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Verfahren zum Unterpulverschweißen von Stahlblechen von einer Seite
her Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterpulverschweißen von Stahlblechen
in horizontaler Lage von einer Seite her, bei welchem zur herstellung der Wurzelnaht
im Bereich der Stoßfuge eine Schweißunterlage verwendet wird.
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Bei der sogenannten Einseitenschweißung von Stahlblechen ist es bekannt,
daß der verfahrensrnäßig schwierigste Teil der Schweißung, das Herstellen der Nahtwurzel
ist. Kleine WerkstUclce werden deshalb nach wie vor nach dem Schweißen der einen
Seite gewendet und von der Gegenseite aus fertiggestellt. Bei der Einseitenschweißung
großer Werkstücke, insbesondere ausgedehnter Stahlbleche, ist es Jedoch aus Fertigungsgründen
erforderlich,
als erstes die endgültige l*'urzelnaht zu schweißen-un~hierauf erst, meist in Mehrlagentechnik,
von der gsl-e4-c-hwn Seite aus die Schweißnaht fertigzustellen.
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Die wesentlichen Schwierigkeiten bei der Ausführung der Wurzelnaht
ergeben sich jedoch aus der Unmöglichkeit, lange Schweißnähte mit gleichbleibender
Spaltbreitevorzubereiten.
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Es sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden, mit denen das Problem
der Herstellung einer einwandfreien Nahtwurzel bei der Einseitenschweißung gelöst
werden soll. Bei der Sektionsfertigung großer Schiffsbauten beispielsweise wurde
versucht, die Wurzelnaht gegen eine Schweißunterlage, die als einer gekühlten Kupferschiene
besteht, zu schweißen. Auch Schweißunterlagen in Form von Pulverkissen oder Kombinationen
aus Pulverkissen und Kupferschienen wurden bereits verwendet. Mit derartigen Verfahren
konnten zwar schon verhältnismäßig gute Argebnisse erzielt werden, doch wurde immer
wieder festgestellt, daß eine Sicherheit gegen Schweißfehler in der Nahtwurzel auf
diese Weise nicht erreicht werden kann. Außerdem erfordern diese Verfahren meist
einen erheblichen apparativen Aufwand, der teilweise die Vorteile, die durch die
Einseitenschweißung erzielt werden sollen, nämlich das wenden der werkstücke zu
vermeiden, wieder aufhebt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Unterpulverschweißen
von Stahlblechen von einer Seite her
unter Verwendung einer Schweißunterlage
zu entwickeln, das mit geringem Aufwand die sichere Herstellung einer qualitativ
befriedigenden Wurzelnaht auch bei über die Länge der Schweißfuge stark schwankender
Spaltbreite ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Schweißunterlage ein Blechstreifen
verwendet wird, welcher entlang der Stoßfuge an die Unterseite der Stahlbleche angedockt,
beim Schweißen der Wurzelnaht teilweise in diese eingeschweißt und anschließend
so weit entfernt wird, daß auf der Unterseite der Stahlbleche eine Nahtwurzel der
Ublichen Beschaffenheit verbleibt.
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Mit diesem gegenUber den bekannten Verfahren der Einseitenschweißung
wesentlich vereinfachten Verfahren werden Uberraschenderweise Nahtwurzeln erzielt,
die gleichmäßig durchgeschweißt sind und eine einwandfreie Nahtausbildung auch bei
Uber die Lunge der Schweißfuge stark schwankender Spaltbreite zeigen. Die Sicherheit
und Reproduzierbarkeit des erfindungsgemäßen Verfallren3 erlaubt seine Anwendung
in großtechnischem Maßstab. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist der Schiffsbau.
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Der entscheidende Grund filr die qualitativ hochwertigen Nahtwurzeln,
die rnit dem erfindungsgemä.ßen Verfahren erzielt werden, ist in dem Umstand zu
sehen, daß die Schweißunterlage zusammen mit den Stoßkanten der zu verschweißenden
Bleche ein gemeinsames
Schweißbad bildet, welches nacil außen gegen
das t.ndringen von Verunreinigungen geschützt ist. Das Problem bei den bisher bekannten
Linseitenschweißverfahren, das in der Ausbildung der unteren Oberfläche der Nahtwurzel,
die an der nach der Wurzelschweißung zu entfernenden Schweißunterlage anliegt, bestand,
tritt beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht auf. Im Gegensatz zu diesen bekannten
Verfahren spielt demnach beim erfindungsgemäßen Verfahren auch der Anpreßdurck der
Schweißunterlage eine untergeordnete Rolle.
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Bezüglich einer rationellen und wirtschaftlichen Fertigung, insbesondere
in der Serienfertigung, ist es besonders vorteilhaft, wenn die teilweise Entfernung
des untergelegten Blechs streifens mittels eines oder mehrerer, hierfür besondere
sebildeter Fgenhobler erfolgt. Mit diesem als Flächenhobeln bekannten ßearbeitungsverfahren
gelingt es in einfachster Weise die überschüssigen Teile des Blechstreifens schnell
so zu entfernen, daß eine Nahtwurzel der gewünschten Form verbleibt.
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Bei kleineren Werkstücken, insbesondere in der Einzelfertigung, ist
es auch oft vorteilhaft, die teil.W;ei.se entfernung des Blechstreifens mittels
spanabhebender Bearbeitung durchzuführen.
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Eine besonders wichtige und vorteilhafte Folge des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht in der Möglichkeit, daß durch die hohl
des Werkstoffs
des Blechstreifens Einfluß auf die metallurgisehen Vorgänge in der Schweißschmelze
genommen werden kann.
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Im allgemeinen ist es hierbei empfehlenswert> einen Stahl hoher
Reinheit für den Blechstreifen zu verwenden. Für den Fall Jedoch, daß eine metallurgische
Beeinflussung der Schweißschmelze erwiinscht ist, kann dies in einfacher Weise durch
die Verwendung von Blechstreifen aus legiertem Stahl mit gezielt ausgewählten Legierungsbestandteilen
geschehen. Das erfindungsgemäße erfahren eröffnet somit die Möglichkeit, einen weiteren
Schweißparameter beim Unterpulverschweißen von Stahlblechen einzuf\xhren, der bezüglich
der Werkstoffeigenschaften der fertigen Schweißnaht eine vorteilhafte Erweiterung
der möglichen Verfahrensvarianten gestattet. Insbesondere läßt sich auf diese ltelse
die Forderung nach der richtigen Nahtzähigkeit leichter als es bisher möglich war
erfüllen.
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Die einfache Ausgestaltung der Schweißunterlage erlaubt ein elastisches
und mit genügend großem seitlichen Bewegungsspiel durchzuführendes Anpressen der
Unterlage an die zu verschweißenden Stahlbleche. Auch bei Versatz der Stoßenden
ist es ohne Schwierigkeiten möglich, einen dichten Abschluß der Unterseite herzustellen
und damit die Gefahr von Warmrissen im 'tbergangsbereich zu verringern.
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bei einer besonders vorteilharten Weiterbildung des erfindungsgemßen
Verfahrens erfolgt das Andrticken des Blechstreifens
unter Zwischenschaltung
einer gekühlten Kupferschiene Diese Variante der erfindungsgemäßen Einseitenschweißung
ermöglicht die Verwendung besonders dünner Blechstreifen als Unterlage, wodurch
die Blechstreifen einerseits außerordentlich elastisch und dicht an die Unterseite
angepreßt werden können und andererseits das Entfernen der überschüssigen Teile
des Blechstreifens schnell und einfach erfolgen kann.
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5 Patentansprüche