades an den Stirnseiten der Vorrichtung zu verhindern, ist an den beiden außenliegenden Stoßstellen je ein Abschlußstück 9 mit einer der V-Naht angepaßten V- oder U-förmigen, nach oben auslaufenden Rinne vorgesehen.

Die gleichzeitige Befestigung einer größeren Anzahl von zu verschweißenden Verbindungen in der Aufspannvorrichtung ermöglicht eine besonders rationelle Herstellung der Schweißverbindungen in einem Arbeitsgang. Erreicht wird dies durch den Einsatz einer maschinellen Brennerführung, wobei dann die Schweißparameter, z. B. Schweißstromstärke und/oder Vorschubgeschwindigkeit der Elektrode 10, gesteuert oder geregelt werden. Außerdem kann es zweckmäßig sein, den Kühlmittelfluß durch die Rohre 7, 8 in Abhängigkeit von der Schweißstromstärke, der Vorschubgeschwindigkeit der Elektrode 10 und der Kühlmitteltemperatur zu steuern. Die automatische Brennerführung gewährleistet eine qualitativ einwandfreie und gleichmüßige Schweißnaht.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 sind die zu verschweißenden Teile 1 bzw. 2 an ihren Längsseiten ohne Zwischenraum aneinandergefügt. Bestehen die zu verbindenden Teile beispielsweise aus Aluminium, so läßt sich die nach der Schweißung erforderliche Trennung zwischen jeweils zwei benachbarten Stoßstellen, z. B. mit Hilfe eines dolchartigen Meißels, ohne Schwierigkeiten durchführen. Bei aus härteren NE-Metallen bestehenden Schweißverbindungen ist es gegebenenfalls zweckmäßig, auf beiden Seiten dir Schweißnaht zwischen jeweils zwei benachbarten Stoßstellen entsprechende Distanzstückc einzulegen, die gleichzeitig der seitlichen Schweißbadsicherung dienen. Nach vollzogener Schweißung können dann die Reste der Distanzstücke, falls erforderlich, weggcfrüst werden.

Das Verfahren nach der Erfindung ist insbesondere für die Herstellung von flexiblen Stromverbindungen aus Aluminium und oder Kupfer (sogenannte Dehnungsbiinder) entwickelt worden. Das Verfahren eignet sich jedoch gleichermaßen auch für alle anderen Stunipfnahtschweißverbindungcn an NE-Metallen.

45

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum stumpfen Anschweißen von geschichteten NE-Melalilolien an NE-Metallnaeliprofile, insbesondere zur Herstellung cinor slro.iileiiendcn Verbindung, dadurch ge kenn« zeichnet, daß das Flaeliprolll und die ««. schichteten Folien an der Bloßstelle mittels Siigoschnitt als V-Niiht vorbereitet wcrdun, derart, daß die Folien an ihrer Schnittfliichü durch »Schmieren« des Wcrkstollcs verbunden sind, daß ferner die Stoßstellen mittels .Schulzgusschweiüung mit abschmelzender Elektrode (z.B. MIG-Schweißung) verbunden werden und daß das Schweißbad am Grunde der V-Naht durch eine Profilschiene gehalten wird, die aus artgleichem Material wie die zu verschweißenden Teile besteht und in einer gekühlten Aufnahme angeordnet ist, deren Material eine schlechte Wärmeleitfähigkeit· besitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere der /u verschweißenden Verbindungen mit ihren Suiljstellen parallel nebeneinander in einer Aufspannvorrichtung befestigt werden und daß die einzelnen Verbindungen unter Verwendung einer durchgehenden Profilschiene in einem Arbeitsgang verschweißt werden.

3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit maschineller Brennerführung geschweißt wird, wobei die Schweißparameter (z. B. Schweißstromstärke und oder Vorschub der Elektrode) gesteuert oder geregelt werden.

4. Aufspannvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verschweißenden Verbindungen (1, 2) mittels Spannplatten (3,4) oder dergleichen Befestigungsmittel auf eine mit Kühlrohren (7, 8) versehene Unterlage (5) aufspannbar sind, die an ihrer Oberseite zur Aufnahme der Profilschiene (6) eine nutförmige Vertiefung in Längsrichtung und an ihren stirnseitigen Enden zur Sicherung des Schvveißbades je ein Abschlußstück (9) mit einer V- oder U-förmigen, nach oben auslaufenden Rinne aufweist.

5. Aufspannvorrichtung nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß die Profilschiene (6) einen trapezförmigen Querschnitt besitzt.

6. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (S) aus schlecht wärmeleitendem Metall besteht.

7. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (S) aus Stahl besteht.

8. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelfluß durch die Rohre (7, 8) in Abhängigkeit von der Schweißstromstärke, der Vorschubgeschwindigkeit der Elektrode (10) und der Kühlmitteltemperatur Steuer- oder regelbar ist.

^l). Aufspannvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Schweißnaht zwischen jeweils zwei benachbarten Stoßsteilen Distanzstückc eingelegt sind, die gleichzeitig der seitlichen Schweißbadsicherung dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen