DE3030126C2 - Verfahren zum Widerstands-Abbrennstumpfschweißen von metallischen Werkstücken mit einer Dicke von über 5 mm - Google Patents
Verfahren zum Widerstands-Abbrennstumpfschweißen von metallischen Werkstücken mit einer Dicke von über 5 mmInfo
- Publication number
- DE3030126C2 DE3030126C2 DE3030126A DE3030126A DE3030126C2 DE 3030126 C2 DE3030126 C2 DE 3030126C2 DE 3030126 A DE3030126 A DE 3030126A DE 3030126 A DE3030126 A DE 3030126A DE 3030126 C2 DE3030126 C2 DE 3030126C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- welding
- speed
- pieces
- thickness
- welded
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/04—Flash butt welding
- B23K11/046—Apparatus therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
τι = K-
K1 '
worin Amax der höchste zwischen den zu verschweißenden Flächen vor der Erhöhung von deren Bewegungsgeschwindigkeit entstehende Schweißspalt, der für Dicken δ von 5 bis 20 mm nach der Formel
4n«= i/o (0,022· δ + 0,200)
und für Decken δ ab 20 mm nach der Formel
4„ov= i/o (0,001 ■ .5 +0,620)
bestimmt wird, V\ die Durchschnittsgeschwindigkeit In dieser Zeitspanne und K eine von der Dicke der
Werkstücke abhängige Konstante Ist, die für Dicken δ unter 20 mm mit abnehmender Dicke von 1 bis 4
steigt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wlderstands-Abbrennstumpfschwelßen von metallischen Werkstükken
mit einer Dicke von über 5 mm, bei welchem das Abbrennen der zu verschweißenden Flächen zuerst mit
einer konstanten und dann vor dem Stauchen für eine bestimmte Zeltspanne mit einer erhöhten Bewegungsgeschwindigkeit erfolgt.
Ein derartiges Verfahren betrifft die GB-PS 10 53 634. Der Schweißvorgang wird dabei nach einem Programm
gesteuert, das aus mehreren Zeltabschnitten besteht. Die Geschwindigkeitserhöhung erfolgt während des dritten
Zeltabschnitts. Die Dauer der Schweißperiode 1st jedoch nicht begrenzt, wenn die Geschwindigkeit von ihrem
konstanten Wert bis auf den Endwert erhöht wird. Die Dauer der Geschwindigkeitserhöhung muß vielmehr
empirisch bestimmt werden. Eine anzustrebende Zeltverkürzung 1st mit diesem Verfahren nicht zu erreichen.
Die GB-AS 20 37 G41 betrifft ein Verfahren zum Widerstands-Abbrennstumpfschwelßen von metallischen
Werkstücken. Dabei werden zur Bestimmung des Höchstspaltes empirische Abhängigkeiten verwendet, die in
entsprechenden Formeln festgelegt sind. Weitere Angaben über die optimale Dauer der Periode der Geschwln-
4U digkeitserhöhung fehlen.
Für das Verschweißen von dickwandigen Stücken mit einer relativ großen Schweißfläche wird die Schweißgüte
durch ein Schweißverfahren sichergestellt, welches In oder bei der Rohrverlegung oder dem Verschweißen
nicht genormter Stücke In Walzwerken beschrieben ist In den Schriften von S. I. Kutschuk-Jatzenko und
W. K. Lebedjew »Widerstandsschweißen durch ununterbrochenes Abbrennen von Stücken mit einem relativ
großen Querschnitt«, Ukrainisches Forschungsinstitut für wissenschaftlich-technische Information, Kiew 1968,
und »Widerstandsstumpfschweißen durch ununterbrochenes Abbrennen«, Verlag »Naukowa dumka«, Kiew
1976, S. 134. Diese üblichen Verfahren bestehen darin, daß das Abbrennen der zu verschweißenden Metalle
durchgeführt wird, während die Bewegungsgeschwindigkeit vor dem Stauchen stufenweise oder stufenlos von
einem Anfangswert V1 auf einen Endwert K0 erhöht wird.
Bei der Instabilität des Abbrennens kann die konstante Anfangsgeschwindigkeit V1 während des Schweißvorganges
nachgeregelt werden.
Beim Abbrennen mit einer konstanten Anfangsgeschwindigkeit der Metallbewegung von 0,1 bis 0,3 mm/s ist
die Abbrennstärke gering. In diesem Zeltabschnitt verläuft das Abbrennen unter großen Stromunterbrechungen.
Das führt zu starken Oxydationserscheinungen an den Abbrandflächen. Besonders stark wird das Metall an
Hefen Eindruckstellen oxydiert. Diese Stellen weisen den höchsten Schweißspalt zwischen den zu verschweißenden
Stücken auf und sind in erster Linie der stärksten Oxydation ausgesetzt, wobei Oxide beim Stauchen schwer
zu beseitigen sind.
Mit der Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit nimmt die Abbrennstärke zu. Die Oxydierbarkeit des
Metalls mit dem Luftsauerstoff wird In der Schweißzone geringer. Deshalb wird nach den bekannten Verfahren
durch eine Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit vor dem Stauchen auf den Optimalwert eine bedeutende
Verbesserung der Schweißgüte ermöglicht.
Den bekannten Verfahren haftet jedoch der Nachteil an, daß die Dauer τ ι des Zeltabschnitts der Bewegung
mit erhöhter Geschwindigkeit (Fig. 1) In Abhängigkeit von energetischen Kennwerten des Abbrennprozesses
(Strom, Leistung) eingestellt wird. Bei der Bestimmung der Größe τι wird die Größe des höchsten Schwelßspaltes
nicht berücksichtigt, wo die Wahrscheinlichkeit der Oxydation Im Zeltabschnitt des Abrennens mit der
gleichbleibenden Anfangsgeschwindigkeit am größten ist. Deshalb wird Im Zeltabschnitt der Bewegung mit
erhöhter Geschwindigkeit die nötige Wirkung - Schaffung der für die Erzeugung der Schweißverbindungen mit
einer hohen Schwelßgüie günstigen Bedingungen - nicht immer erzielt.
Das wirkt sich besonders stark beim Verschweißen von Stücken mit einem großen Querschnitt aus, wenn der
Abbrennprozeß im wesentlichen auf den Umfang der zu verschweißenden Stücke beschrankt veriäuft. Dadurch
entstehen an einzelnen Schweißstellen, vor allem bei geringen Stauchzugaben, Fehler in Form von dünnen
Oxydationsschichten. Bei der Prüfung der Schweißverbindungen wird dabei eine Verschlechterung der Durchschnittskennwerte
der mechanischen Eigenschaften und in erster Linie der Plastizitätswerte festgestellt. S
Außerdem werden zugleich mit den ständig wachsenden Forderungen an die Betriebscharakteristik der
Schweißkonstruktionen, beispielsweise beim Betrieb der Gasroh.leitungen mit einem großen Durchmesser (bis
1420 mm) unter den Bedingungen des hohen Nordens, auch an die mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindungen
erhöhte Forderungen gestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs geschilderte Verfahren zum Widerstands- und
Abbrennstumpfschweißen von metallischen Werkstücken dahingehend zu verbessern, daß zur Rationalisierung
des Verfahrens die optimale Dauer der Bewegungs-Geschwindigkeitserhöhung der zu verschweißenden Metalle
vom Anfangs- bis zum Endwert erhalten bleibt.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Patentanspruch gekennzeichneten Maßnahmen.
Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es möglich, die Stabilität der mechanischen
Eigenschaften de: mit Abbrennschweißen hergestellten Verbindungen zu erhöhen, so daß die Schweißkonstruktionen,
insbesondere für den Einsatz unter den Bedingungen des hohen Nordens bestimmte Gas- und Erdölleitungen
mit einem großen Durchmesser bzw. Hochdruck-Dampfleitungen der Wärmekraftwerke, den großen
Anforderungen gerecht werden.
Die Zeichnungen veranschaulichen das <"rfindungsgemäße Verfahren. Es zeigt:
Fig. la, b, c, d: graphische Daistellungen der Geschwindigkeitszunahme der Metallbewegung bei unterschiedlichen
Bewegungsgesetzmäßigkeiten,
Fig. 2: eine Skizze der Schweißzone, welche die Bildung von Eindruckstellen schematisch darstellt,
Fig. 2a, b: die Zerstörung der Berührungsstelle bei »hohen« Ansätzen an den Abbrandflächen und
Flg. 2c, d: Besonderheiten der Bildung von Eindruckstellen an den Abbrandflächen bei einem »geringen«
Spalt zwischen den letzteren.
Die Entfernung der beim Abbrennen mit der Anfangsgeschwindigkeit entstehenden starken Oxydationsschichten von den Abbrandflächen ist nur dann möglich, wenn die Dauer Ti des Zeitabschnitts des Abbrennens
mit erhöhter Geschwindigkeit der Bewegung der zu verschweißenden Metalle gleich oder größer als die für die
Vollerneuerung des Metalls der Abbrandflächen, einschließlich des Metalls dsr tiefsten Eindruckstellen, erforderliche
Abbrenndauer ist. Die Dauer T2 der Vollerneuerung der Abbrandflächen wird durch den höchsten
Schweißspalt /Smax (Fig. 2) zwischen den zu verschweißenden Stücken vor der Geschwindigkeitserhöhung der
Metallbewegung sowie die Durchschnittsgeschwindigkeit der Bewegung Vx im Zeitabschnitt der Geschwindigkeitserhöhung
bestimmt und nach der Formel
ermittelt.
Die Ermittlung der Größe T2 stößt auf bedeutende Schwierigkelten, die dadurch verursacht sind, daß
zwischen der Größe des höchsten Schweißspaltes und den einzelnen Schwe.ißdaten kein Zusammenhang besteht.
Durchgeführte Untersuchungen ergaben, daß die Größe Δ,ηαχ durch Besonderheiten bei der Bildung und
Zerstörung der Berührungsstelle während des Abbrennens gekennzeichnet wird. Wenn der Spalt am Rand der
Berührungsstellen ausreichend groß 1st, was bei hohen Ansätzen an den Abbrandflächen möglich ist, weisen die
Abbrandflächen nach der Zerstörung der Berührungsstelle keine bedeutenden Eindrücke auf (F i g. 2a und 2b).
Falls aber dieser Spalt klein ist (F i g. 2c), so wird das Metall der Berührungsstellen im Ausmaß des Aufschmelzens
unter Einwirkung der elektrodynamischen Kräfte in den Spalt zwischen den zu verschweißenden Metallen
verdrängt, so daß eine Schweißzone mit Metallblndung der zu verschweißenden Stücke entsteht. Dadurch
wird das Metall In dieser Zone an der gesamten Oberfläche gleichmäßig erhitzt. Die Tiefe des beim Erschmelzen
dieser Zone entstehenden Eindrucks wächst mit der Vergrößerung Ihrer Fläche, welche ihrerseits vom Gradienten
des Temperaturfeldes vor der Abbrennlinie (Flg. 2d) abhängig Ist. Die Größen der Gradienten unterscheiden
sich, wenn die Bedingungen der Wärmeableitung In den betreffenden Zonen unterschiedlich sind. Die Wärmeableitung
an Randgebieten ist kleiner als in der Mitte der Abbrandfläche, so daß hler auch die Tiefe der
Eindruckstelle kleiner 1st. Deshalb nimmt die Tiefe des Eindrucks mit der Wanderung der Abbrennlin!e von der
Mitte der Abbrandfläche zu deren Randgebieten ab.
Bei einer genügend großen Dicke der Stücke bleibt die Wärmeableitung bei der Wanderung der Abbrennlinie
auf einer bestimmten Entfernung 1 vom Rand der Abbrandfläche (Flg. 2d) konstant. In diesem Fall veriäuft
unabhängig von der Lage der Berührungsstelie die Erhitzung der letzteren analog der Erhitzung eines halbbegrenzten
Körpers mit einer Punktquelle.
Aus diesem Grunde ist die größte Tiefe der Eindruckstellen und somit der höchste Schweißspalt zwischen
den Metallstücken bei einer Dicke des zu verschweißenden Metalls von über 2 1 (wobei 1 die Länge der oberflächennahen
abzubrennenden Stirnflächen der zu verschweißenden Metalle ist, wo der Spalt zwischen den zu
verschweißenden Stücken vom minimalen auf den maximalen Wert [Fig. 2d] erhöht wird) von der Dicke der
Metalle Im wesentlichen fast unabhängig. Wie die durchgeführten Versuche ergaben, beträgt die Größe 1 9 bis
10 mm. Folglich wirkt sich die Dickenänderung des zu verscnwelßenden Stückes mit einer Dicke von über
18-20 mm auf die Größe Amax im wesentlichen nicht aus, wie es bei Dicken von unter 18 mm der Fall ist.
Durch Versuche wurde auch festgestellt, daß der höchste Schweißspalt zwischen den Stücken zu deren Dicke
direkt proportional ist; die Geschwindigkeit der Änderung der Spaltgröße Amax ist aber beim Verschweißen von
Stücken mit einer Dicke von unter 18 mm bedeutend größer als beim Verschweißen von Stücken mit einer
Se ErhlUun^on'Kontakten wird durch die Bedingungen der Wärmeableitung sowie durch deren Leitföhlgkett
bestimmt. Mit der Erhöhung der Leerlaufspannung U, nimmt die Leitfähigkeit zu Deshalb werden bei
hohen Weiten von U0 günstigere Bedingungen für die Vergrößerung der Fläche des elastischen Kontaktes
geschaffen. Außerdem wird bei hohen Spannungen mehr Metall je Zeiteinheit geschmolzen
Somit wird im Schweißspalt zwischen den Stücken vor der Abbrennlinie des ersten Kontaktes eine große
Menge an Schmelzgut angesammelt, welches einen zweiten Kontakt zwischen den zu verschweißenden Stücken
bildet Dadurch wird die Tiefe der Eindruckstellen und somit der höchste Schweißspalt zwischen den Stücken
größer Die durchgeführten Untersuchungen ergaben, daß der höchste Schweißspalt zwischen den zu verschweißenden
Stücken direkt proportional zur Leerlaufspannung ist, wobei diese Abhängigkeit für das Verschweißen
^ÄtotSSÄftR-lte. ist von den übrigen Schwe.ßdaten -abhängig So wird
, nen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten nur die Form von Eindrücken der AbbrandflachenR
j 15 der Geschwindigkeitszunahme wird die Neigung des Randes von Eindrücken flacher, deren Tiefe bleibt aber
dtufUGrundnd2CVersuchswerte ließ sich eine empirische Forme, ableiten welche die Größe des höchsten
Schweißspaltes zwischen den zu verschweißenden Stücken aus unlegiertem bzw. niedriglegiertem Stahl sowie
aS beinahe allenTochleg.erten Stählen beim Abbrennen der Stücke bestimmt. Diese Formel sieht In bekannter
Weise folgendermaßen aus:
für Dicken von 5 bis 20 mm
für Dicken von 5 bis 20 mm
A,« = u" ■ °·022 - δ + °-200) und
für Dicken ab 20 mm
für Dicken ab 20 mm
4n« = u« (°<001 · δ + °'620)·
M Hierin bedeuten:
M Hierin bedeuten:
Am„ - höchster Schweißspalt zwischen den zu verschweißenden Stücken In mm,
δ"™ - Dicke der zu verschweißenden Stücke in mm und
i/o - Leerlaufspannung In Volt.
Aus diesen Abhängigkeiten des höchsten Schweißspaltes läßt sich die Größe τ2 bei unterschiedlichen
i/o - Leerlaufspannung In Volt.
Aus diesen Abhängigkeiten des höchsten Schweißspaltes läßt sich die Größe τ2 bei unterschiedlichen
uie voiiemeueruiig u« «u»«-.»«. Ist, wie oben gezeigt, bei τ, a T2 möglich Bel τ,
> r2 können jedoch unter Umständen dünne Oxydationsschichten In der Schweißzone entstehen, wie es bei τ,
< τ, der Fall Ist. Das kann dadurch erklärt werden, daß auch In diesem Fall das Durchdringen des Luftsauerstoffes in die Schwelß-
Z0ZurmsÖc8naffung der für die Sicherung einer hohen Schweißgüte günstigen Bedingungen Ist es empfehlenswert,
den höchsten Schweißspalt während der Geschwindigkeitserhöhung möglichst gering zu halten.
Wenn die Geschwindigkeit dabei stufenweise erhöht wird (Flg. la und Ib), verkleinert sich der höchste
Schweißspalt während der Übergangsprozesse in der Schweißzone (an der Funkenstrecke). Am Stromoszlllo-
gramm (nicht gezeigt) werden die Übergangsprozesse durch den stärkeren Strom und den ununterbrochenen
Stromfluß gekennzeichnet. .. ^=«.ι™ι.,
Die Übergangsprozesse sind nur im Zeltpunkt des Übergangs von einer geringeren auf eine höhere Geschwindigkeit
nachzuweisen. _ .
Die Höchstdauer der Übergangsprozesse kann beispielsweise beim Verschweißen von Stücken mit einer Dicke
so von 20 mm 0 3 bis 1,0 s je nach der Stufe der Geschwindigkeitszunahme betragen. Durch Einstellung der Dauer
jeder Stufe im obengenannten Bereich ist es möglich, die Übergangsprozesse für die Gesamtdauer der
Geschwindigkeitszunahme auszudehnen.
Ein solcher Verlauf der Geschwindigkeitszunahme ist energieintensiv und aus diesem Grunde insbesondere
beim Verschweißen von dickwandigen Stücken unwirtschaftlich. Zur Herabsetzung der installierten Leistung
wird die Größe Ti erhöht. _,,,,. , α α,
Durch die erhebliche Vergrößerung der Abbrenndauer mit konstanter hoher Geschwindigkeit wird die
Schweißgüte beeinträchtigt. Das läßt sich dadurch erklären, daß trotz der Verkürzung der Unterbrechungen im
Abbrennen der Zonen mit dem höchsten Schweißspalt, was die Steigerung der Schweißgüte fördert, der höchste
Schweißspalt nicht verkleinert wird, während die Lokalisierung des Abbrennens wie bei niedrigen Bewegungsgeschwindigkeiten
eintritt.
Die Untersuchung des Abbrennvorganges der einfachsten Berührungsstellen der Stücke (Platten, Rohre,
Bleche) ergab, daß das Abbrennen der Stücke mit einer Dicke von unter 5 mm unter solchen Bedingungen
verläuft, wenn die Lebensdauer einzelner Bcrührungsstellen am geringsten lsi.
Deshalb sind die Stromunterbrechungen dabei am größten, und der Abbrennvorgang verläuft hauptsächlich
am Umfang der abzubrennenden Stücke.
Bei der Vergrößerung der Dicke der zu verschweißenden Stücke nimmt die Berührungsdauer zu. Die fcrklärang
dafür liegt darin, daß die Berührungsstellen unabhängig von der Berührungsfläche zunächst in einzelnen
Zonen am Ort des elektrischen Kontakts, abbrennen. Beim Verschweißen von Stücken mit einer Dicke von
über 5 mm wird das Schmelzmetall unter der Wirkung der elektrodynamischen Kräfte in den Spalt zwischen
den Stücken verdrängt und kann bei einer genügend geringen Spaltbreite eine neue Berührungsstelle bilden.
Dabei verkürzen sich die Stromunterbrechungen. Trotzdem ist bei Lokalisierung des Abbrennens einzelner
Zonen des Schweißquerschnitts dieser beim Verschweißen von Stücken mit einer Dicke von unter 5 mm etwa
gleich. Dadurch wird wiederum die Oxydation der Verbindungszone begünstigt. An diesem Prozeß Ist auch die
Verkleinerung der Erhitzungszone beteiligt, welche beim dauerhaften Abbrennen mit hohen Bewegungsgeschwindigkeiten eintritt.
Bei der stufenlosen Gesch'windlgkeitserhöhung (Flg. Ic - Abschnitt V„ - und Id) ist der Schweißablauf unter
Umständen dem bei der stufenweisen Geschwindigkeitserhöhung etwa gleich. Die Stärke der Vorgänge ist dabei
von der Beschleunigung abhängig. Bei einem relativ großen, dem kritischen Wert fast gleichen Beschleunlgungswert,
dessen Überschreitung den Kurzschluß des Schweißstromkreises verursacht, nehmen die Übergangsprozesse einen stabilen Charakter an und dauern ab dem Beginn des Abbrennens mit einer niedrigen Geschwindigkeit
bis zum Stauchen. Ein solcher Verlauf der Geschwindigkeitszunahme Ist ebenfalls energieintensiv.
Bei einem zu geringen Beschleunigungswert, d. h. bei einer großen Dauer des Zeltabschnitts der Erhöhung
der Bewegungsgeschwindigkeit vom Anfangswert auf den Endwert, Ist die Stärke der Übergangsprozesse derart
niedrig, daß sie sich auf die Größe des höchsten Schweißspaltes kaum auswirkt. In diesem Fall sind die
Abbrennbedingungen in der Schweißzone durch die konstante Größe des höchsten SchweißspaUes gekennzeichnet.
Die in der Schweißzone entstehenden Bedingungen sind diesen Im Zeitabschnitt des dauerhaften Abbrennens
mit einer hohen Geschwindigkeit ähnlich. Dadurch entstehen in der Verbindungszone Störstellen, wie sie
auch beim dauerhaften Abbrennen mit einer konstanten hohen Bewegungsgeschwindigkeit auftreten.
Auf Grund der eingehenden Untersuchungen, bei welchen zahlreiche Schweißversuche an verschiedenartigen |
Stücken durchgeführt wurden, die sich durch geometrische Abmessungen (Dicke und Länge des Schweißquer- |
Schnitts) und chemische Zusammensetzung unterscheiden, ließ sich das zulässige Verhältnis zwischen der
Dauer T2 der Vollerneuerung der Abbrandflächen und der Dauer τ, der Bewegungsgeschwindigkeitszunahme
ermitteln, bei welchem eine hohe Schweißgüte bei hohen Bewegungsgeschwindlgkelten und τι
> T2 sichergestellt wird.
Bei optimalen Schweißdaten für verschiedenartige Stücke mit einer Dicke von über 5 mm liegt die Optimaldauer
τ, des Zeitabschnitts der Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit In einem Bereich von 1,0 bis 4,0 der
Größe T2. Die Optimaldauer T0 der Endstufe der Bewegungsgeschwindigkeit (Fig. Ib, c und d) kann 0,1 bis 0,5
der Größe T2, höchstens aber 3 s, betragen.
Wenn die Größen Ti und T0 während des Schweißens von den genannten Werten abweichen, wird die Stabilität
der Schweißgüte herabgesetzt.
Das gilt für alle Verbindungen unabhängig von der chemischen Zusammensetzung des zu verschweißenden
Stahls.
Bei der Bestimmung der Optimalwerte für τ, und T0 in den obengenannten Bereichen Ist die Dicke der zu
verschweißenden Stücke zu berücksichtigen.
Beim Verschweißen von Stücken mit einer Dicke von über 20 mm ist der höchste Schweißspalt zwischen den
zu verschweißenden Stücken am größten. Die Endgeschwindigkeit der Bewegung dieser Stücke wird am geringsten
gehalten. Deshalb liegt die Dauer des Zeitabschnitts des Abbrennens mit der Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit in einem Bereich von (1,0 ... 1,2) · T2.
So wurde die Größe t, = 8,0 s beim Verschweißen von Platten aus Kohlenstoff-Manganstahl mit einem Vanadin-
und Stickstoffgehalt an einer Schweißmaschine mit einer Leistung von 170 kVA bei einer Plattendicke von
30 mm und einer Plattenbreite von 200 mm sowie einer Spannung i/0 = 7,28 V und einer Durchschnittsgeschwindigkeit
Vi =0,7 mm/s wie folgt ermittelt:
Δη,αχ = 7,2 (0,001 X 30 + 0,620) = 4,68 mm,
T2 = fj£? = 6,68 s; τ, = 1,2; T2 = 1,2 x 6,68 = 8,016 s
Durch Abrundung nach unten mit einer Genauigkeit von 0,5 erhalten wir τ, = 8,0 s.
Beim Verschweißen von Stücken mit einer Dicke von unter 20 mm wird der höchste Schweißspalt kleiner.
Die Endgeschwindigkeit der Bewegung wird beim Verschweißen solcher Stücke erhöht. Deshalb wird die uröße
τ, zur Senkung der installierten Leistung erhöht. Dabei entspricht der größte Änderungsbereich der Größe T1 den
dünneren Stücken, welche mit höheren Geschwindigkeiten verschweißt werden. Dieser Bereich beträgt bei
unterschiedlicher Dicke (δ) der Stücke:
δ= 17... 20 mm τΐ = (1,0-·■ 1,3) τ2;
δ= 15... 17 mm ti = (1,0.. ■ 1,5) T2;
δ = 12 ... 15 mm T2 = (1,0 ... 1,8) T2;
δ = 10... 12 mm τι = (1,0...2,2)τ2;
δ = 7... 10 mm η = (1,0... 2,8) τ2;
<5 = 5... 7 mm τι = (1,0... 4,0) τ2.
So wird die Größe τ, = 6,5 s beim Verschweißen von wärmebeständigen Rohren mit einem Durchmesser von
159 mm und einer Wanddicke von 20 mm aus Chrom-Molybdän-Vanadln-Stahi an einer Schweißmaschine mit
einer Leistung von 17OkVA bei einer Spannung von U0 = 7,0 V und einer Durchschnittsgeschwindigkeit von
V1 =0,85 mm/s wie folgt ermittelt:
ΔΜαχ = 7,0 (0,22 X 20 + 0,200) = 4,48 mm,
T2 = ld| = 5,27 s; τ, = 1,3 X 5,27 = 6,851 s,
0,85
0,85
nach Abrundung η = 6,5 s.
Die Größe r, = 7 5 s wird beim Verschweißen von Gasrohren mit einem Durchmesser von 1420 mm und
einer Wanddicke von 17,0 mm aus Stahl X60 an einer Wlderstandsstumpfschweißmaschlne zum Verschweißen
von Rohren, mit einem Durchmesser bis 1420 mm bei einer Spannung t/o = 7,0V und einer Durchschnittsgeschwindigkeit
von K, =0,8 mm/s wie folgt ermittelt:
Ara„ = 7,0 (0,22 X 17,0 + 0,200) = 4,018 mm,
T1 = 1,5 X 5,02 = 7,53 s,
nach Abrundung τ\ = 7,5 s.
Die Größe τ, wird beim Verschweißen von Bohrrohren, von welchen eines aus hochgekohltem Chrom-Nlckel-Molybdän-Stahl
und das andere aus hochgekohltem Mangan-Slllzium-Stahl hergestellt sind, mit einem Rohrdurchmesser
von 127 mm und einer Wanddicke von 15 mm an einer Wlderstandsstumpfschwelßmaschlne bei
einer Spannung von U0 = 6,8 V und einer Durchschnittsgeschwindigkeit von V1 =0,85 mm/s wie folgt ermittelt:
Amax = 6,8 (0,022 X 15 + 0,200) = 3,604 mm,
τι = M21 = 4,24 s; τ, = 1,3 X 4,24 = 7,632 s,
0,85
nach Abrundung ti = 7,5 s.
Die Größe τ, = 6 5 s wird beim Verschweißen von wärmebeständigen Kesselrohren mit einem Durchmesser
von 159 mm und einer Wanddicke von 12 mm an einer Wlderstandsstumpfschwelßmaschlne bei einer Spannung
von i/o = 6,0 V und einer Durchschnittsgeschwindigkeit von K1 =0,9 mm/s wie folgt ermittelt:
4j Amwc = 6,0 (0,022 X 12 + 0,200) = 2,784 mm,
r2 = ^l = 3,09 s; τ, = 2,2 X 3,09 = 6,793 s,
nach Abrundung τ\ = 6,5 s.
Die GrSBe τ, = 7 s wird beim Verschweißen von Platten mit einer Dicke von 10 mm und einer Breite der zu
verschweißenden Flächen von 350 mm, die aus Gasrohren aus niedriglegiertem Mangan-Sllizlum-Stahl mit
einem Rohrdurchmesser von 820 mm ausgeschnitten sind; bei einer Spannung von U0 = 6,6 V und einer Durcnschnittsgeschwlndigkeit
von V1 = 1,1 mm/s wie folgt ermittelt:
Am«= 6,6 (0,022 X 10 + 0,200) = 2,772 mm,
T2 = ^ZZ^ = 2,52 s; T1 = 2,8 X 2,52 = 7,056 s,
T2 = ^ZZ^ = 2,52 s; T1 = 2,8 X 2,52 = 7,056 s,
1,1
nach Abrundung ti = 7 s.
Die Größe τ, = 5 5 s wird beim Verschweißen von Platten mit einer Dicke von 7 mm und einer Breite von
350 mm aus niedriglegiertem Baustahl an einer Wlderstandsstumpfschweißmaschlne bei einer Spannung von
i/o = 5,8 V und einer Durchschnittsgeschwindigkeit von Vx = 1,4 mm/s wie folgt ermittelt:
ΔΜίΚ = 5,8 (0,022 X 7 + 0,200) = 2,053 mm,
T2 = -V-T- = 1,466 s; η = 4 X 1,466 = 5,864 s,
Μ
nach Abrundung τι = 5,5 s.
nach Abrundung τι = 5,5 s.
Platten aus Kohlenstoff-Manganstahl mit einem Vanadin- und Stickstoffgehalt mit einer Dicke von 30 mm,
wärmebeständige Rohre aus Chrom-Molybdän-Vanadln-Stahl mit einer Wanddicke von 20 mm, Gasrohre
ms Stahl X60 mit einem Rohrdurchmesser von 1420 mm und einer Wanddicke von 17 mm, Kesselrohre aus
niedriggekohltem Stahl mit einer Wanddicke von 12 mm wurden bei der stufenweisen Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit
der zu verschweißenden Metalle vor dem Stauchen verschweißt (Fig. la). Die Abbrenndauer
mit der Endgeschwindigkeit der Bewegung wurde für Stücke mit unterschiedlicher Dicke wie folgt ermittelt:
δ = 30 mm; T0 = 3,0 s;
T0 = 6,68 X 0,5 = 3,33 s, nach Abrundung T0 = 3,0 s;
δ = 20 mm; η = 2,0 s;
τ = 5,27 x 0,4 = 2,1 s, nach Abrundung T0 = 2,0 s;
δ = 17 mm; T0 = 2,0 s;
T0 = 5,02 X 0,4 = 2,0 s; T0 = 2,0 s;
δ = 12 mm; T0 = 1,5 s;
T0 = 3,09 X 0,5 = 1,545 s, nach Abrundung T0 = 1,5 s.
Bohrrohre aus hochfestem Stahl mit einer Wanddicke von 15 mm sowie aus Rohren mit einem Durchmesser
von 820 mm und einer Wanddicke von 10 mm ausgeschnittene Platten aus legiertem Mangan-Silizium-Stahl
wurden mit der stufeniosen Geschwindigkeitserhöhung der Bewegung vom Anfangswert auf den Endwert
verschweißt und vor dem Stauchen mit einer gleichbleibenden Endgeschwindigkeit abgebrannt (Flg. Ic). Die
Abbrenndauer To mit der Endgeschwindigkeit der Bewegung betrug 2 s für Stücke mit einer Dicke von 15 mm
(το = 4,24χθ,5 = 2,12 s, nach Abrundung to = 2,Os) sowie 1,2s für Stücke mit einer Dicke von 10 mm (τ0 = 2,52
χ 0,5 = 1,26 s, nach Abrundung To = 1,2 s).
Platten aus niedriggekohltem Baustahl mit einer Dicke von 7 mm wurden bei der stufenlosen Geschwindigkeitserhöhung
ohne Geschwindigkeitsbegrenzung verschweißt (Fig. Id).
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Qualitätsverbindungen mit stabilen mechanischen Eigenschaften
herzustellen. Das wird durch allseitige Erprobung der im erfindungsgemäßen Schweißverfahren hergestellten
Verbindungen bestätigt. So weisen alle dem Zerreißversuch unterzogenen Probestücke (insgesamt über
350 Stücke) dem Schmelzgut angemessene Festigkelts- und Dehnungswerte auf.
Aus der Gesamtzahl der dem Biegeversuch unterzogenen Probestücke (Insgesamt 600 Stücke) weisen nur
1,596 (9 Probestücke) einen Kröpfungswinkel von 90° bis 180° und restliche 98,5% (591 Probestücke) einen Kröpfungswinkel
von 180° auf. Aus der Gesamtzahl der Zerreißprobestücke wurden 2 Probestücke (Schweißplatten)
mit einer Dicke von 7 mm an der Schweißnaht zerstört (Versuchswerte waren dem Schmelzgut angemessen).
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum Wlderstands-Abbrennstumpfschwelßen von metallischen Werkstücken mit einer Dicke von über 5 mm, bei welchem das Abbrennen der zu verschweißenden Flächen zuerst mit einer konstanten und dann vor dem Stauchen für eine bestimmte Zeitspanne mit einer erhöhten Bewegiingsgeschwlndigkeit erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert τ, dieser Zeltspanne mit erhöhter Geschwindigkeit bestimmt wird nach der Formel
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8026499A GB2081631B (en) | 1980-08-14 | 1980-08-14 | Method of resistance flash butt welding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3030126A1 DE3030126A1 (de) | 1982-03-18 |
DE3030126C2 true DE3030126C2 (de) | 1985-11-21 |
Family
ID=10515455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3030126A Expired DE3030126C2 (de) | 1980-08-14 | 1980-08-08 | Verfahren zum Widerstands-Abbrennstumpfschweißen von metallischen Werkstücken mit einer Dicke von über 5 mm |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4376882A (de) |
JP (1) | JPS5741889A (de) |
DE (1) | DE3030126C2 (de) |
FR (1) | FR2492294A1 (de) |
GB (1) | GB2081631B (de) |
SE (1) | SE440756B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3706316A1 (de) * | 1987-02-27 | 1988-09-08 | Stahlberg Roensch Gmbh & Co Kg | Verfahren zum abbrennstumpfschweissen von stumpf miteinander zu verbindenden teilen |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3924162A1 (de) * | 1988-09-23 | 1990-03-29 | Fischer Ag Georg | Verfahren zum abbrennstumpfschweissen von hochgekohlten werkstoffen, insbesondere gusseisen mit kugelgraphit |
US20110048959A1 (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-03 | Tennant Company | Electrochemically-Activated Liquids Containing Fragrant Compounds |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1053634A (de) * | 1900-01-01 | |||
DE1006547B (de) | 1952-12-17 | 1957-04-18 | Licentia Gmbh | Verfahren zum Abbrennschweissen unter Regelung der Vorschubgeschwindigkeit nach den elektrischen Zustandsgroessen an der Schweissstelle |
US3528340A (en) * | 1968-08-28 | 1970-09-15 | Mesta Machine Co | Control arrangement for flash welder and the like |
US3790739A (en) * | 1972-07-10 | 1974-02-05 | V Lifshits | Machine for continuous flash butt-welding of parts |
SU904938A1 (ru) * | 1978-12-19 | 1982-02-15 | Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им. Е.О.Патона | Способ контактной стыковой сварки оплавлением |
-
1980
- 1980-08-05 US US06/175,685 patent/US4376882A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-08-06 SE SE8005581A patent/SE440756B/sv not_active IP Right Cessation
- 1980-08-08 DE DE3030126A patent/DE3030126C2/de not_active Expired
- 1980-08-14 GB GB8026499A patent/GB2081631B/en not_active Expired
- 1980-08-27 JP JP55117174A patent/JPS5741889A/ja active Granted
- 1980-10-20 FR FR8022379A patent/FR2492294A1/fr active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3706316A1 (de) * | 1987-02-27 | 1988-09-08 | Stahlberg Roensch Gmbh & Co Kg | Verfahren zum abbrennstumpfschweissen von stumpf miteinander zu verbindenden teilen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2492294B1 (de) | 1982-10-29 |
JPH0218954B2 (de) | 1990-04-27 |
GB2081631A (en) | 1982-02-24 |
SE440756B (sv) | 1985-08-19 |
FR2492294A1 (fr) | 1982-04-23 |
JPS5741889A (en) | 1982-03-09 |
SE8005581L (sv) | 1982-02-07 |
GB2081631B (en) | 1985-04-03 |
DE3030126A1 (de) | 1982-03-18 |
US4376882A (en) | 1983-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10237763B4 (de) | Verfahren zur Herstellung unlösbarer stoffschlüssiger Verbindungen von Bauteilen aus oxid-dispergierten-(ODS)-metallischen Werkstoffen durch Verschweißen und durch das Verfahren hergestellte Bauteile | |
DE2433648C2 (de) | Buckelschweißverfahren | |
DE2842583C2 (de) | Lichtbogenschweißverfahren zur Herstellung von dickwandigen Stahlrohren | |
EP0383060B1 (de) | Elektrode zum Widerstandsschweissen von oberflächenveredelten Stahlblechen und Verfahren zu deren Herstellung | |
CH671176A5 (de) | ||
EP0196447A1 (de) | Verfahren zur Erhöhung des Oxydations- und Korrosionswiderstandes eines Bauteils aus einer dispersionsgehärteten Superlegierung durch eine Oberflächenbehandlung | |
DE2700720C2 (de) | Verfahren zum Lichtbogen-Verbindungsschweißen | |
DE2000037A1 (de) | Lichtbogen-Schmelzschweissverfahren | |
DE2526480C3 (de) | Verfahren zum UP-Einzellagenschweißen von Eckstößen für dicke Bleche | |
DE2161220B2 (de) | Verfahren zum doppelseitigen verdeckten Lichtbogenschweißen | |
DE3100677C2 (de) | ||
DE1440588A1 (de) | Lichtbogenschweissverfahren | |
DE102004024299A1 (de) | Geschweisstes Bauteil | |
DE1805507A1 (de) | Verfahren zum pulver- oder gasgeschuetzten Lichtbogenschweissen mit verbrauchbarer Elektrode | |
DE112006003562B4 (de) | Verfahren zum Verbinden hoch-kohlenstoffhaltigen Stahls zum Endlos-Warmwalzen | |
DE3030126C2 (de) | Verfahren zum Widerstands-Abbrennstumpfschweißen von metallischen Werkstücken mit einer Dicke von über 5 mm | |
DE19927371C2 (de) | Verfahren zum Anschweißen von Schweißelementen an ein Werkstück | |
DE3050319C2 (de) | ||
DE2949982C2 (de) | Abbrennstumpfschweißverfahren für Walzstahl | |
EP0336161A1 (de) | Verfahren zur Verbesserung der Schwingfestigkeit von geschweissten hochfesten Stählen | |
DE3404649C2 (de) | ||
DE2537115A1 (de) | Verfahren zum elektronenstrahlschweissen | |
DE803995C (de) | Metallband zur Herstellung geschweisster Rohre | |
DE2344730C3 (de) | Verfahren zum senkrechten Lichtbogen-Verbindungsschweißen von Metallen | |
DE2537737C3 (de) | Verwendung eines Stahldrahts |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |