DE2112876C - Auftragschweiß verfahren - Google Patents
Auftragschweiß verfahrenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Auftragschweißverfahren, bei dem ein stromführender
Draht mit konstanter Geschwindigkeit dem Schweißbad unter Lichtbogenbildung zugeführt und
gleichzeitig ein Metallpulvergemisch in einem zum abschmslzenden Drahtgewicht konstanten Gewichtsverhältnis kontinuierlich in den Wirkungsbereich des
Lichtbogens eingeführt wird. Das Auftragschweißverfahren kann halbautomatisch oder vollautomatisch
durchgeführt werden.
Bei diesem Verfahren wird angestrebt, daß die Analyse an allen Stellen des Auftrages möglichst
konstant, der Pulververlust seitlich der Schweißnaht mögi. hst gering und die Störanfälligkeit, insbesondere
der im Bereich der Hitzewirkung des Lichtbogens arbeitenden Teile der Schweißeinrichtung auf ein
Mindestmaß beschränkt wird. Voraussetzung für die Lösung dieser schwierigen Aufgaben ist die kontinuierliche
Zufuhr von Draht und Pulvergemisch in einem der gewünschten Analyse des Auftrages entsprechenden,
konstanten Verhältnis. Indes wurde gefunden, dafJ damit allein die gestellten Aufgaben
noch keineswegs gelöst sind. Vielmehr muß gleichzeitig verhindert werden, dail größer; Mengen des PuI-veruemisches
außerhalb des Wirkungsbereiches des Lichtbogens geschleudert werden, wo^ sie ungeschmolzen
Hegen bleiben, und dadurch die erstrebte Analyse des Auftrages fälschen. ...... .. -.
Auch muß erstrebt werden, daß möglichst alle PuI-
vergemischteile im Bereich des^Lichtbogens^ sicher
niedergeschmolzen werden. Endlich soll de Aufschmelzung des Grundwerkstoffes möglichst genng
und über die ganze Breite der Schweißnaht, auch an deren äußeren Flanken, möglichst konstant sein
xo Aufgabe der Erfindung ist es, die Analysenkonstanz
ta Auftrag zu erhöhen und seitliche Pulverver-1USSe%SSeErfindung
lost, d*se, Aufgbe dadurch,
daß das Metallpulvergemisch dem Schweiß-
1S bad mit einer Geschwindigkeit von höchstens
0.4m/sec. und in einer solchen Richtung zum^Draht
zugeführt wird, daß sich der größere Teil des Pulvergemisches
in Richtung des Längsvorschubes vor der Drahtspitze ablagert. .
ao Es wurde erkannt, daß das Pulvergemiscn dem
Lichtbogenbereich nur mit mäßiger Geschwindigke.t
zugeführt werden darf. Dies wad ζ. B dadurch er-St"
daß die freie Fallhöhe des Pulvergem.sche, von der Austritts- bis zur Auftragoberflache zu etwa
a5 V, bis »/, der Pendelbreite des vorderen Drahten
des gewählt wird; bei angenommen 3 cm Pendelbrc,
te bedeutet dies eine freie FaUhöbe von etwa 1 bi·.
2 cm, zweckmäßiger 1,5 bis 2 cm. Wird die frei·.·
Fallhöhe kleiner als angegeben gewählt, treten Sto-
rungen des Lichtbogens und der Pulverzufuhrur.
auff gleichzeitig wird die Pulveraustnttsduse uberm
ßig erhitzt Wird die freie Fallhöhe wesentlich groh.
als angegeben gewählt, so wird ein unter Umstände.! erheblicher Teil des Pulvers seitwärts der Schwe.il
raupe geschleudert, sei es durch Strömungskrafte s„
es durch elektromagnetische Wirkungen des Lu^N-
^Dadurch wird die Analysenkonstanz beeinträchtig
und der Pulververlust erhöht, sowie die Arbeitsweise
infolge der Notwendigkeit der Entfernung der ve.! renen Pulvermenge erschwert.
In Verbindung mit der vorbeschriebenen Maßna'·.-me soll das Pulvergemisch dem Schweißbad nicht
etwa konzentrisch zum Drahtende zugeführt werden,
sondern mit der größeren Menge in Richtung des
Längsvorschubes »vorlaufend«, i/adurch ergibt sich
eine bessere Vorwärmung des Pulvers vor dem eioertlichen Schmelzvorgang im Lichtbogen und eine
bessere Abdeckung des Grundwerkstoffes, wodurch
so Verzunderung und tiefe Aufschmelzung des letzteren
verhindert werden Der angegebene Vorlauf des Pulvers vor dem Drahtende kann durch entsprechende
Ausrichtung der Pulverauslaufdüse im Verhältnis zum freien Drahtende oder durch Einführung des
Pulvers in den Pulvervorraum unmittelbar vor der Pulverauslaufdüse windschief zur Drahtachse bewerkstelligt
werden. Zweckmäßig werden etwa Vj der Pulvermenge vor dem Drahtende eingeführt, der
Rest um das Drahtende. Auch diese Teilmaßnahme
trägt zur Erhöhung der Analysenkonstanz, der Verminderung der seitlichen Pulververluste und der tiefen
Aufschmclzung des Grundwerkstoffes bei.
Beide vorgenannten Maßnahmen werden in vorteilhafter Weise dadurch unterstützt, daß da?, vorder-
sie Drahtende in Richtung des Längsvorschubs etwa
5 bis 15° gegen die Senkrechte rückwärts geneigt ist. Eine weitere Verbesserung besteht darin, daß die zu
beschweißende Grundkörperoberfläche in Richtung
des Längsvorschubes um etwa 10° geneigt ist, so daß das Schmelzbad in Richtung des Längsvorschubes etwas
»vorläuft«.
Endlich ist zur Erzielung hoher Analysenkonstanz vorteilhaft, daß bei pendelnder Bewegung des Drahtendes
(senkrecht zum Längsvorschub) die Pendelgeschwindigkeit des Drahtendes dauernd, über die gesamte
Breite der Schweißnaht, annähernd konstant gehalten wird. Wird der Pendelantrieb z. B. über
einen einfachen Exzenter od. dgl. bewerkstelligt, so sinkt die Pendelgescbvvindigkeit des Drahtendes an
den Umkehrpunkten bis auf Null ab, so daß sich an diesen Stellen längere Verweilzeiten des Lichtbogens
und damit höhere Aufschmelzung des Grundwerkstoffes und Analysenabweichungen ergeben. Diesen
Mangel kann man z. B. durch Verwendung entsprechend geformter Herzkurven od. dgl. beheben, so
daß über die ganze Raupenbreite ein nahezu gleich starker, geringer Einbrand erzielt wird.
Ein gewisser Einbrand im Grundkörper ist unvermeidlich und zur Erzielung einer trennfesten Verbindung
zwischen Grundkörper und Auftragsschicht <\ gar erwünscht. Die aufgeschmolzene Grundkörperrnenge
vermischt sich mit aer niedergeschmolzenen Draht-Pulver-Menge und »verdünnt« die angestrebte
Analyse. Dabei kann insbesondere die Herabsetzung des Kohlenstoffgehaltes bei verschleißfesten Hartlegierungen
unerwünscht sein. Soweit diese Kohlehstoffemiedrigung nicht durch Überlegierung des Aufgabegutes
(Draht, Pulver) kompensiert werden kann, hat sich als vorteilhaft erwiesen, dem Metallpulver
vor oder während des Schweißvorganges einen gepulverten
Zusatzstoff beizugeben, der zusätzlichen Kohlenstoff abgibt
Im Sinne einer Verminderung der Pulververluste und einer völligen Aufschmelzung zu euer homogenen
Auftragschicht liegt auch die Wahl einer geeigne-
ten Körnung des Metallpulvers. Es wurde gefunden, daß sehr feine Teilchen leicht aus der Schweißzone
herausgeblasen werden und daß übergroße Teilchen in der kurzen zur Verfügung stehenden Zeit nicht
völlig aufgeschmolzen werden, so daß sich wiederum
Analysenunterschiede ergeben können. Am günstigsten haben sich Metallpulver erwiesen, die eine überwiegende
(60 bis 80%) Körnung zwischen 0,5 und 1 mm aufweisen.
Die vorbeschriebenen Maßnahmen bewirken ne-
Die vorbeschriebenen Maßnahmen bewirken ne-
ao ben den bereits geschilderten Vorteilen auch eine sehr hohe Stromausbeute, weil der Lichtbogen überwiegend
zur Erwärmung und Abschmelzung von Draht und Pulver, nicht des Grundwerkstoffes dient.
So werden schon bei etwa 500 Amp. Stromstärke Leistungen vod 15 bis 20 kg Schweißgut je Stunde
erbracht. Die an sich schon hohe Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wird durch die vorbeschriebenen
Maßnahmen noch wesentlich erhöht.
Claims (6)
1. Auftragschweißverfahren, bei dem ein stromführender Draht mit konstanter Geschwindigkeit
dem Schweißbad unter Lichtbogenbildung zugeführt und gleichzeitig ein Metallpulvergemisch
in einem zum abschmelzenden Drahtgewicht konstantem Gewichtsverhältnis kontinuierlich
in den Wirkungsbereich des Lichtbogens eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulvergemisch dem Schweißbad
mit einer Geschwindigkeit von höchstens 0.4m/sec. und in einer solchen Richtung zum
Draht zugeführt wird, daß sich der größere Teil des Pulvergemisches in Richtung des Längsvorschubes
vor der Drahtspitze ablagert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Fallhöhe des Pulvergemisches
von der Austrittsdüse bis zur Auftragsoberfläche mindestens 15 mm und höchstens '/s
bis ä/s der Pendelbreite beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorderste Drahtende in
Richtung des Längsvorschubes 5 bis 15° gegen die Senkrechte rückwärts geneigt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschweißende Grundkörperoberfläche
in Richtung des Längsvorschubes 5 bis 15° geneigt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei pendelnder Bewegung des
Drahtendes senkrecht zum Längsvorschub die Pendelgeschwindigkeit des Drahtendes, z. B.
durch Verwendung von Herzkurven, dauernd annähernd konstant gehalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der gewichtlich überwiegende Teil des Metallpulvers eine Korngröße zwischen 0,5 und 1 mm besitzt.
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