DE3011409A1 - Continuous submerged arc welding, esp. of steel plates - using one or more consumable electrode wires, and also metal filler powder supplied without electric current - Google Patents
Continuous submerged arc welding, esp. of steel plates - using one or more consumable electrode wires, and also metal filler powder supplied without electric currentInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur DurchführungThe invention relates to a method and devices for implementation
des Verfahrens zum kontinuierlichen Unterpulverschweißen mit einer oder mehreren Elektroden mit stromlosen körnigen bis pulverförmigen metllischen Zusatzwerkstoffen.of the process for continuous submerged arc welding with a or several electrodes with electroless granular to powdery metallic Additional materials.
Beim Unterpulverschweißen mit einer oder mehreren Drahtelektroden, die unter der Schweißpulverschüttung in einem oder mehreren Lichtbögen abschrnelzen, ist es insbesondere beim Mehrdrahtverfahren bekannt, daß durch die hohe Gesamtstromstärke das Schweißgut und der Grundwerkstoff stark überhitzt werden, was sich auf die mechanisch-technologischen Eigenschaften der Schci naht und insbesondere der nahtnahen Wärmeeinflußzone nachteilig auswirkt.When submerged arc welding with one or more wire electrodes, which melt under the welding flux spill in one or more arcs, it is known, especially in the multi-wire process, that due to the high total amperage the weld metal and the base material are severely overheated, which affects the mechanical-technological Properties of the Schci seam and in particular the heat affected zone close to the seam are disadvantageous affects.
Es sind bereits Versuche bekannt geworden, die Oberhitzung des Schrlelzbade beim Unterpulverschweißen durch Einbringen von nichtstromführenden Kalt- bzw.Attempts have already been made to overheat the Schrlelzbath in submerged arc welding by introducing non-current-carrying cold or
Heißdrähten oder auwh Metallpulvern zu verringern. Das Metallpulver wird hierbei vor der Schweißung mittels Schwerkraft in die Schweißfuge eingestreut Das Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die angestrebte keimbildende und kühlende Wirkung des Metallpulvers durch das Einwirken des Lichtbnqens zu Teil wieder zunichte gemacht wird. Weiterhin kann dieses Verfahren bei Schwe verbindungen, bei denen ein Spalt zwischen den zu verschweißenden i,lechen besteht, nicht ohne abdichtende Vorrichtungen angewendet werden.To reduce hot wires or auwh metal powders. The metal powder is sprinkled into the weld joint by gravity before welding However, the method has the disadvantage that the desired nucleating and cooling Effect of the metal powder due to the action of the light source is partially nullified again is made. Furthermore, this method can be used for welding connections where there is a gap between the lechen to be welded, not without sealing Devices are applied.
Auch das Zuführen eines oder mehrerer Heiß- bzw. Kaltdrähte in dit Schmelz zone zeigt, daß infolge der relativ geringen spezifischen Oberfläche des Drahtes nur eine beschränkte Drahtmenge in der Schmelzzone abschmelzbat ist und daß nur eine geringfügige Abkühlung des Schmelzbades und somit auch nur eine unwesentliche Verbesserung der mechanisch-technologischen Gütwerte der' Schweißverbindungen erreichbar ist.The feeding of one or more hot or cold wires in dit Melting zone shows that due to the relatively low specific surface area of the Wire only a limited amount of wire is melted off in the melting zone and that only a slight cooling of the weld pool and thus only an insignificant one Improvement of the mechanical-technological quality values of the 'welded joints can be achieved is.
Da die Nachteile der Oberhitzung des Schweißgutes und des Grundwerkstoffes beim Unterpulverschweißen weitgehend zu verhindern bzw. erheblich zu vermindern mit den genannten bekannten Verfahren nicht erreichbar ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, stromlose körnige bis pulverförmige und magnetische oder mit magnetischen Bestandteilen behaftete metallische Zusatzwerkstoffe während des Schweißprozesses in die flüssige Schweißpulvers hldtke in, Bereich des Kavernendaches einzubringen, wobei unter Kavernendach er obere den Lichtbogen umgebende Teil der geschmolzenen SchweilSpulverschla henschitht zu verstehen ist.Since the disadvantages of overheating of the weld metal and the base material largely to be prevented or considerably reduced in submerged arc welding is not achievable with the known methods mentioned, is according to the invention suggested electroless granular to powdery and magnetic or with magnetic Metallic filler materials with components during the welding process to be introduced into the liquid welding flux in the area of the cavern roof, being under the cavern roof he upper part of the molten arc surrounding the arc SchweilSpulverschla henschitht is to be understood.
Hier sei darauf hingewiesen, daß im weiteren Verlauf der Beschrei,ung "stromloser körniger bis pulverförmiger Zusatzwerkstoff nur noch mit "Zusatzwerkstoff" bezeichnet wird.It should be noted here that in the further course of the description "currentless granular to powdery filler material only with" filler material " referred to as.
Nach diesem Verfahren gelangen mit fortschreitendem Schweißproze die nicht metallischen und/oder metallischen pulverförmigen Zusatzwerkstoffe, die sich mit dem Schweißpulver nicht mischen, in die hocherhitzte flüssige Schweißpulverschicht des Kavernendaches und mit dieser schon vorwiegend schmelzend und die hocherhitzte flüssige Schweißpulverschicht abkühlend hinter der Draht elektrode über das Schmelzbad, in das sie aus der flüssigen Schweißpulverschicht, wie bei Versuchen festgestellt wurde, ausfallen. Hierdur:h wird, da die Tröpfchen der flüssigen Zusatzwerkstoffe und die flüssige Schs/eißpulverschicht erheblich kälter als das Schweißbad sind, eine erhebliche Temperatur senkung des Schmelzbades und des angrenzenden Grundwerkstoffes erreicht. Wie Versuche gezeigt haben, kann , da beim Unterpulverschweißen nacil dem erfindungsgemäßen Verfahren auch die Menge des Zusatzwerkstoffes weitgehend geregelt werden kann, die Temperatur sowohl im Schmelzbad als auch in dem angrenzt den Grundwerkstoff erheblich niedriger als beim Unterpulverschweizen nach den bisherigen Verfahren mit festen oder pulverförmigen metallischen ;usatzwerkstoffen gehalten werden. Hierdurch ist die Voraussetzung für eine günstige Primär- und Sekundärkristallisation gegeben, was sich auf die mec#anisch-tech nologischen Eigenschaften der Schweißnaht und insbesondere der nastnahen htärnii einflußzone des Grundwerkstoffes günstig auswirkt.According to this method, as the welding process progresses, the non-metallic and / or metallic powdered filler materials that are Do not mix with the welding powder, into the highly heated liquid welding powder layer of the cavern roof and with this already predominantly melting and the highly heated liquid welding flux layer cooling behind the wire electrode over the weld pool, in which they come from the liquid welding flux layer, as found in tests would fail. Hereby: h becomes, because the droplets of the liquid filler materials and the liquid powder layer is considerably colder than the weld pool, a significant temperature reduction of the weld pool and the adjacent base material achieved. As tests have shown, nacil the method according to the invention also largely reduces the amount of filler material can be regulated, the temperature both in the weld pool and in the adjacent one the base material is considerably lower than with submerged powder welding according to the previous ones Process with solid or powdery metallic filler materials will. This is the prerequisite for favorable primary and secondary crystallization given what affects the mechanical-technological properties of the weld seam and in particular the near htärnii zone of influence of the base material affects.
Außerdem kann der Anteil der Zusatzwerkstoffe gegenüber den bekanten Verfahren erheblich vergrößert werden und damit die Abschmelzleistung bei praktisch gleichem oder nur geringfügig erhöhtem elektrischen Energieaufwand.In addition, the proportion of filler materials compared to the known Process can be increased considerably and thus the deposition rate at practically the same or only slightly increased electrical energy consumption.
Beim Unterpulverschweißen z.B. von Stahlblechen können, wie Versuche bewiesen haben, bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und bei Verwendung von metallischen Zusatzwerkstoffen aus Eisen metallische Zusatzwerkstuffanteile t zu 150S bezogen auf die jeweils abgeschmolzene Drahtelektrodenmenge erreicht werden. Somit wird beim Unterpulverschweißen bei Anwendung des ertindungsgemäßen Verfahrens außer der Verbesserung der Güte der Schweißverbindung auch noch eine erhebliche Vergrößerung der Schweißleistung bei praktisch gleichem Energieaufwand erreicht.When submerged arc welding, for example, of sheet steel, such as experiments have proven when applying the method according to the invention and when using of metallic filler materials made of iron, metallic filler parts t can be achieved at 150S based on the amount of melted wire electrode. Thus, in submerged arc welding when using the method according to the invention in addition to improving the quality of the welded joint, there is also a considerable improvement Increased welding performance achieved with practically the same amount of energy.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß körnige oder pulverförmige metallische Legierungselemente je nac Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ohne oder mit magnetischen Bestandteilen fast verlustlos dem Schmelzbad zugesetzt werden können.Another advantage of the method according to the invention is that that granular or powdery metallic alloy elements per nac device for carrying out the method according to the invention with or without magnetic components can be added to the weld pool with almost no loss.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Vorrichtungen vorgeschlagen, die je nach Schweißmaschinenbauart, dem zu verschweißenden Werkstoff, seiner Abmessung und Form verwandt werden.Devices are used to carry out the method according to the invention suggested that depending on the type of welding machine, the material to be welded, its size and shape.
So wird erfindungsgemäß als Vorrichtung für die Zufuhr eines körnigen pulverförmigen Zusatzwerkstoffes z.B. mittels Schwerkraft und /oder Schwingförderung eine hohle Leitung vorgeschlagen, deren Austrittsöffnung in der Schweiz pulverschicht vor dem Kaveriendach angeordnet ist. Bei dieser Vorrichtung wer den die Zusatzwerkstoffe vor der Schweißzone in der Höhe und im Bereich des Kavernendaches in die Schweißpulverschüttung eingebracht, mit dem sie sich nicht vermischen, url anschließend in der flüssigen Schweißpulverschicht des Kavernendaches und über dem Schmelzbad geschmolzen, aus dem sie hinter der Sehweißelektrode als flüssige Tröpfchen ausfallen. Diese Vorrichtung hat wegen ihrer Einfachheit den Vorteil, daß sie auch noch nachträglich an jede Unterpulverschweißmaschine angeschlossen werden kann. Außerdem können mit ihr unmagnetische und nichtmetallische Werkstoffe als Zusatzwerkstoffe verwandt werden.So according to the invention as a device for the supply of a granular powdery filler material, e.g. by means of gravity and / or vibratory conveyance proposed a hollow pipe, the outlet of which is powder-coated in Switzerland is arranged in front of the cavern roof. In this device who the additional materials in front of the welding zone in the height and in the area of the cavern roof in the welding flux pile introduced with which they do not mix, url subsequently in the liquid Welding flux layer of the cavern roof and melted over the weld pool which they precipitate as liquid droplets behind the white eye electrode. This device Because of its simplicity, it has the advantage that it can also be applied to any Submerged arc welding machine can be connected. It can also be used for non-magnetic and non-metallic materials are used as filler materials.
Für magnetische1 insbesondere metallische Zusatzwerkstoffe hat sich zur Durchführung des Verfahrens erfindungsgemäß eine Vorrichtung bewährt, bei der der Zusatzwerkstoff vor der Schweißelektrode nicht direkt in die Schweißpulverschicht eingebracht wird, sondern bei der der Schweißdraht aus dem unteren Teil des Schweißkopfkontaktstückes oberhalb der Schweißpulverschüttung austritt, wobei durch hohle Leitungen, deren Mündungen kurz unterhalb des Kontaktrohres enden, magnetische bzw. magnetisierte Zusatzwerkstoffe insbesorder aus Metall an die Elektrode gebracht werden und infolge des maglltkischen Fel um die Schweißdrahtelektrode an dieser haften.Zusammen mit der Schweißdrahtelektrode gelangen die magnetischen Werkstoffe in die Schweißpulverschicht.For magnetic1 in particular metallic filler metals to carry out the method according to the invention a device has proven in which the filler metal in front of the welding electrode does not go directly into the welding flux layer is introduced, but in which the welding wire from the lower part of the welding head contact piece exits above the weld flux pile, whereby through hollow lines, their Mouths end just below the contact tube, magnetic or magnetized Additional materials, in particular made of metal, are brought to the electrode and as a result of the magnetic field around the welding wire electrode adhere to this, together with the welding wire electrode, the magnetic materials get into the welding powder layer.
Sobald die magnetischen Zusatzwerkstoffe eine Temperatur von 7680 erreicht haben, spätestens jedoch beim Eintritt der Schweißdrahtelektrode in die flüs ge Schweipulverschicht, lösen sich die nunmehr nicht mehr magnetischen 7usatzwerkstoffe von der Schweißdrahtelektrode und rieseln bzw. genen in die flüssige Schweißpulverschicht über, schmelzend und diese abkühlend fallen Sit hinter der Schweißdrahtelektrode, wie auch schon bei der vorhergehenden Vor richtung ausgeführt, als aus der flüssigen Schneii#pulvtrschicht in das flüssige Schmelzbad.As soon as the magnetic filler material has a temperature of 7680 have reached, but at the latest when the welding wire electrode enters the flüs ge welding powder layer, the now no longer magnetic additional materials dissolve from the welding wire electrode and trickle or genes into the liquid welding powder layer over, melting and cooling these fall behind the welding wire electrode, as already stated in the previous device, as from the liquid Snow # powder layer into the liquid weld pool.
Somit wird auch bei Verwendung dieser Vorrichtung vermieden, da die Zusatzwerkstoffe im Bereich des bzw. vom Lichtbogen geschmolzen und überhitzt werden, so daß die ganze Schmelzwärme der Zusatzwerkstoffe sowohl zur Kühlung der flüssigen Schweißpulverschicht als auch des Schmelzbades und auch der nahtnahen Wärmeeinflubzone des Grundwerkstoffes zur Wirkung kommt Außerdem bleiben die Zusammensetzung und die Eigenschaften auch etwaiger Legierungselemente der Zusatzwerkstoffe, da sie nicht überhitzt werden, erhalten.Thus, when using this device, it is avoided that the Filler materials are melted and overheated in the area of or by the arc, so that all the heat of fusion of the filler metals both for cooling the liquid Welding flux layer as well as the weld pool and also the heat influx zone close to the seam of the base material comes into effect In addition, the composition and remain the properties of any alloying elements of the filler metals, as they not overheated.
Beim Unterpulverschweißen mit mehreren neben- oder hintereinander angeordneten Schweißköpfen können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen fiir die Zufuhr magnetischer Zusatzwerkstoffe hinter, vor oder seitlich zu åen Schweißdrahtelektroden angeordnet sein. Hierbei ist es jedoch vielfach, um eine gege seitige Störung durch das elektromagnetische Feld zu vermeiden, zweckmäßig, zwischen den einzelnen Schweißköpfen bzw. Schweißdrahtelektroden eine aus aufeinandergelegten einseitig isolierten dünnen Blechstreifen bestehende an sich bekannte Abschirmung anzuordnen. Außerdem hat es sich in vielen Fällen bei mehreren hintereinander angeordneten Schweißköpfen als ausreichend erwiesen, nur hinter dem letzten Schweißkopf bzw. der letzten Schweißd-ahtelektr8-de ein Zusatzwerkstoff-Zufuhrrohr anzuordnen.With submerged arc welding with several side by side or one behind the other arranged welding heads can use the inventive devices for the supply Magnetic filler materials behind, in front of or to the side of the welding wire electrodes be arranged. Here, however, it is often due to a mutual disturbance to avoid the electromagnetic field, expediently, between the individual welding heads or welding wire electrodes made of thin ones placed one on top of the other and insulated on one side To arrange sheet metal strips existing shielding known per se. Besides, it has in many cases with several welding heads arranged one behind the other as Proven to be sufficient, only behind the last welding head or the last welding electrode to arrange a filler metal feed pipe.
Eine weitere Vorrichtung für die Zufuhr von magnetischen Zusatzwe-'#kstoffen an die Elektrode besteht aus einem unterhalb des Kontaktrohres un; den Schweir draht zu einem Kreisring gebogenen Rohr mit Zusatzwerkstoff-Austrittsöffnunqet radial zur Schweißdrahtelektrode hin und einem auf der Außenseite des Rohrkreisringes angeordneten Zufuhrrohr vom Vorratsbehälter.Another device for the supply of magnetic additives to the electrode consists of an underneath the contact tube un; the welding wire Tube bent into a circular ring with radial additional material outlet opening towards the welding wire electrode and one arranged on the outside of the tubular circular ring Feed pipe from the reservoir.
Alle vorstehend aufgeführten erfindungsgemäßen Vorrichtungen für lie Zufuhr von Zusatzwerkstoffen beim Unterpulverschweißen sind praktisch be fast aller.All devices according to the invention listed above for lie The supply of filler metals during submerged arc welding is practically all.
Unterpulverschweißmaschinen anzubringen. Jedoch kann der An- und rinbau diese Vorrichtungen bei vorhandenen Unterpulverschweißmaschinen oft infolge der be, Unterpulverschweißen wegen der hohen Strombelastung bekanntlich nllwendiyen geringen freien Schweißdrahtlängen zwischen der Schweißkopfkontak -l!nterkantf und dem Lichtbogenansatz der Schweißdrahtelektrode schwierig sein Außerdem treten bei diesen Vorrichtungen nach der Anmeldung Schwierigkeiten dadurch auf, daß die Zufuhrleitungen für die Zusatzwerkstoffe neben dem Schweißkopf und dem Schweißdraht angeordnet sind und die Zusatzwerkstoffe aus Vorratsbehältern durch einen oder mehrere Schläuche pro Schweißkopf bzw.To attach submerged arc welding machines. However, the attachment and rinbau these devices in existing submerged arc welding machines often as a result of be known, submerged arc welding because of the high current load nllwendiyen short free welding wire lengths between the welding head contact -l! nterkantf and the arc approach of the welding wire electrode can be difficult aside from that if difficulties arise with these devices after registration, that the supply lines for the filler metals in addition to the welding head and the welding wire are arranged and the filler materials from storage containers by one or more Hoses per welding head or
Schweißdrahtelektrode zugeführt werden und der Abstand der Zusatzwerkstoff-Zufuhrleitungen zum Schweißkopfkontaktende je nach den Abmessungen und der Werkstoffzusammensetzung des zu verschweißenden Grundwerkstoffes, Breite, Tiefe der Schweißnaht, Schweißdrahtdurchmesser und Höhe der Schweißpulverschicht verstellbar sein müssen. Dies erfordert besondere Verstelleinrichtungen neben dem Schweißkopf und einen zucätzlichen Bedienungsaufwand.Welding wire electrode are fed and the distance between the filler metal feed lines to the welding head contact end depending on the dimensions and the material composition of the base material to be welded, width, depth of the weld seam, welding wire diameter and the height of the welding flux layer must be adjustable. This requires special Adjustment devices next to the welding head and an additional operating effort.
Deshalb wird bei eine weiteren Erfindung für die Zufuhr von magnetischen Zusatzwerkstoffen an den Schweißdraht z.B. beim Unterpulverschweißen vorgeschlagen, den Schweißkopf als hohlen Zylinder zur Aufnahme magnetischer Zusatzwerkstoffe mit einem durch mehrere gerade oder schräg mit einem spitzen Winkel zum Schweißdraht verlaufende Bohrungen für den Austritt des Zusatzwerkstoffes durchlöcherten Boden mit senkrecht zentral in dem Hohlraum angeordneten mit dem hohlen Zylinder und dem Boden aus einem Stück bestehenden Kontaktstück für die Stromübertragung auf den Schweißdraht auszuführen, wobei zur Vermeidung bzw. Ausschaltung der Behinderung des Austritts der Zusatzwerkstoffe aus den Bohrungsöffnungen im Boden durch das elektromagnetische Feld um die Schweißdrahtelektrode die Bodenaussenseite eine zum Schweißdraht zentrische Einsenkung hat, deren Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des hohlen Schweißkopfes ist, und von deren äußeren Rand die bis in den hohlen >chweißkopf reichenden Bohrungen ausgehen, wobei der Abstand der Mittellinien der Bohrungen bzw. deren Ausgänge für den magnetischen Zusatzwerkstoff vom Schweißdraht abhängig ist vom verwendeten Schweißdrahtdurchmesser. Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer zentralen Eindrehung im Boden können selbst bei den bei Unterpulverschweißungen üblichen Stromstärken von 800 und mehr Ampere pro Drahtelektrode die magnetischen Zusatzwerkstoffe einwandfrei und gleichmäßig allein durch die Schwerkraft durch die Bohrungen im Boden dem Schweißdraht zugeführt werden.Therefore, in another invention for the supply of magnetic Suggested additional materials on the welding wire, e.g. for submerged arc welding, the welding head as a hollow cylinder to accommodate magnetic filler materials one by several straight or oblique with an acute angle to the welding wire running bores for the exit of the filler material perforated bottom with the hollow cylinder and the One-piece contact piece for power transmission to the ground Execute welding wire, whereby to avoid or eliminate the obstruction the escape of the filler material from the bore openings in the floor through the electromagnetic field around the welding wire electrode to the outside of the floor Welding wire has a central depression, the outer diameter of which is smaller than the inner diameter of the hollow welding head, and from its outer edge to the hollow> welding head extending holes go out, the distance between the center lines of the holes or their outputs for the magnetic filler metal depend on the welding wire depends on the welding wire diameter used. With this device according to the invention with a central indentation in the base, even with submerged arc welding usual currents of 800 and more amperes per wire electrode are the magnetic ones Filler materials work perfectly and evenly through gravity alone the holes in the floor are fed to the welding wire.
Weiter wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Boden auf der Innenseite mit einer ringförmigen Eindrehung, deren Durchmesser und Tiefe von den jeweiligen Abmessungen des Hohlzyl-inderinnen- und Kontaktstückdurchmessers sowie der Einsenkung im Boden abhängig ist , zu versehen. Durch diese Maßnahme kann der Weg d Stromflusses von dem Hohlzylinder zur Außenwand der Einsenkung im Boden vor all durch den Durchmesser und die Tiefe der Eindrehung und damit die Schwächunsdes elektromagnetischen Feldes um die Schweißdrahtelektrode maßgeblich r beeinflußt werden.It is also proposed according to the invention that the bottom be on the inside with an annular recess, the diameter and depth of which depend on the respective Dimensions of the inner diameter of the hollow cylinder and contact piece as well as the depression in the soil is dependent to be provided. By this measure, the path d current flow from the hollow cylinder to the outer wall of the depression in the ground, especially through the diameter and the depth of the turning and thus the weakening of the electromagnetic field around the welding wire electrode can be significantly influenced.
Bekannt ist zwar nach der de#utschen Auslegeschrift 1040148 Anspruch 4 und den Abbildungen 3 und 4 eine Vorrichtung zum Zuführen von körnigem magnetischem Material, bei dem die Schweißdrahtelektrode von einem elektrisch leitenden Hohlzylinder konzentrisch umgeben ist, der durch eine gelochte Platte abgeschlossen wird, die das Ende des Hohlzylinders mit dem Kontaktrohr verbindet, wobei die gelochte Platte und das Kontaktstück aus einem Stück hergestellt sind und bei dem Schutzgas als Trägergas verwendet wird, (siehe DAS 1040148 Abs.5, Zeile 26) dem ein pulverförmiges Flußmittel beigemengt ist.It is known according to the German interpretation 1040148 claim 4 and FIGS. 3 and 4 show a device for feeding granular magnetic material Material in which the welding wire electrode consists of an electrically conductive hollow cylinder is surrounded concentrically, which is completed by a perforated plate, the the end of the hollow cylinder connects to the contact tube, the perforated plate and the contact piece are made in one piece and in the protective gas as Carrier gas is used (see DAS 1040148 Paragraph 5, Line 26) which is a powder Flux is added.
In einigen Merkmalen stimmtkdie Vorrichtung nach der DAS 1040148, die außerdem für Unterpulverschweißungen nicht vorgesehen und auch nicht geeignet ist, zwar mit der Vorrichtung nach der Anmeldung überein, jedoch besteht ein wesentlicher Unterschied darin, daß die Förderung der Zusatzwerkstoffe durch die Bohrungen mittels eines Trägergases in einem kegelförmigen Hohlraum erfolgt, aus dem das Trägergas zusammen mit den magnetischen Zusatzwerkstoffen und dem Schweißdraht durch einen ringförmigen Spalt zwischen Schweißdrahtelektrode und runder Uffnung in der Spitze des kegelförmigen Hohl raumes austritt. In welchem Bereich sich die magnetischen Zusatzwerkstoffe auf der Schweißdrahtelektrode niederschlagen, ist nicht gesagt und auch nicht aus der Zeichnung erkennbar.In some features the device is correct according to DAS 1040148, which is also not intended and not suitable for submerged arc welding is, although in accordance with the device according to the application, but there is an essential The difference is that the additional materials are promoted through the holes by means of a carrier gas takes place in a conical cavity, from which the carrier gas together with the magnetic filler materials and the welding wire through one annular gap between welding wire electrode and round opening in the tip the conical cavity exits. In what area are the magnetic Precipitation of filler metals on the welding wire electrode is not said and also not recognizable from the drawing.
Nach der Anmeldung treten jedoch die magnetischen Zusatzwerkstoffe, nur mittels Schwerkraft gefördert, durch die Bohrungen im Boden des Schweißkopfes aus und werden von der elektromagnetischen Kraft der Schweißdrahtelektrode, wie Versuche einwandfrei gezeigt haben, erst außerhalb der Einsenkung im Boden angezogen, was durch die erfindungsgemäße konzentrische Einsenkung auf der Außenieite des Schweißkopfes möglich wird.After registration, however, the magnetic filler materials only conveyed by gravity through the holes in the bottom of the welding head from and are affected by the electromagnetic force of the welding wire electrode, such as Tests have shown flawlessly, only tightened outside the depression in the ground, what by the concentric indentation according to the invention on the outside of the welding head becomes possible.
Die Förderung der magnetischen Zusatzwerkstoffe mittels eines aus einem düsenförmigen Raum durch eine ringförmige Uffnung um den Schweißdraht parallel zum Draht austretenden Fördergases hat beim Unterpulverschweißen den Nachteil, de das Fördergas die obere nur in einem geringen Abstand von dem unteren Ende des Schweißkopfkontaktstückes liegende Schweißpulverschicht und damit auch den sich bei zunehmender Schweißdrahterwärmung vom Schweißdraht wieder lösenden Zusatzwerkstoff wegbläst. Außerdem wird durch die hierdurch entstehende geringere Schweißpulverhöhe die geschmolzene Schweißpulverschicht über dem Kavernendach negativ beeinflußt. Aus diesem Grunde können bei Unterpulverschweißungen die Zusatzwerkstoffe nicht mittels eines Fördergases parallel zur Schweißdrahtelektrode dieser zugeführt werden.The promotion of the magnetic filler materials by means of a a nozzle-shaped space through an annular opening around the welding wire parallel conveying gas escaping to the wire has the disadvantage of submerged arc welding the conveying gas the upper only at a small distance from the lower end of the welding head contact piece lying welding flux layer and thus also the one with increasing welding wire heating blows away the filler material that is loosening again from the welding wire. In addition, the the resulting lower welding flux height, the melted welding flux layer adversely affected above the cavern roof. For this reason, with submerged arc welding the filler materials not by means of a conveying gas parallel to the welding wire electrode these are fed.
Auch mit der Vorrichtung nach der DAS 1040148 Anspruch 1 und Abb.l ist jedoch, wie eigene Versuche einwandfrei ergeben haben, eine Förderung von magnetischen Zusatzwerkstoffen durch die Bohrungen im Boden des hohlen Schweißkopfes mittels Schwerkraft vor allem bei großen Stromstärken von 250 und mehr Ampere, wie sit beim Unterpulverschweißen angewandt werden, nicht möglich.Even with the device according to DAS 1040148 claim 1 and Fig.l However, as our own experiments have shown, it is a promotion of magnetic Filler materials through the holes in the bottom of the hollow welding head by means of Gravity especially with large currents of 250 and more amperes, as is the case with Submerged arc welding is not possible.
Dies ist auf die elektromagnetische Kraft um die Schweißdrahtelektnode, die über die Oeffnungen der Bohrungen im Boden hinaus wirksam ist, zurü#.kzuführen# die den Austritt der Zusatzwerkstoffe aus den Bohrungsöffnungen aut der Außenseite des Boden behindert.This is due to the electromagnetic force around the welding wire electrode, which is effective beyond the openings of the holes in the ground, back #. the exit of the filler materials from the bore openings on the outside obstructed the ground.
Um diesen Mangel abzustellen, ist es nötig, den Einfluß des elektromagnetischer Feldes um die Schweißdrahtelektrode im Bereich der Bohrungsaustrittsöffnungen soweit auszuschalten, daß ein freier Austritt der Zusatzwerkstoffe aus den Bohrungsöffnungen gewährleistet ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurc, erreicht, daß die Schweißkopfbodenaußenseite zentrisch zur Schweißdrahtelekt ode mit einer Einsenkung versehen wird, wobei durch entsprechende Ausbildung des Oberganges vom Hohl zylinder zum Boden die Wirkung der Abschwächung des el ektrl Imagnet i sehell Feldes unterstützt wird.In order to remedy this deficiency, it is necessary to reduce the influence of the electromagnetic Field around the welding wire electrode in the area of the bore outlet openings to eliminate that a free exit of the filler metal from the bore openings is guaranteed. According to the invention, this is achieved by virtue of the welding head base outside centrally to the welding wire electrode is provided with a depression, whereby through corresponding training of the transition from the hollow cylinder to the ground the effect the weakening of the el ectrl Imagnet i sehell field is supported.
Eine Weiter-Entwicklung der Vorrichtung mit hohlem Schweißkopf bes et noch darin, daß erfindungsgemäß der Boden am unteren Ende des Schw ißkopfes nicht mit dem Schweißkopf aus einem Stück gefertigt, sonder als loser in den hohlen Schweißkopf hineinragender Boden mit Flansch aisgebildet ist.A further development of the device with a hollow welding head bes et still in the fact that according to the invention the bottom at the lower end of the Schw ißkopfes not Manufactured from one piece with the welding head, rather than loosely in the hollow welding head protruding bottom with flange is formed.
Der lösbare Boden ist entweder mittels Gewinde in dem Hohlzylinder bis zur Anlage des Flansches an die Stirnseite des Hohlzylinders eingedreht, oder der Flansch wird mittels Schrauben gegen die Stirnseite des Hohlzylinders gepreßt. Hierbei fließt infolge des elektrischen Widerstandes des Gewindes der Strom nicht allein durch das Gewinde, sondern auch über die Stirnseite des Hohlzylinders und der Flanschanlagefläche.The detachable base is either threaded in the hollow cylinder screwed in until the flange rests on the face of the hollow cylinder, or the flange is pressed against the face of the hollow cylinder by means of screws. In this case, the current does not flow due to the electrical resistance of the thread solely through the thread, but also through the face of the hollow cylinder and the flange contact surface.
Bei dem mittels im Flansch angebrachter Schrauben befestigten Boden, der mit Spiel in den Hohlzylinder eingesetzt ist, fließt der Strom von der Stirnseite des Hohlzylinders nur über den Flansch zum Kontaktstück. In beiden Ausführungsbeispielen wird das elektromagnetische Feld in den Bohrungseinsenkungen herabgesetzt.In the case of the floor fixed by means of screws in the flange, which is inserted into the hollow cylinder with play, the current flows from the end face of the hollow cylinder only via the flange to the contact piece. In both embodiments the electromagnetic field in the hole depressions is reduced.
Der Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß bei Obergang auf andere Schweißdrahtdurchmesser nicht der ganze Kopf, sondern nur der Boden ausgewechselt zu werden braucht.The advantage of this device is that on transition other welding wire diameters not the whole head, but only the bottom replaced needs to become.
Die vorstehenden aus einem Hohl zylinder mit gelochtem Boden mit nach innen liegenden Kontaktstück und mit einer zylindrischen zur Schweißdrahtelektrode zentrischen Einsenkung versehenen Schweißköpfe sind auch für andere Lichtbogen schweißverfahren mit abschmelzender, stromführender Elektrode mit magnetischen Zusatzwerkstoffen mit Vorteil verwendbar,und es wird auch hierfür Schutz beantragt.The above from a hollow cylinder with a perforated bottom with after inner contact piece and with a cylindrical one to the welding wire electrode centric recess provided welding heads are also for other arc welding processes with melting, current-carrying electrode with magnetic filler materials can be used with advantage, and protection is requested for this as well.
Vor Beginn und zu Ende einer jeden Schweißung ist es notwendig, die Zufuhr der Zusatzwerkstoff zu stoppen. Zu diesem-Zwecke wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine elektro-magnetische Spule, die unabhängig vom Schweißstrom gespeist wird, anzuordnen, die beim Abschalten des Schweißstromes eingeschaltet wird, wodurch die innerhalb des Schweißkopfes befindlichen magnetischen Zusatzwerkstoffe zusammengeballt werden, so daß der Fluß der Zusatzwerkstoffe durch die Bohrungen unterbrochen wird. Entsprechend wird beim Einschalten des Schweißstromes die Spule abgeschaltet.Before beginning and at the end of every weld it is necessary to do the Stop feeding the filler metal. For this purpose, it is proposed according to the invention, to arrange an electro-magnetic coil that is fed independently of the welding current, which is switched on when the welding current is switched off, whereby the inside magnetic filler materials located in the welding head are agglomerated, so that the flow of filler metals through the holes is interrupted. Corresponding the coil is switched off when the welding current is switched on.
Wie der Erfindungsgedanke des Verfahrens verwirklicht werden kann, geht aus den Ausführungsbeispielen verschiedener Vorrichtungen hervor, die in der Zeichnung schematisch gezeichnet dargestellt sind.How the inventive concept of the process can be implemented, is apparent from the embodiments of various devices in the Drawing are shown drawn schematically.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit magnetischen und unmagnetischen Zusatzwerkstoffen. Sie besteht im wesentlichen aus einem Schweißkopf 7 mit Kontaktstück 6, der Schweißelektrode 8, die in die Schweißpulverschüttung 4 eintaucht, einem Schweißpulverzufuhrrohr 5 und aus einer vor dem Schweißkopf mit Kontaktstück 7,6 angeordneten Zusatzwerkstoff-# ituh'#leitun mit Oeffnung 2 in der Schweißpulverschüttung 4 in der Nähe des aus ~.:schlnolzener: flüssigen Schweißpulver bestehenden Kavernendaches 3; außerdem ist schematisch die sich um das Ende des Schweißdrahtes ausbreitende Lichtbogenzone 12 und das Schmelzbad 16 eingezeichnet. Der Schweißstrom wird einer Schweißene giequelle entnommen und über Kabel zur Anschlußstelle 10 aiii Schweißkopf 7 und Anschlulistelle 11 am zu verschweißenden Werkstück geleitet.Fig. 1 shows an apparatus for performing the method with magnetic and non-magnetic filler metals. It essentially consists of a welding head 7 with contact piece 6, the welding electrode 8, which in the welding powder bulk 4 immersed, a welding powder supply pipe 5 and from a front to the Welding head with contact piece 7.6 arranged filler material - # ituh '# leitun with Opening 2 in the welding flux pile 4 near the out of ~.: Schnolzener: liquid welding powder existing cavern roof 3; also is the schematic arc zone 12 spreading around the end of the welding wire and the weld pool 16 drawn. The welding current is taken from a welding source and via cable to connection point 10 aiii welding head 7 and connection point 11 on welded workpiece.
Fig.2 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit magnetisctien vor allem aus Metall bestehenden Zusatzwerkstoffen. Von der Vorrichtung nach Fig. 1 unterscheidet sich diese darin, daß die Zusatzwerkstoff-Zufuhrleitungen 14 mit ihren Öffnungen 15 unterhalb des Kontaktstückes 6 oberhalb dr Schweiß pulverschütttung 4 angeordnet sind.2 shows a device for carrying out the method with magnetism mainly made of metal filler materials. From the device according to Fig. 1 this differs in that the filler material supply lines 14 with their openings 15 below the contact piece 6 above dr sweat powder bulk 4 are arranged.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung, bei der drei Schweißköpfe mit Kontaktstücken 6,7 bzw. drei Schweißdrahtelektroden 8 hintereinander angeordnet sind, und bei der nur der letzten Schweißdrahtelektrode 8' magnetische Zusatzwerkstoffe durch eine Zufuhrleitung 18 mit Uffnung 19 zugeführt werden. Zwischen dell letzten und vorletzten Schweißkopf bzw. Schweißdrahtel ektrode ist Eine els tromagnetische Abschirmung 20 angeordnet.Fig. 3 shows a device in which three welding heads with contact pieces 6,7 or three welding wire electrodes 8 are arranged one behind the other, and in the only the last welding wire electrode 8 'magnetic filler materials through a Feed line 18 with opening 19 are fed. Between the last and the penultimate The welding head or welding wire electrode is an els tromagnetic shield 20 arranged.
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung, bei der die Zusatzwerkstoffzufuhr an die Schwelldrahtelektrode mittels eines kreisförmig gebogenen Rohres 21 nit Zusatzwerkstuck Austrittsbffnungen 22 zur Schweißdrahtelektrode 8 und einem in diesem Rohr 21 mündenden Zufuhrrohr 23.Fig. 4 shows a device in which the filler material supply the swelling wire electrode by means of a circularly bent tube 21 with additional work piece Outlet openings 22 to the welding wire electrode 8 and one opening into this tube 21 Supply pipe 23.
Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für magnetische Zusatzwerkstoffe, vor allem aus Metall.Fig. 5 shows an apparatus for performing the method for Magnetic filler materials, especially made of metal.
Bei dieser Vorrichtung besteht der Schweißkopf aus einem Hohlzylinder r 26, eine in diesem zentral angeordneten zylindrischen Kontaktsttck 28 eri Schweißdrahtkontaktbohrung 30 und einem mit dem Hohlzylinder 26 und den Kontaktstück 28 fest verbundenen Boden 27, der eine Einsenkung 31 z.?. mit sctirciy II den Hubi raum 25 gehenden Bohrungen 32, deren Abstand 33 von der Mitte des Durchmesser der Schweißdrahtkontaktbohrung 30 vom verwendeten Schweißdrahtelektrodendendurch@@e abhängt , aufweist.In this device, the welding head consists of a hollow cylinder r 26, a centrally arranged cylindrical contact piece 28 eri welding wire contact bore in this 30 and a base firmly connected to the hollow cylinder 26 and the contact piece 28 27, which has a depression 31 z.?. with sctirciy II the Hubi space 25 bores 32, the distance 33 from the center of the diameter of the welding wire contact hole 30 depends on the welding wire electrode used by @@ e.
Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung nach Fig. 5, die von der nach Fig. 5 Itir durch eine Eindrehung 43 abweicht.FIG. 6 shows a device according to FIG. 5, which differs from that according to FIG Itir deviates by a recess 43.
Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung, bei der der als Hohlzyllnder 40 ausgebildete Schweißkopf einen lösbaren, mit Flanschen 34 versehenen Boden 35 mit zentral an geordnetem und fest mit ihm verbundenen zylindrischen Kontaktstück 36 hat und der eine Einsenkung 37 z.B. mit schräg in den Hohlraum gehenden Bohrungen 32 hat, deren Mittenentfernung 33 von der Schweißdrahtelektrodenmitte vom Elektrodendurchmesser abhängt. Teil 42 ist eine elektromagnetische Spule zum Ein- und Abschalten des Durchflusses der magnetischen Zusatzwerkstoffe. LeerseiteFig. 7 shows a device in which the formed as a hollow cylinder 40 Welding head has a detachable base 35 provided with flanges 34 in the center has ordered and firmly connected to it cylindrical contact piece 36 and the has a depression 37, for example, with bores 32 extending obliquely into the cavity, the Center distance 33 from the welding wire electrode center to the electrode diameter depends. Part 42 is an electromagnetic coil for switching the flow on and off of the magnetic filler materials. Blank page
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3011409A DE3011409C2 (en) | 1980-03-25 | 1980-03-25 | Welding head for continuous arc welding with electrolessly supplied powdery magnetic additives, especially for submerged arc welding |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE3011409A DE3011409C2 (en) | 1980-03-25 | 1980-03-25 | Welding head for continuous arc welding with electrolessly supplied powdery magnetic additives, especially for submerged arc welding |
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE3011409A1 true DE3011409A1 (en) | 1981-10-01 |
| DE3011409C2 DE3011409C2 (en) | 1982-06-03 |
Family
ID=6098222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3011409A Expired DE3011409C2 (en) | 1980-03-25 | 1980-03-25 | Welding head for continuous arc welding with electrolessly supplied powdery magnetic additives, especially for submerged arc welding |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3011409C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1570938A1 (en) * | 2004-03-02 | 2005-09-07 | Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH | Submerged arc welding method |
Citations (3)
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| DE1040148B (en) * | 1956-06-20 | 1958-10-02 | Air Reduction | Method and device for feeding granular, magnetic material in the vicinity of a current-carrying conductor, in particular magnetic flux, to a melting wire electrode |
| US3260834A (en) * | 1964-09-22 | 1966-07-12 | R I Patents Inc | Welding method and apparatus |
| DE2304753B2 (en) * | 1973-02-01 | 1979-09-20 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen | Submerged arc welding process and device for carrying out the process |
-
1980
- 1980-03-25 DE DE3011409A patent/DE3011409C2/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3011409C2 (en) | 1982-06-03 |
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