NO159907B - Fremgangsmaate og innretning for tyngdekraftlysbuesveising. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved tyngdekraft-lysbuesveising .ifølge innledningen til patentkrav 1, og en innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge innledningen til patentkrav 2.

Halvautomatiske sveisemetoder ved hvilke det benyt-tes en mantelelektrode - i det etterfølgende kort betegnet som sveisetråd - er tidligere kjent. Vanligvis er de nød-vendige innretninger plasskrevende eller lite kompakte, og ofte er også sveisekvaliteten ikke så god som ønsket.

Tradisjonelt beveges eksempelvis en sveisetråd langs en horisontal sveiselinje, mens en holder for sveisetråden nedsenkes langs en hellende glidestang. Herved kan elektrodemanipuleringsforholdet holdes konstant, dvs. lengden av den pr. tidsenhet dannede sveisestreng i forhold til-smeltelengden av sveisetråden i den samme tidsenhet. Denne fordel motvirkes imidlertid av at glidestangen må kjøres ut eller forlenges i overensstemmelse med lengden av sveiselinjen, slik at sveisemaskinen tvangsmessig får store dimensjoner, ikke lenger er bærbar og også leverer dårligere arbeidsresultater.

En annen tradisjonell sveisemetode sørger for at en sveisetråd beveges langs en horisontal sveiselinje mens sveisetrådholderen dreies eller svinges etter innstilling av sveisetråden i en vinkel på ca. 10 - 12° i forhold til den horisontale sveiselinje. Denne hellingssveising med flatt innstilt elektrode krever ingen glidestang og tillater derfor en reduksjon i størrelse og vekt av sveisemaskinen. Da imidlertid elektrodemanipuleringsforholdet (slik som foran definert) stadig endrer seg i stedet for å forbli konstant, innstiller det seg ikke noen fast sveisestrengbredde. Den meget flatt stående sveisetråd bevirker videre at lysbue-lengden tiltar under sveiseforløpet, slik at lysbueforstyr-relser kan oppstå. Dersom det oppstår spruting og innbren-nings- eller smeltehakk, har arbeidsresultatet en dårlig kvalitet dersom det ikke er helt ubrukbart.

I den japanske patentpublikasjon nr. 8864/76 er det publisert en innretning for utførelse av en forbedret fremgangsmåte ifølge hvilken det i begynnelsen innstilles en spiss vinkel mellom sveisetråd og sveiselinje, og denne vinkel etter start av sveiseforløpet økes og til slutt holdes konstant. De der beskrevne midler ble imidlertid utviklet for anvendelse ved halvautomatisk, horisontal kilsveising. En overføring til den vertikale nedoversveising er vanskelig, for først blir nemlig sveisetrådholderen svinget til en forutbestemt stilling og deretter under tyngdekraftens innvirkning nedsenket langs en hellende glideskinne. Sveisetråden beveger seg derved langs en horisontal sveiselinje. Elektrode-manipuleringsf orholdet kan holdes i det minste tilnærmet konstant. Dersom man imidlertid skulle benytte denne metode ved vertikal nedoversveising, måtte føringsskinnen holdes i vertikal stilling mens sveisetråden beveger seg nedover langs (den vertikale) sveiselinjen. Det ville ikke være mulig å unngå at det fra denne anordning under sveiseforløpet utgår en stadig, heftig spruting, slik at større og mindre partikler spruter ut i vid omkrets og også legger seg på sveiseutrustningen. Sprut som kommer på glideskinnen, forår-saker imidlertid raskt en hemming av sveisetrådholderen, slik at denne glir dårlig eller ikke lenger glir.

Den foran beskrevne horisontal-sveiseinnretning kunne riktignok bygges forholdsvis liten og lett av vekt takket være en forkortelse av glideskinnen. Den nødvendige glideskinne lar seg imidlertid bare med store omkostninger holdes i vertikal stilling. Tradisjonelle holdeanordninger er i prinsipp uegnet, slik at denne kjente innretning ikke kan ombygges til vertikal nedoversveising.

Det er et viktig formål med oppfinnelsen under overvinnelse av ulempene ved den kjente teknikk å tilveiebringe en fremgangsmåte som på enkel og økonomisk måte mulig-gjør halvautomatisk sveising langs en loddrett sveiselinje under gunstige arbeidsbetingelser. Tyngdekraftbevegelsen av en mantelelektrode hhv. sveisetråd utelukkende på grunn av egenvekten skal på fordelaktig måte utnyttes slik at sprutingen i størst mulig grad undertrykkes. Et ytterligere formål med oppfinnelsen består i å tilveiebringe en innretning for tyngdekraft-lysbuesveising med små dimensjoner, mindre vekt, oversiktlig oppbygning og lettere håndtering. Innretningen skal ikke bare være bekvemt transporterbar eller bærbar, men fremfor alt være egnet til å holde en sveisetråd i optimal vinkelstilling i forhold til en loddrett sveiselinje under et nedoversveiseforløp.

De vesentlige særtrekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1. Takket være denne føringsmetode med en startvinkel på minst 2Q° oppnår man en tilstrekkelig innsmelting til den underste henholdsvis bakerste del av sveisesømmen, selv om sveiseforløpet begynner med forholdsvis spiss vinkel mellom sveisesøm og loddrett sveiselinje. Så snart sveisearbeidet har fortsatt frem til et forutbestemt sted, blir den nå i området fra ca. 35° til 80° liggende hellingsvinkel mellom sveisetråd og loddrett sveiselinje holdt konstant, slik at det sikres at elektrode-manipuleringsf orholdet forblir konstant.

Ifølge den grunnleggende oppbygning er innretningen ifølge oppfinnelsen kjennetegnet ved de særtrekk som er angitt i patentkrav 2. Innretningen benytter seg av en innstillbar holdeanordning samt en glideskinne med en vinkeldel og et hovedføringsstykke. Det sistnevnte er anordnet på en spesielt trekantformet bærerdel som henger fast magnetisk på den lodd-rette arbeidsstykkeoverflate. Derved er det mulig å klare seg med en konstruksjonsmessig kort føring. Så lenge sveisetrådholderen befinner seg på vinkeldelen av glideskinnen, kan vinkelen mellom sveisetråd og sveiselinje fortløpende etterjusteres. Dersom sveisetrådholderen deretter går over på hovedføringsstykket, forblir hellingsvinkelen mellom sveisetråd og loddrett sveiselinje konstant.

Takket være utformingen ifølge krav 3 kan den nedre ende av føringen for sveisetråden ved loddrett nedoversveising fastholdes på meget enkel og nøyaktig måte. Den i krav 4 angitte anordning av innstillingsstaver mellom sveiselinje og støtteanordning tillater en meget nøyaktig og bekvem innstilling. Slik som angitt i krav 5, er føringen med fordel rettet bort fra arbeidsstykkeplanet under en vinkel på ca. 40 - 60°, hvilket bidrar ytterligere til plassbesparende oppbygning. Ifølge krav 6 kan støtteanordningen hensikts-messig oppvise et beskyttelsesdeksel for føringen.

Vesentlige fordeler ved oppfinnelsen beror på at den vertikale nedoversveising ifølge tyngdekraft-lysbuemetoden nå er automatiserbar uten anvendelse av en ekstra drivan-ordning, hvilket letter anvendelsen for eksempel ved skips-bygging, alminnelig bygningsvirksomhet osv. Opptreden av spruting undertrykkes i størst mulig grad, elektrode-manipuleringsf orholdet forblir konstant, og det kan oppnås utmerkede sveisestrenger. Den bekvemt transporterbare innretning ifølge oppfinnelsen kan bygges som en lett konstruksjon og meget kompakt. Med denne kan det derfor også i et trangt rom raskt og sikkert utføres en vertikal nedoversveising. Den nye holdeanordning sikrer en like enkel som plassbesparende og driftspålitelig understøttelse av den nedre ende av føringen med dennes skrått oppadrettede glideskinne.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk delriss av en innretning for vertikal nedoversveising, fig. 2 viser et perspektivriss av innretningen på fig. 1 i en annen stilling, uten sveisetråd, fig. 3(a) viser et skjematisk sideriss for anskueliggjørelse av arbeidsmåten ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, fig. 3(b) viser et grunnriss av anordningen på fig. 3(a), fig. 4 viser et sideriss av en innretning som likner på fig. 3(a), med støtte- og innstillingsanordninger, fig. 5 viser et sideriss etter linjen C-C på fig. 4, fig. 6(a) viser et snittriss av en støtteanordning i en innretning ifølge oppfinnelsen, og fig. 6(b) viser et sideriss av støtte-anordningen på fig. 6(a).

På fig. 1 og 2 angir henvisningstallene 1 og 2 deler eller elementer som skal sammensveises og som er anbrakt normalt på hverandre og forenet i T-form. En sveiselinje 3 er dannet mellom elementene 1 og 2. Sveiselinjen 3 holdes i en vertikal stilling og en sveiseelektrode eller sveisetråd

4 beveges nedover. Sveising uføres altså ved å bevege sveisetråden 4 nedover langs sveiselinjen 3 som holdes i vertikal stilling. For den nedadgående bevegelse av sveisetråden 4 er en glideskinne 5a anbrakt på skrå oppover i forhold til sveiselinjen 3. Glideskinnen 5a er vanligvis dannet i overflaten eller i en sideflate av en føring eller glidestang 5. Glidestangen 5 er anbrakt på skrå for å strekke seg oppover i en hellingsvinkel 8^ som fortrinnsvis ligger i området fra 40 til 60°.

Som vist på fig. 3(a), er således føringen 5 skråttstilt oppover i vinkelen 8^ og en sveisetrådholder 6 er i inngrep med glideskinnen 5a langs hvilken den beveger seg nedover på grunn av sin egen vekt. Hellingsvinkelen 8^ kan velges etter ønske så lenge den tillater spissen av sveisetråden 4, som er understøttet av sveisetrådholderen 6, å bevege seg nedover langs sveiselinjen 3 mens den smeltes, men imidlertid velges hellingsvinkelen 8^ i området 40 - 60 og glidestangen er skråttstilt i en vinkel 84 på 40 - 60° med det element som skal sveises. Når hellingsvinkelen 8^ overskrider 60°, beveger ikke sveisetrådholderen 6 seg så lett nedover i retningen C som er angitt med en pil på fig. 3(a), mens derimot elektrodemanipuleringsforholdet øker når hellingsvinkelen 8^ er mindre enn 40°, hvilket resulterer i nedsatt brukbarhet eller smidighet.

Når sveisetrådholderen 6 skal sammenkoples med glideskinnen 5a, er det tilstrekkelig at sveisetrådholderen 6 sammenkoples med glideskinnen 5a for eksempel ved hjelp av skiver 6a og 6b på en slik måte at den er glidbar langs glideskinnen (se fig. 5). Glideskinnen 5a omfatter en vinkeldel 5b og et hovedføringsstykke 5c som vist på fig. 2. På vinkeldelen 5b dreies den av sveisetrådholderen 6 understøt-tede sveisetråd 4 i en retning A inntil vinkelen mellom sveisetråden og sveiselinjen endres fra en startverdi 82 til en sluttverdi 8^ som vist på fig. 3(a). Deretter nedsenkes sveisetrådholderen 6 langs hovedføringsstykket 5c mens vinkelen mellom sveisetråden og sveiselinjen forblir konstant.

Når det dreier seg om utførelse av sveiseoperasjonen i vertikal retning ved nedadgående bevegelse av sveisetråden 4 langs sveiselinjen 3 slik som foran omtalt, er det forøvrig nødvendig at glideskinnen 5a er utformet slik at den har en forutbestemt lengde som svarer til lengden av sveiselinjen

3. I den vertikale stilling er imidlertid føringen 5 med glideskinnen 5a skråttstilt oppover i forhold til det vertikale element 1 som skal sveises, til forskjell fra tilfellet med horisontal kilsveising , og det er nødvendig at en støtte-mekanisme eller støtteanordning for denne har tilstrekkelig mekanisk styrke og liten størrelse. Grunnen er at dersom støtteanordningen er plasskrevende, er sveising umulig i et trangt rom, slik at sveisemaskinens flyttbarhet tapes og arbeidseffektiviteten forringes. Den nedre ende av føringen 5 som bærer glideskinnen 5a, er derfor understøttet av en støtteanordning 7 som er konstruert med trekantet eller liknende form. Føringens 5 nedre ende er således understøttet av støtteanordningen 7 ved ett av dennes toppunkter, dvs. et toppunkt 7a som er dannet ved skjæringen mellom to sider som er forskjellige fra den største side, eller i nærheten av toppunktet, og magnetiske holdeelementer 8 er festet til støtteanordningens bakside ved de andre to toppunkter 7b hhv. 7c.

Mer detaljert angitt nedsenkes sveisetrådholderen 6 langs glideskinnen 5a på føringen 5, og spissen av sveisetråden 4 smeltes for sveising. I dette tilfelle må sveisetrådholderen 6 holdes på glideskinnen 5a på sikker og stabil måte, og når sveisetrådholderen 6 ligger ved føringens øvre ende, er glideskinnen 5a utsatt for maksimal belastning.

Det foretrekkes følgelig at føringen 5 hhv. glideskinnen, 5a er understøttet ved den øvre ende så vel som ved den nedre ende, men dette gjør støtteanordningen plasskrevende. I overensstemmelse med oppfinnelsen har man funnet at en trekantet eller liknende utformet del er effek,tiv som støtteanordning 7, at føringen 5, når det dreier seg om den trekantede støtteanordning 7, kan understøttes stabilt bare ved sin nedre ende, og at det er tilstrekkelig at de magnetiske holdeelementer 8 er festet til støtteanordningens to toppunkter 7b og 7c.

Det er tilstrekkelig at hvert holdeelement 8 ut-gjøres av en ringformet magnet 8 og en kappe for denne som vist på fig. 6(a).

Da holdeelementene 8 er montert på støtteanordningen

7 bare ved de to toppunkter 7b og 7c, kan støtteanordningen lettvint fjernes fra det element som skal sveises. Videre kan ruller 9 være montert som pålegnings-og avtagriingsanordninger på begge sider av hvert holdeelement 8, som vist på fig. 6(a) og 6(b). Nærmere bestemt er rullene 9 roterbart montert på den ene side av hvert holdeelement 8 i et støttepunkt via en brakett 10. Når holdeelementet 8 skal anbringes, bringes følgelig magneten 8 eller dennes kappe 86b i kontakt med overflaten av det element 1 som skal sveises, og når holdeelementet skal fjernes, svinges braketten 10 slik at holdeelementet 8 eller dettes kappe 8 bringes ut av kontakt med elementets 1 oveflate. Det er videre anordnet minst to innstillingsstaver 9a og 9b som strekker seg fra den ytterkant av støttean-ordningen 7 i ovennevnte konstruksjon som ligger overfor sveiselinjen 3, og minst én av stavene, i dette tilfelle 9b, er utformet for å være innfellbar. Med en sådan innstil-lingsmekanisme kan sveisetråden 4 til enhver tid lettvint innstilles i riktig stilling i forhold til sveiselinjen 3, og disse innstillingsstaver 9a og 9b utgjør ingen hindring for sveiseoperasjonen. Dersom innstillingsstavene 9a og 9b er utformet slik at de strekker seg fra motsatte sider av støtteanordningen 7, rager de riktignok ut i sveisetrådens 4 nedadrettede bane. Når innstillingsstavene 9a og 9b er innfellbare, vil de imidlertid ikke hindre sveisetrådens 4 nedadrettede bevegelse dersom de holdes i en sådan innfelt stilling når sveisetråden nedsenkes, slik som vist på fig. 4.

Det er å foretrekke at den øvre overflate av føringen 5 eller glideskinnen 5a er dekket av et beskyttelsesdeksel 12. Grunnen er at glideskinnen 5a da er beskyttet av beskyttelsesdekselet 12 mot spruting under sveising, slik at jevn, glidende bevegelse av sveisetrådholderen 6 sikres.

I det følgende skal det under henvisning til fig. 3(a) gis en beskrivelse av sveiseoperasjonen ved benyttelse av innretningen ifølge oppfinnelsen.

Først innstilles sveisetrådholderen 6 på vinkeldelen 5b som er forbundet med den øvre ende av glideskinnen 5a eller hovedføringsstykket 5c, idet startvinkelen ©2 mellom sveisetråden 4 og sveiselinjen 3 holdes større enn 20°, og sveisetrådholderen 6 føres langs vinkeldelen 5b eller dreies ved den øvre ende av hovedføringsstykket 5c, hvorved sveise-operas jonen startes. Under bevegelsen langs føringens 5 vinkeldel 5b eller ved den øvre ende av hovedføringsstykket 5c blir sveisetrådholderen 6 dreid under skyvkraft ved hjelp av en sylinder 11, hvilket resulterer i at vinkelen ©2 mellom sveisetråden 4 og sveiselinjen 3 gradvis blir større enn startvinkelen som overskrider 20°. Ved starten av sveisingen overskrides følgelig startvinkelen 20°, og dette er en større vinkel enn ved den konvensjonelle hellings sveis ing med elektroden innstilt på lavere vinkel osv., slik at rotpartiet gjennom-trenges av tilstrekkelig lysbuedannelse til å danne sveisestrenger for utmerkede former, og buelengden er også passende, slik at sprutingen blir minst mulig.

Etter dreining av sveisetrådholderen 6 beveger denne seg deretter nedover langs hovedføringsstykket 5c på den betingelse at vinkelen mellom sveisetråden 4 og sveiselinjen 3 er lik den forutbestemte vinkel 0^ (35 - 80°) og forblir uendret. Under denne nedadrettede bevegelse beveger spissen av sveisetråden 4 seg nedover i en retning B som er angitt med en pil. Vinkelen 0^ holdes større enn 35°, men når den er mindre enn 35°, er det område i hvilket vinkelen §^ endres til 0^, snevert, og føringen med glideskinnen 5a kan følgelig ikke gjøres tilstrekkelig kort, slik at miniatyriseringen av innretningen hindres. Når vinkelen 8^ overskrider 80°, faller slagg ned i dråper foran spissen av sveisetråden under dennes nedadgående bevegelse, slik at sveiseoperasjonen gjøres umulig.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved tyngdekraft-lysbuesveising ved hjelp av en sveisetråd som holdes og tvangsføres i en glideskinne som består av et hovedføringsstykke og en vinkeldel, idet sveisetrådens spisse innstillingsvinkel i forhold til sveiselinjen øker under et første avsnitt av sveiseforløpet og i det videre forløp antar en konstant verdi, KARAKTERISERT VED at glideskinnens hovedføringsstykke ved sveising av vertikale sveiselinjer i skrått oppoverhellende retning med sveiselinjen danner en vinkel (0^) i området fra 40° til 60°, og at innstillingsvinkelens startverdi (©2' beløper seg til minst 20° og dens konstante verdi (Ø3) ligger i området fra 35° til 80°.

2. Innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, omfattende en innstillbar holdeanordning (6) for en sveisetråd (4), hvor holdeanordningen er lagret og tvangs-ført i en glideskinne (5a) med to i forhold til hverandre rettvinklet forløpende delstykker som danner et hovedførings-stykke (5c) og en vinkeldel (5b), KARAKTERISERT VED at det skrått oppadrettede hovedføringsstykke (5c) av glideskinnen (5a), som ved sveising av vertikale sveiselinjer med sveiselinjen danner en vinkel (0-^J i området fra 40° til 60°, er anordnet på en til den vertikale arbeidsstykkeoverflate magnetisk vedheftende støtteanordning (7) som fortrinnsvis er trekantet utformet.

3. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den nedre ende av føringen (5) er festet ved eller nær skjæringspunktet (7a) mellom de korteste trekantsider av støtteanordningen (7), og at magnetholdere (8) er anbrakt på baksiden av støtteanordningen (7) ved eller nær de to andre trekanttoppunkter (7b, 7c).

4. Innretning ifølge krav 2 eller 3, KARAKTERISERT VED at føringens (5) støtteanordning (7) på sveiselinjesiden oppviser minst to innstillingsstaver (9a, 9b) av hvilke minst én (f.eks. 9b) er bevegelig, særlig svingbart, utformet.

5. Innretning ifølge ett av kravene 2-4, KARAKTERISERT VED at føringen (5) er rettet bort fra et arbeidsstykkeplan under en innstillingsvirikel (64) på ca. 40° til 60°.

6. Innretning ifølge ett av kravene 2-5, KARAKTERISERT VED at støtteanordningen (7) er forsynt med et beskyttelsesdeksel (12) for føringen (5).