DE963540C - Magnetguertel zur Erzeugung magnetischer Hilfsfelder fuer die Lichtbogen-Schweissung - Google Patents
Magnetguertel zur Erzeugung magnetischer Hilfsfelder fuer die Lichtbogen-SchweissungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lichtbogenschweißen mit eingelegter oder aufgelegter
Elektrode unter Verwendung magnetischer Hilfsfelder. Diese Vorrichtung, die esi gestattet,
solche, Hilfsfelder auf der Baustelle leicht und zuverlässig zur Anwendung zu bringen, ist aus der
Erfindung nach dem Hauptpatent entstanden, das sich auf eine Anordnung mit folgenden Merkmalen
in Kombination! richtet:
a) Es wird ein magnetisches. Hilfsfeld verwetir
det, das im wesentlichen oberhalb des'Werkstückes,
quer zur Schweißnaht und im Bereich des Lichtbogens etwa parallel zur Werkstücksoberflache
verläuft;
b) das Hilfsfeld hat eine solche Polarität, daß der Lichtbogen in, Richtung auf die Schweißnaht
hin bzw. gegen den Vorderteil der Elektrode gelenkt wirdi.
Die Erfindung· ist also von der Aufgabenstellung ausgegangen, die konstruktive Ausgestaltung der zd
Hilfsmagnetsysfcme, die solche oder andere magnetische·
Hilfsfelder erzeugen, zu lösen, und zwar ist die Vorrichtung· gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß - das zum Erzeugen des bzw. der Hilfsfelder dienende Magnetsystem und ein Druckstempel,
aus nicht magnetisierbarem. Werkstoff zum. Andrücken1 der Elektrode an das. Werkstück
zu einer baulichen Einheit vereinigt sind, die fest
TO 513/257
auf die Naht aufgelegt wird. Handelt es· sich um das Lichtbogenschweißen, von Nähten, in gekrümmten
Werkstücksoberflächen, beispielsweise zum Schweißen von Rundnahten an Rohren, was
das wichtigste Anwendungsgebiet darstellt, so wird, gemäß weiterer Ausbildung· der Erfindung
die Vorrichtung in Längsrichtung der Naht in eine größere Zahl quer zur Naht liegender schmaler
Teigstücke unterteilt, die durch biegungsfähige
ίο Elemente, beispielsweise Stahlbänder oder -drähte,
miteinander verbunden, sind, so daß also die gesamte zu schweißende Nahtlänge durch eine Kette
aneinandergereihter Druckstempel und Magnetsysteme überdeckt wird, die sich der gekrümmten
Werkstücksoberfläche unter Druck anpassen können·. Es· besitzt somit eine solche Vorrichtung zum
Schweißen von Rjundnähten an Rohren die Form
eines aus Einzelmagneten und anderen Elementen bestehenden Gürtels., der offen- um das Rohr herumgelegt
und durch Schließen seiner beiden Enden an die Rohroberfläche angepreßt wird. Mit einer
solchen Vorrichtung lassen sich die Magnetsysteme zur Erzeugung- der Hilfsfelder sehr leicht, schnell
und; doch mit der erforderlichen Genauigkeit an das Werkstück anlegen, gleichgültig, ob es sich um
die eingangs besonders, hervorgehobenen Hilfsfelder nach dem. Hauptpatent handelt, also· um sogenannte
»Außenfe'Mer«, oder um Hilfsfelder irgendeiner anderen Art, beispielsweise solche, die
in der früher allgemein üblichen; Weise überwiegend durch das, Werkstück hindurch verlaufen.
Vorzugsweise werden die Druekstempel in ihrer
Abmessung quer zur Nahtrichtung größer ausgeführt als die Magnetsysteme, wobei die Magnetpole
durch Aussparungen der Druekstempel zur Werkstücksoberfläche hindurchgreifen.
Die Druekstempel bestehen, aus* nicht magnetisierbarem
Werkstoff, damit sie die durch die Magnetsysteme erzeugten Feldler nicht beeinflussen.
Wird zur Herstellung der Druekstempel ein leitender Werkstoff, beispielsweise Aluminium., benutzt,
so wird durch Anbringung geeigneter Schlitze der für Wirbelströme hauptsächlich in Frage kommende
Weg unterbrochen, damit diese Wirbel-Stromverluste in angemessenen Grenzen gehalten
werden. Vorzugsweise kommt für die Druekstempel jedoch keramischer Werkstoff in Frage, der
gleichzeitig den Vorteil hoher Temperaturbeständigkeit bietet und außerdem schweißtechnisch
deshalb besonders günstig ist, weil infolge seiner geringen Wärmeleitfähigkeit dem
Lichtbogen kaum Wärme entzogen, wird. Die Oberfläche
des die Elektrode an das. Werkstück drückenden. Stempels erhitzt sich, vorübergehend
sehr Stark, so daß die flüssige Schlacke nicht zu schnell erstarrt und sich infolgedessen nach beiden
Seiten hin ausbreiten, kann. Gerade der letztgenannte Umstand macht sich bei der Überkopfschweißung
besonders vorteilhaft bemerkbar. Bei Verwendung von Aluminium- oder Kupferdruckstempeln
wird demgegenüber die flüssige Schlacke abgeschredit und dadurch an der Ausbreitung gehindert.
Dieses wirkt auf das Schmelzbad derart ein, daß die Raupe zu schmal werden kann und daß
auch Einbrandkerben entstehen können. Man kann diesen Nachteil bei solchen Lamellen jedoch dadurch
ganz wesentlich mindern, daß zwischen die Elektrode und den Druekstempel ein Papier oder
Pappstreifen eingelegt wird, und zwar kommt dieses hauptsächlich für die Überkopflage· in
Frage, bei der die genannten Nachteile der Stempel aus Material hoher Wärmeleitfähigkeit
stärker in die Erscheinung treten. Der zwischengelegte Streifen verkohlt zwar beim Durchgang
des Lichtbogens, aber die Rückstände bleiben an der Stirnfläche des Druckstempels, haften und verhindern
eine zu. schnelle Abkühlung der Schlacke, so- daß diese in der gewünschten Weise länger
flüssig bleibt und sich nach den Seiten hin ausbreiten kann.
■Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens
sind in der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt
Fig. ι einen Schnitt quer zur Naht durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Aufsicht und
Fig. 3 einen Schnitt durch die Rundnaht eines Rohres mit einer aufgesetzten Vorrichtung dieser
Ausführungsforai;
Fig. 4 veranschaulicht, ebenfalls in- einem Schnitt quer zur Naht (entsprechend Fig. 1), ein
anderes Ausführungsbeispiel und
Fig. 5 das gleiche Ausführungsbeispiel in einem Schnitt längs der Rundnaht eines Rohres (entsprechend
Fig. 3);
Fig. 6 stellt ein drittes Ausführungsbeispiel,
und zwar für einen anderen Fall dar, wieder betrachtet in einem Schnitt quer zur Nahtrichtung,
Fig. 7 das gleiche Ausführungsbeispiel in einem Schnitt längs der Ebene A-A in Fig. 6 und.
Fig. 8 eine·, Aufsicht auf den; Druekstempel dieser Vorrichtung;
Fig. 9, 10 und 11 stellen in den gleichen Ansichten
ein. viertes Ausführungsbeispiel dar, während
Fig. 12 den Druekstempel dieser Vorrichtung in räumlicher Darstellung zeigt.
Das Ausführungbeispiel nach Fig. 1 dient zur Erzeugung eines das Werkstück 1', 1" quer zur
Naht 2 durchsetzenden Steuerfeldes, dessen Aufgäbe
es ist, den, Lichtbogen in Richtung auf diese Naht 2 abzulenken, so>
daß ein guter Wurzeleinbrand erzielt wird. Die ummantelte Elektrode 3 ist in, die Naht 2 eingelegt und wird, mittels des
Druckstempels 4 aus nicht magnetisierbareni Material, vorzugsweise Keramik, fest gegen, das
Werkstück gedrückt. Die Erzeugung des Steuerfeldes erfolgt mit Hilfe eines Hufeisenmagneten 5,
dessen beide Schenkel mit Erregerwicklungen 6 und 7 ausgestattet sind.
Wie Fig. ι und 2 zeigen, hait dier Druekstempel 4
in Richtung quer zur Naht 2 eine größere Abmessung als der Magnet 5. Der Druekstempel ist.
um eine Anpassung an die gekrümmte Rohroberfläche zu ermöglichen, in schmale Lamellen 4', 4"
usw. unterteilt. Die einzelnen Lamellen sind mit
Hilfe von. Stahlbändern 8 und 9, an deren Stelle auch StaMdrähte oder andere biegungsfähige
Elemente benutzt werden können, miteinander zu einem kettenähnlichen Gebilde vereinigt. Die einzelnen
Lamellen sind mit Aussparungen io und 11
versehen-, durch die die beiden Pole der Magneten 5 hindurchgreifen:, so daß sie sich, mit ihren Stirnflächen
fest auf das Werkstück 1 aufsetzen, können. Die Aussparungen sind in diesem Falle an den
Längskanten der Lamellen 4 angebracht, so> daß
also zwischen je zwei Lamedien ein Magnetsystem hindurchgreift. Es können die Aussparungen
statt an den Kanten natürlich auch innerhalb der Lamellenflächen angeordnet werden.
Die beiden, Enden des aus den Lamellen 4 und den Magneten 5 mit Hilfe der Stahlbänder 8 und 9
gebildeten Gürtels sind mittels einer starken Zugfeder 12 miteinander verbunden. Weiterhin ist ein
leicht lösbarer und schließbarer Verschluß 13 vorgesehen, der in diesem Falte als einfacher, mit
Handgriffen versebener Hakenverschluß ausgebildet ist, so· daß der geöffnete Gürtel außen, um
das Rohr 1 herumgelegt und durch Einhaken des Verschlusses 13 entgegen der Zugkraft der Spannfeder
12 geschlossen und fest gegen die Rohroberfläche angepreßt werden kann.
Der freie Abstand des Druekstempels-4 von der
Rohroberfläche ist durch die frei herausragende Höhe der eingelegten. Elektrode 3 bestimmt. Andererseits
aber sollen in diesem Falle die beiden Magnetpole die Werkstücksoberfläche sicher und
fest berühren. Aus diesem Grunde sind die Aussparungen 10 und 11 so groß ausgeführt, daß die
hindurchgesteckten Magnetpole frei auf und nieder spielen können, und es sind die Joche der einzelnen
Magneten durch Federn 14 miteinander verbunden, durch deren Spannung die Magneten in radialer
Richtung angepreßt werden.
Das Ausfübrungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 ist für Schweißungen bestimmt, bei denen der Lichtbogen
nicht durch einen das Werkstück 1 durchsetzenden Kraftfluß, wie im ersten Fall, gesteuert
wird, sondern durch ein -im wesentlichen oberhalb der Werkstücksoberfläche quer zur Nahtrichtung
verlaufendes Außenfeld gemäß dem Hauptpatent. Die beiden Schenkel des Magneten 15 tragen wieder
Wicklungen 16 und ιχ, und an. .die Stirnflächen
dar beiden, Magnetschenkel sind winklig gebogene starke Eisenbleche 18 und 19 angesetzt,
zwischen deren beiden, zurückgebogenen Emdteilen
sich das genannte1 Außenfeld ausbildet. Zum Andrücken,
der Elektrode 3 dient ein wieder vorzugsweise aus Keramik hergestellter Drucksternpel 20,
dessen unterer Teil entsprechend der Form der Polschuhe verbreitert ist, · so daß er den Raum
zwischen den beiden Polschuhstirnfiächeni ausfüllt.
Der Fuß dieses Keramikstempels 20 schirmt also gleichzeitig die beiden Polschuhe 18 und 19 gegen
den Lichtbogen- ab, was· sehr wesentlich! ist, weil die Polschuhe bei zu großer Erhitzung ihre
magnetischen Eigenschaften verlieren würden·.
In die durch, die Polschuhei. außen.· gebildeten
Winkel sind Füllstücke 21 und 22 aus nicht magnetisierbarem Werkstoff, beispielsweise also
ebenfalls Aluminium oder Keramik, eingepaßt. Die die einzelnen Lamellen verbindenden Stahlbänder
23 und 24 sind mittels Messingschraüben 25 und 26, die gleichzeitig auch, zum Halten der
Polschuhe 18 und 19 dienern, befestigt.. Da beim Arbeiten mit Außenfeld die Polschuhe 18 und 19
in der Regel in geringem Abstand oberhalb- der Werkstücksoberfläche Hegen, damit der Fluß durch
das Werkstück möglichst ldein gebalten wird und
sich · ein starkes Außenfeld ausbilden kann·, entfällt hier die .gesonderte federnde Anbringung der
einzelnen Magnete. Es sind die Magneten vielmehr, wie dargestellt, mit dem zugeordneten Druckstempel
20 zu einer starren Einheit verbunden, die sich, als Ganzes auf die Elektrode 2 stützt. Der
Druckstempel 20 ist hierbei am Joch des Magneten 15 verstellbar befestigt, so daß die richtige Höhe
sehr genau, einjustiert werden kann. Außerdem wird hierdurch ein leichtes Auswechseln, der
Druckstempel auch im Verbände des Magnetgürtels ermöglicht.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 bis 8 veranschaulicht
eine Ausführungsform, bei der ein Hilfspol oberhalb- dar Elektrode angeordnet ist.
Der die Elektrode 3 gegen, das- Werkstück 1
pressende Diruckstempel 27 besteht auch hier vorzugsweise aus Keramik. Der Magnet 28, dessen
beide Schenkel zur Erzeugung eines, das Werkstück ι durchsetzenden· Steuerfeldes, wieder mit
■ Erregerwicklungen; 6 und 7 versehen, sind, greift
mit seinen beiden, Polen .auch hier durch Aussparungen 29 und 30 dies Druckstempels 27 hindurch,
um sich, mit den- Polstirnflächeini auf das Werkstück fest aufzusetzen. Abweichend von dem
ersten, Ausführungsbeispiel, bei dem gemäß Fig. 2 die Magnetschenkel jeweils an der Trennfuge iqo
zwischen, zwei benachbarten Teilstückeni hindurchgehen,
sind hier gemäß Fig. 8 die Aussparungen 29 und 30 von den Rändern der Lamellen 27 in, deren
Mitte verlegt. Besteht dieser lameilenförmige Druckstempel 2J aus, leitendem Werkstoff, beispielsweise
Aluminium, so- sind:, wie in Fig. 8 dargestellt, zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten
Schilitze 31 und; 32 vorzusehen, die von diesen, Durchitrittsöffnungen 29 und: 30 ausgehen
und Kurzsohlußstromkrerse um die Magnetpole herum verhindern. Diese Schlitze können, entweder,
wie der links gezeichnete Schlitz 31, nach außen oder, wie d:er rechts gezeichnete· Schlitz 32,
parallel zur Nahtrichtung angebracht werden.
Da der Polschuh 35 des mittleren Magnet-Schenkels
33 scbneidenförmig zugeschärft und. mit
dieser Schneide parallel zur Elektrode 3 diohit oberhalb dieser angeordnet= ist, ist die Lamelle 2"j
oberhalb der Elektrode 3 mit einer Rille 36 versehen. Die Herstellung' des Druckstempels 27 aus,
Keramik ist in diesem Falle besonders vorteilhaft, weil nicht nur das Auftretietii feldschwächender
Wirbelströme verhindert wird, sondern durch die wärmeisolierende Eigenschaft einer solchen
Zwischenschicht aus Keramik der Pol 35 gegen die Hitze des Lichtbogens, abgeschirmt wird. Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel sind' die einzelnen Elemente miteinander fest, aber biegungsfäliig verbunden.
Um zwei verschieden© Möglichkeiten zu veranschaulichen, ist auf der linken, Seite der
Fig. 6 und. 8 ein· Stahlseil 37 gezeichnet, das mittels einer Klemmvorrichtung· erfaßt wird, und
auf der rechten Seite entsprechend den vorherigen
Ausführungsbeispielen ein Stahlband 38.
Fig. 7 zeigt einen· Schnitt in der Ebene A-A ίο durch den. mittleren! Magnetschenkel 33. Aus
dieser Darstellung geht hervor, daß der Magnetpol 35 in Nahtrichtung wesentlich größer bemessen
ist als der Magnetschenkel 33 selbst, damit die Polschuhe 35 der einzelnen Teilstücke sich
möglichst lückenlos aneinander anschließen..
Die Magneten, können aus massivem Rundeisen
oder aus Transformatorenblechen hergestellt sein. In letzterem Falle sind beim Schweißen mit Wechselstrom
die Wirbelstromverluste geringer. Es sei jedoch erwähnt, daß das Entstehen gewisser
Wirbelstromverluste nicht nachteilig· zu sein
braucht. Die zur Verfügung· stehende Lichtbogenspannung reicht praktisch meist aus, bei Parallelschaltung
zum Lichtbogen auch, die Wirbelstrom-Verluste in. dem Magnetkörpern, zu decken, so daß
man. bei Minderung dieser Verluste doch, nur gezwungen
wäre, die überschüssige Spannung durch Erhöhung des Ohmschen Widerstandes der Spulen·
bzw. durch Vorschaltwiderstände zu vernichten. Auch tragen die Wirbelstromverluste zur Verbesserung
des cos φ bei. Wenn es jedoch darauf ankommt, die einzelnen Magnet- und. Anpreßkörper
möglichst leicht, klein und in sich geschlossen,
auszuführen, werden die Magnetkerne zweckmäßigerweise aus gestanzten, verlustarmen
Transformatorenblechen, zusammengesetzt. Ein solches auf wirtschaftliche Serienfertigung abgestimmtes
Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 9 bis 12 dargestellt, und zwar in, Fig. 9 betrachtet
in Richtung der Naht, wobei der rechte untere Teil als Schnitt durch die Symmetrieebene gezeichnet
ist, in, Fig. 10 in einer Aussicht von. der Nahtseite her und in Fig. 11 in Aufsicht, während
Fig. 12 des Druckstempels für sich allein in räumlieber
Darstellung zeigt. Dieses Ausführungsbeispiel ähnelt hinsichtlich des von. ihm erzeugten
magnetischen Hilfsfeldes demjenigen nach Fig. 4 und 5, und. zwar insofern·, als auch hier ein im
wesentlichen, oberhalb der Werkstücksoberfläche etwa parallel zu. dieser verlaufendes Hilfsfeld
(Außenfeld) erzeugt wird.
Der aktive Magnetkörper dieses Ausführungsbeispieles ist aus den beiden, Blechschnitten 40 und
41 aufgebaut, damit er durch Einschachtelung dieser Schnitte in den-Spulenkörper 55 leicht zusammengesetzt
werden kann,. Die Deckbleche der beiden: Blechpakete 4c und 41 sind; wie Fig. 10
und Fig. 11 erkennen, lassen, etwas dicker ausgeführt
und haben rechtwinklig abgebogene Enden 42 und; 43. Auf diese abgebogenen· Enden, sind
rechteckige Polschuhe 44 mit Hilfe von Nieten 45 aufgenietet. Die Polschtthe bestehen ebenfalls aus
dickerem, verlustarmem Eisenblech, und ihre Länge ist gleich, der Länge einer Teilung t. Die
Enden der den. Magnetkörper bildenden Blechpakeite 40 und 41 stoßen also stumpf an. die Polschuhbleche
44. Die Niete 45 dienen gleichzeitig zur Befestigung von aus unmagnetischem Werkstoff
bestehendem Blattfedern 46 und 47. Diese Blattfedern sind mit Aussparungen 48 versehen,
so daß sie zu beiden Seiten außen um die Magnetschenkel 40 undi 41 herumgreifen. Die Blattfeder
46 eines jeden je einem Magnetschenkel zugeordneten Blattfedierpaares weist in, der Symmetrieebene
ein Loch 49 auf, in das ein aus der anderen Feder 47 dieses Paares vorspringender
Zapfen 50 hineingreift. Dieser Zapfen: 50 kann beispielsweise aus der Feder 47 herausgepreßt
sein. Zwischen diesen beiden Blattfedern 46 und 47 läuft das dünne Stahlband 51 hindurch, das an. der
mit dem Zapfen. 50 zusammentreffenden Stelle ebenfalls ein entsprechendes Loch aufweist. Der
Zapfen 50, der also durch das Loch des Stahlbandes 51 bis in das Loch 49 hindurchgreift, hält
somit das Magnetsystem unverrückbar an, den beiden Stahlbändern 51 fest, die je zwischen den beiden
Blattfedern 46 und 47 festgeklemmt sind. An Stelle des dargestellten Zapfens 50 kann man natürlich auch andere Halterungselemente verwenden
und die Befestigung beispielsweise mittels durchgesteckter
Schrauben vornehmen,
Zum Andrücken, der Elektrode 54 an. das Werkstück
dient auch hier ein Druckstempel 52, der vorzugsweise aus Keramik besteht. Er wird
mittels eines federnd aufgesteckten Bügels 53, der mit seinen, beiden Enden; 58 einen der Magnetschenkel
(hier den Magnetschenkel 40) zangenartig umfaßt, unverrückbar zwischen den beiden
Polschuhen. 44 festgehalten;, und zwar dadurch, daß sich die beiden Zangenenden 58 des Bügels 53
auf die Oberkante des Klemmkörpers 47 auflegen. Will man den Druckstempel 52 herausnehmen, so
braucht man nur die beiden Enden 58 des Bügels 53 etwas auseinanderzubiegen, so· daß dieser sich
aus den Rillen des Druckstempelkopfes löst, worauf der Druckstempel 52 nach, unten herausfällt.
Auf diese Weise, kann der Druckstempel auch im Verband des Magnetgürtels leicht ausgewechselt
werden.
Die in Fig. 12 gegebene räumliche Darstellung des Druckstempeäs 52, bei dem· die auf die Elektrode
drückende Stirnfläche mit einer Aussparung 57 versehen, ist, soll nur als. Ausführungsbeispiel
dienen, denn selbstverständlich kommen auch für das Magnetsystem gemäß Fig. 9 bis 11 durchaus
verschiedene Druckstempelformen in. Frage. Die die Elektrode 54 an das Werkstück dirückende
Stirnfläche des Stempels ist je nach den- jeweils,
vorliegenden Erfordernissen ausgebildet, kann, also beispielsweise, auch völlig eben sein, wie bei den
vorher beschriebenen Magnetsystemen;. Die aus Fig. 9 und; Fig. 12 ersichtliche Ausstattung der
Stirnfläche mit einer Aussparung 57 kommt vorzugsweise dann in Frage, wenn es sich um die
Schweißung einer Auftragslliage bzw. dier obersten
Decklage handelt, weil in diesem Falle eine zuver-
lässige Festlegung der Elektrode 54 und ihre
Sicherung gegen, seitliche Verschiebungeil· angebracht'
sein können.
Der Spulenkörper 55, dessen Breite ebenfalls der
Teilung t entspricht, kann als Schutz gegen Beschädigungen eine Schutzkappe 56 aus unmagnetischem
Werkstoff erhalten.
Dieses zuletzt beschriebene Magnetsystem eignet sich ganz besonders, als· Einheitsaufbauteil sowohl
für Magnetgürtel für Gleichstrom- als auch für solche für Wechsdstromschweißung. Für beide
Stromarten können zum Aufbau der Gürtel genau die gleichen; Konstruktionselemente verwendet
werden,. Unterschiedlich sind für Gleich,- und für
Wechselstrom nur die Windiungszahlen und: die DrahtS'tärken der Erregerspuilen. Aus diesem
Grunde eignet sich das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 und 12 also ganz besonders für die
Serienfertigung beider Gürteltypen in größeren Stückzahlen.
Die Unterteilung der auf eine Naht vorgegebener Länge aufzulegenden, Vorrichtung in einzelne
Teigstücke hängt von der Krümmung der Werkstücksoberfläche
ab. Handelt es sich um eine Naht
as einer Ebene, so ist eine Unterteilung nicht erfor- derlich.
In diesem Falle kann der Andrückstempel als starre, die geradle Elektrode auf ihrer ganzen
Länge berührende Leiste ausgebildet sein, wobei die mit dem Andrückstempel verbundenen einzelnen
Magnetsysteme zweckmäßigerweise federnd angebaut sind, um Unebenheiten der Oberfläche auszugleichen.
Der wichtigere Fall· ist das- Schweißen an gekrümmten Werkstücksobeirflächen, weil hier
bei Anwendung der bisher bekannten Schweißverfahren besondere Schwierigkeiten; auftreten, deren
Beseitigung die Aufgabe der Hilfsfeldeir ist. Bei Rohren mit Durchniesserni von etwa 15 bis 30 cm
ist eine Lamellenbreite ■ bzw. Teilung von etwa 2 cm ausreichendi um ein genügend dichtes und
gleichmäßiges. Anliegen des ganzen Magnetgürtels zu ermöglichen. Bei größeren Krümmumgsdurchmessern
kann die Lamellenbreite ebenfalls größer gewählt werden. Da die Vorrichtung aber in der
Praxis nicht für einen engen Durchmesserbereich, sondern möglichst allgemein verwendbar bemessen
werden wirdi, ist es zweckmäßig, die Lamellenbreite entsprechend dem geringsten Rohrdurchmesser
zu etwa 2 cm zu wählen, so daß mit einer solchen' Vorrichtung dann ohne Schaden auch beliebig
größere Rohrduirchmesser geschweißt werden können1.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung gestattet in einem einzelnen Arbeitsgang selbstverständlich
nur das· Schweißen von Nahtteilen bis zu einer bestimmten
größten Länge. Bei Verwendung eingelegter oder aufgelegter Elektroden ist aber die
Länge der in einem einzigen Arbeitsgang zu schweißenden Naht ohnehin durch die Elektrodeneigenschaften
begrenzt, und zwar liegt die größte Länge bei etwa 100 cm» Dieses schadet aber nichts-,
denn beim Schweißen von Rundmähten an Rohren ist es ja doch zweckmäßig, die Naht durch zwei
Halbrundßchweißungen zu erfassen, so daß mit dieser Unterteilung Rohre bis zu einem Umfang
von etwa 200 cm bewältigt werden können. Bei Rohren von noch größeren Abmessungen bereist
•es, keine Schwierigkeiten, die gesamte Naht ia
eine entsprechende größere Anzahl· von Teilabschnitten zu unterteilen.
Eine1 wichtige Eigenschaft der Vorrichtung gemaß
der Erfindung ist die Möglichkeit, die Stärke der Hilfsfelder an den einzelnen Punkten der Naht
unterschiedlich zu bemessen. Es- sind, ja doch die Schweißbedingungen, in den einzelnen Punkten, der
Naht unter anderem von, der Neigung der Naht an der betreffenden Stelle gegenüber der Waagerechten
abhängig. Dementsprechend ändern sich die Schweißbedingungen, fortlaufend mit abbrennendem Lichtbogen, der vorzugsweise im höchsten
Punkt der Rundnaht, also in waagerechter Normallage, gezündet wird, um dann längs der abfallenden
Naht durch die senkrechte Nahtlage hindurch zur waagerechten Überkopfllage weiterzuwandern. Die
dabei durch die Neigungsänderung det Naht verursachten Unterschiede der Schiweißbedingungen,
können leicht von vornherein durch entsprechende unterschiedliche Ausbildung der einzelnen Magnetsysteme
so' berücksichtigt werden, daß die Schweißraupe
längs· der gesamten Naht sich völlig gleichförmig ausbildet. Diese Anpassung der Feldstärken
der Hilfsfelder an die örtlich unterschiedlichen Schweißbedingungen kann beispielsweise durch
unterschiedliche Bemessung der die Hillfsfelder erregenden Magnetwicklungen erfolgen. Abgesehen
davon aber können die einzelnen Konstruktionselemente des ganzen Gürtels untereinander völlig
gleich ausgeführt werden,, wie beispielsweise die Magnetkörper nebst Polschuhen,, die Wickhingskörper,
die Andrückstempel usw.
Claims (14)
1. Vorrichtung zum, Lichtbogen-Schweißen
mit eingelegter1 oder aufgelegter Elektrode unter Verwendung magnetischer Hilfsfelder nach
Patent 959 040, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Erzeugen des bzw. der Hilfsfelder
dienende Magnetsystem und ein Druckstempel (4, 20, 27, S2) aus nicht magnetisierbarem
Werkstoff zum Andrücken der Elektrode an das Werkstück zu einer baulichen Einheit
vereinigt sind, die fest auf die Naht aufgelegt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Lichtbogen-Schweißen
von Nähten in gekrünimten Werkstücksoberflächen, insbesondere zum
Schweißen, von Rundnähten an- Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Längsrichtung der
Naht in eine größere Zahl quer zur Naht liegender schmaler Teilstücke unterteilt ist, die
mittels biegungsfähiger Elemente, beispielsweise Stahlbänder oder -drähte, miteinander
verbunden sind, so daß also die gesamte zu schweißende Nahtlänge durch einen Gürtel aneinandergereihter
Druckstempel und Magnetsysteme überdeckt wird, die sich der gekrümm-
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ten, Werkstückoberfläche unter dem erforderlichen.
Druck anpassen könneni.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit
auf die Werkstücksobernäche aufgesetztem Magnetsystem
bzw. Magnetsystemen zur Erzeugung eines das Werkstück quer zur Naht durch setzenden Steuerfeldes, dadurch gekennzeichnet,
daß quer zur Nahtrichtung die Breite des Druckstempels größer ist als diejenige des Magnetsysitems
und daß die Magnetpole durch Aussparungen des breiten Druckstempels zur
Werksitücksoberfläche bindiurchgreifenj gegen
die sie sich unter dem Druck von Federn (14) anlegen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3 mit Drucksitempel aus elektrisch leitendem Werkstoff, beispielsweise
Alumimium, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Kurzschlußsitiromkreisen
der Druckstempel mit von den Diurchtrittsöffnungeti
der Magnetpole ausgehenden Schlitzen (31, 32) versehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksteimpel
aus keramischem Werkstoff besteht.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden
Ansprüche mit- oberhalb der Elektrode angeordnetem Magnetpol, dadurch gekennzeichnet,
daß dieser Pol (35) durch den zwischen ihm und der Elektrode! angeordneten Druckstempel
gegen den Lichtbogen abgeschirmt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder folgenden
zum Lichtbogen-Schweißen von Riundnähten an Rohren, gekennzeichnet durch eine
starke Spannfeder (12), die die beideni Enden der Vorrichtung miteinander verbindet und die
zum Anpressen der über ein Rohr gelegten Vorrichtung an die Rohroberfläche dient, sowie
durch einen, in diesen Magnetgürtel eingebauten Verschluß, beispielsweise Hakenverschluß.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder folgernden, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetsysteme
der einzelnen Abschnitte hinsichtJich ihrer Feldstärke unterschiedlich ausgebildet und
bemessen sind, beispielsweise mit uniterschiedliehen
Windungszahten dier Erregerwicklungen versehen sind, in· Anpassung an die längs der
Schweißnaht unterschiedlichen Schweißbedingungen.
9. Vorrichtung nach einem, der vorangehenden
Ansprüche, dadiurch gekennzeichnet, daß der Magnetkörper der einzelnen Magnetsysteme
in an sich bekannter Weise aus Schnitten von Transformatorenblechen zusammengesetzt ist,
die in den Spulenkörper eingeschachtelt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Bleche
eines jeden Magnetschenkels, in Richtung zum Luftspalt länger bemessen und mit diesen überstehendien
Enden rechtwinklig nach außen, abgebogen sind, während als. Polschuh ein auf die
Stirnenden des betreffenden Blechpaketes aufgelegtes und· an die umgelegten Enden der beiden,
äußeren Bleche angenietetes Polblech dient.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet
durch je ein von· jedem Magnetschenkel bzw. -pol ausgehendes, vorzugsweise an die
Polbleche angenietetes Blattfederpaar, zwischen dessen freien Enden ein die einzelnen Magnetsysteme
miteinander verbindendes Stahlband hindurchgeführt und, dort mittels einer lösbaren
Verbindung befestigt ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die das Stahlband haltende lösbare Verbindung aus einem aus der einen
Blattfeder in Richtung auf die andere Feder vorspringenden Zapfen besteht, während die
andere Blattfeder sowie auch das· zwischen beiden Blattfedern befindliche Stahlband, an dieser
Stelle ein. Loch aufweisen, so daß der durch beide hindurchgrei.fende Zapfen alle drei EIemente
unverrückbar miteinander verbindet.
13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen
zwischen die beiden Magnetpole eingepaßten und von der Elektrodenseite aus einschiebbaren
Druckstempel sowie durch eine diesen in, seiner Paßsitellung haltende gabelartige Klammer, die
in Nuten des Druckstempels, federnd eingreift und sich ihrerseits· auf Teile des Magnetsystems
stützt.
14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadiurch gekennzeichnet, daß
der Druckstempel auf seiner Stirnfläche eine durchgehende, der Elektrode etwa entsprechende
Rille aufweist, die die Elektrode insbesondere beim Schweißen von Auftragslagen bzw. oberen
Decklagen gegen seitliche Verschiebung sichert.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 662 597.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Θ 609 70WJ39 10.56 709 51Ϊ/257 5.57
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEK17448A DE963540C (de) | 1953-03-15 | 1953-03-19 | Magnetguertel zur Erzeugung magnetischer Hilfsfelder fuer die Lichtbogen-Schweissung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEK17399A DE959040C (de) | 1953-03-15 | 1953-03-15 | Anordnung zum Lichtbogenschweissen mit auf das Werkstueck aufgelegter Elektrode unter Verwendung eines den Lichtbogen beeinflussenden Aussenfeldes |
DEK17448A DE963540C (de) | 1953-03-15 | 1953-03-19 | Magnetguertel zur Erzeugung magnetischer Hilfsfelder fuer die Lichtbogen-Schweissung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE963540C true DE963540C (de) | 1957-05-09 |
Family
ID=25982937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEK17448A Expired DE963540C (de) | 1953-03-15 | 1953-03-19 | Magnetguertel zur Erzeugung magnetischer Hilfsfelder fuer die Lichtbogen-Schweissung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE963540C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1116841B (de) * | 1960-06-25 | 1961-11-09 | Kraftanlagen Ag | Geraet zum Lichtbogen-Schweissen mit aufgelegter Elektrode |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE662597C (de) * | 1935-06-23 | 1938-07-16 | Aeg | Vorrichtung zur Waermeuebertragung, insbesondere zum Schmelzen oder Schweissen von Metallen |
-
1953
- 1953-03-19 DE DEK17448A patent/DE963540C/de not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE662597C (de) * | 1935-06-23 | 1938-07-16 | Aeg | Vorrichtung zur Waermeuebertragung, insbesondere zum Schmelzen oder Schweissen von Metallen |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1116841B (de) * | 1960-06-25 | 1961-11-09 | Kraftanlagen Ag | Geraet zum Lichtbogen-Schweissen mit aufgelegter Elektrode |
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