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Kennwort: chweißkantenveränderun Verfahren zum Herstellen von Schweißkanten
mit veränderlichem Gchrungswinkel Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen
von Schweißkanten an zu verschweißenden Werkstücken, bei denen aus korstruktiven
und schweißtechnischen Gründen die Flankenwtnkel der Schweißkanten verändert werden
müssen. Um zwei Werkstücke, z. E.
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Bleche, miteinander zu verbinden, ist es erforderlich, Schweißkanten
vorzubereiten. Die mit ihren Schweißkanten aneinanderstoßenden Bleche bilden dann
dabei im Schweißbereich eine V-oder X-Naht, in manchen Fällen auch sogenannte Y-
oder K-NShte Um eine derartige Naht herzustellen, ist es notwendig, die Schweißkanten
entsprechend anzuschrägen. Die geschieht üblicherweise durch Brennschneiden. Die
Absehrägung wird an der gesamten zu verschweißenden Kante des WerksIckes vorgenommen.
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Bei nicht räumlich verformten Blechen entsteht ein Stumpfstoß oder
ein Khlnahtstoß, bei dem gemäß dem anzuwendenden Schwißverfahren die Schrägungswinkel
der Schweißkanten über die gesamte zu verschweißende Naht konstant sein können.
Bei räumlich verformten Teilen Jedoch ist es oft erforderlich, die Schwei3-nahtvorbereitung
an dem einen Bauteil, das im rechten oder spitzen Winkel mit dem räumlich verformten
Bauteil verbunden werden soll, mit schrägen unterschiedlichen Winkeln zu versehen,
um das Volumen des einzubringenden Schweißgutes möglichst konstant zu halten. Dies
trifft besonders bei Querverbänden im Schiffbau zu, z.B. wo Bodenwrangen und Querschotte
im stark verformten Vor- und Hinterschiff mit der Aussenhaut des Schiffsrumpfes
zusammenstoßen. Vor allen Dingen bei Großtankern und
eisgehenden
Schiffen wird die Blechstärke der Querverbände so groß, daß,um eine sichere Schweißverbindung
zu gewährleisten die Gehrungswinkel der Schweißkante im Bereich der areidimensianzlesfarmten
AussenZeLut verändert werden messen, Auf gabe der vorliegenden Erfindung ist es
daher, ein Verfahren zum Herstellen von Schweißkanten an zu verschweißenden Werkstücken
vorzuschlagen, mit dem in kontinuierlicher Bearbeitungsweise unterschiedliche Winkel
der Schweißkante erzeugt werden, um gute, allen Ansprüchen gerecht werdende Schweißnähte
zu gewährleisten.
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Zur Lösung der Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgesclagen, daß
der Schrägungswinkel der Schweißkante entsprechend der Kontur des räumlich verformten
Bauteiles im Kantenbereich verändert wird.
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Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, daß der
Schrägungswinkel stufenweIse verändert wird.
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Aus wirtschaftlichen Gründen und zur Verkürzung der Bearbeitungszeit
der abzuschrägenden Schweißkante werden in bekarmter Weise zwei oder mehr Schneidbrenner
zu einem Brenneraggregat zusammengefaßt, das durch Drehung in die Jeweilige Tangentenrichtung
an der zu schneidenden Kurve in einem Zuge V-, X-,Y-oder K-Schweißkanten herstellt.
Tm Unterschied zu den bekannten Dreibrenneraggregaten, bei denen die Winkel stellung
der beiden Sc.hrägbrenner während des Schneidvorganges konstant ist, wird bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren die Winkelstellung eines oder mehrerer Schrägbrenner
während des Brennscnneidvorganges stufenweise verändert, ohne daß der Brennschneidprozeß
unterbrochen wird, indem einer oder zwei Schneidbrenner eines solchen Dreibrenneraggregates
auf einen neuen Schrägungswinkel eingestellt werden und dann die Schweißkantenabschrägung
bis zum nächsten Verstellsignal fortgeführt wird.
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Die nachstehende Beschreibung dient im Zusammenhang mit der beigefügten
Zeichnung zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In der Zeichnung
ist dargestellt in Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Verbindung eines Querverbandes
mit der Außenhaut im Vor- oder Achterschiff, Fig. 2 eine Draufsicht des Bauteiles,
an dem Schweißkanten mit veränderlichen Schrägen angebracht werden müssen, Fig.
3 eine Seitenansicht des zu bearbeitenden Bleches, Fig. 4 Schnitte entlang der Linien
I-I, II-II und III-III in Fig. 2 im vergrößerten Maßstab.
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In Fig. 2 ist eine Blechplatte 10 dargestellt, deren Schweißkante
12 zwischen den Punkten h - D verläuft. Die Schweißkante 12 hat eine, entsprechend
ihrer späteren Verwendung Konstruktionsbedingte, unterschiedlicke Winkeleinstellung,
wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich von Punkt A der Winkel 10O
vorhanden ist, während im Punkt 1.
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der Winkel auf 300 verändert ist. Die Punkte B und e kennzeichnen
noch näher zu erläuternde Zwischenpositionen.
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Zu Beginn der Schweißkantenbearbei4:ung wird der Brenner 2 am Kantenanfang
(Punkt A) auf einen vorbestimmten Neigungs-oder Schrägungswinkel in Bezug auf die
Schweißkante 12 so eingestellt, daß sein Schneid strahl sich mit dem Schneidstrahl
des Brenners 1 beispielsweise 2 mm oberhalb der Unterkante des Bleches schneidet.
Die Schrägstellung des Brenners 2 ist dabei so gewählt, daß zu Beginn der Kantenabschrägung
der erste Schrägungswinkel, z.B. 100 beträgt.
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Das Abschrägen der Schweißkante 12 durch den Schneidbrenner in einem
Winkel α = 10° kann nun in der üblichen Weise erfolgen. Wenn der Schneidbrenner
2 den Punkt B der Schweißkante
12 erreicht, erfolgt nun erfindungsgemäß
eine neue Winkeleinstellung des Brenners. Der Punkt B ist ein Punkt entlang der
Schweißkante 1, bei dem der Schneidbrenner, nachdem er eine bestimmte Strecke entlang
der Schweißkante zurückgelegt hat, in seiner Winlcelstellung, hervorgerufen durch
ein Signal aus der Steuerung der Brennschneidmaschine (photoelektrische Steuerung
oder numerische Steuerung), so verändert wird, daß der Winkel ß fUr die Absohrägung
erzielt wird, wobei gleichzeitig der Schnittpunkt mit dem Sctnetdstrahl des Brenners
1 in der gleichen Lage wie bei der Winkelstellung cC = 100 erhalten bleibt.
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Diese neue Winkeleinstellung ß ist erforderlich, um dem veränderten
räumlichen Winkel zwischen der Platte 10 und dem räumlich verformten Teil der Aussenhaut
des Schiffes Rechnung zu tragen, so daß dementsprechend zur Erzielung einer exakten
Schweißkante, die später Grundlage einer guten Schweißnaht ist, erfinungsgemäß ein
anderer Schrägungswinkel(3 erreicht wird. Dieser Schrägungswinkel, im Ausführungsbelspiel
20°, wird nun bei der Weiterbewegung des Schneidbrenneraggregates entlang der Schweißkante
12 bis zu Punkt C beibehalten. Punkt C entspricht hierbei in seiner Definition dem
zuvor genannten Punkt B.
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Bei Erreichen des Punktes C ist nun eine erneute Winkelkorrektur am
Schneidbrenner 2 erforderlich, der zur Bearbeitung des letzten Schweißkantenabschnittes
C - D in Bezug auf die Schweißkante 12 so eingestellt wird, daß diese in einem Winkel
t = 300 abgeschrägt wird.
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Gemäß der Erfindung wird also bei einer SchweißkantenabschrKgung die
Winkeleinstellung des Brenners 2 zu einem von der Maschinensteuerung vorgegebenen
Zeitpunkt so verändert, da der Schneidbrenner auf einen neuen Schrägungswinkel
eingestellt,
aber der Schnittpunkt zwischen dem Schneidstrahl des Brenners 2 und dem Schneidstrahl
des Brenners 1, s bezogen auf dte Unterkante des Bleches erhalten bleibt bis zur
nächsten Scnneidbrennereinstellung.
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Diese stufenweise Veränderung des Schrägungswinkels in bestimmten
Abständen an der Schweißkante 12 ist erforderlich, um bei dem Verschweißen ebener
Teile mit räumlich verformter Bauteilen eine entsprechend angepaßte Kantenabschrägung
zu erhalten. Die für die Winkelverstellung erforderlichen Signale werden aus der
photoelektrischen oder numerischen Steuerung der Brennscnneidmaschine ausgegeben,
wobei sie bei photoelektrischen Steuerungen mit Hilfe von an sic'-h bekannten zusätzlichen
Photowiderständen aus Impulslinien der Zeichnung entnommen werden oder bei -numerischen
Ste-erungen aus an sich bekannten Hilfsfunktionen erzeugt wer den.
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Die Schneidgeschwindigkeit bei Maschinenschneidbrennern ist im wesentlichen
abhängig von der Dicke des zu schnei.-denden Bleches und von dem Schrägungswinkel
der Schweiß kante. Da der Schrägungswinkel der Schweißkante sich aber im Verlauf
des Brennschneidvorganges erfindungsgemäß ändern soll, ist es notwendig, auch eine
Änderung der Schneidgeschwindigkeit analog zu der Veränderung des Schrägungswinkels
vorzunehmen. Deshalb. wird erfindungsgemäß vo--rgeschlagen, eine Veränderung der
Schneidgeschwindigkeit vorzunehmen, hervorgerufen durch das gleiche Signal, das
auch die Winkelverstellung des Schneidbrenners 2 verursacht.
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Nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag ist es möglich, unterschiedliche
Abschrägungswinkel an Schweißkanten maschinell herzustellen, um damit die manuellen
aufwendigen Arbeiten
der Schweißkantenherstellung, so wie sie bis
jetzt erforderlich sind, zu vermeiden