DE2731130A1 - ARC BOLT WELDING WITH LIFT IGNITION - Google Patents
ARC BOLT WELDING WITH LIFT IGNITIONInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lichtbogenbolzenschweißen mit Hubzündung, bei dem ein Schutzmedium in den Bereich der Schweißstelle gebracht wird.The invention relates to a method for arc stud welding with drawn arc ignition, in which a protective medium is brought into the area of the welding point.
Bekannt ist eine Bolzenschweißpistole (Gm 76 33 1^3), die an ihrem vorderen freien Ende ein glockenartiges Teil aufweist, das so ausgebildet ist, daß über einen Einlaß in das Teil zugeführtes Schutzgas der Stelle zugeleitet werden kann, an der ein Bolzen auf das Grundmetall aufgeschweißt werden soll. Die Aufschweißstelle soll so durch einen Schutzgasstrom vor der Außenatmosphäre geschützt werden.A stud welding gun is known (Gm 76 33 1 ^ 3), which has a bell-like part at its front free end which is designed so that via an inlet into the Part of the shielding gas supplied can be fed to the point at which a bolt is to be welded onto the base metal. The welding point should be protected from the outside atmosphere by a protective gas flow.
Obwohl die das Schutzgas leitenden Kanäle zur Schweißstelle hin orientiert sind, wirken sich der relativ große Abstand der Kanäle zur Schweißstelle und die Verwendung eines gasförmigen Schutzmediums nachteilig aus, da das Schweißbad verlaufen und eine ungleichmäßige Schweißverbindung entstehen kann. Die beschriebene Methode eignet sich hauptsächlich zum Verschweißen von Bolzen kleineren oder mittleren Durchmessers, da beim Verschweißen von Bolzen größeren Durchmessers die beschriebenen Nachteile auftreten.Although the ducts conducting the protective gas are oriented towards the welding point, the relatively large distance has an effect the channels to the welding point and the use of a gaseous protective medium are disadvantageous because the weld pool run and an uneven welded joint can result. The method described is mainly suitable for Welding of studs with a smaller or medium diameter, since those described when welding studs with a larger diameter Disadvantages occur.
Für die sichere Verschweißung von Bolzen größeren Durchmessers ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Keramikring die oben beschriebenen Schutz- und Formaufgaben übernimmt. Doch verursacht die Verwendung eines Keramikringes hohe Material- und Lohnkosten.For the reliable welding of bolts of larger diameter, a method is known in which a ceramic ring takes over the protection and form tasks described above. However, the use of a ceramic ring causes high material and labor costs.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem auch Bolzen größeren Durchmessers kostensparend und mit kurzen Schweißzeiten sicher verschweißt werden können.The invention is based on the object of developing a method with which bolts of larger diameter can also be used can be welded securely in a cost-saving manner and with short welding times.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Schutzmedium ein Schweißpulver verwendet wird.According to the invention, this object is achieved in that a welding powder is used as the protective medium.
Die Zuführung eines Schweißpulvers hat den gleichen Zweck wie die Zuleitung eines Schutzgases, doch wird durch das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Schweißpulver als Schutzmedium die schützende und formende Wirkung verbessert. So schirmt das die Schweißstelle umgebende Schweißpulver diese Stelle gegen die Atmosphäre ab, wodurch Reaktionen des Schweißbades mit atmosphärischem Sauerstoff unterbunden werden. Darüber hinaus werden in vorteilhafterweise eine sichere Begrenzung des Lichtbogens und eine verbesserte Schweißbadsicherung erreicht. Auf diese Weise können auch Bolzen größeren Durchmessers ohne Einsatz eines Keramikringes verschweißt werden. Abgesehen von den Materialkosten des nur einemal verwendbaren Keramikringes werden dabei durch das erfindunssgemäße Verfahren auch Zubehörkosten für die Spannelemente eingespart, in die die Keramikringe eingesetzt v/erden. Da das zeitraubende Auflegen und Entfernen des Keramikringes entfallen kann, sinken ebenfalls die Lohnkosten.The supply of welding flux has the same purpose as supplying a protective gas, but it is through the inventive method with a welding powder as a protective medium improves the protective and shaping effect. The welding powder surrounding the welding point shields this point from the atmosphere, causing reactions in the weld pool be suppressed with atmospheric oxygen. In addition, a safe limitation is advantageously used of the arc and improved weld pool protection. In this way, bolts of larger diameter can also be used can be welded without using a ceramic ring. Apart from the material costs of the ceramic ring that can only be used once The method according to the invention also results in accessory costs saved for the clamping elements in which the ceramic rings are inserted. Because the time-consuming hang-up and removal the ceramic ring can be omitted, the labor costs also decrease.
Mit Vorteil wird beim erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich zum Schweißpulver ein Schutzgas als Schutzmedium verwendet. Die Zuführung eines Schutzgases als weiteres SchutzmediumIn the method according to the invention, a protective gas is advantageously used as a protective medium in addition to the welding powder. The supply of a protective gas as a further protective medium
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ermöglicht es, durch Wahl bestimmter Schutzgase bzw. Schweißpulver und durch Variationen des Mengenverhältnisses von Schutzgas zu Schweißpulver, das Schutzmedium auf die zu verschweißenden Materialien abzustimmen, und so eine optimale Schweißverbindung zu erreichen.makes it possible by choosing certain shielding gases or welding flux and by varying the ratio of shielding gas to welding powder, the shielding medium is applied to those to be welded Coordinate materials and thus achieve an optimal welded joint.
Mit Vorteil kann der zu verschweißende Bolzen mindestens teilweise eine Umhüllung aus Schweißpulver aufweisen. Mit dieser Methode gelingt es in höchst wirtschaftlicher und einfacher Weise das Schweißpulver in den Bereich der Schweißstelle zu bringen. Zudem vereinfacht sich der Schweißvorgang, da auf ein eigenes Zufuhrsystem bzw. auf die Verwendung eines Keramikringesverzichtet werden kann. Da die Umhüllung der Bolzen bei einem Transport aber leicht beschädigt wird, ist dieses Verfahren nur dann sinnvoll und mit Vorteil anzuwenden, wenn ein Transport der Bolzen nicht vonnöten ist.The stud to be welded can advantageously have at least partially a coating made of welding powder. With this Method, the welding powder is brought into the area of the welding point in a highly economical and simple manner bring. In addition, the welding process is simplified as there is no need for a separate feed system or the use of a ceramic ring can be. Since the sheathing of the bolts is easily damaged during transport, this method is Use it only sensibly and with advantage if the bolts do not need to be transported.
Eine Schweißpistole zur Durchführung des Verfahrens weist neben einem Pistolenfuß, einem Bolzenhalter, einer Hubvorrichtung ein Zufuhrsystem für das Schutzmedium auf. Das über das Zufuhrsystem geleitete Schutzmedium wird erfindungsgemäß genau in der Höhe des schmelzenden Bolzenendes, also in unmittelbarer Nähe des Schweißbades zugeführt. Zusätzlich ist die Austrittsöffnung zum Bolzen hin orientiert, so daß eine vollständige und wirkungsvolle Abschirmung des Schweißbades gesichert ist. Ein Verlaufen des Schweißbades wird ebenso verhindert, wieA welding gun for carrying out the method has, in addition to a gun base, a stud holder, and a lifting device a supply system for the protective medium. The protective medium conducted via the supply system is according to the invention exactly at the height of the melting end of the stud, i.e. in the immediate vicinity of the weld pool. In addition, there is the outlet opening oriented towards the bolt, so that a complete and effective shielding of the weld pool is ensured is. A running of the weld pool is also prevented, as well as
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ein Reagieren des Schweißbades mit atmosphärischem Sauerstoff. Wie schon beschrieben, wird der Lichtbogen auf den gewünschten Raum begrenzt.reacting the weld pool with atmospheric oxygen. As already described, the arc is set to the desired Limited space.
In einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens steht das Zufuhrsystem mit einem Vorratsbehälter für ein Schweißpulver und/oder mit einem Vorratsbehälter für ein Schutzgas in Verbindung. Über das Zufuhrsystem kann dem Bereich der Schweißstelle nicht nur ein Schweißpulver sondern auch ein Schutzgas zugeführt werden. Dies ist von Vorteil, da je nach Art der zu verschweißenden Materialien das Schutzgas zusammen mit einem Schweißpulver aber auch als alleiniges Schutzmedium verwendet werden kann. Als Schweißpulver kommen vor allem Pulver der Unterpulverschweißtechnik oder magnetisierbar Pulver zur Anwendung. Als Schutzgas kommen z.B. Argon, Kohlendioxid sowie die genannten Gase enthaltende Mischgase (Corgonreihe) in Frage.In a further embodiment of the inventive concept, the feed system is provided with a storage container for a welding powder and / or in connection with a storage container for a protective gas. The area of the weld can be reached via the feed system not only a welding powder but also a protective gas can be supplied. This is beneficial depending on the type of too welding materials the shielding gas together with a But welding powder can also be used as the sole protective medium. Powder from submerged arc welding technology is primarily used as welding powder or magnetizable powder for application. Argon, carbon dioxide and the above are used as protective gases Mixed gases containing gases (Corgon series) in question.
Mit Vorteil besteht das erfindungsgemäße Zufuhrsystem für eine Schweißpistole aus zwei mit Abstand zueinander und konzentrisch zur Bolzenachse angeordneten Wänden und ist starr mit dem Pistolenfuß verbunden. Die Ausbildung des erfindungsgemäßen Zufuhrsystemswird somit der jeweiligen Form des Bolzens angepaßt. Insbesondere sind der Querschnitt des Bolzens und der Austrittsöffnung einander ähnlich, so daß der Abstand zwischen Bolzen und Austrittsöffnung entlang des ganzen Bolzenumfangs konstant ist und eine gleichmäßige Zuführung und Verteilung desThe supply system according to the invention for a welding gun advantageously consists of two spaced apart and walls arranged concentrically to the bolt axis and is rigidly connected to the gun base. The formation of the invention Feed system is thus the particular shape of the bolt customized. In particular, the cross-section of the bolt and the outlet opening are similar to each other, so that the distance between Bolt and outlet opening is constant along the entire circumference of the bolt and a uniform supply and distribution of the
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Schutzmediums gewährleistet ist.Protective medium is guaranteed.
Vorteilhafterweise wird bei einer erfindungsgemäßen Schweißpistole der Bolzen und der Bolzenhalter von den Wänden des Zufuhrsystem unter Bildung eines Zwischenraums umgeben, wobei der Zwischenraum mit einem Vorratsbehälter für Schutzgas in Verbindung steht. Zusätzlich zur Zuführung von Schutzgasen und/oder Schweißpulver über das Zufuhrsystem kann dem Schweißbad über den genannten Zwischenraum ein weiteres Schutzgas zugeführt und damit die schützende und begrenzende Wirkung des Schutzmediums verstärkt werden.In a welding gun according to the invention, the stud and stud holder are advantageously removed from the walls of the supply system to form an interspace, the interspace with a storage container for protective gas communicates. In addition to the supply of protective gases and / or welding powder via the supply system, the weld pool A further protective gas is supplied via the said gap and thus the protective and limiting effect of the protective medium be reinforced.
Im folgenden soll eine erfindungsgemäße Vorrichtung anhand schematischer Zeichnungen dargestellt und das erfindungsgemäße Verfahren erläutert werden. Die in den Figuren gleichen Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.In the following, a device according to the invention will be illustrated with the aid of schematic drawings and the device according to the invention Procedures are explained. The same parts in the figures are provided with the same reference numerals.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Schweißpistole Figur 2 und1 shows a welding gun according to the invention, FIG. 2 and FIG
Figur 3 Bolzen, die eine Umhüllung aus Schweißpulver aufweisen.FIG. 3 studs which have a coating made of welding powder.
Der in der Figur 1 dargestellte Teil einer Schweißpistole für das Lichtbogenbolzenschweißen mit Hubzündung besteht aus dem Pistolenfuß 8, dem Bolzenhalter 4 und dem Zufuhrsystem 1. Ein mit dem Werkstück 11 zu verschweißender Bolzen 5 wird vom Bolzenhalter k getragen, wobei der Bolzen 5 über den Bolzenhalter 4 mit einer nicht dargestellten Hubvorrichtung verbunden ist. DasThe part of a welding gun for drawn arc stud welding shown in FIG. 1 consists of the gun base 8, the stud holder 4 and the feed system 1. A stud 5 to be welded to the workpiece 11 is carried by the stud holder k , the stud 5 over the stud holder 4 is connected to a lifting device, not shown. That
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Zufuhrsystem 1 selbst besteht aus den beiden Wänden 2 und 3, die den Bolzen 5 konzentrisch umgeben, und der Austrittsöffnung 7· Der Abstand zwischen der Austrittsöffnung 7 und dem Bolzen 5 ist an allen Stellen konstant und ermöglicht damit die gezielte Zuführung von Schutzmedien mit den beschriebenen Vorteilen. Das Zufuhrsystem 1 ist mit einem Vorratsbehälter 9 für das Schweißpulver und/oder mit einem Vorratsbehälter 10 für Schutzgas verbunden. Die Wände 2, 3 des Zufuhrsystems 1 umgeben den Bolzen 5 und den Bolzenhalter 4 mit Abstand, wodurch ein Zwischenraum 12 entsteht. Dieser ist einerseits mit einem Vorratsbehälter 6 für Schutzgas verbunden und weist andererseits zum Werkstück hin eine öffnung auf, deren Form durch den Bolzenquerschnitt und den Querschnitt der Austrittsöffnung 7 festgelegt wird.Feed system 1 itself consists of the two walls 2 and 3, which surround the bolt 5 concentrically, and the outlet opening 7 · The distance between the outlet opening 7 and the bolt 5 is constant at all points and thus enables the targeted supply of protective media with the advantages described. That Feed system 1 is connected to a storage container 9 for the welding powder and / or to a storage container 10 for protective gas. The walls 2, 3 of the feed system 1 surround the bolt 5 and the stud holder 4 at a distance, creating a gap 12 is created. This is connected on the one hand to a storage container 6 for protective gas and on the other hand faces the workpiece towards an opening, the shape of which is determined by the bolt cross section and the cross section of the outlet opening 7.
Zum Verschweißen wird die Schweißpistole mit dem Pistolenfuß 8 auf das Werkstück 11 aufgesetzt. Vor dem Beginn des Schweißvorganges, bevor also der Bolzen 5 durch die Hubvorrichtung angehoben und der Lichtbogen zwisehen Bolzen 5 und Werkstück 11 gezündet wird, erfolgt die Zuführung des Schutzmediums. Über das Zufuhrsystem 1 und/oder den Zwischenraum 12 zwischen dem Zufuhrsystem 1 und dem Bolzen 5 wird in der beschriebenen Weise Schweißpulver und/oder Schutzgas zugeführt. Erfindungsgemäß gibt es folgende Möglichkeiten, ein Schutzmedium zuzuführen:For welding, the welding gun is placed with the gun base 8 on the workpiece 11. Before the start of the Welding process, so before the bolt 5 by the lifting device raised and the arc between bolt 5 and workpiece 11 is ignited, the protective medium is supplied. About the supply system 1 and / or the space 12 between the supply system 1 and the stud 5 are supplied with welding powder and / or protective gas in the manner described. According to the invention there are the following options for adding a protective medium:
a) nur Schutzgas, entweder über Zufuhrsystem 1 und/oder über den Zwischenraum 12,a) only protective gas, either via supply system 1 and / or via the Space 12,
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b) nur Pulver über Zufuhrsystem 1b) only powder via feed system 1
c) Pulver und Schutzgas über Zufuhrsystem 1 bzw. Zwischenraumc) Powder and protective gas via feed system 1 or intermediate space
Der Verbrauch an Schutzgas bzw. an Schweißpulver kann dadurch sparsam gestaltet werden, daß das Schweißpulver und die Schutzgase nur unmittelbar vor einem Schweißvorgang zugeleitet werden.The consumption of protective gas or welding powder can be made economical in that the welding powder and the Shielding gases are only fed in immediately before a welding process will.
Nach Zündung des Lichtbogens schmelzen die Bolzenstirnfläche und das Werkstück 11 an. Der Bolzen 5 wird mit Druck in das Schweißbad eingetaucht und die Stromquelle abgeschaltet. Das das Schweißbad umgebende Schweißpulver und das Schutzgas formen die seitlich weggedrückte Schmelze zu einem Wulst und nehmen die beschriebenen Schutz- und Begrenzungsaufgaben wahr.After the arc has been ignited, the end face of the bolt and the workpiece 11 melt. The bolt 5 is with pressure immersed in the weld pool and switched off the power source. The welding powder surrounding the weld pool and the shielding gas form the laterally pushed melt into a bead and perform the protective and limiting tasks described.
In den Figuren 2 und 3 sind Bolzen dargestellt, an die Schweißpulver 13, lh direkt durch Pressen, Tauchen oder Verstemmen angebracht wurde, wie es bei Stabelektroden üblich ist.In FIGS. 2 and 3, bolts are shown to which welding powder 13, 1h has been attached directly by pressing, dipping or caulking, as is customary with stick electrodes.
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