DE3735834C1

DE3735834C1 - Method for rapid welding under powder

Info

Publication number: DE3735834C1
Application number: DE19873735834
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr-Ing Killing; Kurt Dr-Ing Niederhoff
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1987-10-20
Filing date: 1987-10-20
Publication date: 1989-04-13

Abstract

The invention relates to a method for rapid welding under powder of seam joints on iron materials, all the welding wires in each case being connected (in order to achieve high welding speeds) to independent welding power sources which are not influenced on the primary side and have the capability for continuously variable adjustment of the frequency, form (magnitude and length) of the positive and negative current half cycles and the phase angle of the currents, and the current frequencies of the individual alternating currents increasing from the first to the nth electrode (f1-f2-f3...fn), the duty ratios PB at the same time reducing from the first electrode to the last (PB1=PB2=PB3...=PBn).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterpulver-Schnellschweißen von Nahtfugen an Eisenwerkstoffen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for submerged arc rapid welding of Seam joints on ferrous materials according to the preamble of claim 1.

Das Unterpulver-Schnellschweißverfahren mit mehreren Schweißdrähten wird insbesondere zum Längsnahtschweißen von Großrohren, aber auch zur Fertigung von Schraubennahtrohren, zum Verbinden langer Bleche und zum Kehlnahtschweißen von langen Trägern eingesetzt. Mit zunehmender Anzahl der am Schweißprozeß beteiligten Schweißdrähte konnte dabei die Schweißgeschwindigkeit gesteigert werden. Nachteilig macht sich beim Mehrdrahtschweißen mit Gleichstrom jedoch die Tatsache bemerkbar, daß sich die an den einzelnen Elektroden brennenden Lichtbögen aufgrund ihrer räumlichen Nähe gegenseitig durch das Einwirken unterschiedlich gerichteter elektromagnetischer Kräfte beeinflussen. Verstärkt wird dies noch durch die magnetischen Eigenschaften der Eisenwerkstoffe der zu verschweißenden Werkstücke. Dabei kommt es zu Anziehungs- und Abstoßungserscheinungen der Lichtbögen untereinander, was zu einem unruhigen Schweißablauf führt. Die Folge davon kann ein unzureichendes Nahtaussehen mit Einschnürungen oder Einbrandkerben sein. Die Nähte können auch innere Fehler wie Schlackeneinschlüsse, Poren, Bindefehler oder Risse aufweisen. Bei besonders ungünstig ausgerichteten magnetischen Kräften ist es teilweise unmöglich, überhaupt einen Schweißprozeß aufrechtzuerhalten.The submerged arc rapid welding process with several welding wires is especially for longitudinal seam welding of large pipes, but also for manufacturing of screw seam tubes, for connecting long sheets and for Fillet welding of long beams used. With increasing number of welding wires involved in the welding process could Welding speed can be increased. A disadvantage is the Multi-wire welding with direct current, however, the fact that noticeable the arcing on the individual electrodes due to their spatial proximity to each other through the action of differently directed influence electromagnetic forces. This is reinforced by the magnetic properties of the ferrous materials to be welded Workpieces. This leads to signs of attraction and repulsion Arcing with each other, which leads to a restless welding process. The This can result in an inadequate seam appearance with constrictions or Be notches. The seams can also like internal defects Show slag inclusions, pores, binding defects or cracks. At it is particularly poorly aligned magnetic forces impossible to maintain a welding process at all.

Als Gegenmaßnahme hat sich bei der industriellen Fertigung das Schweißen mit Wechselströmen bewährt. In diesem Zusammenhang sind aus der Literatur (z. B. DE-OS 24 52 154 oder EP-PS 00 77 640) verschiedene Schaltungsanordnungen der Drahtelektroden bekannt. Dabei werden die einzelnen Drähte an sinusförmige Wechselströme mit vorgegebener Frequenz (z. B. 50 Hz in Westeuropa, 60 Hz in USA) aber mit unterschiedlicher Phasenlage angeschlossen. As a countermeasure, welding has been used in industrial manufacturing proven with alternating currents. In this context are from the literature (e.g. DE-OS 24 52 154 or EP-PS 00 77 640) various Circuit arrangements of the wire electrodes are known. The individual wires to sinusoidal alternating currents with a predetermined frequency (e.g. 50 Hz in Western Europe, 60 Hz in the USA) but with different ones Phase position connected.

In der DE-PS 31 03 247 ist ein Verfahren zum WIG-Heißdrahtschweißen offenbart, bei dem der Schweißdraht durch einen rechteckförmigen Wechselstrom beheizt wird und der Lichtbogen mit einem gepulsten Gleichstrom betrieben wird. Draht und Lichtbogen arbeiten mit gleicher Frequenz. Die Phasenverschiebung zwischen den beiden Strömen wechselt periodisch zwischen den Werten 0° und 180°. Mit dieser Maßnahme wird angestrebt, beim Orbitalschweißen das Schweißbad während der Phasen der Zwangslage (9-Uhr- und 3-Uhr-Stellung) in einer günstigen Form zu halten.In DE-PS 31 03 247 a method for TIG hot wire welding disclosed, in which the Welding wire through a rectangular alternating current is heated and the arc with a pulsed DC is operated. Wire and arc work at the same frequency. The phase shift alternates between the two streams periodically between the values 0 ° and 180 °. With this measure the aim is to use a weld pool for orbital welding during the phases of the predicament (9 o'clock and 3 o'clock position) in a favorable form.

Aus der JP-OS 57-138 467 ist es für das WIG-Aluminiumschweißen bekannt, die Abschmelzleistung dadurch zu erhöhen, daß zwei Lichtbögen mit Rechteckwechselstrom gleicher Frequenz betrieben werden, wobei die beiden elektrischen Ströme um 180° phasenverschoben sind, so daß immer nur ein Lichtbogen brennt. Mit dieser Maßnahme soll trotz der Erhöhung der Abschmelzleistung eine günstige Elektrodenstandzeit gewährleistet werden. From JP-OS 57-138 467 it is for that TIG aluminum welding known the melting rate thereby increasing that two arcs with Rectangular alternating current operated at the same frequency be, the two electric currents by 180 ° are out of phase so that only one arc at a time burns. With this measure, despite the increase the melting rate is a favorable one Electrode service life can be guaranteed.

Die Vielfalt der bekanntgewordenen Schaltungsanordnungen deutet darauf hin, daß ein optimales, allgemeingültiges Schaltungskonzept nicht existiert. Vielmehr hat jeder Anwender derartiger Verfahren eine für seine Verhältnisse günstige Anschlußart ermittelt, wobei örtliche Umstände berücksichtigt wurden, die die primär- und sekundärseitigen Netzverhältnisse (primäre Netzspannung 380 V oder 500 V, unsymmetrische Netzbelastung, Spannungs- und Stromschwankungen im Stromnetz), die Verlegung der Anschlußkabel bis zu den Schweißmaschinen und die damit verbundene Phasenverschiebung durch die induktiven Kabelwiderstände oder aber die Art und den Ort der Massekabelanbringung betreffen. Es ist durchaus nicht gleich, ob mit der gleichen Schaltungsanordnung z. B. zwei ebene Bleche stumpf miteinander verschweißt werden sollen oder die Längsnaht eines Großrohres geschweißt werden soll.The variety of known circuit arrangements suggests that an optimal, universal circuit concept does not exist. Rather, each user of such methods has one for his Conditions determined favorable connection type, with local circumstances were taken into account, the primary and secondary Mains conditions (primary mains voltage 380 V or 500 V, asymmetrical Network load, voltage and current fluctuations in the power network), Laying the connection cable up to the welding machines and the so connected phase shift through the inductive cable resistors or but concern the type and location of the earth cable attachment. It is not at all the same whether with the same circuit arrangement z. B. two flat sheets are to be butt welded together or the Longitudinal seam of a large pipe is to be welded.

Besonders störend macht sich beim Schweißen mit sinusförmigen Wechselströmen der Umstand bemerkbar, daß die Lichtbögen kurz vor dem Stromnulldurchgang erlöschen und erst nach dem Stromnulldurchgang wieder zünden (Lichtbogentotzeit). Hinzu kommt die Tatsache, daß ein Lichtbogen im Moment des Wiederzündens, also bei relativ geringen Stromstärken, besonders leicht durch andere Lichtbögen, die in der Hochstromphase brennen, abgelenkt werden kann. Das ständige Erlöschen und Wiederzünden in Verbindung mit der starken Ablenkung der Lichtbögen in einem Unterpulver-Mehrdrahtschweißprozeß begünstigt einen unruhigen Schweißablauf in der Dampfkaverne des Lichtbogens.Particularly annoying when welding with sinusoidal Alternating currents the fact that the arcs shortly before the Current zero crossing go out and only after the current zero crossing again ignite (arc dead time). Added to this is the fact that an arc in the Reignition moment, i.e. at relatively low currents, especially easily by other arcs burning in the high current phase, can be distracted. The constant extinction and reignition in Combined with the strong deflection of the arcs in one Submerged arc multi-wire welding process favors a restless welding process in the steam cavern of the arc.

Beim derzeitigen Stand der Schweißtechnologie sind nur begrenzte Möglichkeiten über Variationen der geometrischen Randbedingungen (Drahtabstände, Neigung der Drahtelektroden) sowie Veränderungen der Schaltungsanordnungen bekannt, um das Schweißergebnis zu optimieren. At the current state of welding technology there are only a few Possibilities through variations of the geometric boundary conditions (Wire spacing, inclination of the wire electrodes) and changes in Circuit arrangements are known to optimize the welding result.

Vor allem ein Verstellen der Stromstärken, die einen direkten Einfluß auf die magnetische Feldstärke und damit auf die Intensität der Lichtbogenablenkung haben, ist vielfach nicht oder nur unzureichend möglich, weil dadurch entweder die Durchschweißung verhindert oder aber umgekehrt ein Durchfallen des Schmelzbades hervorgerufen werden kann.Above all an adjustment of the current strengths, which have a direct influence on the magnetic field strength and thus the intensity of the Arc deflection is often not or only insufficient possible because it either prevents the weld through or else conversely, the melt bath can fall through.

Für die besondere Problematik des Schweißens von Aluminium-Werkstoffen, die regelmäßig mit einer Oxidhaut bedeckt sind, wurden Schweißstromquellen mit Rechteckcharakteristik entwickelt, die einen Wechselstrom liefern, bei dem der Flankenwechsel (Nulldurchgang) zwischen der positiven und der negativen Halbwelle extrem steil ist, um während des Schweißens mit jeder zweiten Halbwelle ein Aufreißen der Oxidhaut zu bewirken (Reinigungsphase). Aus der Veröffentlichung "Square-wave a. c. sub-arc unit meets thick-wall needs" (Welding and Metal Fabrication, April 1983, Seite 151 bis 153) ist es bekannt, Wechselstromschweißquellen mit rechteckförmigem Spannungsverlauf für das Schweißen von Werkstücken aus Stahl mit engen und extrem tiefen (größer 50 mm) Schweißspalten bei zwei Schweißdrähten einzusetzen, wobei die Schweißströme gegeneinander um 60°, 90° oder 180° phasenverschoben sind oder der erste Draht mit Gleichstrom betrieben wird. In den beschriebenen Versuchen waren Phasenlage, Tastverhältnis und Frequenz der Rechteckwechselströme fest vorgegeben und konnten nicht variiert werden. Diese Veröffentlichung befaßt sich außerdem nur mit der speziellen Problematik des Engspaltschweißens und nicht mit der Frage der Unterpulver-Schnellschweißung insbesondere von Großrohren und den Möglichkeiten einer Vermeidung von Schweißfehlern dabei.For the special problem of welding aluminum materials, the welding power sources have been regularly covered with an oxide skin Rectangular characteristic developed that deliver an alternating current at which the flank change (zero crossing) between the positive and the negative Half wave is extremely steep in order to welding during every second Half-wave to cause the oxide skin to tear (cleaning phase). From the Publication "Square-wave a. C. Sub-arc unit meets thick-wall needs" (Welding and Metal Fabrication, April 1983, pages 151 to 153) it is known, AC welding sources with a rectangular voltage profile for welding steel workpieces with narrow and extremely deep (greater than 50 mm) to use welding gaps with two welding wires, whereby the welding currents are out of phase with each other by 60 °, 90 ° or 180 ° or the first wire is operated with direct current. In the Experiments described were the phase position, duty cycle and frequency of the Rectangular alternating currents are fixed and could not be varied. This publication also only deals with the special one Problem of narrow gap welding and not with the question of Submerged arc rapid welding, especially of large pipes and Possibilities of avoiding welding errors.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Unterpulver-Schweißen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 in der Weise weiterzuentwickeln, daß es insbesondere zum möglichst fehlerfreien Schweißen von Großrohren bei sehr hohen Schweißgeschwindigkeiten geeignet ist. Das bedeutet, daß im Wanddickenbereich 15-20 mm Schweißgeschwindigkeiten von mindestens 2,0 m/min möglich sein sollen, ohne daß die Reparaturquote für Schweißnahtfehler sich wesentlich erhöht.The invention is therefore based on the object of a method for Submerged arc welding according to the preamble of claim 1 in the Way to further develop it in particular to be as error-free as possible Suitable for welding large pipes at very high welding speeds is. That means that in the wall thickness range 15-20 mm Welding speeds of at least 2.0 m / min should be possible without that the repair rate for weld defects increases significantly.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2-4 angegeben.This object is achieved according to the invention by a method using the Features of patent claim 1. Advantageous further developments of the invention are specified in subclaims 2-4.

Die Erfindung sieht vor, daß mit mindestens zwei, vorzugsweise mit bis zu fünf in Schweißrichtung hintereinander angeordneten Elektroden geschweißt wird. Alle Elektroden werden mit Wechselstrom gespeist, wobei als Stromversorgung für jeden Draht eine eigene Schweißenergiequelle zur Verfügung steht. In manchen Fällen kann es auch zweckmäßig sein, in Abwandlung dieser Vorschrift die in Schweißrichtung erste Elektrode mit Gleichstrom (positiv oder negativ gepolt) zu betreiben. Es werden thyristor- oder transistorgesteuerte Stromquellen verwendet; diese richten den Wechselstrom zunächst gleich und wandeln den erhaltenen Gleichstrom durch spezielle elektronische Schaltungsanordnungen wieder in einen Wechselstrom um. Der in dieser Weise erzeugte sekundäre Wechselstrom ist durch einen extrem steilen Nulldurchgang gekennzeichnet. Aufgrund der schnellen Stromänderungsgeschwindigkeiten zwischen positiver und negativer Halbwelle wird ein rechteckförmiger Stromverlauf erzeugt. Diese Stromform hat den Vorteil, daß das Verlöschen des Lichtbogens während des Stromnulldurchgangs praktisch verhindert wird, so daß ein weitaus stabilerer Schweißprozeß entsteht. The invention provides that with at least two, preferably with up to five electrodes arranged one behind the other in the welding direction becomes. All electrodes are supplied with alternating current, whereby as Power supply for each wire has its own welding energy source Available. In some cases, it can also be useful in Modification of this regulation with the first electrode in the welding direction Operate direct current (positive or negative polarity). It will used thyristor or transistor controlled current sources; judge them the alternating current first and convert the direct current obtained by means of special electronic circuit arrangements AC around. The secondary alternating current generated in this way is characterized by an extremely steep zero crossing. Due to the rapid current change rates between positive and negative Half-wave, a rectangular current profile is generated. This current form has the advantage that the extinguishing of the arc during the Zero current practically is prevented, so that a far more stable welding process arises.

Bedingt durch den elektronischen Aufbau der Schweißstromquellen werden primärseitige Spannungsschwankungen nicht mehr an den Lichtbogen weitergegeben. Auch dies trägt zur Prozeßstabilisierung bei. Neben einer getrennten Einstellung der Stromstärken von positiver und negativer Stromphase gestatten diese Rechteckwellenstromquellen das stufenlose Verstellen von Stromfrequenz f und Tastverhältnis PB, d. h. die positiven und negativen Stromanteile können ebenfalls variiert werden. Das Tastverhältnis wird nach der in abgewandelter Form aus der Gleichstromimpulsschweißung bekannten BeziehungDue to the electronic structure of the welding current sources, voltage fluctuations on the primary side are no longer passed on to the arc. This also contributes to process stabilization. In addition to a separate setting of the current strengths of the positive and negative current phase, these square wave current sources allow the stepless adjustment of the current frequency f and duty cycle PB, ie the positive and negative current components can also be varied. The pulse duty factor becomes according to the relationship known in a modified form from the DC pulse welding

ermittelt, worin t _P die Dauer der positiven Halbwelle und t _N die Dauer der negativen Halbwelle bedeuten.determines where t _{P is} the duration of the positive half-wave and t _{N is} the duration of the negative half-wave.

Gemäß der Erfindung sind an den einzelnen Schweißelektroden vom in Schweißrichtung ersten (Index 1) bis zum letzten (Index n) Draht die Frequenzen zunehmend und die Tastverhältnisse abnehmend so einzustellen, daß ein möglichst ruhiger Schweißverlauf erzielt wird. Es müssen die folgenden Beziehungen dabei eingehalten werden:According to the invention, the frequencies are to be set increasingly on the individual welding electrodes from the first (index 1) to the last (index n) wire in the welding direction and the pulse duty factor decreasing so that the smoothest possible welding process is achieved. The following relationships must be maintained:

f₁ f₂ f₃ . . . f _n mit f₁ < f _n
PB₁ PB₂ PB₃ . . . PB _n mit PB₁ < PB _n f ₁ f ₂ f ₃. . . f _n with f ₁ < f _n
PB ₁ PB ₂ PB ₃. . . PB _n with PB ₁ < PB _n

Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Frequenzen auf einen Bereich 20 Hz f 1000 Hz und die Tastverhältnisse auf einen Bereich 20% PB 80% beschränkt werden.It has proved advantageous when the frequencies in a range 20 Hz f 1000 Hz and the duty ratios in a range of 20% PB 80% are limited.

Anhand von zwei Beispielen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of two examples.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 den schematischen Stromverlauf für das erfindungsgemäße Schweißen mit drei Schweißelektroden Fig. 1 shows the schematic current profile for welding according to the invention with three welding electrodes

Fig. 2 einen Vergleich einer erfindungsgemäß erzeugten Schweißraupe mit einer Schweißraupe nach dem Stand der Technik Fig. 2 shows a comparison of an inventively produced weld bead having a weld bead according to the prior art

Fig. 3 die Häufigkeit von Schlackeneinschlüssen beim erfindungsgemäßen Schweißen und beim Schweißen nach dem Stand der Technik. Fig. 3 shows the frequency of slag inclusions when welding according to the invention and when welding according to the prior art.

Example 1

Auf 20 mm dicken Blechen aus StE 360 wurden Blindraupenschweißungen nach dem Unterpulver-3-Drahtverfahren vorgenommen, wobei als Stromquellen zum einen 3 konventionelle Transformatoren mit sinusförmigen Stromverlauf (Versuchsreihe A) zum anderen 3 Rechteckwellen-Stromquellen eingesetzt wurden (Versuchsreihe B). Die dabei zugrundegelegten Schweißbedingungen können der Tafel 1 entnommen werden, wobei v _s die Schweißgeschwindigkeit und E die Energieeinbringung in die Schweißnaht bedeuten. Die in Versuchsreihe B gewählten Stromverläufe sind in Fig. 1 schematisch dargestellt. Blind bead welding was carried out on 20 mm thick sheets of StE 360 using the submerged-arc 3-wire method, whereby 3 conventional transformers with a sinusoidal current profile (test series A) and 3 rectangular wave current sources (test series B) were used as current sources. The welding conditions on which this is based can be found in Table 1, where v _{s is} the welding speed and E is the energy input into the weld seam. The current profiles selected in test series B are shown schematically in FIG. 1.

Das Nahtaussehen der in diesen beiden Versuchsreihen gefertigten Blindraupen ist in Fig. 2a und 2b dargestellt. Bei der Verwendung von sinusförmigen Stromverläufen wurde bei der, bezogen auf das Wärmeeinbringen von 16,7 kJ/cm, relativ hohen Vorschubgeschwindigkeit von v _s = 1,8 m/min ein unruhiger Schweißverlauf beobachtet, der auf die ständig zu- und abnehmenden Anziehungskräfte der Lichtbögen untereinander und die dadurch hervorgerufenen Lichtbogenbewegungen zurückgeführt werden kann. Als Folge dieses unruhigen Schweißprozesses entstand eine unbrauchbare Raupengeometrie mit Einbrandkerben und Einbeulungen an den Nahtflanken (Fig. 2a). Im Gegensatz dazu erwies sich der Schweißablauf bei der Verwendung von rechteckigen Stromverläufen als weitaus ruhiger. Demzufolge ist die Nahtgeometrie deutlich besser, d. h. es konnte bei gleicher Schweißgeschwindigkeit und gleicher Energieeinbringung in die Schweißnaht eine gleichmäßige und einbrandkerbenfreie Raupe (Fig. 2b) geschweißt werden.The seam appearance of the blind beads produced in these two test series is shown in FIGS . 2a and 2b. When using sinusoidal current profiles, an unsteady welding profile was observed at the relatively high feed rate of v _s = 1.8 m / min, based on the heat input of 16.7 kJ / cm, which was due to the constantly increasing and decreasing forces of attraction Arcs among each other and the resulting arc movements can be traced. As a result of this turbulent welding process, an unusable bead geometry with penetration notches and dents on the seam flanks was created ( Fig. 2a). In contrast, the welding process turned out to be much quieter when using rectangular current courses. As a result, the seam geometry is significantly better, ie it was possible to weld a uniform bead free of burn-in notches ( FIG. 2b) with the same welding speed and the same energy input into the weld seam.

Example 2

Beim Unterpulver-Schweißen kann es bei ungünstig vorgewählten Schweißparametern zu Schlackeneinschlüssen in der Naht kommen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Schweißgeschwindigkeit unangemessen hoch gewählt wird. Dabei hängt die maximal mögliche Vorschubgeschwindigkeit zum einen sehr stark von den Eigenschaften des Schweißpulvers (Basizität, Korngröße, Herstellungsart, chemische Zusammensetzung), zum anderen aber auch von den eingestellten elektrischen Kenngrößen (Strom, Spannung) und beim Mehrdrahtschweißen zusätzlich von der elektrischen Schaltungsanordnung der Elektroden und der Drahtstellung ab. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es jedoch möglich, die Schweißgeschwindigkeit bei gleichzeitig verringerter Schlackeneinschlussanfälligkeit der Nähte erheblich zu steigern. Dies zeigt das nachfolgende Beispiel. With submerged arc welding, it can be selected with an unfavorable value Welding parameters lead to slag inclusions in the seam. This is especially when the welding speed is inappropriate is chosen high. The maximum possible feed rate depends on this on the one hand, very strongly on the properties of the welding powder (basicity, Grain size, production method, chemical composition), but on the other also from the set electrical parameters (current, voltage) and with multi-wire welding additionally from the electrical circuit arrangement the electrodes and the wire position. Within the scope of the invention However, it is possible to reduce the welding speed At the same time, the seams are less prone to slag inclusion increase significantly. The following example shows this.

Auf 20 mm dicken Blechen aus StE 360 wurden Blindschweißungen nach dem Unterpulver-3-Drahtverfahren vorgenommen, wobei als Stromquellen einerseits (Versuchsreihe C) 3 konventionelle Transformatoren mit sinusförmigem Stromverlauf, andererseits 3 Rechteckwellen-Stromquellen (Versuchsreihe D) eingesetzt wurden. Die Schweißbedingungen können der Tafel 2 entnommen werden. Die elektrischen Kenngrößen Strom und Spannung wurden dabei derart vorgewählt, daß in beiden Versuchsreihen C und D jeweils mit konstanter elektrischer Gesamtleistung geschweißt wurde, so daß die Ergebnisse bei gleichen Vorschubgeschwindigkeiten unmittelbar verglichen werden können, da die Streckenenergien nicht variieren. Als Pulver diente ein neutrales Schmelzpulver der Körnung 32 × 200. In den beiden Versuchsserien wurde die Schweißgeschwindigkeit bei konstanten elektrischen und geometrischen Randbedingungen zwischen 0,5 m/min und 2,0 m/min variiert. Alle Nähte wurden nach dem Schweißen geröntgt und die Anzahl der vorhandenen Schlackeneinschlüsse auf den Filmen ausgezählt. Das Ergebnis dieser Versuche ist in Fig. 3 dargestellt. Es wird deutlich, daß unter den gewählten Versuchsbedingungen die mit sinusförmigen Wechselströmen geschweißten Nähte schon bei einer niedrigen Vorschubgeschwindigkeit von 1,25 m/min schlackeneinschlussbehaftet waren, während die mit rechteckförmigen Wechselströmen geschweißten Raupen erst bei Schweißgeschwindigkeiten ab 1,75 m/min Schlackeneinschlüsse aufwiesen. Wesentlich dabei ist, daß die Anzahl der Schlackeneinschlüsse in den mit Rechteckwellenstrom geschweißten Nähten immer deutlich niedriger als beim Schweißen mit sinusförmigen Wechselstrom lag.Blind welding was carried out on 20 mm thick sheets of StE 360 using the submerged-arc 3-wire process, 3 conventional transformers with sinusoidal current curve and 3 square wave current sources (test series D) being used as current sources on the one hand (test series C). The welding conditions can be found in Table 2. The electrical parameters of current and voltage were preselected in such a way that welding was carried out in both test series C and D with a constant total electrical power, so that the results can be compared directly at the same feed speeds, since the line energies do not vary. A neutral melt powder with a grain size of 32 × 200 served as the powder. In the two test series, the welding speed was varied between 0.5 m / min and 2.0 m / min with constant electrical and geometric boundary conditions. All seams were X-rayed after welding and the number of slag inclusions present on the films was counted. The result of these tests is shown in Fig. 3. It is clear that under the selected test conditions, the seams welded with sinusoidal alternating currents were subject to slag inclusion even at a low feed rate of 1.25 m / min, while the beads welded with rectangular alternating currents only showed slag inclusions at welding speeds from 1.75 m / min. It is essential that the number of slag inclusions in the seams welded with square wave current was always significantly lower than when welding with sinusoidal alternating current.

Claims

1. Process for submerged arc rapid welding on Fe materials, in which several electrodes, each connected to independent, primary-side non-influencing welding current sources that generate an alternating current with a rectangular characteristic , are operated with currents that are phase-shifted with respect to one another, characterized in that the Frequencies, the amplitudes, the duration t _{p of} the positive and the duration t _{n of} the negative half-wave as well as the phase relationships of the alternating currents are continuously adjustable and that the frequency of the alternating currents increases from the first to the n- th electrode and the duration t _p compared to Duration of the total period of a current wave, ie the ratio PB = [t _p / t _p + t _n )] × 100% decreases from the first to the n- th electrode.

2. The method according to claim 1, characterized in that the current frequencies in the range 20 Hz f 1000 Hz and the duty cycle in the range 20% PB 80% are kept.

3. The method according to claim 1, characterized, that the number of welding electrodes is limited to 5 is.