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"Verfahren und Vorrichtung zum selbsttätigen Schutzgasschweissen mit
mehreren Elektroden" Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum selbsttatigen
Schutzgasschweissen mit mehreren Elektroden zur Uberbriickung schmaler Spalte, wobei
eine Doppelelektrode bestehend aus je einer Elektrode an jeder Seite des Spaltes
zum Anschweissen einer Schweißraupe zur Wirkung gebracht wird.
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Es ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt, bei dem in irgendeiner
nicht nach unten gerichteten Schweißlage die Schweißwärme begrenzt wird, um ein
Herausfließen der Schweißschmelze nach unten zu verhindern und um eine gut geformte
')chweißraupe für jede Lage zu erhalten, wodurch aber die Breite der ochweißraupe
und daher auch die
maximale Breite des zu überbrückenden Spaltes
begrenzt ist.
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Andererseits ist die kleinste Abmessung des Spaltes zum Einführen
der Elektrode in den Spalt begrenzt, wobei der zulässige Toleranzbereich klein und
eine sehr genaue Öffnungsbreite des Spaltes erforderlich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden
und das Verfahren der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß auch ein Uberkopfschweissen
möglich ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung besteht darin, daß in
nur einem Arbeitsgang eine mehrlagige Schweißnaht gelegt wird, indem in Schweißrichtung
hintereinander mehrere Gruppen von je einer Doppelelektrode und dahinter zwischen
diesen einer Einielelektrode gleichzeitig zur Wirkung gebracht werden, wobei jede
aus der Doppelelektrode und der Binselelektrode bestehende Gruppe eine lage schweißt.
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Auf diese Weise ist ein Uberkopfsohweissen auch bei größeren Spaltbreiten
möglich. Es ist auch der Toleranzbereich des Spaltes vergrößert und selbst da, wo
eine erhebliche Winkeländerung und ein seitliches Zusammenziehen beim Verschweissen
einer dicken Platte auftreten und der Spalt sich bei jedem Schweissvorgang hundert,
kann ein einwandfreies Verschweissen leicht durchgeführt werden. Da die von der
Doppeldüse
aus zugeführten Doppelelektroden sich entsprechend in
Richtung auf die Oberflächen des Spaltes biegen und entgegengesetzte Polarität aufweisen,
wird der Lichtbogen stabilisiert, und es kann ein tiefes Eindringen und Verschmelzen
zwischen dem Schweißmetall und dem Grundmetall des Spaltes in zufriedenstellender
Weise erzielt werden.
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Ein nicht einwandfreies Verschmelzen zwischen dem Schweißmetall und
dem Grundmetall der Werkstücke, wie es bei den bekannten Schweißverfahren auftritt,
ist durch die Erfindung vermieden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch
die Erfindung w#enig Schlacke erzeugt wird, weil es nicht erforderlich ist, die
Schlacke bei Durchführung des erfindungsgemäßen mehrlagigen Schweissens zu entfernen,
und ausserdem ist natürlich vorteilhaft, daß ein gleichzeitiges Verschweissen mehrerer
Lagen in nur einem Arbeitsgang durchgeführt wird, weil hierdurch die Hauptzeit erhrblich
verringert wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, d-'--iL# die
mehrlagige Schweißnaht zum Überbrücken tiefer Spalte in beiden Richtungen zur Erzeugung
weiterer lagen gezogers wird. Wur Abschaten des Stromes und durch Umdreheii der
Anordnung kann din genau gleiche mehrlagige 1';chweißnahj 1 n d der-selben Weise
in entgegengesetzter Richtung gelegt werden so o dab das Erfordernis entfällt, den
Schweißkop@@@ sei seiner Ausgangslage zurüchzubringen, wodurch naturlich @iel umständliche
Arbeit und Zeit eingespart wird
Die Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, daß in einem Schweißkopf drei
Gruppen der Elektroden für die Herstellung von je drei Schweißlagen angeordnet sind.
Hiermit läßt sich das selbsttätige Schweissen sehr viel leichter, schneller und
wirksamer durchführen als mit den bekannten Vorrichtungen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser
zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Anordnung zur Erläuterung der bekannten
Schweißverfahren dieser Art; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A' nach Figur
1 in Blickrichtung der Pfeile; Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Anordnung nach der
Erfindung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 4 einen Schnitt
nach der Linie B-B' der Figur 3 in Blickrichtung der Pfeile.
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Das selbsttätige Verfahren zum Überbrücken schmaler Spalte wird in
bekannter Weise mit Düsen 3 und 4 ausgeführt, welche in den I-förmigen Spalt eingeführt
werden, siehe auch Figur
2, wobei die Elektroden 4 und 6 auf die
Flächen 1 und 1' des Spaltes nach Figur 2 gerichtete sind und dort die Schweißraupen
7 und 8 legen. Dieses bekannte Verfahren hat aber den Nachteil, daß mit Ausnahme
einer nach unten gerichteten Arbeitslage die zugeführte Wärme begrenzt werden muß,
da die Schweisse daran gehindert werden muß, nach unten abzufließen, und zwar selbst
bei einem shr schmalen Spalt, in den die Düse 3 eingeführt und in Schweißrichtung
bewegt werden muß, siehe Figur 2, wobei die Mitte der Schweißfuge konkav werden
muß, und es ist schwierig, mehrere lagen gleichmaßig aufzubringen.
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Gemäß der Erfindung wird als Grundeinheit eine Doppelelektrode mit
zwei Elektroden mit entgegengesetzter Polarität zum Schutzgasschweissen an beiden
Seiten, rechts und links, der Mittenlinie der Schweißnaht zum Einsatz gebracht.
Dabei ist jede Elektrode auf die Flache des Spaltes gebogen, und gemaß der Erfindung
ist auch eine Einzelelektrode in der Mitte der Schweißnaht angeordnet. Nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren wird nun eine mehrlagige Schweißnaht in nur einem Arbeitsgang
gelegt, wobei vollständig oder teilweise die Mehrelektrodenköpfe Verwendung finden,
in denen Gruppen von je drei Elektroden zur Schutzgasschweißung angeordnet sind.
Dabei sind die Doppel- und die Einzelelektroden abwechselnd in Schweißrichtung hintereinander
positioniert. In Figur 3 sind mit den Bezugszeichen 11, 15, 19, 23 die Einzelelektroden
und mit 13, 13', 17, 17', 21 und 21' die Doppelelektroden eines
zweistückigen
Satzes bezeichnet, und es sind hier Einzel-und Doppelelektroden abwechselnd in Schweißrichtung
angeordnet. In der Figur ist eine einzelne Elektrode auf jeder Seite der Anordnung
vorgesehen, aber es kann auch eine Doppelelektrode an jeder Aussenseite der beiden
Enden zusätzlich vorgesehen sein. In der in dieser Figur gezeigten Anordnung bilden
z.B. die Elektroden 14 und 14 zwischen sich einen Hohlraum, da sie auf die Flächen
9 und 9' des Spaltes gerichtet sind, wobei je ein Draht in entsprechendem Winkel
diesen Flächen 9 und 9' zugeführt wird, und ein einzelner Schweißdraht 16 wird durch
die Düse 15 rechtwinklig auf die zu verschweissende Kantenfläche geführt. Hierbei
handelt es sich um das bekannte Schutzgasschweissen bei Anwendung zum Verschweissen
schmaler Spalte, wobei der elektrische Lichtbogen mit einem einfachen Gas wie Ar
(Argon), He (helium, CO2 (Kohlendioxyd) oder O2 (Sauerstoff) oder einer angemessenen
Mischung dieser Gase geschützt wird. Es findet Gleichstrom Anwendung, wobei mit
entgegengesetzter Polarität, insbesondere mit abwechselnd geänderter Polarität bei
einem zweistückigen Satz gearbeitet wird, und bei einer einzelnen Düse kann man
entweder mit entgegengesetzter Polarität oder gleicher Polarität arbeiten. Die Anwendung
der entgegengesetzten Palarität dient dazu, wie noch ausgeführt werden wird, den
Lichtbogen beim tiefen Eindringen zu stabilisieren, um eine zufriedenstellende Verschmelzung
zu erreichen.
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Wenn angenommen wird, daß die Schweißrichtung von der Elektrode 25
zu der Elektrode 11 verläuft, so erfolgt das Schweissen
durch jede
Elektrode von der Doppelelektrode 13 und 13' bis zu der einfachen Elektrode 23,
wobei die einfache Elektrode 11, die in Schweißrichtung vorn liegt, elektrisch abgeschaltet
ist. Das Verschweissen der Endteile 25 und 26 des in Figur 4 gezeigten Spaltes wird
nun mittels der in Schweißrichtung vorn liegenden Doppelelektrode 23 und 23' ausgeführt,
und durch die nächste Elektrode erfolgt das Verschweissen des mittleren Teils 27
zwischen den Endteilen 25 und 26, und auf diese Weise wird eine Schweißlage gebildet.
In der gleichen Weise werden auch alle übrigen Lagen 28, 29, 30 und 31, 32 und 33
durch die erwähnte Gruppe bestehend aus einer Doppel- und einer Einzelelektrode
geschweißt. Bei entgegengesetzter Schweißrichtung von der Elektrode 11 zu der Eleketrode
23 erfolgt das Schweissen in der gleichen Weise, wobei jetzt die in Schweißrichtung
vorn liegende Elektrode 24 abgeschaltet wird. Daher zeigt die Elektrodenanordnung,
was unter der ganzen oder teilweisen 3n-Anordnungzu verstehen ist, (wobei n = 1,
2, 3, .....), wobei eine Doppel- und eine Einzelelektrode als Grundeinheit dient.
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Beim Uberkopfschweissen ist es unter Anwendung der bekannten selbsttätigen
Verfahren dieser Art schwierig, eine einwandfreie Schweissung zu erzielen, die mittels
eines Mehrfachelektrodenkopfes mit hohem Wirkungsgrad hergestellt werden kann, aber
durch die Erfindung treten die eingangs erwähnten Vorteile auf, durch die diese
Nachteile behoben werden.