DE3152047T1

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Info

Publication number: DE3152047T1
Application number: DE19813152047
Authority: DE
Inventors: Noboru Sakamoto; Itaru Yamashita; Kenichi Yano; Suehiro Oda
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1980-06-02
Filing date: 1981-06-02
Publication date: 1982-08-12
Also published as: WO1981003453A1; DE3152047C2; NO820302L; NO159907C; NO159907B; US4436981A

Description

Kawasaki Steel Corporation, Kobe (Japan)

Verfahren und Vorrichtung zum Schwerkraft-Lichtbogenschweißen

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schwerkraft-Lichtbogenschweißen.

Bekannt sind halbautomatische Schweißverfahren, bei denen eine Mantelelektrode verwendet wird (nachfolgend kurz als Schweißstab bezeichnet). Sie haben verschiedene Vor- und Nachteile; im allgemeinen läßt die Schweißqualität zu wünschen übrig, und die Vorrichtungen sind sperrig bzw. erfordern großen Platzbedarf, so daß der Stand der Technik diesbezüglich keine zufriedenstellenden Lösungen bietet.

Bei herkömmlichem Schwerkraft-Lichtbogenschweißen wird ein Schweißstab entlang einer waagerechten Schweißlinie bewegt, während ein Halter des Schweißstabes entlang einer geneigten Gleitstange abgesenkt wird. Hierbei kann das Elektroden-Handhabungs-Verhältnis konstant gehalten werden, das ist die Länge der pro Zeiteinheit gebildeten Schweißraupe bezogen auf die Schmelzlänge des Schweißstabes in der Zeiteinheit. Diesem Vorteil steht jedoch gegenüber, daß die Gleitstange entsprechend der Länge der Schweißlinie aus-

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gefahren bzw. verlängert werden muß, wodurch die Schweißmaschinen zwangsläufig große Abmessungen erhalten, nicht mehr tragbar sind und auch schlechtere Arbeitsergebnisse liefern.

Ein anderes herkömmliches Schweißverfahren sieht vor, daß ein Schweißstab auf waagerechter Schweißlinie bewegt wird, während der Schweißstab-Halter nach Einstellung des Schweißstabes auf einen Winkel von etwa 10 bis 12° zur waagerechten Schweißlinie gedreht bzw. verschwenkt wird. Dieses Neigungsschweißen mit flach eingestellter Elektrode erfordert keine Gleitstange und erlaubt daher eine Herabsetzung von Größe und Gewicht der Schweißmaschine. Da aber das Elektroden-Handhabungs-Verhältnis (wie oben definiert) sich fortgesetzt ändert, statt konstant zu bleiben, stellt sich keine feste Raupenbreite ein. Der in einem Winkel von nur 10 bis 12° zur waagerechten Schweißlinie, mithin sehr flach eingestellte Schweißstab bewirkt ferner, daß die Lichtbogenlänge während des Schweißvorganges zunimmt, wodurch Bogenstörungen entstehen können. Kommt es zum Spratzen und zu Einbrandkerben, so hat das Arbeitsergebnis eine niedrige Qualität, wenn es nicht gar unbrauchbar ist.

Die Anmelderin hat zur Abhilfe früher ein Verfahren zum Schwerkraft-Lichtbogenschweißen vorgeschlagen, wobei anfänglich ein kleiner Winkel zwischen Schweißstab und Schweißlinie eingestellt, dieser Winkel nach Beginn des Schweißvorganges verändert und schließlich konstant gehalten wird. Eine Schweißvorrichtung für ein solches Verfahren ist in der japanischen Pat. Pub. Gazette Nr. 8864/76 veröffentlicht worden.

Das dort beschriebene Schweißverfahren und die zugehörige Vorrichtung wurden jedoch zur Anwendung beim horizontalen Kehlnaht-Schweißen entwickelt. Eine Übertragung auf das senkrechte Abwärtsschweißen ist schwierig. Bei dem älteren Verfahren wird nämlich der Schweißstab-Halter zuerst in eine vorgegebene Stellung geschwenkt und dann unter Schwerkraft entlang einer geneigten Gleitschiene abgesenkt. Dabei bewegt sich der Schweißstab auf einer waagerechten Schweißlinie, um ein halbautomatisches waagerechtes Kehlnaht-Schweißen zu vollziehen. Das Elektroden-Hand-

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habungs-Verhältnis kann konstant oder im wesentlichen konstant gehalten werden. Dieses für waagerechte Schweißarbeiten geeignete Verfahren stößt aber, wenn man es beim senkrechten Abwärtsschweißen einsetzen wollte, auf die Schwierigkeit, daß die Führungsschiene in senkrechter Stellung zu halten wäre und gleichzeitig der Schweißstab entlang der (senkrechten) Schweißlinie heruntergeht, so daß von dieser Anordnung während des Schweißvorganges ein ständiges, heftiges Spratzen ausgeht, wobei kleinere und größere Teilchen in weitem Umkreis versprühen und auch auf die Schweißausrüstung gelangen. Auf die Gleitschiene gelangende Spritzer bewirken rasch eine Hemmung des Schweißstab-Halters, so daß dieser schlecht oder nicht mehr gleitet.

Zwar konnte die vorbeschriebene Schweißvorrichtung dank einer Verkürzung der Gleitschiene relativ klein und leichtgewichtig gebaut werden. Die notwendige Gleitschiene läßt sich jedoch nur mit großem Aufwand in vertikaler Stellung haltern; herkömmliche Halterungen sind grundsätzlich ungeeignet, so daß sich die bekannte Vorrichtung nicht auf senkrechtes Abwärtsschweißen umrüsten läßt.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, unter Überwindung dieser und weiterer Nachteile des Standes der Technik das senkrechte Abwärtsschweißen auf einfache und wirtschaftliche Weise zu verbessern. Das erfindungsgemäße Verfahren soll insbesondere ein halbautomatisches Schweißen entlang einer senkrechten Schweißlinie unter günstigen Arbeitsbedingungen ermöglichen. Die Schwerkraftbewegung einer Mantelelektrode bzw. eines Schweißstabes lediglich aufgrund des Eigengewichts soll vorteilhaft so ausgenutzt werden, daß das Spratzen weitestgehend unterdrückt wird. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zum Schwerkraft-Lichtbogenschweißen von kleinen Abmessungen, geringem Gewicht, übersichtlichem Aufbau und leichter Handhabung. Die Vorrichtung soll nicht nur bequem beförder- bzw. tragbar, sondern vor allem dazu geeignet sein, während eines Abwärtsschweißvorganges einen Schweißstab in optimaler Winkellage zu einer senkrechten Schweißlinie zu halten.

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Die wesentlichen Merkmale des Verfahrens nach der Erfindung sind im (verbesserten) Anspruch 1 angegeben, der dem Internationalen Recherchenbericht bereits Rechnung trägt. Demgemäß kann der Schweißvorgang in senkrechter Lage entlang der Schweißlinie automatisch vor sich gehen, während der Schweißstab-Halter entlang der Führung herunterfährt. Der anfänglich kleine Neigungswinkel zwischen dem Schweißstab und der senkrechten Schweißlinie nimmt erfindungsgemäß allmählich zu und bleibt vom Erreichen eines vorgegebenen Wertes an im wesentlichen konstant. Dies ermöglicht es, mit einer baulich kurzen Führung auszukommen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung ist im (verbesserten) Anspruch 2 angegeben. Dank dieser Verfahrensführung mit einem Anfangswinkel von wenigstens 20° erzielt man einen ausreichenden Durchgriff zum untersten bzw. hintersten Teil der Schweißnaht, obgleich der Schweißvorgang mit verhältnismäßig spitzem Winkel zwischen Schweißnaht und senkrechter Schweißlinie beginnt. Sobald die Schweißarbeit bis zu einer vorgegebenen Stelle fortgeschritten ist, wird der nun im Bereich von etwa 35° bis liegende Neigungswinkel zwischen Schweißstab und senkrechter Schweißlinie konstant gehalten, wodurch gewährleistet ist, daß das Elektroden-Handhabungs-Verhältnis konstant bleibt.

Dem Grundaufbau nach ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die Merkmale des (verbesserten) Anspruches 3 gekennzeichnet. Man erkennt, daß sich diese Vorrichtung einer einstellbaren Halterung bedient, mit der es möglich ist, das untere Ende der Führung für den Schweißstab beim senkrechten Abwärtsschweißen exakt und fest zu halten. Diese besteht aus einer Gleitschiene mit Winkelteil und Haupt-Führungsstück. Solange sich der Schweißstab-Halter erfindungsgemäß auf dem Winkelteil der Gleitschiene befindet, kann der Winkel zwischen Schweißstab und Schweißlinie fortlaufend nachgestellt v/erden. Geht dann der Schweißstab-Halter nach der Erfindung auf das Haupt-Führungsstück über, so bleibt der Neigungswinkel zwischen Schweißstab und senkrechter Schweißlinie konstant.

Weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der (verbesserten) Ansprüche 4 bis 8, zu denen der im Recherchenbericht ermittelte Stand der Technik ebenfalls nichts beiträgt.

Erhebliche Vorteile dsr Erfindung beruhen darauf, daß nunmehr das senkrechte Abwärtsschweißen nach dem Schwerkraft-Lichtbogenverfahren ohne Einsatz eines zusätzlichen Antriebes automatisierbar ist, was die Anwendung etwa im Schiffbau, allgemeinen Bauwesen usw. erleichtert. Das Auftreten von Spratzen ist weitestgehend unterdrückt, das Elektroden-Handhabungs-Verhältnis bleibt konstant, und es lassen sich ausgezeichnete Schweißraupen erzielen.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Halterung, die insbesondere dreieckförmig oder ähnlich gestaltet ist, gewährleistet eine ebenso einfache wie platzsparende und betriebszuverlässige Abstützung des unteren Endes der Führung mit ihrer schräg nach oben gerichteten Gleitschiene. Die Vorrichtung nach der Erfindung kann deshalb in Leichtbauweise und sehr kompakt ausgeführt werden. Die Verwendung von Positionierstäben zwischen Schweißlinie und Halterung gestattet eine sehr genaue und bequeme Einstellung. Mit der erfindungsgemäßen, bequem beförderbaren Vorrichtung kann daher auch auf beengtem Raum ein senkrechtes Abwärtsschweißen schnell und sicher ausgeführt werden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Teilansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum senkrechten Abwärtsschweißen,

Fig. 2 eine Schrägansicht der Vorrichtung von Fig. 1 in anderer Stellung, ohne Schweißstab,

Fig· 3 (a) eine schematisierte Seitenansicht zur Veranschaulichung der Arbeitsweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 3 (b) eine Draufsicht auf die Anordnung von Fig. 3 (a),

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Vorrichtung ähnlich Fig. 3 (a) mit Halterungs- und Positionier-Einrichtungen,

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Fig. 5 eine Seitenansicht entsprechend der Linie C-C in Fig. 4,

Fig. 6 (a) eine Schnittansicht einer Halterung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 6 (b) eine Seitenansicht der Halterung von Fig. 6 (a).

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 sind zu verschweißende Werkstücke allgemein mit 1 bzw. 2 bezeichnet, die T-förmig auf Stoß zu verbinden sind; dazu wird auf die Fig. 3 (b) und 5 hingewiesen. Zwischen den Werkstücken 1 und 2 ist eine senkrechte Schweißlinie 3 vorgesehen, die vertikal verläuft. Das Schweißen geht so vor sich, daß ein Schweißstab 4 an der senkrechten Schweißlinie 3 entlang abwärts bewegt wird.

Zur Steuerung der Bewegung des Schweißstabes 4 ist eine Führung oder Gleitstange 5 vorgesehen, welche in bezug auf die Schweißlinie 3 schräg nach oben angeordnet ist. In die Oberfläche, insbesondere in eine Seitenfläche der Führung 5 ist eine Gleitschiene 5a eingearbeitet.

Wie man aus Fig. 3 (a) erkennt, ist die Führung 5 unter dem Neigungswinkel θ ^ schräg nach oben angeordnet. Der Winkel θ ^ liegt vorzugsweise im Bereich von 40 bis 60°. An der Gleitschiene 5a ist ein Schweißstab-Halter 6 geführt, der daran unter seinem Eigengewicht abwärts bewegbar ist.

Der Neigungswinkel θ^ kann beliebig gewählt werden, solange nur gewährleistet ist, daß die Spitze des im Halter 6 abgestützten Schweißstabes 4 während der Schweißarbeit, d.h. beim Abschmelzen, sich entlang der Schweißlinie 3 nach unten bewegt. Bevorzugt liegt, wie gesagt, der Neigungswinkel θ₁ zwischen 40 und 60°; die Führung bzw. Gleitstange 5 steht vom Werkstück 1 in einem Anstellwinkel θ^ ab, wie aus Fig. 3 (b) und Fig. 5 ersichtlich ist, der ebenfalls zweckmäßig im Bereich von etwa 40° bis 60° liegt. Überschreitet der Neigungswinkel θ^ die Obergrenze von 60°, so bewegt sich der Halter 6 nicht ohne weiteres in Pfeil-

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richtung C abwärts; bei Neigungswinkeln 6^ unterhalb von 40 nimmt das Elektroden-Handhabungs-Verhältnis zu, wodurch die Schweißarbeit beeinträchtigt wird.

Für die Anbringung des Schweißstab-Halters 6 an der Führung 5 bzw. an der Gleitschiene 5a genügt es, wenn als Anlagestücke Unterlagscheiben 6a,6b zwischen dem Schweißstab-Halter 6 und der Gleitschiene 5a auf letzterer gleitbar angeordnet werden (vergl. Fig. 5). An der Gleitschiene 5a sind ein Haupt-Führungsstück 5c und ein Winkelteil 5b vorhanden, welch letzteres den Halter 6 für den (in Fig. 2 nicht eingezeichneten) Schweißstab 4 trägt, und zwar in Pfeilrichtung A schwenkbar, wobei der Winkel zwischen dem Schweißstab 4 und der Schweißlinie 3 vom Anfangswert ©2 auf den Endwert Θ, übergeht, vergl. Fig. 3 (a). Anschließend wird der Halter 6 auf dem Haupt-Führungsstück 5c abgesenkt, wobei der Winkel Θ, zwischen Schweißstab 4 und Schweißlinie 3 konstant bleibt.

Für den Schweißvorgang durch senkrechtes Herunterfahren des Schweißstabes 4 entlang der Schweißlinie 3 - wie vorbeschrieben ist es notwendig, die Führung 5 bzw. die Gleitschiene 5a so auszubilden, daß sie eine der Länge der Schweißlinie 3 zugeordnete, vorgegebene Länge besitzt. Anders als beim waagerechten Kehlnaht-Schweißen ist jedoch die Führung 5 mit der Gleitschiene 5a in bezug auf die senkrechte Schweißlinie 2 schräg nach oben gerichtet (Neigungswinkel Θ,.), und außerdem steht die Führung 5 bzw. die Gleitschiene 5a zu dem senkrecht verlaufenden Werkstück 1 im Anstellwinkel θ^, vergl. Fig. 3 (b). Es ist erforderlich, eine Halterung oder eine Haiterungseinrichtung hierfür vorzusehen, die sowohl genügend mechanische Festigkeit als auch kleine Abmessungen hat. Würde nämlich die Halterung viel Platz einnehmen, so wäre das Schweißen auf beengtem Raum unmöglich, die Tragbarkeit der Schweißmaschine ginge verloren und ihre Einsatzmöglichkeiten wären stark vermindert.

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Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, daß die Führung 5 mit der Gleitschiene 5a von einer Halterung 7 abgestützt wird, die dreieckförmig oder ähnlich gestaltet ist. Wie man insbesondere aus Fig. 4 ersieht, ist das untere Ende der Führung 5 nahe einer Spitze bzw. einem Eck der Halterung angebracht, das von der Schnittstelle der beiden kürzeren Dreiecksseiten gebildet wird. An den beiden anderen Spitzen bzw. Ecken 7b,7c sind jeweils Halteglieder 8 angebracht.

Im einzelnen erfolgt die Absenkung des Schweißstab-Halters 6 entlang der Gleitschiene 5a der Führung 5, während die Spitze des Schweißstabes 4 beim SchweißVorgang abschmilzt. Auf der Führung 5 bzw. der Gleitschiene 5a muß nun der Schweißstab-Halter 6 solide befestigt sein. Befindet er sich am oberen Ende der Führung 5 bzw. der Gleitschiene 5a, so wirkt dort die größte Belastung.

Deshalb wäre es zu bevorzugen, die Führung 5 bzw. die Gleitschiene 5a sowohl am oberen als auch am unteren Ende abzustützen, doch wird die Halterung dadurch schwer und groß. Erfindungsgemäß ist die dreieckförmige oder ähnlich gestaltete Halterung 7 vorgesehen, welche es gestattet, die Führung 5 bzw. Gleitschiene 5a nur am unteren Ende abzustützen. Hierzu trägt wesentlich bei, daß die Halteglieder 8 an den Ecken 7b,7c der Längsseite der Halterung angebracht sind.

Zweckmäßig besteht jedes Halteglied 8 aus einem Magnethalter mit einem Magnetring 8a und einem Gehäuse, wie aus Fig. 6 (a) hervorgeht. Sind diese Halteglieder 8 nur an den Ecken bzw. Spitzen 7b,7c der Halterung 7 angebracht, so läßt sich letztere bequem an dem zu verschweißenden Bergstück 1 anbringen bzw. davon abnehmen.

Zusätzlich können gemäß Fig. 6 (a) und 6 (b) an beiden Seiten jedes Haltegliedes 8 Rollen 9 vorgesehen sein, die jeweils an einer Lagerstelle 10a eines Armes 10 drehbar angeordnet sind und das Anbringen bzw. Abnehmen erleichtern. Soll also ein Halte-

glied 8 angebracht werden, so wird der Magnet 8a bzw. das Gehäuse 8b an die Oberfläche des zu verschweißenden Werkstückes 1 angelegt. Zur Abnahme können die Arme 10 eingeschwenkt werden, um die Halteglieder 8 - d.h. die Magnet^ringe 8a bzw. die Gehäuse 8b - von der Oberfläche des Werkstückes 1 abzuheben.

Außerdem sind erfindungsgemäß wenigstens zwei Positionierstäbe 9a,9t vorgesehen, die von derjenigen Randkante der Halterung 7 abstehen, welche der Schweißlinie 3 gegenüberliegt. Wenigstens ein Positionierstab, z.B. 9b, ist schwenk- bzw. faltbar ausgebildet. Dank dieser Positioniereinrichtung läßt sich der Schweißstab 4 jederzeit in bezug auf die Schweißlinie 3 bequem und genau einstellen. Die Positionierstäbe 9a,9b stören auch während des Schweißvorganges nicht, wie es der Fall wäre, wenn sie von den entgegengesetzten Seiten der Halterung 7 ausgingen und daher in den Abwärtsweg des Schweißstabes 4 ragten. Da die Positionierstäbe 9a,9b aber schwenkbar sind, behindern sie die Absenkung des Schweißstabes 4 nicht, wenn sie während seiner Bewegung abgeschwenkt bleiben (Fig. 4).

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist an der Oberseite der Führung 5 bzw. der Gleitschiene 5a eine Schutzabdeckung 12 vorgesehen. Sie schützt diese Führungselemente gegen Spratzen während des Schweißens, so daß die Gleitbarkeit des Halters 6 einwandfrei erhalten bleibt.

Im folgenden wird anhand von Fig. 3 (a) der Schweißvorgang unter Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert. Zunächst wird der Schweißstab-Halter 6 auf dem Winkelteil 5b eingestellt, das am oberen Ende der Gleitschiene 5a oder des Haupt-Führungsstücks 5c vorhanden ist, wobei der Anfangswert des Winkels θρ zwischen Schweißstab 4 und Schweißlinie 3 wenigstens 20° beträgt. Zu Beginn des Schweißvorganges wird der Halter 6 am Winkelteil 5b heruntergefahren oder am oberen Ende des Haupt-FührungsStücks geschwenkt. Bei der anschließenden Bewegung entlang des Winkelteils 5b der Führung 5 oder am oberen Ende des Haupt-Führungsstücks

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5c wird der Schweißstab-Halter 6 unter Schub durch einen Zylinder 11 verschwenkt, so daß der Winkel θρ zwischen Schweißstab 4 und Schweißlinie 3 über den Anfangswert von 20° hinaus allmählich anwächst. Schon letzterer ist größer als beim herkömmlichen Neigungsschweißen mit flach eingestellter Elektrode, so daß erfindungsgemäß der unterste bzw. hinterste Naht-Teil vom Lichtbogen voll erfaßt wird und eine ausgezeichnete Raupenbildung erzielt wird. Auch die Länge des Lichtbogens bleibt im günstigen Bereich, wodurch das Spratzen weitestgehend unterdrückt wird.

Nach seiner Schwenkung auf den Endwert Θ, des Neigungswinkels zwischen Schweißstab 4 und Schweißlinie 3 gleitet der Halter 6 auf dem Haupt-Führungsstück 5c nach unten. Dabei bewegt sich die Spitze des Schweißstabes 4 in Pfeilrichtung B (Fig. 4). Der Winkel θ^ liegt in einem vorbestimmten Bereich, beispielsweise zwischen 35° und 80°. Bei Werten unter 35° ist die Änderung zwischen θρ und θ, nur gering und infolgedessen kann die Führung 5 mit Gleitschiene 5a nicht kurz genug ausgebildet werden, so daß die Schweißvorrichtung nicht kompakt genug gebaut werden kann. Bei Überschreiten der Obergrenze von 80 fallen von der Spitze des Schweißstabes 4 während seiner Abwärtsbewegung Zundertropfen herunter, welche die Schweißarbeit gefährden oder unmöglich machen.

In den Rahmen der Erfindung fallen auch zahlreiche Abwandlungen. Sämtliche aus den Anspüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Claims

Ursprüngliche Patentansprüche

1. Verfahren zum senkrechten Abwärtsschweißen durch Schwerkraft-Lichtbogenschweißen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Führung schräg nach oben anordnet, vorzugsweise in einem Winkel (θ.,) von etwa 40° bis 60° zu einer senkrechten Schweißlinie, daß ein Schweißstab-Halter unter Schwerkraft entlang der Führung abgesenkt wird und gleichzeitig ein Schweißstab entlang der senkrechten Schweißlinie in eine vorbestimmte Stellung herabbewegt wird, wobei der ursprünglich auf einen gegebenen Anfangswert eingestellte Winkel (θρ) zwischen dem Schweißstab und der senkrechten Schweißlinie zunächst verändert und dann, während der Schweißstab weiter entlang der senkrechten Schweißlinie abwärtsfährt, konstantgehalten wird, wodurch der Schweißvorgang erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (θρ) zwischen dem Schweißstab und der senkrechten Schweißlinie ursprünglich auf einen Anfangswert oberhalb 20° eingestellt und dann fortlaufend verändert wird, während der Schweißstab entlang der senkrechten Schweißlinie in die vorbestimmte Stellung heruntergebracht wird, worauf bei weiterer Abwärtsbewegung des Schweißstabes entlang der senkrechten Schweißlinie dieser Winkel (Θ,) im Bereich von etwa 35° bis 80° konstantgehalten wird.

3. Vorrichtung zum senkrechten Abwärtsschweißen durch Schwerkraft-Lichtbogenschweißen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Führung (5), entlang deren ein Schweißstab (4) unter Schwerkraft abwärtsbewegtar ist, aus einem Haupt-Führungsstück (5c) und einem Winkelteil (5b) besteht, daß die Führung (5) in bezug auf eine senkrechte Schweißlinie (3) schräg aufwärts angeordnet ist, daß eier Winkelteil (5b) am oberen Ende der Führung (5) angeordnet ist, daß das Haupt-Führungsstück (5c) gerade ausgebildet ist und daß der Winkelteil (5b) so angeordnet ist, daß er nicht mit dem Haupt-Führungsstück (5c) fluchtet.

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Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeic h— net, daß das untere Ende der Führung (5), entlang deren ein. Halter (6) für den Schweißstab (4) unter Schwerkraft bewegbar ist, von einer dreieckförmigen oder ähnlich gestalteten Halterung (7) insbesondere an oder nahe dem Schnittpunkt (7a) der beiden Seiten, nicht jedoch der größeren Seite gehalten ist und Magnethalter (8) an der Rückseite der Halterung (7) an bzw. nahe ihren beiden anderen, nicht von dem Schnittpunkt (7a) gebildeten Spitzen (7b,7c) befestigt sind.

Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Führung (5), entlang deren ein Halter (6) für den Schweißstab (4) unter Schwerkraft bewegbar ist, von einer dreieckförmigen oder ähnlich gestalteten Halterung (7) insbesondere an oder nahe dem Schnittpunkt (7a) der beiden Seiten, nicht jedoch der größeren Seite gehalten ist, daß von der an der Seite der senkrechten Schweißlinie (3) befindlichen Randkante der Halterung (7) wenigstens zwei Positionierstäbe (9a,9b) abstehen und daß wenigstens ein Positionierstab (9b) falt- bzw. schwenkbar ausgebildet ist.

DIPL-PHYS. KARL H.

PATENTANW STAATL QEPR. ÜBERSETZER

PATENTANWALT ' *'" *>// ** "*** D-3551 NIEDERWEIMAR/HESSEN

TELEFON₁ (06421) 78627 TELEQRAMME: PATAID MARBURQ

29.01.1982 P 31 52 047.2 P 357 Ot/De

Kawasaki Steel Corporation, Kobe (Japan)

Verfahren und Vorrichtung zum Schwerkraft-Lichtbogenschweißen

Verbesserte Patentansprüche Verfahren zum Schwerkraft-Lichtbogenschweißen, wobei eine Führung in bezug auf eine senkrechte Schweißlinie schräg nach oben angeordnet und entlang der Führung ein Schweißstab-Halter unter Schwerkraft abwärtsbewegt wird, während der Schweißstab entlang der senkrechten Schweißlinie herunterfährt, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung unter einem Winkel (Q^) im Bereich von etwa 40° bis 60° schräg nach oben verläuft, daß der Neigungswinkel zwischen dem Schweißstab und der senkrechten Schweißlinie auf einen gegebenen Anfangswert [Q^) eingestellt wird, daß der Schweißstab (entlang der senkrechten Schweißlinie unter Änderung dieses Neigungswinkels in eine vorbestimmte Stellung herabbewegt wird und daß der Neigungswinkel anschließend auf einem im wesentlichen konstanten Wert (Θ,) gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schweißstab und Schweißlinie ein Anfangswinkel (9„) von wenigstens 20° gewählt wird, daß beim Herunterfahren

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des Schweißstabes in die vorbestimmte Stellung dieser Winkel fortlaufend verändert wird und daß beim Schweißen die weitere Abwärtsbewegung des Schweißstabes unter einem konstanten Winkelwert (Θ,) im Bereich von etwa 35° bis 80° erfolgt.

3. Vorrichtung zum senkrechten Abwärtsschweißen durch Schwerkraft-Lichtbogen, dadurch gekennzeichnet, daß eine einstellbare Halterung (7) für eine Führung (5) vorhanden ist, entlang welcher ein Schweißstab (4) unter Schwerkraft abwärtsbewegbar ist und welche aus einer Gleitschiene (5a) mit Winkelteil (5b) und Haupt-Führungsstück (5c) besteht, daß die Führung

(5) in bezug auf eine senkrechte Schweißlinie (3) schräg aufwärts gerichtet ist und daß ihr am oberen Ende der Gleitschiene (5a) angeordneter Winkelteil (5b) nicht mit dem Haupt-Führungsstück (5c) fluchtet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3ι dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Führung (5), entlang deren ein Halter

(6) für den Schweißstab (4) unter Schwerkraft absenkbar ist, an der Halterung (7), die insbesondere dreieckförmig oder ähnlich gestaltet ist, an oder nahe dem Schnittpunkt (7a) der kürzeren Seiten befestigt ist und daß an der Rückseite der Halterung (7) an oder nahe den beiden anderen Spitzen (7b,7c) Magnethalter (8) angebracht sind (Fig. 4 bis 6).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) der Führung (5) schweißlinienseitig wenigstens zwei Positionierstäbe (9a,9b) aufweist, von denen wenigstens einer (z.B. 9b) beweglich, insbesondere schwenkbar ausgebildet ist (Fig. 1,2,4).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (5) unter einem Neigungswinkel (G₁) von etwa 40° bis 60° schräg nach oben (Fig. 3a) und unter einem Anstellwinkel (θ^) von etwa 40° bis 60° von einer Werkstück-Ebene (1) weg gerichtet ist (Fig. 3b).

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) mit einer Schutzabdeckung (12) für die Führung (5) versehen ist.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis

7,

dadurch gek ennz e i chnet, daß der Halter (6) für den Schweißstab (4) mittels eines dreh- oder schwenkbaren Druckmittel-Zylinders (11) bewegbar ist.