DE2505764C3 - Vorrichtung zum Elektrogasschweißen mit zwei Gleitschuhen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine zum Elektrogasschwei» mi ßcn bestimmte Vorrichtung mit zwei entlang der mit einem Lichtbogen und Schweißdraht fortschreitend gebildeten, zwei Teile miteinander verbindenden Schweißnaht verschiebbaren Gleitschuhen.

Beim Herstellen bestimmter Aufbauten ist es er- (,·> forderlich, geneigt oder schräg verlaufende Schweißnahte zu ziehen. Beispielsweise ist es erforderlich, beim Anschweißen der äußeren Seitenplatten des Rumpfes eines Tankers etwa gleiche Längen schräg nach aufwärts verlaufender Fugen wie vertikal verlaufender Fugen zu verschweißen. Obwohl also auch beachtliche Längen Schweißnähte mit geneigt oder schräg verlaufenden Fugen zu ziehen sind, hat man bisher der maschinellen Herstellung derartiger Schweißnähte keine Beachtung geschenkt.

Beim Elektrogasschweißen mit zwei entlang der Schweißnaht verschiebbaren Gleitschuhen beträgt der maximale Neigungswinkel für ein automatisches Schweißen 15°, jedoch ergeben sich auch schon bei kleineren Neigungswinkeln die unten erläuterten Probleme, so daß befriedigende Schweißnähte vielfach nicht zu erzielen sind.

Geneigte oder schräg verlaufende Schweißnähte werden grob in drei Arten unterteilt. Bei einer Art verläuft die Schweißfuge selbst zwar in einer vertikalen Ebene, jedoch sind die miteinander zu verschweißenden Platten geneigt angeordnet, wie in Fig. 1 gezeigt. Hierbei handelt es sich um sogenannte geneigte Überkopf-Fugen. Bei einer anderen Art befinden sich die miteinander zu verschweißenden Platten in einer vertikalen Ebene, während die Schweißfuge geneigt verläuft, wie Fig. 3 zeigt. Hierbei handelt es sich um eine sogenannte 3-Uhr-Fuge. Bei einer dritten Art sind sowohl die miteinander zu verschweißenden Platten als auch die Schweißfuge geneigt angeordnet.

Beim Schweißen geneigt verlaufender Überkopf-Fugen ist die Oberfläche des zwischen den Gleitschuhen 10 und 11 gebildeten Schmelzbades größer als die Dicke der miteinander zu verbindenden Platten. Daher ist es schwierig, den vom Schweißdraht 13 ausgehenden Lichtbogen gleichmäßig die gesamte Oberfläche des Schmelzbades überstreichen zu lassen. Ferner verläuft der Schweißdraht 13 geneigt zur Oberfläche des Schmelzbades. Dementsprechend wird die Wärme des Lichtbogens zum größten Teil in Richtung zum hinten liegenden Gleitschuh 11 geführt, wo ein übermäßig starker £inbrand stattfindet, so daß sich an der Rückseite, wie Fig. 2 zeigt, Einkehlungen 14 bilden, währenii an der Vorderseite Überlappungen 15 entstehen und der Einbrand ungenügend ist. Wegen des gegen die Rückseite gerichteten Lichtbogens strömt geschmolzenes Metall hoher Temperatur und Schlacke zur Rückseite, wo das Metall der miteinander zu verschweißenden Platten ausgewaschen und dementsprechend der Einbrand zu stark wird. Daraus resultieren auch der schlechte Einbrand und die Überlappungen an der Vorderseite. Da an der Vorderseite nicht genügend Schlacke vorhanden ist, kann hier ein direkter Kontakt zwischen dem geschmolzenen Metall und dem aus Kupfer bestehenden Gleitschuh stattfinden, wodurch hier die Oberfläche der Schweißraupe aufgerauht werden kann.

Beim Schweißen mit einer geneigt nach abwärts verlaufenden Schweißfuge ergeben sich ähnliche Verhältnisse, lediglich umgekehrt, so daß auch ähnliche Fehler entstehen können. Deim Schweißen geneigt verlaufender 3-Uhr-Fugen ergibt sich ein überstarker Einbrand an der oberen Metallplatte 16 mit dem Ergebnis von Einkehlungen 14, während an der unteren Platte 17 der Einbrand unvollständig ist und Überlappungen 15 entstehen. Kombiniert man das Schweißen der Uberkopf-Fuge und der 3-Uhr-Fuge, so überlagern sich die erläuterten Nachteile, so daß die in Fig. 5 erkennbaren Fehler entstehen.

Auch wenn man den Schweißdraht näher an der Seite zuführt, an der leicht ein unvollständiger Ein-

brand entsteht, lassen sich die aufgezeigten Fehler nicht ganz vermeiden, da die Richtung des Lichtbogens nicht verändert wird. Führt man den Schweißdraht 13 so zu, daß er etwa rechtwinklig zur Oberfläche des Schmelzbades endet, wie in Fig. 1 und 3 strichpunktiert angedeutet ist, lassen sich die Fehler zwar bis zu einem gewissen Grade vermeiden, jedoch ist dies nur für sehr kleine Neigungswinkel möglich. Außerdem ergeben sich die folgenden Probleme:

Damit der Lichtbogen senkrecht zur Oberfläche des Schmelzbades verläuft, muß der Draht so zugeführt werden, daß er nicht parallel zur Schweißlinie verläuft, sondern unter einem bestimmten Winkel. Bei schmalen oder engen Schweißfugen kann daher ein Kontakt zu den miteinander zu verschweißenden Platten oder den Gleitschuhen erfolgen, so daß sich Schwierigkeiten in der Praxis ergeben. Da ferner das Metall der oberen Platte 16 abgeschmolzen wird und die Schmelze in das Schmelzbad fällt, wird stets eine neue Oberfläche der festzuschweißenden Platte freigelegt. Dadurch ergibt sich ein stärkerer Einbrand bzw. eine größere Einbrandtiefe in der oberen Platt-: 16. Hingegen bedeckt das Schmelzbad das Metall der unteren Platte 17, von der dementsprechend keine neuen Oberflächen freigelegt werden, so daß hier der Einbrand unvollständig ist.

Beim Abwärtsstumpfschweißen stimmt in vielen Fällen die Richtung des erzeugten Lichtbogens nicht mit der angestrebten Richtung überein, so daß auch hier Fehler, wie ein unvollständiger Einbrand, auftreten können.

Die geschilderten Nachteile können durch ei.ie Steuerung des Lichtbogens behoben werden. Eine derartige Anordnung ist für das Elektrogasschweißen aber nicht ohne weiteres anwendbar. Vielmehr müßte der elektrische Strom über ein Zufuhrglied angelegt werden, das wegen der beim Stromdurchgang entwikkelten Wärme einen verhältnismäßig großen Querschnitt aufweisen müßte, wodurch sich die Stromdichte verringert und dementsprechend eine wirksame Steuerung der Lage des Lichtbogens nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Elektrogasschweißen von geneigt verlaufenden Schweißnähten zu schaffen, welche die Herstellung über ihren Querschnitt gleichförmiger und gleichmäßig eingebrannte;· Schweißnähte gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf der Außenseite wenigstens eines der Gleitschuhe ein wassergekühlter elektrischer Leiter angeordnet ist, kann ein hoher elektrischer Strom mit hoher Stromdichte durch den Leiter fließen, so daß man mit einem einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt aufweisenden elektrischen Leiter in der Lage ist, hohe elektrische Ströme zum Erzeugen eines den Lichtbogen steuernden elektromagnetischen Feldes bis dicht an den Lichtbogen heranzuführen. Die Verwendung wassergekühlter elektrischer Leiter ist grundsätzlich bekannt (DE-OS 2325708).

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Neigungsrichtung des Lichtbogens wirksam gesteuert werden, so daß Schweißnähte mit gutem Einbrand, die frei von Fehlern, wie Unterschneidungen und Überlappungen, sind, gezogen werden können.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Darstellung des herkömmlichen Schweißverfahrens zum Schweißen einer geneigten Überkopf-Fuge, die parallel zu den Kanten der miteinander zu verbindenden Platten verläuft,

Fig, 2 einen Querschnitt nach Linie II-II aus Fig. I,

ι» Fig. 3 eine Darstellung des bekannten Schweißverfahrens zum Schweißen einer geneigt verlaufenden 3-Uhr-Fuge,

Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV aus Fig. 3,

Fig. 5 einen Querschnitt einer in herkömmlicher Weise geschweißten Schweißnaht, die sowohl senkrecht als auch horizontal geneigt verläuft,

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in Fig. 7 einen Schnitt, aus dem die Anordnung der Gleitschuhe und der elektrischen Leiter gegenüber den miteinander zu verschweißenden Platten zu erkennen ist,

Fig. 8 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 9 ein Diagramm, welches den Mechanismus zum Einstellen der Lage der elektrischen Leiter darstellt,

Fig. 10 die Ansicht eines Fühlers, welcher den Neigungswinkel der Schweißfuge erfaßt,

Fig. 11 eine Darstellung des von der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugten elektromagnetischen Feldes,

Fig. 12 eine Darstellung eines anderen von der !5 Vorrichtung erzeugten elektromagnetischen Feldes, und

Fig. 13 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäße automatische Lichtbogenschweißmaschine zum Schweißen von Überkopfverbindungen. Diese Schweißmaschine 31 enthält einen an der Vorderseite der Schweißnut befestigten Schweißschleppwagen 32, einen Schleppwagenaufzug 34 zum Anheben und Absenken des Schleppwagens 32 über eine Kette 33 und eine über ein Kabel 27 geerdete Schweißstromquelle 26.

Im Schweißschleppwagen oder Schweißfahrgestell 32 sind eine Kontaktführungsdüse 19, eine Schweißdrahtrolle 36, ein Zuführungsmotor 18 zum Zuführen >o eines Schweißdrahtes 13 und Gleitschuhe 10 sowie 11 angeordnet, die während eines Verschiebens an der Vorder- und Rückseite des Bogens ansteigen können. An den Gleitschuhen, und zwar an nicht zu der Süiweißnut weisenden Teilen, sind Stromleiter 20a und 20b unter elektrischer Isolation von den Streifen angeordnet. Der Schweißschleppwagen 32 kann sich auf der Seitenfläche des zu schweißenden Grundmetalls anheben und absenken, und zwar mittels einer Vielzahl von Magnetrollen 39.
Der rückwärtige Stromleiter 20b ist am Schweißwagen 32 über eine Verbindungsstange 37 festgelegt, und beide Stromleiter 20« und 20b werden auf dem Schweißwagen 32 und der Verbindungsstange 37 entsprechend über Verbindungsstücke 38a und 38b ge_b5 halten. In der h Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist Stromleiter 20a mit der Schweißstromquelle 26 und der Kontaktführungsdüse 19 verbunden. Natürlich kann der Stromleiter mit einer unabhängigen

elektrischen Quelle verbunden sein, die sich von tier Schwcißstromquellc unterscheidet. Die Verbindungsstücke 38 bestellen aus einem Isolationsmatcrial. und es ist bevorzugt, daß ihre Positionen vertikal in bezug auf den Schweißwagen eingestellt werden können, daß sie frei gedreht werden können und daß ihre Abstünde von den Streifen oder Stegen 10, 11 unabhängig gesteuert werden können.

In Fig. 6 ist eine Vorrichtung zum Zuführen vor Kühlwasser zu den Stromleitern 20 dargestellt. Wenn ein Material mit einem großen Neigungswinkel geschweißt wird, ist es notwendig, den Lichtbogen ausreichend weit abzulenken. Zum wirksamen Ablenken des Lichtbogens ist es notwendig, den Stromleiter so weit wie möglich dem Lichtbogen p.izunähern, einen großen elektrischen Strom aufzubringen und die Anzahl der angeordneten Stromleiter zu vergrößern. In

Hif»c*im Pail ict if>dt>r tZtmmlpitpr 1.Ci plplftricrh vnn ι !pm

werden. Beispielsweise kann scilisl bei einem Neigungswinkel tier Schweißfuge von 45^ eitvj ausreichende Neigung der l.ichtbogenrichtung erhalten werden. Wenn der Neigungswinkel der Schweißfuge 30" betragt, ist eine ausreichende Neigung der l.ichtbogenrichtung erzielbar, indem ein elektrischer Gesamtstrom von 900 A verwendet und damit durch jeden der drei Stromleiter ein elektrischer Strom von 300 A geleitet wird. In diesem Fall kann die Querschnittsfliichc des Stromleiters ' ., bis '<,„ derjenigen Querschnittsfläche ausmachen, die für einen Stromleiter ohne Wasserkühlung erforderlich ist. Darüber hinaus hat sich bestätigt, daß andere beim ' '.-rwer den von Stromleitern ohne Wasserkühlung be:bach.cte Fehler durch Benutzen von Stromleitern mit Wasserkühlung ausgeschaltet werden können.

Wenn in dem obigen Fall Stromleiter verwendet

U'prrlpii rliirrh iljp ipu/pik pin Strom vnn ?. A fl

anderen Stromleiter und den Gleitschuhen 10 mittels jines Isolationsmaterials 23 isoliert, und der Zentralteil eines jeden Stromleiters 20 ist von einem Kühlwasserkanal 22durchsetzt. Wenn diesem Kanal Kühlwasser zugeleitet wird, ist es möglich, einen großen elektrischen Strom durch den Stromleiter zu leiten, ohne den Querschnitt desselben zu vergrößern, so daß der Stromleiter dem Lichtbogen stark angenähert werden kann.

Im Fall eines Überkopfschweißens von 30° in bezug auf die Vertikale sollte der gesamte durch ein oder mehrere Stromleiter zu leitende elektrische Strom zumindest 1500 A betragen. Wenn eine ausreichende Neigung der Lichtbogenrichtung durch Verwenden von drei Stromleitern ohne Kühlwasserdurchfluß durchgeführt wird, ist es notwendig, jedem der Stromleiter einen elektrischen Strom von zumindest 500 A zuzuführen. Deshalb sollte der Querschnitt eines jeden Stromleiters vergrößert werden. Bei zu kleinem Querschnitt kann der Stromleiter nicht während einer langen Zeit benutzt werden, und außerdem wird das elektrische Isolationsmaterial stark abgebaut, wodurch die Dauerhaftigkeit der Maschine als Ganzes herabgesetzt wird. Da es ferner nicht möglich ist, den Stromleiter dem Lichtbogen anzunähern, wenn der Querschnitt zu groß ist, wird die Ablenkwirkung des Lichtbogens entsprechend vermindert. Sofern eine ausreichende Ablenkwirkung des Lichtbogens erzielt werden soll, muß ein wesentlich größerer elektrischer Strom aufgebracht werden, was jedoch vom wirtschaftlichen Standpunkt her nicht bevorzugt ist. Zusätzlich nehmen in einem solchen Fall das Gewicht und der Raum des Stromleiters unvermeidbar zu, und seine Handhabung wird kompliziert. Im Extremfall kann ein solcher Stromleiter praktisch nicht benutzt werden, da kein ausreichender Raum hierfür zur Verfügung steht.

Wenn der Stromleiter andererseits mit Wasser gekühlt wird, läßt sich sein Volumen oder seine Größe reduzieren, und es ist möglich, den Bogenerzeugungspunkt derart weit anzunähern, daß eine ausreichende Neigung der Lichtbogenrichtung leicht erreicht werden kann. Wenn ein elektrischer Gesamtstrom von 1500 A wie im obenerwähnten Fall der Stromleiter ohne Wasserkühlen erforderlich ist und wenn drei Stromleiter mit Wasserkühlung angewendet werden, kann der Querschnittsbereich eines jeden Stromleiters, durch den ein elektrischer Strom von 500 A geleitet wird, wesentlich kleiner als der Querschnittsbereich eines Stromleiters ohne Wasserkühlung gemacht kann, sind 750 Stromleiter erforderlich. Obwohl das Gewicht eines Stromleiters reduziert werden kann, ist für eine solche große Anzahl derartiger Glieder ein großer Raum erforderlich. In einem solchen Fall kann keine zufriedenstellende Wirkung durch Stromleiter ohne Wasserkühlung erreicht werden, und die Maschine ist als Ganzes nich! für praktische Zwecke geeignet. Wenn ferner die elektrische Schweißstromquclle auc¹: als elektrische Quelle für die Stromleiter benutzt wird und ein großer elektrischer Strom von 600 A oder mehr zum Aufrechterhalten einer großen Schweißwirksamkeit zur Anwendung kommt, sind Stromleiter vom wassergekühlter. Typ unentbehrlich. Im Hinblick auf die Anlagekosten, den Verbrauch an elektrischer Leitung und dergleichen ist das Schweißverfahren, bei dem die Schweißstromquelle als elektrische Quelle zum Aufbringen eines elektrischen Stroms für die Stromleiter benutzt wird, bevorzugt gegenüber dem Schweißverfahren, bei dem eine von der Schweißstromquelle unabhängige elektrische Quelle für die Stromleiter vorgesehen ist.

Einige zu schweißende Fugen, beispielsweise gekrümmte Fugen von äußeren Seitenplatten von Schiften, nanen einen nicht konstanten, sondern sicn ändernden Neigungswinkel. Im Fall einer derartigen gekrümmten Fuge mit einem Neigungswinkel, der sich kontinuierlich von 45° bis 0° (vertikal) gemäß Fig. 8 ändert, sollte die Position des Stromleiters relativ zur Lichtbogenposition geändert werden. Im einzelnen werden die Befestigungsposition und/oder der Befestigungswinkel des Stromleiters geändert, um hierdurch die auf den Lichtbogen ausgeübte Kraft 'es durch den Stromleiter geführten elektrischen Stroms und/oder die Richtung dieser Kraft mit dem Ergebnis zu ändern, daß die Neigungsintensität des Lichtbogens und/oder die Richtung der Lichtbogenneigung gesteuert werden können, und zwar trotz der Änderung in den Schweißbedingungen infolge der Änderung des Neigungswinkels der Fuge. Die Temperatur des Kühlwassers wird an der Kühlwasserablaßseite der vorderseitigen und rückseitigen Gleitschuhe 10 und 11 mittels Temperaturerfassungsgliedern 24a und 24b gemäß Fig. 8 gemessen, und die Position der Stromleiter 20 wird so verändert, daß die Differenz zwischen den erfaßten Temperaturen oder das Verhältnis derselben konstant gehalten wird. Dadurch werden die Intensität der Ablenkung des Lichtbogens gesteuert und der Schweißeinbrand konstant gehalten. Der Schweißeinbrand hängt mit der Wärmezufuhr zu beiden vorderen und rückwärtigen Gleitschuhen zusam-

men. und im allgemeinen führt eine große Wärmezufuhr zu einem größeren Einbrand. Es wird manchmal bevorzugt, daß die Wärmezufuhr zu einem der vorderen oder rückwärtigen Gleitschuhe größer als zum anderen ist. In einem solchen Fall werden gute Resultate erzielt, wenn die Position des Stromleiters 20 so eingestellt wird, daß die Differenz oder das Verhältnis zwischen den Wärmezufuhrgrößen zu beiden Gleitschuhen konstant ist.

Die Wärmezufuhr Q ergibt sich wie folgt:
Q_x (Vorderseite) = /, (T₁ - T₁₁₁) Joule/Sekunde
Q, (Rückseite) = I₂ ( T₁ - T_n) Joule/Sekunde
wobei O₁ und Q₁ für die Wärmezufuhr zu den vorderen und rückwärtigen Streifen bzw. Stegen oder Schuhen stehen, wobei /. und I₂ (cm'Zs) die Menge des zu den vorderen und rückwärtigen Gleitschuhen geführten Kühlwassers darstellen und wobei T₁ sowie T₂ {" C) die Temperaturen des von den vorderen und rückwärtigen Streifen abgelassenen Kühlwassers sind, während T₀₁ und T₀₂ die Temperaturen des zu den vorderen und rückwärtigen Gleitschuhe!! geleiteten Kühlwassers bedeuten.

Wenn mit den Kühlwasser-Strömungseinstellungsgliedern 25r< und 2Sb, die an den vorderen und rückwärtigen Gleitschuhen angebracht sind, die Beziehung /, = I₂ eingestellt wird und wenn das Kühlwasser von demselben Einlaß zu beiden vorderen und rückwärtigen Gleitschuhen gelangt, ergibt sich die folgende Gleichung unter Berücksichtigung der Tatsache, daß T₀₁ gleich T₀₂ ist:

Q₁-Q₂ =/(T",-T₂)

Bei einer Annahme eines konstanten Wertes von / ergibt sich die Beziehung (Q_x-Q₂-(T_x-T₂). Dementsprechend kann die Differenz der Temperaturen T₁ und T₂ als Differenz der Wärmezufuhrgrößen Q₁ und Q₂ betrachtet werden. Ferner kann im Fall des Wärmezufuhrverhältnisses wegen der Beziehung Q_xIQ₁- T_xIT₁ dieses Verhältnis allein schon durch Messung der Temperaturen T₁ und T₂ bestimmt werden.

gemäß der obigen Erläuterung die Position der Stromleiter so eingestellt, daß die Differenz oder das Verhältnis zwischen den Temperaturen des von den vorderen und rückwärtigen Stegen abgelassenen Kühlwassers konstant gehalten wird. Ein Beispiel eines Mechanismus zur Durchführung dieses Merkmals ist in Fig. 9 dargestellt. Die Temperaturen des von den vorderen und rückwärtigen Gleitschuhen abgelassenen Kühlwassers werden von Thermoelementen 41 und 42 erfaßt, die in den Wasserablaßleitungen der vorderen und rückwärtigen Gleitschuhe angeordnet sind. Die Temperaturen werden in Abhängigkeit von Signalen der Thermoelemente mittels Potentiometern 43 und 44 eingestellt. Ein in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Werten zu betätigendes Anzeigeglied 45 ist stromabwärts angeordnet, und ein Signal vom Anzeigeglied 45 wird durch einen Verstärker 46 verstärkt, wobei ein Motor in Abhängigkeit von dem verstärkten Signal angetrieben wird, um den Stromleiter über ein Zahnstangenritzel 48 zu bewegen. Natürlich kann die beschriebene Einstellung der Position des Stromleiters auch einfacher durch Verwendung eines Quecksilberthermometers und durch Verschieben des Stromleiters in Abhängigkeit von den abgelesenen Werten erreicht werden.

Fig. 10 stellt einen Mechanismus zum Einstellen der Postion des Stromleiters in Abhängigkeit von dem Neigungswinkel der Schweißfuge dar. E-iine Zahnstange 48r ist in einer an dem Wagenrahmen befestigten Führung 52 verschiebbar angebracht, und ein Stromleiter 20 ist an der Zahnstange befestigt. Ein die Zahnstange 48r antreibendes Ritzel 48p ist einstückig mit einem Hebel 50 ausgebildet, und die Drehwelle des Ritzels 48/> ist mit einem sich von der Führung 52 erstreckenden Arm 63 verbunden, so daß das mit dem Hebel und einer Winkelanzeigenadel 49 ausgebildete Ritzel unabhängig um die Drehwelle gedreht werden kann. Die Winkelanzeigenadel 49 dreht sich in Abhängigkeit mit dem Neigungswinkel, der sich mit der Verschiebung des sich beim Fortschrei en der Schweißung bewegenden Wagens ändert. Die Nadel zeigt den Neigungswinkel auf einer Winkelskala 51 an. Die Winkelanzeigenadel 49 wird so gedreht, daß das Kopfende der Nadel 49 in Richtung der Schwerkraft (Abwänsrichiung) zeigt. Der Hebel 50 am Ritzel 48/; wird in Übereinstimmung mit dem durch die Winkelanzeigenadel 49 angezeigten Winkel gebracht, und zwar durch Betätigen des Hebels 50. Durch den erwähnten Mechanismus kann der Stromleiter leicht auf eine optimale Position bei dem Neigungswinkel eingestellt werden. Die obigen mechanischen Funktionen können auch durch Einführen eines geeigneten Servomechanismus automatisiert werden.

In den vorstehenden Ausführungsformen wurde das Überkopfschweißen erläutert, doch es ist dem Fachmann geläufig, daß in diesen Ausführungsformen auch >Dreiuhrfugen<, waagerechte Fugen an stehender Wand, in ähnlicher Weise geschweißt werden können (Fig. 3). Im Fall des Dreiuhrschweißens ist es erforderlich, den Lichtbogen gegen das Grundmetall 17 zu neigen, und dieses wird leicht durch ein derartiges Festlegen des Stromleiters erreicht, daß der Winkel zur Schweißfuge 90° C beträgt, obgleich der Stromleiter drehbar angeordnet ist.

Die Fig. 11 und 12 sind Schnittansichten zur Darstellung der Schweißzone beim Verwenden eines Maonetknrnpn; Fine magnetische Siih<;tan7. heisniekweise eine Weichstahl- oder Siliziumstahlplatte, hat eine spezifische Permeabilität, die 500- bis lOOOmal so groß wie diejenige einer unmagnetischen Substanz, wie Luft und Kupfer, ist. Wenn ein magnetischer Körper 61 an der nicht zum Gleitschuh 10 weisenden Seite auf dem Stromleiter 20 angeordnet wird, werden die Flußdichte am Lichtbogen verstärkt und die Ablenkung des Lichtbogens in ähnlicher Weise vergrößert, so daß die Magnetkraftlinie 62 wirkungsvoll zum Lichtbogen gerichtet wird. Wenn demnach der magnetische Körper 61 in der obenerwähnten Weise angeordnet wird, kann eine größere Ablenkung des Lichtbogens mit einem kleineren elektrischen Strom als in dem Fall erhalten werden, wo kein magnetischer bzw. magnetisierbarer Körper verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich somit ein wirtschaftlicher Vorteil. Da ferner die Querschnittsfläche des Stromleiters vermindert werden kann, kann der Raum für den Stromleiter kleiner ausgebildet und die Handhabung erleichtert werden. Wenn ferner eine konkave oder U-förmige Aussparung am Außenumfang des magnetischen Körpers gemäß Fig. 12 ausgebildet wird, werden die im Zusammenhang mit Fig. 11 erwähnten Vorteile noch vergrößert. Im einzelnen wird die Dichte der von einem Ende des magnetischen Körpers 61 ausgehenden Magnetkraftlinien 62 am Bogen erhöht, und die Richtung oder die

Verlaufsposition der Magnetkraftlinicn kann durch die Form des magnetischen Körpers geeignet gesteuert werden.

Wie aus Fig. 13 zu ersehen ist, kann ein Gleitschuh 10 an einem nicht zur Schweißnut zeigenden Teil eine Aussparung 71 zum Aufnehmen eines Stromleiters 23 aufweisen. Selbstverständlich kann auch eine Vielzahl

10

von Stromleilc ^rn benutzt werden.

Gemäß den obigen Ausführungen kann bei der erfindungsgemäflen Schweißmaschine die Neigungsrichtung des Lichtbogens wirksam gesteuert werden, und es können daher in stabiler Weise Schweißdurchdringungen erzielt werden, die frei von Fehlern, wie Unterschnitten und Überlappungen, sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Elektrcgasschweißen mit zwei entlang der mit einem Lichtbogen und Schweißdraht fortschreitend gebildeten, zwei Teile miteinander verbindenden Schweißnaht verschiebbaren Gleitschuhen, dadurch gekennzeichnet, daß an einer der Schweißnaht abgewandten Seite wenigstens eines der Gleit- ι ο schuhe (10,11) gegenüber diesem elektrisch isoliert wenigstens ein wassergekühlter, von elektrischem Strom durchflossener und damit die Richtung des Lichtbogens steuernder elektrischer Leiter (20; 20a, 20b) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter (20; 20a, 206) einen Kühlwasserkanal (22) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter (20; 20a, 20b) vom Schweißstrom durchflossen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter (20; 20a, 20b) gegenüber dem Lichtbogen verstellbar und einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Lage des elektrischen Leiters (20; 20a, 20b) zum Lichtbogen und/oder seine Richtung zur Richtung des so Lichtbogens in Abhängigkeit von der von jeweils einem Fühler (24&; 27b) separat gemessenen Temperatur des Kühlwassers der Gleitschuhe (10 und 11) einstellbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis )5 4, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Lage des elektrischen Leiters (20; 20a, 20b) zum Lichtbogen und/oder seine Richtung zur Richtung des Lichtbogens in Abhängigkeit von dem von einem Fühler (49) gemessenen Neigungswinkel der ad Schweißnut einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gleitschuh (10, 11) an einer der Schweißnut abgewandten Seite eine Aussparung (71) zum Aufnehmen des 4-, elektrischen Leiters (20; 20a, 20b) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem elektrischen Leiter (20) an einer von dem betreffenden Gleitschuh (10; 11) abgewandten Seite ein ma- >o gnetischer Körper (61) befestigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Körper (61) konkav ausgebildet ist.