DE2333440A1

DE2333440A1 - Verfahren zum elektroschlacke-schweissen oder aufschweissen

Info

Publication number: DE2333440A1
Application number: DE19732333440
Authority: DE
Inventors: Georgij Alexandrowitsch Bojko; Geb Druschinina N Fomitscheewa; Awram Schaewitsch Gorodeckij; Jurij Grigorewitsch Grebzow; Jurij Jakowlewits Ischtschenko; Stanislaw Wasilewitsch Karlow; Anatolij Antonowitsch Kirsenko; Michail Markowitsch Kljuew; Wladimir Sergeewitsc Laktionow; Boris Israjlewitsch Medowar; Boris Ewgenewitsch Paton; Igor Wasilewitsch Perepeliza; Igor Stepanowit Prjanischnikow; Leonid Gustawowitsch Pusrin; Dmitrij Pawlowitsch Rosanow; Wladimir Nikiforowi Schutschin; Walentin Wasilewitsch Topilin
Original assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Current assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Priority date: 1972-08-01
Filing date: 1973-06-30
Publication date: 1974-02-14
Also published as: SE385554B; BE802241A; DE2333440C3; IT997372B; DE2333440B2; FR2194524B1; CA990804A; FR2194524A1

Description

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VEEB¹AHEEN ZUM ELEKTEOSCHIACKE-SCHIEIIBEN ODEE AUFSCHWEIßEN

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Elektroschlacke-Schweißen oder Aufschweißen und genauer auf Verfahren zum Elektroschlacke-Schweißen oder Aufschweißen mittels feststehender Elektrode und kann zum Herstellen von hochwertigen Schweißverbindungen und aufgeschweißten Schichten erfolgreich verwendet werden.

Die zur Zeit bekannten Verfahren zum Elektroschlacke-

ex

Schweißen oder Aufschweißen beruhen auf der Wärmentwicklung beim Durchgang des elektrischen Stroms durch ein aus geschmolzener Schlacke bestehendes, zwischen Elektrode und Grundwerkstoff befindliches Bad. im Schlackenbad,

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welches (im Vergleich, zum Metall) einen höheren ohaschen Widerstand besitzt, wird eine hohe Temperatur aufrechterhalten, die zum Schmelzen der Elektrode sowie zum Anwärmen und Abschmelzen der zu schweißenden oder aufzuschweißenden Teile erforderlich ist. Das geschmolzene Elektrodenmefaall passiert in Form von kleinen Tropfen das Schlackenbad, vermischt sich mit dem Metall der abgeschmolzenen Kanten der Schweiß- oder AufschweißteiIe und fließt in das Metallbad herab, das bei seiner allmählichen Erstarrung eine Schweißnaht oder eine aufgeschweißte Schicht bildet.

Beim Zusammensetzen werden die der Elektroschlacke-Schweißung oder Aufschweißung zu unterwerfenden Teile mit einem gewissen Spalt aufgestellt. In diesen Spalt werden abschmelzende Elektroden eingeführt, um die Schweißnaht oder die aufgeschweißte Schicht zu erzeugen. Gewöhnlich ist die Querschnittsfläche der Elektrode bedeutend geringer als die Querschnittsfläche des Schweißgutes. Deshalb werden die Elektroden, vorzugsweise Draht- oder Bandelektroden dem Schlackenbad mit Hilfe von Sondervorrichtungen zugeführt. Beim Verbinden von sehr dicken Teilen wird den Draht elektroden zusätzlich eine oszillierende Bewegung erteilt oder es wird von der Mehrdrahtschweißung Gebrauch gemacht. Manchmal werden die Drahtelektroden in Verbindung mit feststehenden, zwischen den Grundwerkstoff kanten angeord-

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neten Mundstücken oder Elektroden verwendet, deren Querschnitt sfläc he geringer als die Querschnittsflache des Schweißguts ist. Hierbei werden die Elektroden zwischen die zu schweißenden und aufzuschweißenden i'eile mit einem Spalt eingesetzt.

Die günstigsten Bedingungen zur Durchführung des Elektroschlacke-Schweißens oder AufSchweißens werden bei senkrechter Anordnung der Schweißnahtachse geschaffen. Hierbei wird zum Bilden der Schweißnaht oder der aufgeschweißten Schicht vorzugsweise eine zwangeläufige Formic ines

gebung mit Hilfe künstlicher Abkühlung an der Seitenfläche befindlichen Metallbadteils verwendet. Zu diesem Zweck werden gewöhnlich wassergekühlte Kupferplatten als formgebenae Teile verwendet, wobei diese Platten unbeweglich entlang der gesamten Natlänge angeordnet oder mit Hilfe von Sondervorrichtungen längs der Naht während der Kristallisierung derselben verschoben werden können. Hierbei bildet sich während des Elektroschlacke-Schweißens oder AufSchweißens an der Oberfläche der ftaht oder der aufgeschweißten Schicht seitens der Kühlplatten eine Schlackenkruste·

Manchmal werden zur Formgebung des Schweißbads zurückbleibende Platten (Unterlagen) verwendet, die mit der Schweißnaht oder dem Schweißguts verschmolzen werden. In diesem Fall entsteht keine Schlackenkruste.

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Gewöhnlich sind Apparate für das Elektro.schlacke-Scnweißen oder Aufschweißen mit Vorrichtungen versehen, die für den Elektrodenvorschub ins Schlackenbad., die oszillierende Elektrodenbewegung sowie für die Verschiebung des Apparates und der foriagebenden Teile die Naht entlang während αeren Kristallisierung sorgen.

Es werden, um die Draht elektroden längs der JNahtachse zu führen und um eine ununterbrochene Stromzuführung zu ihnen sicherzustellen, die Apparate für das Elektroschlacke-Schweißen oder Aufschweißen mit stromführenden Mundstücken versehen, welche Vorrichtungen besitzen, um die Lage der Elektroden im Raum zwischen den Kanten der zu achweißenden und der formgebanden Teile in Längs- und Querrichtung korrigieren zu können. Außerdem werden die Apparate gewöhnlich mit einer Vorrxcm,ung zum automatischen Beobachten des Metallbadniveaus und zum Abstimmen der Versehiebungsgeschwindigkeit des Apparats auf die Schweißgeschwindigkeit versehen.

Eine ausführliche Beschreibung der bekannten Verfahren zum Elektroschlacke-Schweißen oder Aufschweißen und der hierbei verwandten Ausrüstung wird im Fachbuch "Elektrosctilacke-Scüweißung", Sciirift leitung B.E. Pat on, tooskau-Kiew, 1959 dargelegt.

Die bekannten Verfahren zum Elektroschlacke-Schweißen oder Aufschweißen weisen eine Reihe von Nachteilen auf.

Zum Durchführen dieser Verfahren ist eine komplizierte

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und teuere Ausrüstung erforderlich.

Ein sehr wichtiger Nachteil dieser Verfahren ist die Instabilität des erhaltenen Einbrandes der Schweißnaht oder der aufgeschweißten Schicht sowohl in Dicken- als auch in Längsrichtung. Im Querschnitt haben die Schweißnähte eine sie kennzeichnende ballige form, während im Längsschnitt der Einbrand vom Nahtanfang in Richtung des Nahtendes aru-wächst. .

Sie Instabilität der Einbrandtiefe wird dadurch hervorgerufen, daß die bei den bekannten Verfahren zum Elektroschlacke-Schweißen oder Aufschweißen entwickelte Wärme praktisch von der Einbrandgröße nicht abhängt. Hierzu trägt auch die sehr wenig von der Einbrandgröße abhängige Wärmeableitung bei, welche hauptsächlich über die zu schweißenden oder aufzuschweißenden Teile und die formgebenden Platten erfolgt.

Zugleich mit der Änderung der Einbrand tiefe verändert sich der Anteil des Grundwerkstoffs und des Elektrodenmetalls in der Schweißnaht oder im Schweißgut, wodurch deren chemische Inhomogenität hervorgerufen wird.

Es ist äußerst schwierig, die Ungleichmäßigkeit des . Einbrandes durch Ändern der Parameter der elektrischen Betriebsführung zu beseitigen. Außerdem sind zur Zeit keine zuverlässigen Geber zum überwachen der Einbrandtiefe vorhanden. Deshalb ist bei den bekannten Verfahren zum Elek-

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troschlacke-Schweißen oder Aufschweißen der Prozeß vom Standpunkt der Einbrandtiefe aus praktisch nicht steuerbar.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die erwähnten Nachteile zu beseitigen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zum Elektroschlackenschweißen oder Aufschweißen zu entwickeln, welches es ermöglicht, einen stabilen Einbrand längs der gesamten zu schweißenden oder aufzuschweißenden Oberfläche zu erhalten, homogene chemische Zusammensetzung der Schweißnaht ocier des Schweiß gutes sicherzustellen und die zu seiner Durchführung verwendete Ausrüstung Dedeutend zu vereinfachen.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Slektroschlacke-Schweißen oder Aufschweißen gelöst, welches beim Durchlassen des elektrischen Stroms durch ein aus geschmolzener Schlacke bestehendes sowie zwischen Elektrode und zu schweißenden Teilen oder aufzuschweißendem Teil befindliches Bad verwirk licht wird, wobei eine abschmelzende Elektrode verwendet wird, die feststehend mit einem Spalt zwischen den formgebenden und zu schweißenden Teilen oder dem aufzuschweißenden Teil angeordnet ist, bei dem erfindungsgemäß eine Elektrode mit auf der ganzen Länge konstantem Querschnitt verwendet wird, dessen Fläche der yuerschuiTitöixauuo u.es ijchweißgutes oei aormal-r-fcemperatur gleich ist, während der Spalt swisehen der Elektrode sowie

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den formgebenden und zu schweißenden Teilen oder der aufzuscuweißenden Teil gleich der Größe der Wärmeausdehnung der Elektrode beim Erwärmen derselben bis auf Schmelztemperatur angenommen wird.

Durch die Anwendung einer Elektrode mit auf der ganzen Län^e konstantem Querschnitt, dessen Fläche der Querschnittsfläche des Schweißgutes bei Normaltemperatur gleich ist, wird es möglich, in jedem Augenblick zu gewährleisten, daß die lineare Abschmelzgeschwindigkeit der Elektrode der Schweißgeschwindigkeit (in Senkrechtrichtung) gleich ist.

Hierbei kann das Elektroschlacke-Schweißen oder Aufweißen unter Verwendung nur einer feststehenden Elektrode durchgeführt werden, wodurch die Schweißausrüetung bedeutend vereinfacht werden kann, da es überflüssig ist, Vorrichtungen für den Elektrodenvorschub, die senkrechte Verschiebung des Apparates, die oszillierende Elektrodenbewegung sowie eine Vorrichtung zum .beobachten des Metallbadniveaus und zum Abstimmen der Verschiebungsgeschwindigkeit des Apparats auf die Schweißgeschwindigkeit vorzusehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Hilfe einer Speisequelle, stromführender Verbindungsleitungen und feststehender formgebender Teile verwirklicht werden.

Erfindungsgemäß wird der Spalt zwischen der Elektrode sowie den formgebenden und zu schweißenden Teilen oder dem aufzuschweißenden Teil gleich der Größe der Wärmeausdeh -

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nung der Elektrode bei ihrem Erwärmen bis auf Schmelztemperatur angenommen. Da die Größe dieser Spalte klein ist, ändert sich im Vergleich zu den bekannten Verfahren der Charakter der Stromverteilung im Schlackenbad. Der Strom fließt hauptsächlich von der Elektrodenstirnfläche zu der zu verschweißenden oder aufzuschweißenden Oberfläche des Grundwerkstoffs den kürzesten Weg. An den Stellen, an denen Elektrode und Grundwerkstoff abgeschmolzen werden, wächst der Widerstand beim Stromdurchgang stark an, und der Strom fließt hauptsächlich durch die Abschnitte, an denen das Abschmelzen noch nicht begonnen hat. Auf diese Weise wird automatisch und ohne außenseitige Einmischung die Stabilisierung der Einbrandgröße längs der gesamten Oberfläche der Verbindung erreicht.

Während des Erwärmens der Elektrode und der zu schweifenden Teile oder des aufzuschweißenden Teils bleibt die Einbrandgröße konstant, während die Schweiß- oder Aufschweißgeschwindigkeit anwächst. Der irozeß verläuft ohne wesentliche Überhitzung des flüssigen Metalls, da beim Abschmelzen der Elektrode und des Grundwerkstoffs das flüs f-ige Metall sofort herabfließt und gleichzeitig das Schla''■'-

kenbad hebt. Durch Stabilisieren der Einbrandtiefe wirci eine homogene chemische Zusammensetzung des Üchweißnahtwerkstoffs oder des Schweißgutes gewährleistet.

Beiia Elektroschlacke-Schweißen oder Aufschweißen

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wird die zwangsläufe'Formgebung der Schweißnaht oder der aufgeschweißten Schicht verwendet. Als formgebende Elemente werden abnehmbare Teile, beispielsweise wassergekühlte Kupfer platten, eingesetzt. Hierbei entsteht an der überfläche der Schweißnaht oder der aufgeschweißten Schicht aus der Schlacke des Bades eine Schlackenkruste, während sich die üchlackenbadtieie vermindert, wodurch die elektrische Betriebsführung des Prozesses geändert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, um die Schlackenbadtiexe konstant zu halten, auf die Seitenfläche des abschmeizenuen Teils der Elektrode gleichmäßig auf seiner ganzen Länge im Voraus, d.h. vor dem Zusammensetzen, ein Schlackenüberzug aufgetragen, dessen Volumen gleich dem Volumen der nach dem Schweißen oder Aufschweißen entstehenden Schlackenkruste ist.

Der aufgetragene Überzug ist im festen Zustand nicht elektrisch leitend und isoliert die Elektrode gegen die formgebenden, zu schweißenden Teile §ä*r dtiue aufzuschweissende Teil. Während des Abschmelzens der Elektrode wird der Überzug im Schlackenbad geschmolzen und gleicht den . zur Schlackenkrustenbildung erforderlichen Schlackenverbrauch aus.

Gemäß einer der Durchführungsvarianten des Verfahrens wird der Überzug in Form einer gleichmäßigen kompakten Schicht auf die Elektrode aufgetragen. In diesem Fall wird

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der Spalt zwischen der Oberfläche aes Elektrodenüberzugs sowie den formgebenaen und zu schweißenden Teilen oder dem aufzuschweißenden Teil gleich der Größe der Wärmeausdehnung der Jjjlektrode bei ihrer Krwarmung bis auf Schmelztemperatur angenommen. Hierbei kann der Spalt am ganzen Umfang des Elekbrouenquerschnitts oder an einer, zwei oaer drei Seiten desselben vergesehen werden.

Gemäß anderen Durchführungsvarianten aes Verfahrens wird aer überzug in ij'orm einer porösen Schicht derart auf die Elektrode aufgetragen, da£ dem Volumen des kompakten Anteiles des Überzugs gleich dein Volumen der Schlackenkruste una das Volumen der Poren gleich dem Volumen der Spalte ist, die wiederum gleich der Größe der Äärmeausdeh-

nung der Elektrode bei ihrer Erwärmung bis auf Schmelztemperatur sind. i)er Überzug kann auch als einzelne kompakte Abschnitte aufgetragen werden, deren uesanrtvo lumen dem Volumen der Schlackenkruste gleich ist, während das Volumen der Zwischenräume zwischen diesen Abschnitten gleich dem Volumen der Spalte ist, die wiederum gleich der Größe der Wärmeausdehnung der Elektrode bei ihrer Erwärmung bis auf Schmelztemperatur sind. Außerdem kann als Überzug auch ein blechförmiges poröses Isolationsmaterial (z.B. Glasgewebe) verwendet werden, bei dem das Volumen aes kompakten Hh teile gleich dem Volumen der Schlackenkruste nnd das Volumen der Poren gleich α em Volumen der Spalte ist, welche wiederum der Größe der Wärmeausdehnung der Elektrode bei

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ihrer Erwärmung bis auf Schmelztemperatur gleich sind. In diesen Fällen wird eine solche Elektrode ohne Spalte zwischen die formgebenden und zu schweißenden Teile oder aufzuschweißende Teil eingesetzt, sodaß es möglich wird, die zum Schweißen oder Aufschweißen bestimmten Teile leicht und schnell zusammenzusetzen.

Auf diese Weise gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren zum ilektroschlacke-Schweißen oder Aufschweißen, aaß ein stabiler Einbrand an der gesamten zu schweißenden oder aufzuschweißenden Überfläche und eine homogene chemische Zusammensetzung der Schweißnaht oder des Schweißguts erhalten weruen, sowie daß sowohl die zu seiner Durchführung erforderliche Ausrüstung, als auch die Technik des Zusammensetzens und Schweißens wesentlich vereinfacht werden.

Nachstehend wird die Erfindung durch Beschreiben konkreter Jurchfünrungsbeispiele des Verfahrens zum Ülektroschlacke-fcJchweijsen oder Aufschweißen unter Hinweis auf beiliegende Zeichnungen erläutert; es zeigt

Fig.1 teilweise im Schnitt die schematische Anordnung der Elektrode beim erfindungsgemäßen Elektroschlacke-Schweißen,

Fig.2 die Draufsicht auf dieselbe, in Fig.1 abgebildete Anordnung,

Fig.3 teilweise im Schnitt die schematische Anordnung 409807/0727

der Elektrode beim erfindungsgemäßen Elektroschlacke-Aufschweißen,

Fig.4 dieselbe, in Fig.1 abgebildete Anordnung während des Schweißens,

Fig.5 dieselbe, in Fig.3 abgebildete Anordnung während des AufSchweißens,

Fig.6 teilweise im Schnitt die schematische Anordnung der erfindungsgemäßen Elektrode mit einem auf ihrer Oberfläche aufgetragenen kompakten Überzug zwischen den zu schweißenden und formgebenden Teilen,

Fig.7 die Draufsicht auf dieselbe, in Fig.6 abgebildete Anordnung,

Fig.8 die Draufsicht auf die schematische Anordnung der Elektrode mit einem auf ihrer Oberfläche aufgetragenen Überzug während des AufSchweißens,

Fig.9 die Seitenansicht des Längsschnitts der schematischen Darstellung des Schweiß- oder Aufschweißprozesses,

Fig.10 die Anordnung der Elektrode mit einem darauf aufgetragenen Überzug in Form einer porösen Schicht zwischen den zu schweißenden und formgebenden Teilen,

Fig.11 die Draufsicht auf dieselbe, in Fig.10 abgebildete Anordnung,

Fig.12 die Draufsicht auf die schematisehe Anordnung der Elektrode mit einem Überzug in Form einer porösen Schicht zwischen dem aufzuschweißenden Teil und den formgebenden Teilen sowie

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Fig.13 a, b, c die Draufsicht auf den Querschnitt von Ausführungsvariant en des erfindungsgemäßen Elektroden^ Überzugs.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Elektroschlacke-Schweißen besteht darin, daß im Baum, der durch die Kanten von zu schweißenden Teilen 1 (Fig.1 ¹¹¹³CL ²) unä- durch formgebende !Teile 2 begrenzt wird, senkrecht eine abschmelzende Elektrode 2 eingesetzt ist. Beim Elektroschock e-Aufschweißen wird der Baum, in dem (Fig.5) Elektrode 2 eingesetzt ist, durch ein aufzuschweißendes Teil 4 und formgebende Teile 5 begrenzt.

Der erwähnte Baum wird beim Aufschweißen und Schweißen von unten her durch ein formgebendes Teil 6 (Fig.1 und 3) begrenzt.

Beim Schweißen oder Aufschweißen verleibt die Elektrode 3 unbeweglich. Hierbei weist die Elektrode 3 auf ihrer ganzen Länge einen konstanten Querschnitt auf, dessen Fläche gleich der Querschnittsfläche des Schweißgute bei Normaltemperatur ist und dessen Form der Form des Schweißguts bei Normaltemperatur entspricht. Hierbei wird die Elektrode 3 so angeordnet, daß zwischen ihrer Oberfläche 7 und den formgebenden Teilen 2 oder 5 sowie den zu schweißenden Teilen 1 oder dem aufzuschweißenden Teil 4 ein Spalt 8 entsteht, der der Größe der Wärmeausdehnung der Elektrode 3 bei ihrer Erwärmung bis auf Schmelztempe-

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ratur gleich 1st, während zwischen der Stirnfläche 9 der Elektrode 3 und dem formgebenden Teil b» welches die Elektrode von unten her umfaßt, ein freier Saum 10 entsteht, üie Elektrode 3 und die zu schweißenden Teile 1 oder das aufzuschweißende Teil 4 werden an verschiedene Pole einer Stromquelle 11 angeschlossen, während im Baum 10 ein Schlaf-

kenbad 12 durch kommunizierenden Guß geschmolzener Schlacke über einen Trichter 13 (Fig.2) und einen Kanal 14 geschaffen wird, der in einem der formgebenden Teile 2 oder 5 ausgeführt ist. Das Schlackenbad kann auch auf eine andere bekannte Weise erzeugt werden.

Der elektrische Strom, der zwischen der Elektrode 3 und den zu schweißenden Teilen 1 (Fig .4·) oder α em aufzuschweißenden Teil 4 (Fig.5) fließt, erwärmt die geschmolzene Schlacke und hält darin eine hohe Temperatur aufrecht, die höher als die Schmelztemperatur der Teile 1 und 4 sowie der Elektrode 3 liegt. Infolge der im Schlackenbad 12 entwickelten Wärme werden die Elektrode 3 und die Kanten der zu schweißenden Teile 1 oder des aufzuschweißenden Teils 4 abgeschmolzen. Das flüssige Metall fließt herab und bildet hierbei ein Metallbad 15, wobei es gleichzeitig das Bad 12 aus geschmolzener Schlacke hebt. Das flüssige Metall erstarrt allmählich und erzeugt hierbei eine Schweißnaht 16 (Fig.4) oder eine aufgeschweißte Schicht 17 (Fig.5).

Durch die Verwendung der Elektrode 3» die auf der ganzen Länge einen konstanten Querschnitt aufweist, dessen-

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Fläche der Querschnittsflache des Schweißguts bei Norrnaltemperatur gleich ist, wird in jedem Augenblick gewährleistet, daß die lineare Abschmelzgeschwindigkeit der Elektrode 5 der Schweißgeschwindigkeit (in Senkrechtrichtung) gleich ist. Deshalb kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Elektroschlacke-Schweißen oder Aufschweißen unter ausschließlicher Verwendung einer feststehenden Elektrode durchgeführt werden, wodurch es möglich wird, bedeutend die Schweißausrüstung su vereinfachen.

Dank der geringen Größe der Spalte 8, die gleich der Größe der Wärmeausdehnung der Elektrode 3 beim Erwärmen derselben bis auf Schmelztemperatur ist, fließt der elektrische Strom in Schlackenbad 12 hauptsächlich den kürzesten Weg von der Stirnfläche 9 der Elektrode 5 zu den Kanten der zu schweißenden Teile 1 oder des aufzuschweißenden

Tile 4. An den Stellen, wo die Stirnfläche 9 der Elektrode 2 und die Kanten der zu schweißenden Teile 1 oder des aufzuschweißenden Teils 4 abgeschmolzen werden, wächst stark der Durchgangswiderstand des elektrischen Stroms an. Daher fließt der Stromjiauptächtlich durch die Abschnitte, deren Abschmelzung noch nicht begonnen hat. Hierdurch wird eine automatische Stabilisierung der Einbrandgröße an der gesamten Oberfläche der Verbindung erreicht.

Infolge der Stabilisierung der &ihbrandstiefe wird eine homogene chemische Zusammensetzung der Schweißnaht 16

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(Fig.4) oder des Metalls der auigeschweißten Schicht 17 (Fig.5) gewährleistet.

(,Venn hieruei während des Elektroschlaf e-Schweißens oder AufSchweißens als formyebende Teile 2 und 5 angeschweißte und zurückbleibende Platten (Unterlagen) (Fig.1..^ verwendet werden, so entsteht keine Schlackenkruste an der Seitenfläche eier Schweißnaht 16 oder der aufgeschweißten Schicht 17. Die Tiefe des Sctilackenbadd 12 und die elektrische Betirieüsführung bleiben während des Schweiß-oder Aufschweißprozesses konstant.

Aenn beim Durchführen des Verfahrens zum Elektroschlacke-Schweißen oder Aufschweißen von einer zwangsläufigen Formgebung der naht mit Hilfe von wassergekühlten kupferteilen 16 und 19 (Fig.6...12) Gebrauch gemacht wird, so entsteht während aes Schweißens oder Aufschweißens an der ÜDerflache der Schweißnaht 16 (Fig.9) oder der aufgeschweißten schicht 17 an der otelle, wo die elektrode 3 mit diesen Teilen in Berührung kommt,eine Schlackenkruste 2U aus geschmolzener Schlacke des Bads 12. Hierbei vermindert sich die Tiefe des Schlackenbads 12, was zur Folge hat, daß sich die elektrischen Parameter der Betriebs führung ändern und die Einbrandtiefe ungleichmäßig wird. Es muß, um die Tiefe des Schlaekenbadee 12 konstant zu halten, diesem Bad Schlacke zugeführt werden, wobei es nicht immer möglich ist, zu diesem Zweck die Spalte 8 zu

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verwenden. Es wird deshalb, damit sich während des Schweißoder Aufschweißprozesses die elektrischen Parameter der Betriebsführung und die -^inbrandtiei'e nicht ändern, auf die Oberfläche 7 der Elektrode 2 im voraus, bevor sie zwischen die form gebenden und die zu schweißenden Teile oder das aufzuschweißende Teil eingesetzt wird, ein Schlackenüberzug 21 aufgetragen, dessen Volumen dem Volumen der sich bildenden Schlackenkruste 20 gleich ist. Im festen Zustand ist der Überzug 21 ein Isolator, wodurch während des Schweißoder Aufschweißprozesses die Wahrscheinlichkeit vermindert wird, daß zwischen der Elektrode 3 sowie den formgebenden und zu schweißenden Teilen oder αem aufzuschweißenden Teil ein elektrischer Durchschlag erfolgt, während aes Abschmelzens der Elektrode 3 wird der Überzug 21 allmählich geschmolzen und kompensiert den zur Bildung der Schlackenkruste 20 erforderlichen Schlackenverbrauch.

Der Überzug 21 wird auf die Seitenfläche 7 des abschmelzenden Teils der Elektrode 3 in Porm einer gleichmäßigen kompakten Schicht 22 (Fig.6. ..9) aufgetragen. Hierbei wird die Elektrode 3 mit dem darauf aufgetragenen Überzug 21 zwischen axe zu schweißenden Teile 1 oder das aufzuschweißende Teil 4 und die formgebenden Teile 18 und 19 mit einem Spalt 8 eingesetzt, der der Größe der Wäriueausuehnnng der Elektrode 3 beim Erwärmen derselben bis auf Schmelztemperatur gleich ist.

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In Fig.i3 a..;c sind, andere Ausführun^svarianten aes Überzugs 21 auf aer Seitenfläche aer Elektrode 3 abgebilaet, die bei aer Verwirklichung der vorliegenden Erfinaung verwendet werden.

Eine dieser Varianten besteht darin, aaß der überzug 21 auf axe Seitenfläche dei* EleKtroae 3 in Form einer porösen Scnicht aufgetragen wird, wobei das Volumen seines kompakten Teils 23 (Fig.13a) gleich dem Volumen aer sich nach uem Schweißen oder Aufschweißen bildenden Schlaatenkruste 20 (Fig.9) ist, während das Volumen der Poren 24-(Fig.i3a) dem Volumen der Spalte 8 (Fig.9) gleich ist. iiierbei wird die Elektroae 3 mit dem aarauf aufgetragenen una aus einer porösen schicht bestehenden Überzug 21 zwischen die formgebenaen Teile 18 uai 19 sowie die zu schweißenden Teile 1 oder das aufzuschweißende Teil 4- ohne Spalte (Fig.10...12) eingesetzt.

Die zweite Variante besteht darin, daß der Überzug 21 (Fig.1Jb) auf die Seitenfläche 8 des abzuschmelzenaen

Teils der Elektroae 3 in Form von einzelnen kompakten Abgleich schnitten 25 aufgetragen wird, ueren uesamtvoturnen-dem Volumen der Scklackenkruste 20 (Fig.9) ist, während das Volumen der Zwischenräume 2b (Fig.1Jb) dem Volumen der Spalte 8 (Fig.9) gleich ist. Diese Eleictroae 3 wird eoenso wie die Elektrode mit porösem Überzug ohne Spalte (Fig.10.. .12) zwischen die 'feile eingesetzt.

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Gemäß der dritten Variante v/ird ui_;j überzug 21 ijjc) ein olefchföriniges poröses ±solationsmaterial, z.B. Glasgewebe, verwendet, wobei aas Volumen seines kompakten Teils 27 gleich dein Volumen der ücü la cii entrüste 20 ist, während das Volumen der Poren 2ti dem Volumen der Spalte ö gleich ist. Die jüeKtrode 3 mit einem solchen überzug wird ebenso wie die Elektrode mit aus einer porösen Schicht bestehendem überzug ohne Spalte (Fig.10...12) zwischen die zu schweißenden und foi-mgebenden Teile eingesetzt .

Der Überzug 21 wird auf die Elektrode nach bekannten Verfahren (durch Aufpressen, Eintauchen, Aufspritzen usw.) aufgetragen, während . blechförmige katerial auf die Oberfläche der Elektroue 3 mittels Wasserglas aufgeklebt wird.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Elektroschlacke-Schweißen oder Aufschweißen, bei uem das Schweißen oder Auf schweißen -.'Λ' .«.Ί r Durcu 'r elektrischen Stroms durch ein aus geschmolzener Schlacke bestehendes, zwischen Elektrode und

zu schweißenden Teilen oder aufzuschweißendem Teil befindliches .bad durchgeführt wird, wobei eine abschmelzende Elektrode verwendet wird, die leststehend mit einem Spalt zwischen den formgebenden und zu schweißenden Teilen oder dem aufzuschweißenden Teil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß zum Schweißen oder Auischweißexi eine Elektrode O) mit auf der ganzen Länge Konstanten i,,uer schnitt verwendet wird, dessen Fläche der Querschnittsfläcae des Schweißgutes bei itforma!temperatur gleich ist, während der Spalt (8) zwischen der Elektrode O) sowie den formgeuenden und zu schweißenden Teilen (1) oder dem aufzuschweißenden Teil (4) vor dem Schweißen oder Aufschweißen gleich der Große der Wärmeausdennung der Elektrode O) oeim Erwärmen derselben bis auf Schmelztemperatur angenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn während des Schweißens oder Aufschweißens an der Goerflache der zu schweißenden euer aufzuscaweißenden Teile eine Schlackenkruste (20)

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entsteht, auf die Seitenfläche des abschmelzenden Teils der Elektrode (2) gleichmäßig auf seiner ganzen Länge im voraus, d.h. vor aem Einsetzen der Elektrode zwischen die formgebenden und zu schweißenden Teile oder das aufzuscnweißende Teil ein Schlackenüberzug (21) aufgetragen wird, dessen Volumen dem Volumen der entstehenden Schlackenkruste (20) gleich ist.

J. Verfahren nach Anspruch 2, uauurch gekennzeichnet , dais der Überzug auf aie Elektrode in Form einer gleichmäßigen kompaKten Schicht (22) aufgetragen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß αer Überzug (21) auf die Elektrode (5) in i'orm einer porösen Schicht derart aufgetragen wird, daß das Volumen des kompakten Anteiles (23) ues Überzugs gleich dem Volumen der Schlackenkruste (20) und das Volumen der Poren (24) gleich dem Volumen der Spalte (8) ist, die der Größe der »Yärmeausuehnung der Elektrode O) bei ihrer Erwärmung bis auf Schmelztemperatur gleich sind, wobei diese Elektroae O) ohne Spalte zwischen die lormgebenden und zu schweißenden Teile oder das aufzuschweißende Teil eingesetzt wird.

5- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Überzug (21) auf die Elektrode O) in Form von einzelnen kompakten Ab-

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schnitten ^25) aui'^ebrageri vdra, ueren oesaiatvolumen ^leic aeia Volumen uer Sci.lacKenKrusbe (^U) ist, während aas Volumen der Zwischenräume (2b) zwiscuen aieseii Abschnitten uem Volumen der Spalte (b) gleich ist, aie aer uröße eier Wärmeausuehnung aer Elektroae bei ihrer .orwärmung ois aul Scnmelzteiiiperatur gleich sind, wobei diese Eleictroae O) ohne Spalte zwiscnen aie iormgeuenaen una zu scaweiüenden Teile oaer aas auizuscmveifienae '!'eil eingesetzt wira.

6. Verfahren nacn Ansprucn 6, uauurcu ö^e~ Kennzeicnnet, aaL· als überzug (.21) ein ülecaförnii^es jjoroses 1 soiationsmaterial verwenuet v/ird, Dei aem das Volumen aes ko^pakteu Anueila (k^rf, gleich aem Volumen aer Sculackentcruste ^2G) una aas Volumen aer Jt-Oren (2ö) gleich aem Volumen aer Spalte C^) ist, welche der Größe aer '.Värmeausaehnunö der iile.£troae (j>) bei iurer Erwärmung bis aui Schmelztemperatur gleicn sina, wobei aiese Elektrode C^) ohne Spalte zwiscuen aie i'ormgebenuen und zu scnweißenden Teile oder das auizuscnweiiienae x'eil eingesetzt wird.

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