DE2362644C3

DE2362644C3 - Einrichtung zum Lichtbogenschweißen mit abschmelzender Drahtelektrode unter Wasser

Info

Publication number: DE2362644C3
Application number: DE2362644A
Authority: DE
Inventors: Arkadij A. Kiev Ignatušenko; Vladimir G. Pičak; Aleksandr G. Rybčenkov; Vladimir B. Smoljarko
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: 1972-12-19
Filing date: 1973-12-17
Publication date: 1981-12-10
Also published as: US3892937A; DD108675A1; DE2362644A1; DE2362644B2; FR2210481A1; FR2210481B1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Lichtbogenschweißen von Metallkonstruktionen mit abschmelzender Drahtelektrode unter Wasser in für Taucher erreichbaren Tiefen, wobei eine elektromoto* risch angetriebene Draht-Versorgungseinheil in einem Gehäuse nahe der Schweißstelle angeordnet ist, während sich die Schweißstromquelle gewöhnlich auf einem Schiff an der Wasseroberfläche befindet.

Die in diesem Zusammenhang entwickelte Einrichtung hat ein Gehäuse, in dem ein Elektromotor mil Getriebe, Elektrodendrahtvorschubrollen und eine Spule mit dem aufgewickelten Elektrodendraht untergebracht sind. Das Gehäuse ist mittels eines Schlauches mit einer Druckgas- oder Druckluftquelle verbunden. Das Druckgas oder die Druckluft wird in das Gehäuse unter einem Druck, der den hydrostatischen Druck übersteigt und das Eindringen von V/asser in den Elektromotor verhindert, gegeben, wobei das Druckgas oder die Druckluft über einen biegsamen Schlauch mil einem Brenner austritt. Die aus dem Brenner heraustre-(enden Gasblasen und der sich bildende Dampf verhüllen jedoch vor dem Schweißer die Schweißstelle und verschlechtern die Sicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten zu beheben.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zum Lichtbogenschweißen mit abschmelzender Drahtelektrode unter Wasser, mit einer elektromotorisch angetriebenen Draht-Versorgungseinheit in einem Gehäuse nahe der Schweißstelle, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Elektromotor mit dem Untersetzungsgetriebe in einem besonderen, [*egen die Umgebung abgedichteten Gehäuseteil untergebracht ist, das mit einer schmierfähigen, dielektrischen und mittels einer Druckübertragungsvorrichtung unter Umgebungsdruck stehenden Flüssigkeit gefüllt ist

Bei einer solchen Ausführung der Einrichtung wird keine Zufuhr von Luft bzw. Gas zu dem Gehäusehohlraum benötigt, so daß die Bildung von Luft- oder Gasblasen in der Lichtbogenzone ausgeschlossen ist

Die Abdichtung des Gehäuseinnenraumes mit den in diesem untergebrachten Elektromotor und Getriebe verhindert eine Berührung der letzteren mit dem Wasser, während die das Gehäuse füllende Flüssigkeit, die als Schmiermittel dient und Eigenschaften eines Dielektrikums aufweist, eine günstige Einwirkung auf die Arbeit des Getriebes ausübt und für den Betrieb des Elektromotors nicht gefährlich ist

Die in das Gehäuse der Schweißeinrichtung eingebaute Druckübertr^gungsvorrichtung übermittelt der in dem Gehäuse eingeschlossenen Flüssigkeit den Druck des Umgebungsmediums und verhindert damit das Eindringen von Wasser in das Gehäuseinnere über die an der aus dem Gehäuse herausragenden Getriebewelle angeordneten Dichtungen.

Der aus Dielektrikum ausgeführte Mantel trägt zur Erhöhung der Lebensdauer der Elektrodendrahtvorschubrollen und Reduzierung der Energieverluste bei. Darüber hinaus schützt der Mantel die Teile der Schweißeinrichtung gegen Elekirokorrosion.

Der Mantel ist mit dem Gehäuse wie ein Deckel verbunden, deshalb ist die Einrichtung bequem zur Besichtigung und Bedienung. Mit dieser Einrichtung kann ein als Taucher ausgebildeter Schweißer von mittlerer Qualifikation arbeiten.

Die erwähnte Vorrichtung kann als eine in die Gehäusewandung eingebaute Membran ausgeführt werden. Eine Membran wird zweckmäßigerweise bei Einrichtungen angeordnet, die für eine Tauchtiefe bis 100 m benutzt werden. Sie kann aus Gummi, Folie oder einem anderen elastischen Material hergestellt werden.

Man kann die erwähnte Vorrichtung auch als Balg ausführen. Einrichtungen mit einem Balg können in Tiefen über 100 m benutzt werden, da der Balg um eine größere Entfernung als die Membran verstellt werden kann.

Als Flüssigkeit zum Füllen des Gehäuses kann l'olyäthylsiloxan verwendet werden. Diese siliziumorganische wasserabweisende Flüssigkeit ist ein gutes Schmiermittel für die Gelriebeteile und fügt dem Betrieb des Elektromotors keinen Schaden zu.

Man kann auch als Flüssigkeit zum Füllen des Gehäusehohlraumes eine Mischung von Äthyl- oder Methylalkohol mit Rizinusöl verwenden. Diese flüssige Mischung isl billiger als Polyäthylsiloxan und verfügt über die positiven Eigenschaften des letzteren als Schmiermittel und Dielektrikum.

Der Schutzmantel der Einrichtung kann aus Schaumkunststoff, Plexiglas, Polymermaterial, Schaumepoxydharz. Kapron oder Polyäthylen hergestellt sein. Jedes der erwähnten Materialien verfügt über die Eigenschaf-

ten eines Dielektrikums und kann die Metallteile der SchweiBeinrichtung gegen Elektrokorrosion schützen.

Der Schutzmantel wird zweckmäßigerweise mit einem Abschnitt, der das Gehäuse der Schweißeinrichtung von außen umfaßt, ausgeführt

Solch eine Ausführung der Schweißeinrichtung schützt zuverlässiger die Teile vor der Einwirkung des elektrischen Stromes.

Zur Erläuterung der Erfindung folgt nachstehend eine Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Einrichtung mit Bezug auf die Zeichnungen. Es zeigt

F i g. 1 — Einrichtung, bei der der Schutzmantel mit dem Gehäuse verbunden ist, in Ansicht mit teilweisem Seitenausschnitt des im Wasser befindlichen Teils der Einrichtung; is

Fig.2 — eine Variante der Einrichtung, wo der Schutzmantel einen Abschnitt hat, der das Gehäuse von * außen umfaßt, in Ansicht mit teilweisem Seitenausschnitt des im Wasser befindlichen Teils der Einrichtung.

Die Einrichtung zur Unterwasserschweißung von Metallkonstruktionen hat ein Gehäuse I (Fig. 1) mit einem Deckel 2, die einen Hohlraum bilden, in dem sich ein Elektromotor 3 mit einem Getrieoe 4, das kinematisch mit über dem Deckel 2 angeordneten Rollen 5 zum Vorschub des Elektrodendrahtes 6 aus dem Schutzmantel 7 in einen Schlauch 8 mit einem Brenner 9 verbunden ist, befindet

Der Elektrodendraht 6 ist auf eine über dem Deckel 2 des Gehäuses 1 angeordnete und durch den Schutzmantel 7, der mit dem Gehäuse mittels eines Gelenkes 11 und eines Schnappers 12 verbunden ist, geschützte Spule IO gewickelt. Die aufgezählten Ausrüstungen stellen einen ins Wasser einzutauchenden Behälter mit Griffen 13 dar, der über elektrische Leitungen 14 mit einem über dem Wasser befindlichen Apparat 15 zur Steuerung des Elektromotors 3, bestehend aus AnIaQ- und Regelapparaten und Meßgeräten, und mit einer Stromversorgungsquelle 16, die an den Elektrodendraht 6, wo der Brenner 9 angeordnet ist, und an die zu schweißende Metallkonstruktion 17 elektrisch ange- η schlossen wird.

Im Hohlraum des Gehäuses 1 ist nur der Elektromotor mit dem Getriebe 4 untergebracht, wälrrend in die Wandung des Gehäuses 1 eine Vorrichtung 18 eingebaut ist, die den Druck des Umgebungsmediums der Flüssigkeit, mit der der Gehäusphohlraum gefülSt ist und die ein Schmiermittel mit Dielektrikumeigenschaften darstellt, übermittelt.

Der Hohlraum des Gehäuses 1 ist mittels Dichtungen 20 am Austritt der Welle 21 des Getriebes 4, an so Befestigungsstellen der Vorrichtung 18, an der Stromzuleitung zum Elektromotor 3 und an der Verbindungsstelle des Gehäuses 1 mit dem Decket 2 abgedichtet.

Als Flüssigkeil 19 zum Füllen des Gehäuses 1 können Polyälhylsiloxan oder eine andere siliziumorganische « Flüssigkeit sowie eine Mischung von Äthyl- otfer Methylalkohol mit Rizinusöl benutzt werden.

Zur Verbesserung der Wirkung der den Hohlraum des Gehäuses 1 hermetisch abschließenden Dichtungen 20 werden als Vorrichtungen, die den Druck des Umgebungsmediums der in dem Gehäuse eingeschlossenen Flüssigkeit Übermitteln, eine Membran, wenn die Arbeiten in einer Tiefe bis 100 m durchgeführt werden, oder ein Balg 18 (Fig.2), wenn die Arbeiten in einer Tiefe über 100 m vorgenommen werden, benutzt. μ

Die Membran kann aus Folie, Gummi oder sonstigen elastischen Stoffen hergestellt werden. Zur Herstellung dts Schutzmantels 7 können Schaumkunststoff, Plexiglas, Kapron, Polyäthylen, Schaumepoxydharz, Kunststoffe, Polymermaterialien, glasfaserverstärkte Plaste und bewehrter Gummi benutzt werden.

Die Teile der Schweißeinrichtung werden besser gegen Elektrokorrosion geschützt, wenn man den Schutzmantel 7 (F i g. 2) mit einem das Gehäuse 1 von außen umfassenden Abschnitt ausführt. In diesem Falte sickert auch in den Mantel 7 Wasser über die Öffnung im Brenner 9 durch, aber für die Spule 10 mit dem Elektrodendraht 6 ist dies nicht gefährlich, während der Elektromotor 3 mit dem Getriebe 4 in dem hermetisch abgedichteten Gehäuse 1 untergebracht ist

Die Schweißeinrichtung arbeitet wie folgt: Vor dem Beginn der Schweißarbeiten werden eine Reihe von Vorbereitungsoperationen unternommen. Die Stromversorgungsquelle 16 wird mittels de^r elektrischen Kabel 14 an die zu schweißende Metallkonstruktion 17 und den Elektrodendraht 6 auf dem Abschnitt des Brenners 9, der mittels des biegsamen Schlauches 8 mit dem Schutzmantel 7 und dem Geh >«e 1 verbunden ist angeschlossen. Der Steuerapparat 15 wird über mehradrige elektrische Leitungen 14 und hermetische Verbindungsmuffen (nicht mitgezeichnet) an den Elektromotor 3 angeschlossen. Unter dem Mantel 7 wird die Spule -¹O mit dem Elektrodendraht 6 angeordnet wobei man das Ende des Elektrodendrahtes in den biegsamen Schlauch 8 derart einführt, daß es aus dem Brenner 9 herausragt und mit den in diesem befindlichen Stromzuleitungen in Berührung steht. Die Rollen 5 für den Drahtvorschub werden derart verschoben, daß sie den Elektrodendraht 6 mitnehmen und ein Abwickeln desselben von der Spule 10 sichern.

Nach Beendigung der Vorbereitungsarbeiten wird der Behälter unter Wasser auf die vorgegebene Tiefe gesenkt und der Schweißer nimmt den Brenner 19 in die Hand, macht es sich am Ort der Schweißarbeilen bequem und gibt ein Signal nach oben zum Einschalten des elektrischen Stromes. Der Bedienungsmann schaltet den Schweißstrom ein und gibt die Speisung auf den Elektromotor. Das Getriebe reduziert die Drehzahl des Elektromotors 3 und setzt die Rollen 5 für den Elektrodendrahtvorschub in Bewegung. Der von der Spule 10 abgewickelte Elektrodendraht 6 wird in den biegsamen Schlauch 8 zum Brenner unter der Einwirkung der Rollen 5 vorgeschoben. Am Austrittsteil des Brenners 9 wird dem Elektrodendraht 6 der Schweißstrom zugeführt. Das aus dem Brenner 9 austretende Ende des Elektrodendrahtes 6 kommt mit der zu schweißenden Metallkonstruktion 17 in Berührung und an der Berührungsstelle entsteht infolge der großen Stromdichte und des elektrischen Widerstandes eine hohe Temperatur und ein elektrischer Lichtbogen. Hierbei schmilzt der Elektrodendraht 6 und die Metallkonstruktion 17 schmilzt in der Zone des Schweißdrahtes a'i.

Die Einrichlung ist bequem zur Beaufsichtigung ur.d Bedienung, ihre Teile sind gegen Elektrokorrosion geschützt; in dvese braucht keine Luft und kein Gas gegeben zu weroen, demzufolge der Schweißer besser den SehwtiBvorgang beobachten kann.

Prüfungen bestätigten die Arbeitsfähigkeit der Einrichtung und die hohe Schweißleisiung, die 6 bis m/h erreicht. Mit Hilfe der beschriebenen Einrichtung wurde eine Unterwasserschweißung von Meiallkonstrufctionen in verschiedenen räumlichen Lagen vorgenommen und dabei wurden feste und dichte Nähte erhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Lichtbogenschweißen mit abschmelzender Drahtelektrode unter Wasser, mit einer elektromotorisch angetriebenen Draht-Versorgungseinheit in einem Gehäuse nahe der Schweißstelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (3) mit dem Untersetzungsgetriebe (4) in einem besonderen, gegen die Umgebung abgedichteten Gehäuseteil (1) untergebracht ist, das mit einer schmierfähigen, dielektrischen und mittels einer Druckübertragungsvorrichtung (18) unter Umgebungsdruck stehenden Flüssigkeit (19) gefüllt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ^ zeichnet, daß die Druckübertragungsvorrichtung (18) eine in die Wandung des Gehäuses (1) eingebaute Membran enthält

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckübertragungsvorrichtung (18) einen SaIg enthält.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit (19) zur Füllung des Hohlraumes des Gehäuses (1) Polyäthylsiloxan oder eine andere siliziumorganische Flüssigkeit verwendet wird.

5. Einrichtung nach Anspn*c;h 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit (19) zur Füllung des Hohlraumes des Gehäuses (1) eine Mischung von Äthyl- oder Methylalkohol mit Rizinusöl verwendet wird.

6. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Diehktrikir-, zur Herstellung des Schutzmantels (7) Schaumkunststoff, Plexiglas oder Polymermaterialien verwendet werden. J5

7. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Dielektrikum zur Herstellung des Schutzmantels (7) Schaumepoxydharz, Kapron oder Polyäthylen verwendet werden.

8. Einrichtung nach Anspruch I. dadurch gekenn- « zeichnet, daß der Schutzmantel (7) einen Abschnitt hat, der das Gehäuse (1) von außen umfaßt.