DE4126741A1

DE4126741A1 - Watertight encapsulation device for under water stud-welding - comprises housing with central stud guide and ceramic insulation ring, sealed flexible bellows and cover with point contact

Info

Publication number: DE4126741A1
Application number: DE19914126741
Authority: DE
Inventors: Neschan Prof Dr Neschanjan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-08-13
Filing date: 1991-08-13
Publication date: 1993-02-25

Abstract

Device consists of a housing (1) with a central guide for the stud and a ceramic ring (5) for the stud point, which insulates the housing electrically from the stud. A flexible bellows (2) sealed to the upper part of the casing (1) and to the stud (4) permits axial movement of the stud and collects gases produced by welding. The lower opening of the casing (1) is sealed watertight by an electrically nonconducting cover (3) with a central point contact for conducting current from stud to metal base. USE/ADVANTAGE - The claimed invention facilitates under-water stud welding and ensures satisfactory weld quality. The preparation is carried out on land and no additional equipment or operating steps are required by the diver.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wasserschutzverkapselung von Bolzen und anderer stiftförmiger metallischer Teile für das Lichtbogenbolzenschweißen unter Wasser.The invention relates to a device for water protection encapsulation of bolts and other pin-shaped metallic parts for arc stud welding under water.

Die Wasserschutzverkapselung der Bolzen und anderer stiftförmiger metallischer Teile die unter Wasser geschweißt werden sollen, sichert örtliche Bedingungen unter Wasser für den Schweißvorgang beim Lichtbogenbolzenschweißen, die vom umgebenden Medium nicht beeinflußt werden und die mit dem Bolzenschweißen an Luft vergleichbar sind.Waterproofing encapsulation of bolts and other pin-shaped metallic Parts that are to be welded under water ensure local conditions under water for the welding process in arc stud welding, the not be influenced by the surrounding medium and that with stud welding are comparable in air.

Es ist bekannt, daß beim Schweißen unter Wasser von stiftförmigen metallischen Teilen mittels Lichtbogenbolzenschweißverfahren schwerwiegende Probleme entstehen, die mit dem Wesen des "nassen" Schweißens unter Wasser verbunden sind. So ist das Zünden des Lichtbogens direkt im Wasser erschwert, der Lichtbogen selbst ist in der Brennphase instabil, der Schweißvorgang ist vielen Störungen durch Blasenbildung, Wasserströmung u. a. unterworfen, es treten Aufhärtungen des Metalls in der Schweißzone auf, die alle schließlich entweder zu einer großen Zahl von Fehlschweißungen führen, oder die Schweißnahtqualität unzulässig herabsetzen.It is known that when welding underwater from pin-shaped metallic Sharing serious problems using arc stud welding arise that are associated with the essence of "wet" welding under water are. Igniting the arc directly in the water is difficult, the arc itself is unstable in the burning phase, the welding process is many disturbances due to blistering, water flow and. a. subjected to it Hardening of the metal occurs in the welding zone, all of which eventually either lead to a large number of incorrect welds, or the weld quality reduce inadmissible.

Zur Lösung dieser Probleme sind Untersuchungen bekannt, die dahinzielen, den Bolzenschweißvorgang unter Wasser in einer örtlich abgegrenzten hyperbaren Umgebung durchzuführen. Die Schaffung einer hyperbaren Umgebung wird durch örtliche Verdrängung des Wassers mittels Einblasen von Schutzgas (Patent UK 20 42 391), oder mittels Zufuhr von gasbildenden Stoffen (Patent 02 08 800) realisiert. Auch das Trockenhalten der Bolzenspitze beim Schweißen ist eine Lösungsvariante (Patent JP 60-2 69 136).To solve these problems, studies are known which aim to: Stud welding under water in a localized hyperbaric Environment. The creation of a hyperbaric environment is through local displacement of the water by blowing in protective gas (patent UK 20 42 391), or by supplying gas-forming substances (patent 02 08 800) realized. Keeping the stud tip dry during welding is also one of them Solution variant (patent JP 60-2 69 136).

Die Lösungen sind im allgemeinen kompliziert und unzuverlässig, verlangen den Einsatz von zusätzlichen Anlagen und Vorrichtungen (Pumpen usw.) und erschweren insbesondere die Tätigkeit des Tauchers unter Wasser.The solutions are generally complicated and unreliable Use of additional systems and devices (pumps, etc.) and complicate them especially the activity of the diver under water.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schweißen unter Wasser von Bolzen mittels Lichtbogenbolzenschweißverfahren zu vereinfachen und es zuverlässig zu vollziehen - bei Sicherung einer guten Schweißnahtqualität. The invention has for its object the welding under water of bolts to simplify it using arc stud welding and make it reliable to be carried out - while ensuring a good weld quality.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zu schweißenden Bolzen bereits bei ihrer Fertigung an Land für einen einmaligen Gebrauch vorbereitet werden. Die Vorbereitung beinhaltet das Einbringen einer Vorrichtung zur Wasserschutzverkapselung der Bolzen und anderer stiftförmiger Teile, die später unter Wasser geschweißt werden sollen.This object is achieved in that the to be welded Bolts are prepared for one-off use during their manufacture on land will. The preparation involves the insertion of a device for water protection encapsulation of the bolts and other pin-shaped parts to be welded later under water.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß beim Schweißen unter Wasser von Bolzen der Mehraufwand an Land vollzogen wird, so daß der Taucher genauso wie an der Luft schweißt - keine zusätzlichen Geräte und Anlagen, keine zusätzlichen Arbeitsschritte. Die entsprechende Vorbereitung an Land ist mit sehr geringem Aufwand und minimalen Kosten verbunden. Die erreichte Schweißnahtqualität unter Wasser ist dem Bolzenschweißen an Luft gleichzusetzen.The advantages achieved by the invention are in particular that when Welding under water by bolts the extra effort is carried out on land, so that the diver welds just like in the air - no additional equipment and plants, no additional work steps. The corresponding preparation on land is with very little effort and minimal Associated costs. The weld seam quality achieved is under water equate to stud welding in air.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Fig. 1 zeigt im Längsschnitt die Vorrichtung zur Verkapselung im Falle eines runden Bolzens mit Keramikring.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below. Fig. 1 shows in longitudinal section the device for encapsulation in the case of a round bolt with a ceramic ring.

Die Vorrichtung (Fig. 1) - d. h. die wasserdichte Verkapselung - besteht aus einem Mittelkörper 1, der von innen eine zentrische Aufnahme und eine Lagerung sowohl für den vorderen Teil des Bolzens 4, als auch für den keramischen Ring an der Bolzenspitze 5 gewährleistet. Die Lagerstelle isoliert elektrisch den Bolzen 4 vom Mittelkörpermantel und ermöglicht eine gleitende axiale Bewegung des Bolzens bis zu 40 mm in Achsenrichtung. Konstruktionsmäßig ist der Mittelkörper so konstruiert, daß eine unbehinderte Strömung der im Schweißvorgang erzeugten Gase innerhalb des Körpers möglich ist.The device ( Fig. 1) - ie the waterproof encapsulation - consists of a central body 1 , which from the inside ensures a central receptacle and storage for both the front part of the bolt 4 and for the ceramic ring on the bolt tip 5 . The bearing point electrically isolates the bolt 4 from the central body jacket and enables the bolt to move axially up to 40 mm in the axial direction. The middle body is constructed in such a way that an unimpeded flow of the gases generated during the welding process is possible within the body.

Der Mittelkörper 1 besitzt eine Kraftansatzfläche von außen an seinem Mantel, der zum Festdrücken des Mittelkörpers auf die Metalloberfläche, auf welcher die Bolzen aufgeschweißt werden, bestimmt ist, und die mit 90° zur Bolzenachse liegt und unter der Kraftwirkung des Schweißgerätes nicht nachgibt.The center body 1 has a force application surface from the outside of its jacket, which is intended for pressing the center body onto the metal surface on which the bolts are welded, and which lies at 90 ° to the bolt axis and does not yield under the force of the welding machine.

Über dem Mittelkörper 1 um den Bolzen 4 befindet sich eine Gassammelkappe 2, die an der oberen - kleineren Öffnung - am Bolzensteg 4 wasserdicht befestigt ist, sich jedoch mit der axialen Bewegung des Bolzens 4 mitbewegen kann. Die Gassammelkappe 2 ist an der unteren - größeren Öffnung - wasserdicht am Mantel des Mittelkörpers 1 befestigt, um beim Schweißvorgang die erzeugten Gase aufnehmen zu können. Die Gassammelkappe 2 ist leicht dehnbar, um auch volumenmäßige Gasüberschüsse aufnehmen zu können. Above the center body 1 around the bolt 4 is a gas collecting cap 2 , which is attached to the upper - smaller opening - on the bolt web 4 in a watertight manner, but can move with the axial movement of the bolt 4 . The gas collecting cap 2 is watertightly attached to the jacket of the central body 1 at the lower - larger opening - in order to be able to absorb the gases generated during the welding process. The gas collecting cap 2 is slightly stretchable in order to also be able to absorb excess gas in volume.

Die Vorrichtung hat an der Stirnseite des Mittelkörpers 1 eine Öffnung, die eine lichte Welle des 1- bis 100fachen des Bolzenquerschnittes besitzt. Diese Öffnung ist wasserdicht mit einem elektrisch nicht leitenden Deckel 3 verschlossen, der an der Berührungsfläche Deckel/Keramikring eine Dicke von 0,1 bis 5 mm hat. Am Mittelpunkt dieses Deckels ist eine, elektrischen Strom gut leitende, punktförmige Kontaktstelle eingebettet, die beim Start des Schweißvorganges den Stromübergang vom Bolzen zur Metalloberfläche des Grundwerkstoffes ermöglicht.The device has an opening on the end face of the central body 1 , which has a light wave of 1 to 100 times the bolt cross section. This opening is watertightly closed with an electrically non-conductive cover 3 , which has a thickness of 0.1 to 5 mm at the contact surface of the cover / ceramic ring. At the center of this cover is a point-shaped contact point which is a good conductor of electrical current and which enables the current transfer from the stud to the metal surface of the base material at the start of the welding process.

Claims

Device for water protection encapsulation of studs and other pin-shaped metallic parts for arc stud welding under water, characterized by the following features:
1. It consists of a central body 1 , which has a central receptacle and a storage from the inside for both the front part of the bolt and for the ceramic ring at the tip of the bolt
1.1. electrical insulation of the bolt from the central body jacket is guaranteed;
1.2. enables a sliding axial movement of the bolt up to 40 mm in the axial direction;
1.3. enables an unimpeded flow of the gases generated during the welding process within the body;
2. It has an external force attachment surface on the central body jacket for pressing the latter onto the metal surface on which the bolts are welded
2.1. is at 90 ° to the pin axis;
2.2. does not yield under the force of the welding machine;
3. It consists of a gas collecting cap around the bolt, directly over the middle body
3.1 is watertightly attached to the upper - smaller opening - on the bolt web, but can move with axial movement of the bolt;
3.2 at the lower - larger opening - is waterproof attached to the center body and can absorb the gases generated during welding;
3.3. is easily stretchable in order to be able to absorb any excess gas;
4. It consists of an opening on the front of the middle body, the
4.1 has a cross-section from 1 to 100 times the bolt cross-section;
4.2. waterproof, is closed with an electrically non-conductive cover that
4.2.1. has a thickness of 0.1 to 5 mm at the contact surface of the lid / ceramic ring
4.2.2. has an embedded, good electrical current-conducting, point-shaped contact point at its center, which enables the current transfer from the bolt to the metal surface of the base material.