DE2311673A1

DE2311673A1 - Electromagnetically controlled circular three-dimensional - flange welding - with circular electrode

Info

Publication number: DE2311673A1
Application number: DE19732311673
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Gerlach; Juergen Posselt
Original assignee: Zentralinstitut fuer Schweisstechnik der DDR
Current assignee: Zentralinstitut fuer Schweisstechnik der DDR
Priority date: 1972-03-10
Filing date: 1973-03-09
Publication date: 1973-09-20
Also published as: DD95738A1

Abstract

An electromagnetically controlled arc is employed for making circular three dimensional flange welds for joining cylindrical components. The weld head comprises a ring electrode the inner surface of which surrounds the workpieces at uniform spacing and over a length, which exceeds the extent of the proposed weld and an electromagnetic coil surrounding the electrode pref. over its whole length, the ferro magnetic workpiece acting as force line concentrators. The design requires little adjusting of electrode for differently curved circles.

Description

Vorrichtung zu Schweißen von Bördelnähten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schweißen von zur Werkstäckachse geneigten und/oder in räumlichen Kurven verlaufenden, in sich geschlossenen Bördelnähten, insbesondere zum Verbinden zylindrischer Bauteile mittels magnetisch bewegtem lichtbogen* Zum Schweißen von ringförmigen Bördelnähten mittels magnetisch bewegtem Lichtbogen sind Vorrichtungen bekanne bei welchen die verwendeten Elektroden aus Kupfer oder Kupferlegierungen bestehen und gekühlt sein können.Apparatus for welding flanged seams The invention relates to a Device for welding inclined to the workpiece axis and / or in three dimensions Curved, self-contained flanged seams, especially for connecting Cylindrical components by means of a magnetically moving arc * For welding Annular flanged seams by means of a magnetically moved arc are devices know which electrodes are made of copper or copper alloys exist and can be chilled.

Die Elektroden sind dabei der Form des zu schweißenden Werkstückes anpaßt und in einem fflleichbleibenden Abstand über die gesamte Nahtlänge angeordnet, wobei sie mit einem Magneten in Verbindung stehen, dessen Feldlinien so bemessen und gerichtet sind, daß sie den Lichtbogen zwischen Elektrode und Werkstück rasch längs der Nahtfume bewegen. Nachteile entstehen bei diesen Vorrichtungen, wenn Schweißteile, die eine unterschiedliche Länge aufweisen, hergestellt,werden sollen. In solchen Fällen muß die entsprechende liängendifferenz durch eine Verschiebung der Elektrode am Werkstück ausgeglichen werden. Weiterhin ist es bei den bekannten Einrichtungen oftmals schwierig den Magneten auf den zur Verfügung stehenden engen Raum und in der erforderlichen geometrischen Anordnung unterzubringen, ohne daß derselbe vom Lichtbogen beschädigt wird.The electrodes are the shape of the workpiece to be welded adapts and arranged at a constant distance over the entire length of the seam, whereby they are in connection with a magnet whose field lines are dimensioned in this way and are directed so that they rapidly break the arc between the electrode and the workpiece move along the seam fume. Disadvantages arise with these devices when welded parts, which have a different length, are to be produced. In such In cases, the corresponding difference in length must be achieved by shifting the electrode be balanced on the workpiece. Furthermore, it is with the known facilities often difficult to get the magnet in and out of the available narrow space to accommodate the required geometric arrangement without the same from Arc is damaged.

Bekannt ist ein Arbeitsgerät, bei welchem eine ringförmige Elektrode zum Schweißen von Bördelnähten in Verbindung mit zwei zylindrischen Magneten verwendet wird, wobei der angearbeitete Bördel von der Elektrode in einem gleichmäßigen Abstand umschlossen wird. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß ein mehrmaliges genaues und exaktes Justieren der Elektrode auf die Naht erforderlich ist, was einmal einen großen Zeitaufwand bedeutet und zum anderen eine kontinuierliche Fertigung verhindert. Die bekannten und zum Stand der Technik zählenden Vorrichtungen zum Schweißen von vorzugsweise Bördeinähten mittels magnetisch bewegtem Lichtbogen haben den weiteren gemeinsamen Nachteil, daß sie für den Schweißprozeß zur Verbesserung der Feldlinienrichtung und Konzentration zwei Magnetspulen erfordern und darüberhinaus hohe magnetische Feldstärken benötigen.A working device is known in which an annular electrode Used for welding flanged seams in connection with two cylindrical magnets with the attached flange at an even distance from the electrode is enclosed. The disadvantage of this device consists in that a repeated exact and exact adjustment of the electrode to the seam is necessary is what on the one hand means a large expenditure of time and on the other hand a continuous one Production prevented. The known devices belonging to the state of the art for welding preferably flanged seams by means of a magnetically moved arc have the further common disadvantage that they improve the welding process the direction of the field lines and the concentration require two magnetic coils and beyond require high magnetic field strengths.

Es ist deshalb Zweck der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die mit kleinstem technischen Aufwand das Schweißen in sich geschlossener, räumlicher Bördelnähte ermöglicht.It is therefore the purpose of the invention to create a device the welding with the smallest technical effort, closed, spatial Flanged seams enabled.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schweißen mit magnetisch bewegt lichtbogen zu entwickeln- bei welcher das Justieren der Elektrode auf die Schweißnaht auf ein Minimum zu beschränken ist und das Umrüsten für eine andere Nahtgeometrie in einfacher Weise gewährleistet wird0 Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß eine Elektrode vorgesehen ist, deren innere Manteifläche die zu verbindenden Werkstücke mit einem konstanten Abstand über eine Länge umgibt, die die axiale Ausdehnung der Bördelnaht überschreitet. Die Elektrode ist zweckmäßig mit einer Flüssigkeitskühlung versehen, Vorzugsweise wird sie auf ihrer gesamten Länge von einer Magnetspule umschlossen, die eine thermische Isolation zur Elektrode erhalten kann. Zur Feldlinienrichtung und Konzentration wird das ferromagnetische Werkstück selbst verwendet.The invention is based on the object of a device for welding with magnetically moved arc to develop - during which the adjustment of the electrode on the weld seam is to be kept to a minimum and the conversion for a other seam geometry is guaranteed in a simple manner0 The object of the invention is achieved in that an electrode is provided, the inner surface of which surrounds the workpieces to be connected with a constant distance over a length, which exceeds the axial extent of the flanged seam. The electrode is useful provided with a liquid cooling, preferably it is on its entire Length enclosed by a magnetic coil that provides thermal insulation to the electrode can get. The ferromagnetic becomes the direction of the field lines and the concentration Workpiece itself used.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch das schnelle Justieren der Elektrode auf die Schweißnaht sowie durch das einfache Umfüsten für eine andere Nahtgeometrie eine wirtschaftliche kontinuierliche Fertigung zylindrischer Bauteile erreicht wird.The advantage of the invention is that the quick adjustment the electrode on the weld seam as well as by simply changing over for another Seam geometry an economical continuous production of cylindrical components is achieved.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Der prinzipielle Aufbau der Vorrichtung ist in der dazugehörigen Zeichnung dargestellt.The invention is to be described in more detail below using an exemplary embodiment explained. The basic structure of the device is in the associated Drawing shown.

Zwei zylindrische Schweißteile 1 2 sind, durch konstruktive Gesichtspunkte bestimmt, über eine räumliche Schweißnaht zu verbinden0 Die aus je einem Blechrohr einer Wanddicke unter 1 mm bestehenden Schweißteile 1 2 werden mit einem Bördel 5 versehen und nahezu fugenlos von einer nicht dargestellten Vorrichtung aufgenommen und gegeneinander verspannt.Two cylindrical weldments 1 2 are, by design considerations intended to be connected via a spatial weld seam0 each from a sheet metal tube a wall thickness of less than 1 mm existing welding parts 1 2 are with a flange 5 provided and received almost seamlessly by a device, not shown and braced against each other.

silber den Bördel 5 wird nunmehr eine Mantelelektrode 3 geschoben und zum Wérkstückumfang hin zentriert. Ein axiales Ausrichten der Mantelelektrode 3 ist nicht erforderlich, wenn sie in ihrer gesamten Breite den Bereich des angearbeiteten räumlichen Bördels 5 überdeckt. Nahezu über die ganze Breite der Mantelelektrode 3 erstreckt sich die Wicklung der Magnetspule 4, welche mit einer thermischen Isolation zur Mantelelktrode 3 versehen werden kanne Zusätzlich ist eine Flüssigkeitskiihlung der Mantelelektrode 3 zweckmäßig.silver the flange 5 is now pushed a jacket electrode 3 and centered on the circumference of the workpiece. Axial alignment of the jacket electrode 3 is not required if it covers the entire width of the area of the worked spatial flange 5 covered. Almost over the entire width of the coated electrode 3 extends the winding of the magnetic coil 4, which is provided with thermal insulation can be provided to the jacket electrode 3. In addition, there is a liquid cooling the jacket electrode 3 is useful.

Bei einem Durchmesser von 74 mm der zu verbindenden SchweiB-teile 1; 2 und einer Wanddicke von 0,8 mm wurde eine Bördelhöhe von 1,2 mm vorgesehen. Es wird eine Mantelelektrode 3 eines Innendurchmessers von 78 mm und eine Breite von 40 mm verwendet, die von einer Magnetspule 4 mit einer Feldstärke von 420 Aw nahezu auf der gesamten Länge umgeben ist, wobei ein Spulenstrom von 3 A gemessen wurde.With a diameter of 74 mm of the welded parts to be connected 1; 2 and a wall thickness of 0.8 mm, a flange height of 1.2 mm was provided. It becomes a jacket electrode 3 with an inside diameter of 78 mm and a width of 40 mm is used, which is driven by a magnetic coil 4 with a field strength of 420 Aw is surrounded almost over the entire length, with a coil current of 3 A measured became.

Zwischen der Mantelelektrode 3 und dem Bördel wurde ein: Lichtbogen mit einer Spannung von Us = 30 V und einem Strom von Ins=480 A bei einer Leerlaufspannung von 74 V gezündet.There was an arc between the jacket electrode 3 and the flange with a voltage of Us = 30 V and a current of Ins = 480 A at an open circuit voltage ignited by 74 V.

Die benötigte Schweißzeit betrug 1,7 So Wurde der ~lichtbogen strom Is auf 250 A bei einer Lichtbogenspannung von 36 V gesenkt, stieg die Schweißzeit auf 3,5 s an. Beim Schweißen einer im Winkel von 900 zur Werkstückachse liegenden Bördelraht konnten nahezu gleiche Schweißparameter ermittelt werden,The welding time required was 1.7. This is how the arc current became Is lowered to 250 A at an arc voltage of 36 V, the welding time increased to 3.5 s. When welding a position at an angle of 900 to the workpiece axis Almost the same welding parameters could be determined for the crimping wire,

Claims

Patent to pruch device for welding to the workpiece axis inclined and / or in three-dimensional curves, self-contained flanged seams, especially for connecting cylindrical components by means of a magnetically moving arc, characterized in that an electrode (3) is provided, the inner circumferential surface of which the workpieces (1; 2) surrounds at a constant distance over a length that the extent of the attached Bordel (5) exceeds, with a magnetic coil (4) preferably surrounds the electrode (3) over its entire length and acts as a field line concentrator the ferromagnetic workpieces (1; 2) themselves are provided o