DE2452154C3 - Einrichtung zum Unterpulver-Verbindungssch weißen - Google Patents

Description

därwicklung mit dem Werkstück verbunden sind.

Die Schweißeinrichtung nach der Erfindung er-35 laubt wesentliche höhere Schweißgeschwindigkeiten

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Unter- bei den obengenannten Wanddicken und bei einem pulver-Verbindungsschweißen von Werkstücken mit absolut ruhigen Schweißvorgang. Unter einem ruhigen mehreren hintereinander angeordneten kontinuierlich Schweißvorgang wird eine Schweißung verstanden, vorgeschobenen und in Lichtbogen vorzugsweise in bei der nahezu keine Veränderung der stabilen Lichteinem gemeinsamen Schweißbad abschmelzenden 40 bogenverhältnisse auftreten und bei der ferner keine Elektroden, mit einem Antrieb zur Erzeugung einer elektrisch leitenden Brücken zwischen den einzelnen Relativbewegung zwischen dem Werkstück und den Elektroden durch aufbäumende Schlacke entstehen. Elektroden in Schweißrichtung und mit Schaltglie- Darüber hinaus hat es sich gezeigt, daß der Ein-

dera, die das Werkstück und die Elektroden an ge- brand der Schweißnaht verbessert (tiefer) ist. Die trennte Phasen einer Mehrphasen-Wechselstrom- +5 Naht weist etwa eine Halbkreisform und keinen pilzquelle anschließen. kopfförmigen Querschnitt auf.

Es sind beispielsweise aus »Linde-Berichte aus Feiner wird es mit der erfindungsgemäßen EinTechnik und Wissenschaft«, 10/1960, S. 38, Tandem- richtung vorteilhaft möglich, größere Wanddicken Schweißvorrichtungen bekannt, bei denen zwei (bis 40 mm) in einer Lage zu schweißen, wobei Schweißelektroden über zwei in Scottschaltung lie- 5° Schweißgeschwindigkeiten erreichbar sind, die etwa gende Transformatoren gespeist werden. Mit der- bei 1,3 m/min liegen. Diese Wanddicken sind mit den artigen Vorrichtungen werden Schweißungen mit bisherigen Mehrdrahtanlagen in einer Lage bei diesen wesentlich verringerter Einbrandkerbenbildung er- Geschwindigkeiten nicht schweißbar. Wird die halten. Schweißeinrichtung gemäß der Erfindung zum Mehr-

Zur Erzielung höherer Schweißgeschwindigkeiten 55 lagenschweißen eingesetzt, so sind bei vorgegebenem sind aus der DT-AS 1615 466, dem US-Patent Schweißnahtquerschnitt gegenüber dem Stand der 36 337 sowie der DT-OS 22 44 982 Dreidraht- Technik weniger Schweißlageti erforderlich und/oder Schweißeinrichtungen bekannt, bei denen drei ab- höhere Geschwindigkeiten erreichbar,
schmelzende Elektroden durch ausgewählte und mit- Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand der

einander in bestimmten Beziehungen stehende Strom- ⁶° Figuren sowie unter Hinweis auf weitere vorteilhafte quellen versorgt werden. Hierbei wird auf unter- Merkmale näher erläutert. Es veranschaulicht
schiedliche Arten in bezug auf die Stromquellenart F i g. 1 eine Schaltungsanordnung der Einrichtung

und deren Beziehung untereinander erreicht, daß sich gemäß der Erfindung,

die Lichtbogen miteinander nicht oder nur im gün- Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in

stigem Sinne beeinflussen, um höhere Schweiß- 65 Fig. 1.

geschwindigkeiten zu ermöglichen, als sie mit den In F i g. 1 ist die erfindungseemäße Einrichtung

Tandemschweißvorrichtungen erzielbar sind. zum Unterpulver-Verbindungsschweißen mit 10 und

Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß auch mit Drei- das zu verschweißende Werkstück mit 11 bezeichnet.

U.

Die Einrichtung 10 weist vier abschmelzende Elektroden 12, 13»^{14 und} ^^{5 auf}> *^{e m} Schweißrichtung 16 hintereinander angeordnet sind und unter Bildung von Lichtbögen unter einer Pulverschicht 17 in einem gemeinsamen Schweißbad 18 abgeschmolzen werden. Durch Erstarrung des Schweißbades 18 bildet sich eine Schweißraupe 19 aus, wie sie in der Querschnittsskizze gemäß Fig.2 veranschaulicht ist. Die abschmelzenden Elektroden 12 bis 15 werden von Drahtspulen 20, 21, 22, 23 abgezogen und durch Kontaktstücke 24, 25, 26, 27 geführt. Die Kontaktstücke 24 bis 27 dienen zur Schweißstromübertragung auf die Elektroden. Dabei sind die stromführenden Teile der Einrichtung 10 durch nicht dargestellte Abdeckungen etc. gegen Berührung gesichert.

Gemäß der Erfindung ist, in Schweißrichtung gesehen, die erste und zweite bzw. die dritte und vierte Elektrode (12,13 bzw. 14,15) jeweils an eine Sekundärwicklung 28 bis 31 von zwei in Scottschaltung liegenden Transformatoren 32 a, 32 ft bzw. 33 a bzw. 33 b angeschlossen.

Die der ersten Elektrode 12 zugeordnete Sekundärwicklung 28 ist dabei mit dem Wicklungsanfang 28 a mit dem Kontaktstück 24, also der Elektrode 12 und mit dem Wicklungsende 28 b mit dem Werkstück 11, also der Masse, verbunden.

Die zweite und dritte und vierte Elektrode 13, 14 und 15 sind so geschaltet, daß die Enden 29b- 30b; 31t der Sekundärwicklungen 29, 30, 31 mit den Kontaktstücken 25, 26, 27 und die Sekundärwicklungsanfänge 29 a, 30 a, 31a mit dem Werkstück 11 in Verbindung stehen.

Die oben beschriebene Einrichtung ist besonders vorteilhaft zum Längs- oder Spiralnahtschweißen von Rohren aus üblichen normalgeglühten bzw. -thermomechanisch behandelten Blechen und Bändern, bei denen wegen der in Frage kommenden Wanddicken (10 bis 40 mm) die Schweißung in Lage und Gegenlage nach dem Unter-Pulver-Verfahren (s. auch US-PS 25 11 976) ausgeführt wird. Üblicherweise werden dabei beim Längsnahtschweißen zunächst die angeschrägten Kanten eines Schlitzrohres von außen nach dem MIG/MAG-Verfahren durchgehend geheftet. Danach wird nach dem UP-Verfahren bevorzugt jeweils in einer Lage die Innenfuge und anschließend die Außenfuge geschweißt.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wurden Schweißungen an Werkstücken unterschiedlicher Dicke durchgeführt, wobei in allen Fällen eine Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit um ca. 2O°/o der bisher mit Dreidrahtanlagen erreichbaren Werte bei gleichzeitiger Verbesserung der Schweißnahtqualität erzielt wurde. Die Schweißnähte sind poren- und kerbenfrei und weisen darüber hinaus eine Form auf, bei der die Schmelzlinie (s. Bezugszeichen 34 in F i g. 2) keinen Knick enthält, wie dies bei einer pilzkopfformigen Naht der Fall ist. Dieser Knick wird durch die Möglichkeit der Spannungsvariation am vorletzten, dem dritten Schweißkopf 14, vermieden. Die erreichte Schweißnahtform ist im Hinblick auf höhere Zähigkeitswerte der Naht besonders vorteilhaft.

Die Kerbenfreiheit wird insbesondere durch die Ablenkung des vierten Lichtbogens in Schweißrichtung erreicht. Ein Umschlagen des Lichtbogens entgegen der Schweißrichtung konnte theoretisch und auch praktisch während einer Schweißung nicht festgestellt werden.

Im einzelnen wurde mit folgenden Parametern geschweißt:

	Werkstückdicke (mm)	(mm)	niedrig legierte Drähte	2	25,4
	17,5		13 ay 587 nach	X 60
Werkstückmaterial
Naht-Vorbereitung	Doppel-Y-Naht		1000/34-36
Durchmesser der Elektroden (mm)			800/34-36	4
Elektrode 12			600/34-36	4
Elektrode 13			500/30-32	4
Elektrode 14			3
Elektrode 15		40—50
Freies Drahtende 35 der Elektroden 12—15
Anstellwinkel der Elektroden	10°
Elektrode 12—Winkel 36	5°
Elektrode 13—Winkel 37	5°
Elektrode 14—Winkel 38	15°
Elektrode 15—Winkel 39	12—18
Abstände 40—42 zwischen den Elektroden
spitzen (mm)	molybdänhaltige
Elektrodenmaterial	DIN 8557
Schweißpulver
Schweißstrocä/Schweißspannung (A/V)	1100/34-36
Elektrode 12	900/34-36
Elektrode 13	700/34-36
Elektrode 14	600/30-32
Elektrode 15	1,8
Schweißgeschwindigkeit (m/mini

Die Erfindung ist bevorzugt beim Schweißen von Rohren anwendbar. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, die vorgeschlagene Einrichtung zum Zusammenschweißen von Schiffspaneelen zu verwenden, wobei die Paneele zum Zweiseitenschweißen gewendet oder wie in der DT-PS 16 65 459 vorgeschlagenen zum Teil in Überkopfposition zusammengeschweißt werden.

Dabei ist es im Hinblick auf die Wärmeeinflußzone von Vorteil, wenn der Abstand zwischen der zweiten und dritten Elektrode größer als 18 mm gewählt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. draht-Schweißeinrichtungen die Schweißgeschwindig-

   Patentanspruch· leiten nicht beliebig gesteigert werden können, sondern daß u. a. abhängig von Materialart, Werkstück-Einrichtung zum Unterpulver-Verbindungs- dicke, Schweißelektrodendurchmesser, Schweißpulver schweißen von Werkstücken mit mehreren hinter- 5 nur bestimmte Schweißhochstgeschwindigkerten ereinander angeordneten kontinuierlich vorgescho- reichbar sind. So ist man heute bei der Fertigung von benen und in Lichtbogen vorzugsweise in einem Großrohren, wo das Mehrelektroden-Schweißen begemeinsamen Schweißbad abschmelzenden Elek- sonders vorteilhaft emsetzbar ist, in der Lage, nut troden, mit einem Antrieb zur Erzeugung einer geeigneten Anlagen und auf dem Ronrwerkstoff ab-Relativbewegung zwischen dem Werkstück und io gestimmten Draht-Pulver-Kombination, Rohre mit den Elektroden in Schweißrichtung und mit Wanddicken von 8, 15, 20 bzw. 25 mm in der an-Schaltgliedem, die das Werkstück und die Elek- gegebenen Reihenfolge mit Geschwindigkeiten von troden an getrennte Phasen einer Mehrphasen- 2,0, 1,6, 1,5 bzw. 1,2 m/mm bei guten mechanisch-Wechselstromquelle ansculießen, dadurch ge- technologischen Eigenschaften der Schweißnähteherkennzeichnet, daß vier Elektroden (12 bis 15 zustellen.

   15) vorgesehen sind, von denen in Schweißrich- Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es

   rung (16) gesehen die erste und zweite bzw. die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichdritte und vierte (12, 13 bzw. 14, 15) jeweils an tung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit eine Sekundärwicklung (28, 29 bzw. 30, 31) von der insbesondere beim Schweißen von Großrohren zwei in Scottschaltung liegenden Transforma- 20 fehlerfreie Nähte mit optimaler innerer und äußerer torenpaaren (32a, 326 bzw. 33a, 336) ange- Form und ausreichenden mechanischen Eigenschafschlossen sind, und daß der Anfang (28 a) der ten bei höheren Leistungswerten erreichbar sind,
   ersten Sekundärwicklung (28) an die ersite Elek- Die Erfindung besteht darin, daß vier Elektroden

   trode (12) und die Enden (296, 306, 316) der vorgesehen sind, von denen, in Schweißrichtung geübrigen Sekundärwicklungen (29, 30, 31) an die »5 ^ehen, die erste und zweite bzw. die dritte und vierte entsprechenden anderen Elektroden (13, 14, 15) jeweils an eine Sekundärwicklung von zwei in angeschlossen sind, während die anderen An- Scottschaltung liegenden Transformatorenpaaren anfange (29 a, 30 a, 31a) bzw. Enden (286) der geschlossen sind, und daß der Anfang der ersten jeweiligen Sekundärwicklungen (28 bis 31) mit Sekundärwicklung an die erste und die Enden der dem Werkstück (11) verbunden sind. 3» übrigen Sekundärwicklungen an die entsprechenden

   anderen Elektroden angeschlossen sind, während die anderen Anfänge bzw. Enden der jeweiligen Sekun-