DE2205963B2 - Verfahren zum Lichtbogenschweißen unter Schutzgas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Lichtbogenschweißen unter Schutzgas, insbesondere zum automatischen Rohrstumpfnahtschweißen nach dem WIG-Verfahren, wobei die Umgebung der Schweißnaht mit einem die Naht sowohl an der Elektrode zugekehrten als auch an der ihr abgekehrten Seite umgebenden Schutzgasraum erfaßt wird, und das Schutzgas von dem Schutzgasraum auf der einen Seite der Naht durch den Schweißspalt in den Schutzgasraum auf der anderen Seite der Naht hindurchströmt.

Beim elektrischen Lichtbogenschweißen unter Schutzgas, insbesondere beim W'G-Schweißen ohne Zusatzdraht, ist die Güte der Schulzgasabdeckung der Schmelzzone und der benachbarten heißen Materialzonen von entscheidender Bedeutung für die Güte der erzielten Schweißverbindung.

Die meisten üblichen Schweißgeräte versuchen die Güte der Schutzgasabdeckung in der Schweißzone durch einen zylinderförmig über Wolframelektrode, Lichtbogenstrecke und Schmelzbad geführten Mantel aus inertem Gas zu erzielen. Doch können Nahtdefekte wie Poren- und schwere Zunderbildung nicht immer vermieden werden, da Wirbelbildungen durch die Thermik des Lichtbogens zum Einbruch der Außenatmosphäre führen können, sowie der Schutzgasmantel von der Düse der Schweißpistole die Rückseite der zu formenden Schweißnaht nur unvollständig, wenn überhaupt, erreicht. Wurzelporen sind dann fast unvermeidlich.

Diese Schädigung des Schweißgutes ist bei Verfahren der eingangs erwähnten Art, wie sie z. B. durch die iDT-PS 12 00 966 oder »American Machinist« bekannt sind, bereits vermieden. Dort sind die Stoßstellen eben, wobei das Durchströmen des Schutzgases durch eine Gasdruckdifferenz an der Schweißstelle erzielt wird. Auch diese Maßnahme brachte keine befriedigende Lösung, da die Druckdifferenz nur mit aufwendigen Einrichtungen erzielbar ist, welche Arbeiten an großen Werkstücken behindern und für Zwangslagenschwei-Ben ungeeignet sind. Außerdem kann auch dieses Verfahren eine gewünschte Beschaffenheit der Schweißnaht nicht beherrschen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu vermeiden. Diese Aufgabe wird da- ^ft<i durch gelöst, daß erfindungsgemäß entlang mindestens einer der beiden zu verschweißenden Kanten quer zur Naht verlaufende Kerben angebracht werden.

Die Kerben bringen den Vorteil mit sich, daß das Schutzgas am Schweißspalt ohne äußeren Einfluß leicht hindurchströmen kann und an der Stelle einer Kerbe die Aufschmelzung des Grundmaterials tiefer erfolgt als in den Nachbarzonen ohne Kerbe. Die dadurch bewirkte Aufeinanderfolge von Zonen mit tieferem Einbrand (Kerbe) und schwächerem Einbrand (ohne Kerbe) läßt eine gleichmäßige Durchschweißung mit geringerer Stromstärke als ohne Kerben erreichen, was besonders in Zwangslagenschweißungen den Einfluß der Schwerkraft auf das flüssige Schmelzband weitgehend verringert.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in welcher zwei Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgernäßen Verfahrens dargestellt sind. Es zeigt

F i g. i ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Rohrstumpfnahtschweißen im axia'en Längsschnitt,

F i g. 2 eine Stirnansicht und

F i g. 3 einen axialen Querschnitt eines der beiden stumpf zu verschweißenden Rohrenden,

F i g. 4 einen axialen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung für die Herstellung einer Rohr-Rohrplattenverbindungsnaht und

F i g. 5 eine Draufsicht des Werkstückes in der Richtung des Pfeiles A.

Bei der in F i g. I dargestellten Vorrichtung, welche zur Herstellung rotationssymmetrischer Nahtformen beim Rohrstumpfschweißen dient, bezeichnen 1, 2 die beiden an ihren Enden miteinander stumpf zu verschweißenden Rohre, deren um die herzustellende Naht eng begrenzte Zone 4 von einem Teil des Schweißkopfes bildenden zylindrischen Formteil 5 und in diesem zu beiden Seiten befestigten ringförmigen Schürzen 6, 6' eingeschlossen ist, die aus hitzebeständigem, flexiblem Material vorzugsweise mineralischen Ursprungs bestehen. Die Begrenzung des Schutzgaskanals um die Nahtzone kommt vorzugsweise bis auf etwa 10 mm an die Schmelzzone heran. Innerhalb der Rohre 1, 2 ist die Nahtzone 4' zu beiden Seiten durch Abdichtplättchen 7, T abgeschlossen, die aus dem gleichen Material wie die Schürzen 6, 6' sein können und durch einen Bolzen 8 verbunden sind. An Stelle dieser Abdichtplättchen kann natürlich auch ein Stopfen oder jedes andere Abdichtelement verwendet werden.

Der Formteil 5 besteht vorzugsweise aus Kupfer und ist gekühlt. Außerdem führt er eine Elektrode 9 und kann diametral geteilt, um ein Scharnier offen- und schließbar sein.

Zumindest eines der beiden zu verschweißenden Rohre 1, 2 ist an der Stirnseite mit kleinen, quer zur Naht verlaufenden Kerben 15 versehen, die vor dem Zusammenfügen der beiden Rohre durch ein Kerbewerkzeug vorzugsweise ungleichmäßig hergestellt werden.

Ein Schutzgas führendes Rohr 16 durchsetzt den Formteil 5 und mündet in die Nahtzone 4, Aus dieser strömt das Schutzgas durch die Kerben 15 im Gasvorströmungsgang auf die Rückseite der künftigen Naht in die Nahtzone 4' und verdrängt dadurch dort die Atmosphäre, die zu Poren- und Zunderbildung Anlaß geben könnte. Da die Kerben bei rotationssymmetrischen Nähten am ganzen Umfang vorhanden sind, wird durch die gleichmäßige Beaufschlagung der ganzen Naht vor und auch während des Schweißvorganges die Nahtunterseite ausreichend mit Schutzgas versorgt, so daß eine zusätzliche Spülung mit Schutzgas oder Formier-

gas im allgemeinen entfallen kann. Die inneren Abdichielemente können nach fertiggestellter Naht mechanisch oder z. B. mit Preßluft entfernt werden.

Bei einer Rohr-Rohrplaltenverbindung, wie sie die Fig.4 und 5 zeigt, befinden sich die Kerben 15 zur Erzielung der gleichmäßigen Durchschweißung am Rand der Lochwand der Rohrplatte 20. An das innenseitige Ende dieser Kerben schließt eine in der Lochwandung der Rohrplatte ausgenommene ringförmige Nut 17, die in einer der angestrebten Nahtdicke entsprechenden Tiefe angebracht ist. Es entsteht dadurch einerseits ein Hohlraum, der durch die Kerben mil Schutzgas erfüllt wird und als Schutzgaspolster während des Schweißens wirkt, und andererseits wird durch das Aufschweißen bis zum Ringspalt eine glatte kerbenfreie Nahiunterseite erzielt. Im übrigen sind bei dieser Vorrichtung Teile mit gleicher Funktion mit denselben Bezugsziffern bezeichnet wie bei der Vorrichtung nach F i g. I.

Was die Bewegung der Schweißköpfe anDelangt, so ist es selbstverständlich unwesentlich, ob die Vorrichtungen relativ zum Werkstück z. B. mit einer Wolfram-Stiftelektrode rotieren oder dazu sich in Ruhe befinden, wie es bei ringförmigen Elektroden mit magnetischer Lichtbogenrotation möglich wäre.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum elektrischen Lichtbogenschweißen unter Schutzgas, insbesondere zum automatisehen Rohrstumpfnahtschweißen nach dem WIG-System, wobei die Umgebung der Schweißnaht mit einem, die Naht sowohl an der Elektrode zugekehrten als auch an der ihr abgekehrten Seite umgebenden Schutzgasraum erfaßt wird und das Schutzgas von dem Schutzgasraum auf der einen Seite der Naht durch den Schweißspalt in den Schutzgasraum auf der anderen Seite der Naht hindurchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß entlang mindestens einer der beiden zu verschweißenden Kanten quer zur Naht verlaufende Kerben angebracht werden.