DE2615877C2 - Verfahren zum Verbinden von metallischen Werkstücken durch Schmelzschweißen - Google Patents

Description

Gas oder Gasgemisch sein.

Die Patentansprüche 6 und 7 betreffen die Verwendung eines Schutzgases bei einer besonderen Weiterbildung des Verfahrens.

Mit Hilfe der Maßnahme des Patentanspruchs 8 kann das Schweißergebnis noch weiter verbessert werden.

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Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbinden metallischer Werkstücke, z. B. der Kanten eines zu einem Rohr o. dgl. geformten Metallbandes oder Blechs mittels Schmelzschweißen, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zu verbindenden Kanten des Materials der Werkstücke mittels einer ersten Gruppe von Lichtbögen auf eine Temperatur über oder knapp unter dem Schmelzpunkt des Materials vorerhitzt werden, wonach eine vollständige Verschweißung der Kanten mittels einer zweiten Gruppe von Lichtbögen zustande gebracht und Wärme mittels einer dritten Gruppe von Lichtbögen derart zugeführt wird, daß der Erstarrungsverlauf in der auf diese Weise geschaffenen Schweißfuge eine gleichmäßige Fugenoberfläche ohne Einbrandkerben oder ähnliche Fehler liefert.

2. Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Lichtbögen, die zwischen ihrer zugehörigen, nicht abschmelzenden Elektrode und den Kanten des Materials brennen, unabhängig voneinander durch Regelung des Stromes und eines Plasmagasflusses und einzeln für sich erfolgende Einschnürung der Lichtbogen bei ihrem Durchgang durch vorzugsweise gekühlte und vorzugsweise auswechselbare Düsen geregelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Plasmagas Argon ist oder ein Gemisch von Argon und einer kleineren Menge Wasserstoffgas oder von Argon und einer kleineren Menge Stickstoffgas oder von Argon und einer kleineren Menge Wasserstoffgas und Stickstoff gas.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Plasmagas Helium ist oder ein Gemisch von Helium und Argon oder von Helium und einer kleineren Menge Wasserstoffgas oder von Helium. Argon und einer kleineren Menge Wasserstoffgas.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Plasmagas aus einem Gemisch von Helium und einer kleineren Menge Stickstoffgas oder von Helium. Argon und einer kleineren Menge von Stickstoffgas oder von Helium, einer kleineren Menge Wasserstoffgas und Stickstoffgas oder von Helium und Argon sowie einer kleineren Menge Wasserstoff gas und Stickstoffgas besteht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzgasfluß auf der Außenseite der Düsen zugeführt wird, um Lichtbogen, Schmelze und sonstige warme Teile von der umgebenden Luftatmosphäre abzuschirmen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzgasfluß in drei einzeln regelbare Teilflüsse aufgeteilt wird, wobei ein erster dieser Teilflüsse auf der einen Seite der Lichtbogen, ein /weiter auf der anderen Seite der Lichtbogen und ein dritter hinter den Lichtbogen zugeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetfeld bei wenigstens einem der Lichtbogen durch Dauermagneten. Elektromagneten oder zusätzliche Stromspulen erzeugt wird, um auf diese Weise die magnetische Einwirkung des Stromes der übrigen Lichtbogen auf den einzelnen Lichtbogen zu verringern oder ganz auszuschalten.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden metallischer Werkstücke durch Schmelzschweißen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Schmelzschweißung von beispielsweise Rohren mittels WIG-Lichtbogen verwendet man in gewissen Fällen für die Durchführung der Verschweißung eine Mehrzahl von in einer Linie hintereinander befindlichen Lichtbögen. Der Nachteil bei dieser Art von Schweißung mit WIG-Lichtbögen liegt darin, daß der Lichtbogen zu breit ist und zu niedrige Temperatur hat, was zur Folge hat, daß einesteils die Schweißfuge an der Oberseite verhältnismäßig breit wird, d. h. sogenannte Pilzform erhält, und andernteils der Schweißungsverlauf wegen der niedrigen Temperatur trotz der Anwendung einer Mehrzahl von Lichtbögen verhältnismäßig langsam ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. <■ in Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit höherer Schweißgeschwindigkeit homogene

Schweißnähte erhalten werden, die gütemäßig besser und dazu gleichförmiger sind als bisher.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung dieses Verfahrens weist die Merkmale des Patentanspruchs 2 auf.

Der mit der Erfindung erreichte Vorteil besteht im Vergleich zu dem bekannten Verfahren darin, daß die Schweißfuge viel schmäler gehalten und die sog. PiIzform vermieden werden kann, und daß der Schweißverlauf zudem viel schneller wird, weil eine geringere Materialmenge erhitzt zu werden braucht.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung kommen drei Gruppen von einzeln regelbaren Lichtbogen zur Anwendung. Hierbei kann jede Gruppe einen, zwei oder mehr Lichtbogen aufweisen. Da die Lichtbogen einzeln für sich geregelt werden können, was mit Hilfe von Stromregelung, Regelung des Plasmagasflusses und gekühlten Düsen, durch welche die Lichtbogen hindurchgehen, erzielbar ist, wird ermöglicht, die Lichtbogen in jeder Gruppe ihrer Sonderaufgabe, d. h. Vorerhitzung, vollständiger Verschweißung oder Wärmezufuhr während des Erstarrungsverlaufs, anzupassen. Die Brennervorrichtung, die zur Anwendung kommt, kann aus einem oder mehreren Segmenten aufgebaut sein und wird während des Schweißvorgangs kontinuierlich längs der zu verschweißenden Kanten geführt. Natürlich kann man sich auch denken, statt dessen das Material, d. h. das Werkstück, mit seiner Schweißfuge, kontinuierlich an

so der Brennervorrichtung vorbeizuführen. Die drei Gruppen vnn Lichtbogen in der Brennervorrichtung sind jede für sich auf ihrr jeweilige Arbeitsaufgabe einstellbar. Diese Arbeitsaufgabeneinstellungen werden so aufeinander angepaßt, daß man ein schnelles Eindringen der Wärme in die Schweißfuge erzielt und dadurch die pilzförmige Querschnittsform der Schweißnaht vermeidet, die bei bekannten Schweißverfahren bei beispielsweise Rohrschweißung gewöhnlich ist. Dies bedeutet im Prinzip, daß der Lichtbogen verhältnismäßig eingeschnürt

so sein. d. h. dem Lichtbogen bei Plasmaschweißung ähneln soll, im Gegensatz zu dem Lichtbogen des WIG-Typs, wie er beispielsweise bei der Rohrschweißung üblich ist. Bei diesem Verfahren kann ein einzeln für sich eingestellter Gasfluß in der Form eines Plasmagases, das je-

b'i dem einzelnen Elektrodcnraum und jeder einzelnen Düse zugeführt wird, verwendet werden.

Das Plasmagas kann vorzugsweise Argon oder ein sonstiges in den Patentansprüchen J bis 5 genanntes