DE2448191C2 - Tiefenschweißfuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tiefschweißfuge zur Verbindung zweier Werkstücke mit in Abstand voneinander befindlichen, im wesentlichen parallelen Stirnflächen, weiche die gegenüberliegenden Seitenwände des Schweißfugenraumes bilden, wobei das erste Werkstück eine von dem Ende seiner Stirnfläche vorstehende Zunge hat, die wenigstens teilweise das zweite Werkstück überlappt und den Boden des Schweißraumes abschließt und wobei die Berührungsflächen zwischen der Zunge und dem zweiten Werkstück eine seitlich verlaufende Schweißfugentrennlinie bilden.

Bekannte Tiefschweißfugen dieser Art haben an den Unterkonten der Stirnflächen der beiden Werkstücke vorstehende Zungen, die sich überlappen und unter Zuschärfung der einen Zunge den Boden des Schweißfugenraumes bilden.

Abgesehen von der Schwierigkeit der gegenseitigen Ausrichtung und Fixierung der Werkstücke hat sich nun gezeigt, daß besonders bei größeren Schweißtiefen an den Ecken der Wurzel des Schweißfugenraumes Verschweißungsmängel auftreten, die in einer unzureichenden Verschmelzung und Porositäten der Schweißnaht bestehen. Solche Mängel werden durch eine ungenügende Erwärmung der Werkstücke und des Schwcißmalerials an diesen Stellen hervorgerufen. Hieraus ergeben sich Spannungserhöhungen, die zum Bruch führende Anrisse einleiten.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Tiefschweißfuge so zu gestalten, daß unter sicherer Fixierung der beiden Werkstücke die Erwärmung und Verschmelzung auch an den Ecken der Wurzel eines Schweißfugenraumes größerer Tiefe verbessert ist Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht daß die Zunge in eine Ausnehmung des zweiten Werkstückes eingreift mit ihrer dem

Schweißfugenraum abgekehrten Fläche und einer größeren Fläche des zweiten Werkstückes im wesentlichen in einer Ebene liegt und die Werkstücke eine der Zunge benachbarte, von dem Boden und einer Seitenwand des Schweißfugenraumes ausgehende, in den Schweißfugeoraum vorspringende, eine wärmestauende örtliche Anhäufung von Werkstückmaterial bildende Schulter haben.

Die hohe Wärmeansammlung an den in den Schweißfugenraum vorstehenden Schultern bewirkt ein Abschmelzen derselben unter Vermischung mit dem Zusatzmaterial der Schweißnaht

Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt die Zeichnung, und zwar sind
F i g. 1 ein senkrechter Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schweißfuge vor der Verschweißung der Werkstücke,

F i g. 2 ein senkrech/er Schnitt gemäß F i g. 1 nach dem Verschweißen,

F i g. 3 ein Schnitt entsprechend F i g. 1 durch ein zweites Ausführungsbeispiel und

F i g. 4 ein Schnitt entsprechend F i g. 2 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.

In den F i g. 1 und 2 bezeichnet die Bezugszahl 28 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Tiefschweißfuge gemaß der Erfindung. Werkstücke 30 und 32, die zu verbindende flache Platten oder durch eine Umfangsschweißung zu verbindende rohrförmige Teile sein können, haben voneinander im Abstand befindliche, im wesentlichen parallele Stirnflächen 34 und 36, die die Seitenwände eines Schweißfugenraumes 3# darstellen. Die Bezugszahl 40 zeigt die Tiefenabmessung des Schweißfugenraumes 38.

Das Werkstück 30 hat eine Zunge 42, die sich von einem äußeren Ende der Stirnfläche 34 erstreckt. Diese Zunge wird teilweise in einer in dem Werkstück 32 ausgebildeten Nut aufgenommen. Diese Nut in dem Werkstück 32 wird durch eine nach unten zeigende Nutfläche 44 und durch eine Nutenstirnfläche 46 begrenzt. Die Zunge 42 hat eine obere Fläche 48, die mit der Fläche zar Bildung einer sich zur Seite erstreckenden Trennlinie 50 zusammenarbeitet. Eine Zungenstirnfläche 49 der Zunge 42 liegt gegen die Nutenstirnfläche 46 an und bildet eine senkrechte Trennlinie 51, die sich mit der Trennlinie 50 schneidet. Die Zungen- und Nutanordnung unterstützt das Instellungbringen der Werkstücke und stellt einen richtigen Zwischenraum und eine korrekte Breite des Schweißfugenraumes 38 sicher.

Von der Stirnfläche 34 des Werkstückes 30 ragt angrenzend an die Zunge 42 eine abgestufte Schulter 52 vor. Die Schulter 52 bildet teilweise den Grund des Schweißfugenraumes 38 und geht mit einer Ausrundung 56 in die Seitenwand 34 über. Eine gleiche Schulter 54 steht von der Stirnfläche 36 des Werkstückes 32 vor. Die Schultern 52 und 54 haben bei 58 einen Abstand voneinander. Es ist von Bedeutung, daß dieses Abstandsverhältnis aufrecherhalten wird, um die Forderung für enge Toleranzen bei der Ausbildung dieser Schultern zu verringern. Auf diese Weise sind zur Sicherstellung einer

richtigen Breite des Schweißfugenraumes 38 nur die erforderlichen engen Toleranzen der Zunge 42 und der damit zusammenarbeitenden Nut des Werkstückes 32 zu überwachen.

Während des Schweißvorganges wird in den Schweißfugenraum 38 eine Elektrode aus Schweißmaterial eingesetzt Beim Auftreten des Lichtbogens zwischen der Schweißelektrode und den Werkstücken ergibt sich eine Wärmekonzentration in den Schultern 52 und 54, da diese der Elektrode dicht benachbart sind und auf Grund der allgemeinen Wärmeleiteigenschaften. Diese Schultern 52 und 54 werden auf diese Weise leicht gemeinsam mit begrenzten Teilen der Seitenwände 34 und 36 des Zwischenraumes geschmolzen und mit dem geschmolzenen Schweißmaterial während aufeinanderfolgender Schweißdurchgänge zur Bildung der die Werkstücke 30 und 32 miteinander verbindenden Schweißnaht 60 vermischt

Die Vorteile der Schweißfuge 28 liegen dann auf der Hand, wenn man annimmt daß die Abmessung 40 die größte Tiefe ist, bis zu der eine aufzufüllende Tiefenschweißung ausgeführt werden kann. Die Schultern 50 und 52, die als Stellen für eine Wärmesammlung anzusehen sind, erlauben eine Schweißnaht 60 mit einer Tiefe, die der Abmessung 40 plus der Dicke der Schultern 52 und 54 entspricht Auf diese Weise wird eine größere Gesanitschweißtiefe und demgemäß eine größere Festigkeit erzielt Es sei bemerkt, daß trotz dieses Vorteils des Schweißfugenraumes 28 gemäß der Erfindung und des damit erzielten Produktes sich die Trennlinie 50 zur Seite erstreckt und im wesentlichen tangential zu der Schweißwurzel 62 der Schweißnaht 60 wie bei einer konventionellen Schweißung verläuft Eine senkrechte Trennlinie nahe der Mitte der Schweißnaht wird auf diese Weise vollständig vermieden.

In den F i g. 3 und 4 sind gleiche Teile, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet die jedoch zusätzlich mit einem Strich versehen sind. Die Bezugszahl 28' zeigt eine Schweißfu£? eines zweiten Ausführungsbeispieles, die alle Vorteile des in den F i g. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispieles aufweist Jedoch wird in dem Ausführungsbeispiel der Fig.3 und 4 das lnstellungbringen der Werkstücke nicht durch das Zusammentreffen zwischen der Zunge 42' und der durch die Flächen 44' und 46' gebildeten Nut ausgeführt Statt dessen wird das Instellungbringen durch eine Berührung zwischen den Schultern 52' und 54' erzielt, die zur Bildung einer senkrechten Trennlinie 64 gegeneinanderliegen, die sich mit der in Querrichtung erstreckenden Trennlinie 50' schneidet. Beim Schmelzen des Werkstückmaterials der Schultern 52' und 54' wird die Trennlinie 64 beseitigt und die Schweißnaht 60' erstreckt sich in eine solche Tiefe, daß die Trennlinie 50' sich im wesentlichen tangential von der Schweißnaht 60' erstreckt, wie sich dies aus F i g. 4 ergibt.

Es ist von Bedeutung, daß die Zunge 42' und die Nut in dem Werkstück 32' so ausgebildet sind, daß die Zungenstirnfläche 49' von der Nutenstirnfläche 46' einen Abstand hat, wie dies bei 66 dargestellt ist. Dies vermeidet die Notwendigkeit einer genauen Überwachung der Abmessungen der Zunge und der Nut und verringert die Kosten für die Vorbereitung der Werkstücke zum Schweißen.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß durch die Erfindung eine Schweißfuge geschaffen ist, die die Ausbildung von tirf aufgefüllten Schweißnähten bis zu Tiefen erlaubt, die größer sind als nach der bisherigen Praxis, wobei sich eine Festigkeitserhöhung und eine größere Zuverlässigkeit derartiger Schweißnähte ergibt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Tiefschweißfuge zur Verbindung zweier Werkstücke mit in Abstand voneinander befindlichen, im wesentlichen parallelen Stirnflächen, welche die gegenüberliegenden Seitenwände des Schweißfugenraumeä bilden, wobei das erste Werkstück eine von dem Ende seiner Stirnfläche vorstehende Zunge hat die wenigstens teilweise das zweite Werkstück überlappt und den Boden des Schweißraumes abschließt und wobei die Berührungsflächen zwischen der Zunge und dem zweiten Werkstück eine seitlich verlaufende Schweißfugentrennlinie bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (42, 42') in eine Ausnehmung des zweiten Werkstückes (32,32') eingreift, mit ihrer dem Schweißfugenraum abgekehrten Fläche und einer größeren Fläche des zweiten Werkstückes im wesentlichen in einer Eben» liegt und die ^'erkstücke (30, 32, 30', 32') eine der Zunge (42, 42-') benachbarte, von dem Boden und einer Seitenwand des Schweißfugenraumes ausgehende, in den Schweißfugenraum vorspringende, eine wärmestauende örtliche Anhäufung von Werkstückmaterial bildende Schulter (52,54 bzw. 52', 54') haben.

2. Tiefschweißfuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der vorspringenden Schultern (52,54.52', 54'>Stufenform hat

3. Tiefschweißfuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dsß-die vorspringenden Schultern (52, 54,52', 54') nahe aneinander heranreichen.

4. Tiefschweißfuge nach, Anspi^uch 1, dadurch gekennzeichnet daß die vorsp.ingenden Schultern (52, 54, 52', 54') einander berühren urv. zusammen den Boden des ursprünglichen Schweißfugenraumes (38, 38') bilden.