DE19641739C2

DE19641739C2 - T-Stoß-Schweißen

Info

Publication number: DE19641739C2
Application number: DE19641739A
Authority: DE
Inventors: Friedrich-Wilhelm Prof Dr Bach; Matthias Poege; Dieter Dr Hinneberg; Carsten Treuer
Original assignee: Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Priority date: 1995-11-02
Filing date: 1996-10-10
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2016-10-11
Also published as: DE19641739A1

Description

Die Erfindung betrifft ein T-Stoß-Schweißen und einen geschweißten T-Stoß bei länglichen Bauteilen (Steg-/Gurtblech) mit in der Ebene des Steges verlaufender Schweißnaht. Damit sind insbesondere Bauteile gemeint, die als längliche Blechstreifen oder Profile an eine flächige Blechwand geschweißt werden.

Aus DE-OS 19 27 613 ist ein elektrisches Lichtbogenschweißverfahren bekannt, bei dem ein keramischer Formkörper als Gegenlage verwendet wird. Der Formkörper soll zum Teil aufschmelzen. Bei in der Ebene des Steges verlaufender Schweißnaht sind derartige Formkörper nicht einsetzbar. Aus der JP 62-279079 A, Patents Abstracts of Japan M-697, 1988, ist ein Verfahren zum Lichtbogenschweißen eines T-Stoßes von länglichen Bauteilen bekannt. Die US 4,715,524 zeigt ebenfalls ein Verfahren zum T-Stoß-Schweißen. Bei beiden Lösungen durchsticht der Lichtbogen das Gurtblech von der dem Steg abgewandten Seite im Mittelbereich des Steges und schmilzt das Material auf. Eine Badsicherung ist jeweils nicht vorgesehen, was zu unerwünschtem Nahtdurchhang führen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Schweißverfahren zu entwickeln, um das Verschweißen der Bauteile mit insbesondere von T-Stoß zu T-Stoß wechselndem Verlauf zu vereinfachen.

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Lichtbogenschweißen eines T- Stoßes von länglichen Bauteilen und den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dabei wird zur Erzeugung einer Längsnaht ein Gurtblech vom Lichtbogen von der einem Steg abgewandten Seite im Mittenbereich des Steges durchstochen und aufgeschmolzen. Auf das stumpfe Ende des zu verschweißenden Steges wird eine gegen das Gurtblech dichtende Zwischenlage aufgebracht. Diese Zwischenlage ist in der Länge flexibel und in der Dicke elastisch oder elasto-plastisch, wobei sie sich thermisch beeinflußt ausdehnt und aushärtet.

Die flexible bzw. plastische Zwischenlage wird vom Lichtbogen durchstochen, aufgeschmolzen und schwimmt als Schlacke aus. Beidseitig der Schweißnaht bläht das vorher flexible Material, das nicht aufgeschmolzen wurde infolge der Temperatureinwirkung auf und verschließt die Luftspalte beidseitig der Schweißnaht. Dadurch wird sofort das Ausfließen von schmelzflüssigem Material verhindert.

Insbesondere dadurch, daß der Spalt beidseitig der Schweißnaht durch die Zwischenlage verschlossen bleibt, wird die Gefahr von Spaltkorrosion verringert.

Gemäß Fig. 1 ist die Zwischenlage 8 auf der stumpfen Stirnseite 21 des Steges 2 fixiert. Hierdurch kann die Zwischenlage vorteilhafterweise auf den Steg aufgebracht werden, bevor dieser mit der Gurtplatte 1, z. B. durch die unten beschriebene Lochung und Heftung, verbunden wird. Die Zwischenlage wird dann bei der Schweißung selbst in die Schweißverbindung mit einbezogen. Hierdurch erübrigt sich eine nachträglich in den schwer zugänglichen Winkelbereich des T-Stoßes einzubringende Badsicherung, welche insbesondere bei schwer zugänglichen Stellen sehr aufwendig ist.

Die Fixierung auf der Stirnseite des Steges kann durch Schweißen, Löten, Verkleben, Klemmen oder sonstige kraft- oder formschlüssige Verfahren erfolgen.

Nach einer bevorzugten Ausführung wird die Fixierung dadurch erreicht, daß die Zwischenlage 8 die Seitenwände 22 des Steges 2 teilweise übergreift, so daß eine formschlüssige Halterung entsteht.

Fig. 2 zeigt einen geschweißten T-Stoß, insbesondere unter vorheriger Sacklochung und anschließender Materialauffüllung durch Verschweißung 31, wobei zwischen den Bauteilen Gurtblech 1 und Steg 2 eine gesonderte Zwischenlage 8 vorgesehen ist. Diese Zwischenlage dient als mechanische Sperrschicht oder als verlorene Badsicherung. Im letzteren Fall wird sie teilweise an- oder ganz aufgeschmolzen (ausgenommen die Winkelbereiche). Die Zwischenlage verhindert primär, daß der durch die Gurtplatte durchschmelzende Werkstoff an den Stegkanten ausfließt.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem im Querschnitt in T- Form aneinanderstoßender Gurt 1 und Steg 2 von der den Winkelbereichen von Gurt 1 und Steg 2 entgegengesetzten Seite her nach Erstellung der Sacklochung in deren Bereich mit einer Materialauffüllung durch eine Verschweißung 3 versehen sind. Die Winkelbereiche sind frei von Winkelschrumpfung und sonstigen Unebenheiten. Von der mit einer Materialauffüllung versehenen Sacklochung sind entsprechend der Länge der miteinander zu verbindenden Bauteile mehrere vorhanden, die zweckmäßigerweise in gleichen Abständen zueinander und in einer Reihe liegend vorgesehen werden.

Beim Wiederverschweißen wird bevorzugt das MIG/MAG-Schweißverfahren mit z. B. einem Draht (SG2) von 0,8 mm Durchmesser eingesetzt. Der Schweißstrom liegt bei ca. 150 A. Wichtig für diesen Vorgang ist die Anschmelzung des Steges und das vollständige Auffüllen des vorher eingestochenen Loches.

Es wurden Schweißungen mit 12 mm starkem DH-36 TM Schiffbaustahl und 10 mm ST37 durchgeführt. Fig. 4 zeigt die Draufsicht auf das ebene Außenblech. Es sind jeweils zwei Einstechlöcher 4 und zwei verschweißte Bohrungen 5 zu erkennen. Die Dauer für den Einstechvorgang liegt je nach Blechstärke und Einstechtiefe zwischen 0,5 und 1 s.

Vorteilhafterweise erfolgt auch nach dem Verfüllen von der Stirnseite her die Schweißung 31 des Stoßes durch eine Lichtbogenschweißung von der den Winkelbereichen entgegengesetzten Seite her.

Als Lichtbogenschweißung kommen insbesondere UP-, MAG-, CO₂-Plasma-, daneben aber auch das Laser- oder Elektronenstrahlschweißen zum Einsatz, wobei das UP-Lichtbogenschweißen bevorzugt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Lichtbogenschweißen eines T- Stoßes ist besonders vorteilhaft bei der Schweißung an Spanten, Trägern oder Schiffswänden einzusetzen. Hier kann die Zwischenlage aufgrund anderer Materialeigenschaften als bei den Blechen auch zur Bestimmung der Lage des Steges hinter dem Gurtblech und damit zu einer sicheren Führung für das Lochstechen und Schweißen dienen.

Bezugszeichenliste

1

Gurtplatte

2

Steg

3

Verschweißung

4

Einstechloch

5

Bohrung

8

Zwischenlage

21

Stirnseite

22

Seitenwand

31

Schweißung

Claims

1. Verfahren zum Lichtbogenschweißen eines T-Stoßes von länglichen Bauteilen, bei dem zur Erzeugung einer Längsnaht ein Gurtblech vom Lichtbogen von der einem Steg abgewandten Seite im Mittenbereich des Steges durchstochen und aufgeschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf das stumpfe Ende des zu verschweißenden Steges (2) eine gegen das Gurtblech (1) dichtende, in der Länge flexibel und in der Dicke elastische oder elasto-plastische, thermisch beeinflußt sich ausdehnende und aushärtende Zwischenlage (8) aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage (8) die Seitenwände (22) des Steges (2) teilweise übergreift.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine sämtliche Bauteile (1, 2) erfassende Heftschweißung von der dem Steg (2) abgewandten Seite her durch Erstellung von Sacklochbohrungen (5) und deren anschließender Materialauffüllung durch Verschweißung (3).

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklochbohrungen (5) durch einen Plasmastrahlschneidbrenner erfolgen.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Heften mit MIG- oder MAG-Schweißen erfolgt.