DE4206105A1 - Engspaltschweissen nach dem mag-lichtbogenschweissverfahren - Google Patents
Engspaltschweissen nach dem mag-lichtbogenschweissverfahrenInfo
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- 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
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
- B23K9/173—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Engspaltschweißen
mit dem MAG-Lichtbogenschweißverfahren.
Beim Verbinden dicker Bleche tritt die besonders schwierige
Schweißsituation des Engspaltschweißens auf. Hierbei stellt
die vorhandene tiefe Schweißfuge und die dort einzuführende
Schweißpistole sowie die schwierig einzustellende Position
der abschmelzenden Elektrode gegenüber den zu verschweißen
den Werkstückwänden die Schwierigkeit dar. Als Folge dieser
schwierigen Ausgangssituation ergeben sich leicht Binde
fehler und Poren in der zu fertigenden Schweißnaht,
andererseits tritt beim Schweißprozeß selbst häufig ein
turbulenter, spritzender Materialübergang auf.
Für eine gute Schweißqualität beim Engspaltschweißen sollte
insbesondere der zwischen Elektrode und Werkstück zu erzeu
gende Lichtbogen sich abwechselnd nach beiden Seiten zu den
zu verschweißenden Wänden ausbilden. Dieser Mechanismus
wird bei bekannten Engspalt-Verfahren z. B. durch Rotation
des Schweißpistolen-Kontaktrohres, durch Pendeln des Draht
vorschubes oder durch andere mechanisch bewirkte Bewegungen
der Schweißelektrode erzielt. Beispielsweise wird in DVS-Be
richte, Band 68, 1981, eine durch Knicken des Elektroden
drahtes verursachte Elektrodenpendelbewegung vorgeschlagen.
Bislang arbeiten alle bekannten Verfahren zum Engspalt
schweißen mittels mechanischer Einrichtungen, die ein regel
mäßiges örtliches Bewegen der Schweißelektrode verursachen.
Diese mechanischen Zusatzeinrichtungen für Schweißappa
raturen stellen störungsanfällige und komplizierte Elemente
dar, die häufig Ursache von Betriebsunterbrechungen sind.
Aufgabenstellung zu vorliegender Erfindung ist daher, eine
Engspaltschweißmöglichkeit anzugeben, die diesen Umstand
verbessert bzw. besagte Nachteile in Verbindung mit
mechanischen Zusatzeinrichtungen minimiert oder insgesamt
vermeidet.
Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe vorge
schlagen, eine Engspaltschweißung ohne mechanisch bewirkte
Elektrodenbewegung durchzuführen und zwar derart, daß die
Parameter Schweißstrom, Elektrodendraht-Vorschub und
Kontaktrohrabstand derart eingestellt werden, daß der
übliche axiale Werkstoffübergang durch einen rotieren Werk
stoffübergang mit rotierendem Lichtbogen abgelöst wird.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, einen an sich
bekannten Lichtbogeneffekt, nämlich den des Rotations
lichtbogens, speziell beim Engspaltschweißen einzusetzen
und dabei dessen Bewegungseigenschaft zur Beseitigung der
geschilderten Nachteile und zur Ausbildung einer hoch
wertigen Schweißnaht zu nutzen. Dieses Vorgehen hat sich
tatsächlich als vorteilhaft erwiesen. Der erwünschte
Rotationslichtbogen wird dadurch erhalten, daß - im
Vergleich zu zugehörigen Standard-Engspaltschweiß
verfahren - ein erhöhter Schweißstrom von 330 bis 600 A
vorgesehen wird, gleichzeitig eine ebenfalls erhöhte
Vorschubgeschwindigkeit für den Elektrodendraht von mehr
als 20 m/min eingestellt und zudem ein um 25 bis 75%
vergrößerter Kontaktrohrabstand eingehalten wird.
Schweißströme liegen beim Engspaltschweißen gängigerweise
unterhalb 300 A, wobei Drahtvorschübe unter 20 m/min zur
Anwendung kommen und der Kontaktrohrabstand 15 bis 20 mm
beträgt. Mit den erfindungsgemäßen Einstellungen wird im
Gegensatz zu diesen Einstellungen in aller Regel der
erwünschte, vorteilhafte Rotationslichtbogen erzielt, der
die zu verbindenden Werkstückflanken in günstiger Weise
aufschmilzt.
Mit Vorteil wird hierbei darüber hinaus ein Schweißvorschub
von mehr als 30 cm/min. eingestellt, welcher vergleichs
weise groß, mit den erfindungsgemäßen Einstellungen jedoch
ohne weiteres zulässig und günstig für die Gesamtwirtschaft
lichkeit des Verfahrens ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vor allem bezogen auf
Drahtelektrodendurchmesser zwischen 1 und 1.6 mm, wobei
größere Elektrodendurchmesser in der Tendenz mit höheren
Stromstärken verknüpft sind.
Mit Vorteil wird zur Verfahrensausführung ein Schweiß-
Schutzgas, das überwiegend aus Argon und/oder Helium
besteht und das außerdem noch bis zu 15 Vol% CO2 und/oder
O2 enthält, eingesetzt.
Wird eine Engspaltschweißung in der beschriebenen Weise
ausgeführt, entsteht in den dabei auftretenden Schweißfugen
- 8 bis 12 mm Fugenbreite bei 20 bis 300 mm Tiefe - ein
ohne weitere Maßnahmen sich ständig bewegender, um die
Elektrodenspitze rotierender Lichtbogen, der von einem eben
solchen Werkstückübergang begleitet ist. Dieser rotierende
Lichtbogen bewirkt die gewünschte und notwendige Aufschmel
zung beider, zu verbindender Werkstückflanken, ohne daß
hierzu ein Bewegen des Elektrodendrahtes und entsprechende
Zusatzeinrichtungen erforderlich sind. Weitere Vorteile und
Effekte sind der spritzerarme Schweißvorgang, die gute
Schweißqualität sowie die Erhöhung der Schweißleistung und
somit der Wirtschaftlichkeit.
Im folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren an einem
Beispiel näher erläutert werden:
Die Figur zeigt hierzu einen entsprechenden Schweißvorgang
im Schnitt.
Zwei dicke Bleche 1, 2 aus Baustahl sollen mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren verschweißt werden. Dazu wird
das Kontaktrohr 3 einer Engspaltschweißeinrichtung, in dem
auch die Drahtelektrode E geführt wird, in die zwischen den
Werkstücken bestehende Schweißfuge 4 eingeführt. Oberhalb
der Schweißfuge und das Kontaktrohr 3 umgebend ist eine
Ringleitung 5 für eine Schutzgaszufuhr oberhalb der Schweiß
fuge angeordnet. Die Austrittsöffnungen aus der Ringleitung
5 sind dabei zur Schweißfuge hin orientiert, um das Schweiß
schutzgas bevorzugt der Schweißfuge zuzuführen. Zu beiden
Seiten des Kontaktrohres (in der Figur nicht sichtbar!)
sind zudem in die Schweißfuge 4 hinein reichende Schutzgas
zufuhrlanzen vorhanden. Über der Ringleitung 5 ist die
Elektrodendrahtzuführung mit Vorschubrollen 7, 8 und einer
Drahtführung 9 angeordnet.
Zur Durchführung der Verschweißung ist nun eine kontinuier
liche Schweißstromstärke von 400 A mit einer zugehörigen
Schweißspannung von ca. 30 bis 40 V anzuwenden. Der Draht
vorschub wird auf 25 bis 30 m/min eingestellt und ein
Kontaktrohrabstand von 25 mm vorgesehen. Mit einer Schweiß
vorschubgeschwinigkeit von ca. 40 cm/min sind dann die
einzelnen Schweißlagen auftragbar. Zur vollständigen Aus
führung der Verschweißung ist die Schweißfuge 4 vollständig
mit Schweißlagen, also mit Schweißwerkstoff aufzufüllen. Im
gesamten Ablauf wird dabei über die Ringleitung 5 und die
nicht gezeigten, dem Kontaktrohr 3 der Drahtelekrode E vor-
und nachlaufenden Schutzgaslanzen Schutzgas zugeführt. Ein
hierzu besonders geeignetes Schutzgas ist eine Mischung aus
4% O2, 5% CO2 und im verbleibenden Argon. Als abschmel
zende Elektrode ist mit Vorteil eine Baustahlelektrode der
Qualität SG 2 (nach DIN 8559) einzusetzen.
Unter Einhaltung dieser Parameter wird eine qualitativ
hochwertige Schweißverbindung ohne störungsanfällige
Schweißapparatur und mit günstiger Wirtschaftlichkeit
erzielt.
Claims (5)
1. Verfahren zum Enspaltschweißen mit dem
MAG-Schweißverfahren,
bei dem die Schweißeinrichtung in der Schweißfuge
geführt und dabei eine abschmelzende Elektrode unter
Schutzgas mit einer bestimmten Drahtvorschub-
Geschwindigkeit der Schweißstelle zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Parameter Schweißstrom, Elektrodendraht-
Vorschub und Kontaktrohrabstand derart eingestellt
werden, daß der übliche axiale Werkstoffübergang durch
einen rotieren Werkstoffübergang mit rotierendem
Lichtbogen abgelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- im Vergleich zu zugehörigen Standard-Engspalt
schweißverfahren -
ein erhöhter Schweißstrom von 330 bis 600 A vorgesehen
wird,
gleichzeitig eine ebenfalls erhöhte
Vorschubgeschwindigkeit für den Elektrodendraht von
mehr als 20 m/min eingestellt und
zudem ein um 25 bis 75% vergrößerter Kontaktrohr
abstand eingehalten wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, daß Elektrodendurchmesser zwischen
1 und 1,6 mm zur Anwendung kommen, wobei größere
Elektrodendurchmesser in der Tendenz mit höheren
Stromstärken verknüpft sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Schweißvorschub von mehr als
30 cm/min. angewendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß ein überwiegend aus Argon und/oder
Helium bestehendes Schutzgas, das außerdem bis,
zu 15 Vol% CO2
und/oder O2 enthält,
eingesetzt wird.
zu 15 Vol% CO2
und/oder O2 enthält,
eingesetzt wird.
Priority Applications (2)
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DE19924206105 DE4206105A1 (de) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | Engspaltschweissen nach dem mag-lichtbogenschweissverfahren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19924206105 Withdrawn DE4206105A1 (de) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | Engspaltschweissen nach dem mag-lichtbogenschweissverfahren |
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1993
- 1993-02-04 EP EP93101735A patent/EP0557757A1/de not_active Withdrawn
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EP0557757A1 (de) | 1993-09-01 |
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