NO820378L - Fremgangsmaate og innretning for kontinuerlig buttsveising - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår generelt metoder og utrustning for å holde kantene av platemateriale i intim kontakt med hverandre, og særlig en fremgangsmåte for kontinuerlig buttsveising av sylindriske gjenstander med høye hastigheter ved benyttelse av høyenergikilder, ved hvilken en av tre stykker dannet Z-profil benyttes til å føre de motstående kanter av platematerialet til innbyrdes tilstøtende kant-mot-kant-f orbindelse inne i Z-profilen. De tre stykker av Z-profilen avgrenser to vertikalt konvergerende føringskana-ler som åpent konvergerer i horisontal innretting med hverandre langs lengden av Z-profilen, slik at det i denne førte platemateriale vil bli holdt i innbyrdes tilstøtende f or-bindelse når materialet kommer inn i sveisesonen nær Z-profilens spiss eller fremre ende.

Slik som beskrevet i søkerens tidligere patentsøk-nad nr. 812109, har det vært velkjent innen sveiseindustrien i alminnelighet og innen hermetikkboks- eller beholdersveise-industrien i særdeleshet at det er vanskelig å buttsveise de klipte eller skårne kanter av blikkplater eller annet platemateriale i en i hovedsaken kontinuerlig sveiseopera-sjon. I den nevnte patentsøknad er det imidlertid beskrevet en i tre stykker dannet Z-profilinnretning som kan benyttes for kontinuerlig overlappsveising av platemateriale, og^det er også vist en fremgangsmåte for å tillate de motstående kanter av det overlappede platemateriale å bli spredt eller ført fra hverandre når de kommer inn i en høyenergi-sveisesone, hvorved materialet vil være i hovedsaken i kant-mot-kant-f orbindelse i sveisepunktet, slik at en buttsveisesøm kan frembringes. Oppnåelse av kontinuerlig tilfredsstillende resultater ved frembringelse av akseptable buttsveisede søm-mer ved styrt spredning (engelsk: diverging) av de motstående metallplatekanter er imidlertid noe vanskelig.

Andre tidligere kjente utviklinger er blitt gjort

i forbindelse med høyenergisveising av metallplatemateriale, og særlig metallplatebeholdere. I US-PS 4 152 573 (Saurin et al) er det vist og beskrevet en fremgangsmåte og en innretning for fremstilling av hermetikkbokser ved benyttelse av lasersveising. Slik som omtalt i dette patentskrift,

ville det være fordelaktig å danne beholdere ved benyttelse av buttsveisede sømmer i stedet for overlappede sømmer, særlig på grunn av de problemer som påtreffes ved forming av beholdernes topp og bunn på grunn av den økede materialtyk-kelse langs sveiselinjen. I det nevnte patentskrift er det vist en teknikk for buttsveising ved hvilken de motstående kanter av metallplaten holdes sammen i kant-mot-kant-forbindelse ved hjelp av spesielle klemanordninger eller skrustikker. Ved en sådan fremgangsmåte og ved benyttelse av en sådan innretning må høyenergi-sveiseprosedyrene av-brytes etter at hver beholder er blitt sveiset, slik at en ny materialplate kan vikles og fastspennes mellom de skru-stikkeliknende deler. Selv om en sådan fremgangsmåte tilveiebringer det ønskede, buttsveisede produkt, gjør den således dette bare med en betydelig økning i tidsforbruk og dermed i utgifter.

Det finnes dessuten andre problemer som er knyttet til konvensjonelle Z-profilføringer som benyttes innen sveiseindustrien. Sådanne problemer omfatter ikke bare tid og omkostninger angående maskineri, reparasjon og utskiftning, men disse konvensjonelle konstruksjoner er ikke blitt spesielt tilpasset eller konstruert for å sørge for kontinuerlig buttsveising av metallplatemateriale for å danne sådanne sylindriske produkter som hermetikkbokser, beholdere og liknende. Andre eksempler på kjent teknikk omfatter US-PS 2 883 956, 3 834 010 og 4 145 986 og DE-OS 2 426 379.

Innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter en tredelt Z-stang eller Z-profil som fører kantene av metallplater eller annet platemateriale til intim, innbyrdes tilstøtende kant-mot-kant-kontakt med hverandre før innføring av platematerialet i en høyenergi-sveiseinnretning, såsom en laser- eller elektronstråle-sveisemaskin eller en annen sveisemaskin, særlig av den type som kan benyttes ved forming og sveising av bokser, rør og liknende. Z-profilen omfatter en sentral føringsdel som har vertikalt forskjøvne, øvre og nedre partier som er forbundet ved hjelp av et steg eller en grenseflate som er gradvis redusert i tykkelse langs sin lengde inntil den slutter og de forskjøvne partier gjenstår for å strekke seg videre i adskilt og ikke-forbundet forhold. Grenseflaten reduseres derfor inntil det ikke finnes noen forbindelse mellom den sentrale føringsdels forskjøv-ne partier i et område nær innretningens inngangsende.

Øvre og nedre føringsstenger er løsbart forbundet i fast stilling med den sentrale føringsdel og strekker seg i hovedsaken den samme utstrekning som denne. Motstående kanaler har skarpe hjørner, og en smal bredde er dannet mellom de øvre og nedre føringsstenger og den sentrale føringsdel.

De motstående kanaler konvergerer eller smalner av vertikalt fra Z-profilens mate- eller frontende til et område som er adskilt fra dens avgangsende, for å tilveiebringe separate føringsslisser eller føringsspor som konvergerer til et punkt med åpen kommunikasjon for å danne en eneste førings-bane som strekker seg til Z-profilens avgangsende.

Det er et hovedformål med oppfinnelsen å tilveiebringe en Z-profil- eller føringsinnretning for kontinuerlig sveising av metallplatebokser og -rør med hastigheter på minst 15 - 80 meter pr. minutt ved benyttelse av en høy-energi-laser, elektronstråle- eller plasmabuesveising, idet man også kan tenke seg større hastigheter.

Det er et ytterligere formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe en Z-profil for benyttelse ved buttsveising.

av platemateriale ved hvilken Z-profilens føringsspor konvergerer vertikalt til en vertikalt innrettet, åpen kommunikasjon med hverandre innenfor Z-profilens avgangsende,

for å tillate platematerialets kanter å konvergere til intim kant-mot-kant-kontakt med hverandre i et punkt innenfor Z-profilen og på avstand fra dennes avgangsende, slik at den nevnte forbindelse av de motstående kanter vil bli opprett-holdt ved sveisehodet.

Det er et annet formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en Z-profilinnretning for benyttelse ved sømsveising av platemateriale, i hvilken de overflater som er utsatt for den største slitasje, er dannet av et slitasjebestandig materiale, såsom verktøystål eller en carbid, såsom silicium-carbid, wolframcarbid eller liknende, mens deler som er utsatt for mindre slitasje, kan være dannet av annet, mindre

kostbart materiale.

Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en Z-profil som er særlig tilpasset for benyttelse ved høyenergisveising av platemateriale, f.eks. ved hjelp av laser-, elektronstråle- eller plasmabuesveising,

og som styrer eller fører platematerialets kanter i vertikalt konvergerende kanaler for derved å føre kantene til i hovedsaken intim kontakt i kant-mot-kant-forbindelse med hverandre etter hvert som de avgis fra Z-profilen, uten hjelp av vertikalt anbrakte, supplerende pressvalser eller andre supplerende føringsdeler for vertikalt å holde platematerialets kanter sammen i innbyrdes tilstøtende forbindelse.

Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en Z-profil for høyenergi-buttsveising av bokser eller rørformede legemer i en kontinuerlig sekvens i hvilken føringsstanginnretningen fører sammen platematerialets kanter til innbyrdes tilstøtende forbindelse, slik at kantene kommer inn i sveisesonen i kant-mot-kant-kontakt.

Det er et annet formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en tredelt Z-profil for sammensveising av kantene av platemateriale i hvilken de tre føringsstenger strekker seg utenfor det punkt i hvilket motstående kanaler konvergerer, og holder platematerialets kanter i innbyrdes tilstøtende kant-mot-kant-forbindelse med hverandre etter hvert som de kommer til sveisestasjonen.

Det er enda et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en Z-profil i hvilken de kanaler som fører platematerialets kanter, er forsynt med skarpe hjørner langs føringsflåtene.

Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en Z-profil for føring av de motstående kanter av metallplater til en høyenergi-sveisesone, i hvilken partier av Z-profilen strekker seg forbi sveisesonen slik at Z-profilen selektivt kan benyttes som en elektrisk jord i området for sveisen.

Den ifølge oppfinnelsen tilveiebrakte fremgangsmåte og innretning er kjennetegnet ved de i kravene angitte, karakteriserende trekk.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgen-de i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 er et sideriss som illustrerer en anvendelse av oppfinnelsen, fig. 2 viser et sideriss av selve Z-profilen, fig. 3 viser et forstørret snitt etter linjen 3 - 3 på fig. 2, fig. 4 viser et forstørret snitt etter linjen 4 - 4 på fig. 2, fig. 5 viser et forstørret, ufullstendig sideriss av et parti av Z-profilen og illustrerer avslutningen av stegpartiet på avstand fra profilens avgangsende, fig. 6 viser et forstørret snitt etter linjen 6 - 6 på fig. 5, fig. 7 viser et ufullstendig sideriss av en annen utførelse av oppfinnelsen, fig. 8 viser et sideriss av en annen utførelse, og fig. 9 og 10 viser forstørrede tverrsnittsriss etter linjene 9-9 henholdsvis 10 - 10 på fig. 8.

Slik som vist på tegningene, omfatter innretningen ifølge oppfinnelsen en Z-stang eller Z-profil 10 som er montert slik at den er opphengt i rammen 11 i en konvensjonell boksformingsmaskin 12 ved benyttelse av et antall bolter 13 eller liknende festeanordninger. Under rammen 11 henger det ned et parti av en matestang 14 av formingsmaskinen, hvilken matestang normalt har forholdsvis smalt tverrsnitt og på hver side av stangen kan omfatte et forholdsvis bredt spor 15 for i begynnelsen å oppta og føre kantene av én eller flere plater 16 av metall eller et annet materiale etter hvert som de nærmer seg Z-profilen. Man kan tenke seg at matestangen 14 eventuelt kan utgjøre en Z-profil som har i hovedsaken rette, ikke-konvergerende kanaler, slik det skal beskrives senere. Selv om Z-profilen ifølge oppfinnelsen kan benyttes til å danne en buttsveis på hvilke som helst konvensjonelle platematerialer og kan benyttes sammen med hvilke som helst konvensjonelle høyenergi- eller lav-energi-sveisemaskiner, er den i den foretrukne utførelse vist slik den benyttes i forbindelse med en boks- eller rørformingsmaskin som har et høyenergi-sveiseapparat, såsom en lasersveiser 17. Z-profilen 10 strekker seg langs den boksformende og sveisende maskin 12 og ender vanligvis nær lasersveiseren 17, som vist på fig. 1. I praksis har man funnet at Z-profilen bør befinne seg på en avstand innenfor ca. 3,175 mm fra sveisepunktet.

Ved fremstilling av sylindriske legemer, såsom bokser eller rør, passerer metallplaten eller annet platemateriale 16 gjennom en konvensjonell rullformer til boks-formingsmaskinens matestang 14 og presses til sylindrisk form ved hjelp av et antall innbyrdes adskilte valser eller ruller 18. Slik som vist på fig. 1, kan det langs maskinens lengde være anbrakt flere sett av slike ruller som bringer, en i hovedsaken flat materialplate til å formes til en i hovedsaken sylindrisk konfigurasjon med sidekantene glidbart opptatt i sporene 15 i formingsmaskinens matestang 14. Det skal bemerkes at selv om tegningene viser en rekke ruller for forming av platematerialet, kan det også benyttes andre konvensjonelle formingsmekanismer, såsom bueformede formings-ringer eller føringsstenger.

I tillegg til anordningene for forming av platematerialet må det også finnes én eller annen anordning for fremføring av platematerialet langs formingsmaskinens 12 spor 15, langs Z-profilen 10 og gjennom sveisestasjonen. I denne henseende kan det benyttes konvensjonelle transportø-rer av kjedetype, drivruller, resiprokerende stempler eller skyvestenger eller liknende, avhengig av den type konvensjonelt sveiseapparat som benyttes. Da det antas at typen av fremføringsmekanisme ikke er nødvendig for forståelsen av oppfinnelsen, er en sådan fremføringsmekanisme ikke vist på tegningene.

Slik som tidligere bemerket, er den foreliggende oppfinnelse særlig nyttig for fremstilling av buttsveiser med laser-, elektronstråle- eller plasmabuttsveiseapparater. I denne henseende er lasersveiseapparatets 17 optikk montert på rammen nær Z-profilens 10 avgangsende og. i en slik stilling at laserstrålen kan fokuseres på det platemateriale som har passert gjennom Z-profilen.

Idet det spesielt henvises til fig. 1-4, omfatter Z-profilen 10 ifølge oppfinnelsen en første ende eller mateende 19 som er beliggende nær formingsmaskinens 12 mateparti 14 og strekker seg til avgangsenden 20 som er beliggende i umiddelbar nærhet av sveiseapparatet 17. Z-profilen er oppbygget av tre langstrakte komponenter omfattende en sentral føringsdel 24 og to langstrakte, øvre og nedre føringsstenger 25 og 26. Den sentrale føringsdel omfatter et øvre parti 27 og et vertikalt forskjøvet, nedre parti 28 som er innbyrdes forbundet eller "mellomkoplet" (engelsk: interfaced) ved hjelp av et vertikalt plant stegparti 29. Det øvre parti 27 av den sentrale føringsdel 24 omfatter en øvre vegg 30, en ytre vegg 31, en indre vegg 32 og en nedre vegg 33. Det nedre parti 28 av den sentrale føringsdel 24 omfatter en nedre vegg 34, en ytre vegg 35, en indre vegg 36 og en øvre vegg 37.

Stegpartiet 29 er i virkeligheten den mengde grenseflate- eller mellomkoplingsmateriale som forbinder den sentrale føringsdels øvre og nedre partier og som i hovedsaken ikke har noen horisontal dimensjon. Det skal bemerkes at de innerste partier 38 og 39 av den øvre overflate 37 og den nedre overflate 33 av henholdsvis de nedre og øvre partier 28 og 27 er i hovedsaken flate eller horisontale.

Den nedre vegg 33 av den sentrale føringsdels øvre parti er videre skråttstilt nedover og innover fra den ytre vegg 31 til sin indre, plane overflate 39. På den annen side er den øvre vegg 37 av den sentrale føringsdels nedre parti skråttstilt oppover og innover fra den ytre vegg 35 til sin indre overflate 38. Når det gjelder den øvre vegg 37 av den sentrale føringsdels nedre parti, skal det bemerkes at denne overflate eller vegg er dannet av to hovedseg-menter som begge er anordnet i vinkel nedover i forhold til Z-profilen. På denne måte vil det ytterste parti 37' av denne vegg ikke forstyrre det sylinderformede materiale som ligger over denne vegg når Z-profilen er i bruk, slik det skal beskrives nærmere i det følgende.

Z-profilens stegparti er vertikalt avsmalnende langs sin lengde, idet det har en større vertikal dimensjon eller er tykkere nær Z-profilens mateende og konvergerer og ender i retning mot, men på avstand fra profilens avgangsende. I denne henseende er fig. 3 et tverrsnittsbilde av Z-profilen som viser stegpartiet nær Z-profilens mateende

hvor i det vesentlige stegets maksimale tykkelse er vist.

I motsetning til dette er fig. 4 et tverrsnittsbilde av Z-profilen som viser at det ikke gjenstår noe stegparti langs Z-profilens lengde nær dennes avgangsende 20. Idet det spesielt henvises til fig. 6, er det der vist at mellomkoplingen 29 smalner av til en endekant 29' på avstand fra Z-profilens avgangsende 20. Fra dette punkt av er den sentrale føringsdels øvre og nedre føringspartier 27 og 28 ikke innbyrdes forbundet ved hjelp av et steg, men er opphengt eller utkragende i adskilt forhold til Z-profilens avgangsende 20, idet de utkragede partier er betegnet med 27' og 28'. Stegpartiets avsmalning er forholdsvis konstant fra Z-profilens mateende til avslutnings- eller endepunktet 29', og forårsaker derved at platematerialets kanter er i det vesentlige i intim, innbyrdes tilstøtende kant-mot-kant-kontakt med hverandre etter hvert som materialet passerer i retning mot Z-profilens avgangsende og under sveiseapparatet 17. Dette tillater at en tilfredsstillende buttsveisesøm kan oppnås.

Den øvre ledeskinne eller føringsstang 25 er montert på den sentrale føringsdel 24 over og i adskilt forhold til det nedre, forskjøvne parti 28 og omfatter en øvre vegg 40, en ytre vegg 41, en indre vegg 42 og en nedre vegg som har første og andre veggsegmenter eller veggavsnitt 43 og 44. Veggavsnittet 4 3 er skråttstilt nedover og innover fra den ytre vegg 41 til skjæringspunktet med veggavsnittet 44. Veggavsnittet 44 er anordnet i hovedsaken parallelt med den innerste overflate 38 av den øvre vegg 37 av den sentrale føringsdels nedre parti og strekker seg i hovedsaken horisontalt fra den øvre føringsstangs 25 indre vegg 42 til skjæringspunktet med den nedre veggs skråttstilte avsnitt 43.

Det område som er avgrenset av den øvre førings-stangs 25 veggavsnitt 44, overflaten 38 av den øvre vegg av den sentrale føringsdels nedre parti og et parti av den sentrale føringsdels indre vegg 32, utgjør en første eller øvre kanal 46 i hvilken den ene kant av det platemateriale som formes, føres.

Den øvre føringsstang 25 er montert slik at dens indre vegg 42 ligger i flukt med den indre vegg 32 av den sentrale føringsdels øvre parti og de øvre vegger 30 og 40 av henholdsvis den sentrale føringsdels øvre parti og den øvre føringsstang ligger i hovedsaken i samme plan. På denne måte avgrenser det avskråtte, nedre veggavsnitt 43 av den øvre føringsstang 25 og den øvre, hellende eller avskråd-de overflate 37 av den sentrale føringsdels nedre parti en langstrakt, utad divergerende åpning som tillater platematerialet å gli langs den øvre kanal 46.

En andre eller nedre kanal 47 som likner kanalen 46, er dannet mellom den nedre føringsstang 26 og den sentrale føringsdels 24 øvre parti 27. I denne henseende er den nedre føringsstang 26 vertikalt adskilt og forskjøvet fra den øvre føringsstang 25 og er beliggende på den motsatte side av det vertikale plan som definerer den sentrale føringsdels stegparti 29. På denne måte er forbindelsespunk-tene mellom den øvre føringsstang og den sentrale føringsdel og den nedre føringsstang og den sentrale føringsdel i hovedsaken vertikalt innrettet.

Den nedre føringsstang 26 omfatter en nedre vegg 48, en ytre vegg 49, en indre vegg 50 og en øvre vegg som har et i to trinn skråttstilt parti eller avsnitt 51 og 51' som likner på avsnittet av den øvre vegg 37 av den sentrale føringsdels nedre parti 28, og et horisontalt avsnitt 52. Det horisontale avsnitt 52 av den nedre føringsstangs øvre vegg er adskilt fra den innerste, plane overflate 39 av den nedre vegg 33 av den sentrale føringsdels øvre parti og strekker seg i hovedsaken parallelt med denne. Området mellom veggavsnittet 52, overflaten 39 og et parti av den indre vegg 36 av den sentrale føringsdels nedre parti 28 avgrenser den nedre kanal 47.

De øvre og nedre føringsstenger 25 og 26 er løsbart eller avtagbart montert på den sentrale føringsdels øvre og nedre partier 27 hhv. 28 ved hjelp av en kombinasjon av plug-ger eller tapper 55 og hodeskruer 56. Tappene 55 er press-passet gjennom innrettede åpninger 57 som strekker seg gjennom henholdsvis føringsstengene og den sentrale føringsdel nær Z-profilens mateende. Hodeskruene 56 er adskilt langs Z-profilens lengde og er opptatt i gjengede åpninger 58 i

de øvre og nedre føringsstenger. Boringer 59 strekker seg gjennom den sentrale føringsdels øvre og nedre partier på linje med hver åpning 57, og hver av boringene 58 omfatter en forsenkning 59' i hvilken skruenes 56 hoder er opptatt.

I det foreliggende tilfelle har det materiale som benyttes til å fremstille bokser, vanligvis en tykkelse i området fra 0,13 mm til 0,30 mm, og kan fortrinnsvis være en 75# blikkplate som har en tykkelse på ca. 0,20 mm. Idet det spesielt henvises til fig. 3-5, har kanalene 46 og 47 gradvis redusert bredde langs Z-profilens lengde, og når det benyttes materiale med en tykkelse på 0,203 mm, vil kanalene begynne å smalne av fra ca. 0,406 mm nær Z-profilens mateende (fig. 3) og smalne konstant av etter hvert som kanalene nærmer seg Z-profilens avgangsende (fig. 4) .idet hellingen av hver av kanalene er forholdsvis konstant langs Z-profilens lengde. I denne henseende vil kanalene ved endepunktet av steget 29' være svakt vertikalt forskjøvet i forhold til hverandre, slik at den effektive starthøyde av den åpne kanal 60 som strekker seg fra stegendepunktet 29<1>til Z-profilens avgangsende, er tilnærmet det doble av den resul-terende høyde ved profilens avgangsende. Tykkelsen eller høyden av den kombinerte kanal 60 ved Z-profilens avgangsende er således bare noe større enn 0,203 mm når det sveises materiale med en tykkelse på 0,203 mm. Høyden av den kombinerte kanal 60 bør bare være tilstrekkelig til å tillate materialet å føres uten binding i kanalen. Dersom materiale av en annen tykkelse skal benyttes, adskilles de øvre og nedre føringsstenger tilsvarende i forhold til den sentrale føringsdel, og høyden av kanalen 60 blir likeledes justert.

Idet det henvises til fig. 2, er kanalen 46 også vist å ha et utvidet mateendeparti 61, og det skal bemerkes at kanalen 4 7 har et liknende parti på den motsatte side av Z-profilen. Disse utvidede partier tjener til innledningsvis å oppta kantene av platemateriale som passerer gjennom rammepartiets 14 spor 15 og innføres i Z-profilens kanaler 46 og 47. Den utvidede eller divergerende ende er dannet ved innledningsvis avskråning av de motstående, hellende overflater av føringsstengene og den sentrale føringsdel.

Slik som foran beskrevet, har kanalene 46 og 47 redusert dimensjon fra mateenden i retning mot stegendepunktet for på sikrere måte å styre den relative innstilling av platematerialets kanter når disse beveges langs Z-profilens lengde. Videre, og med spesiell henvisning til fig.

3 og 4, har steget liten eller ingen horisontal bredde.

Den sentrale føringsdels øvre og nedre partier er forskjøvet på hver side av et vertikalt plan slik at det innerste parti av kanalen 46 er vertikalt innrettet med det innerste parti av kanalen 47 i hele disses lengde.

I innretningen ifølge oppfinnelsen forårsaker det avsmalnende steg- eller mellomkoplingsparti 29 at kantene av platemateriale som passerer forbi stegets avslutningspunkt og senere kommer ut fra Z-profilens avgangsende, gradvis kommer til anlegg mot hverandre. De utkragede partier 27' og 28' av den sentrale føringsdels øvre og nedre partier og de tilgrensende ender av de øvre og nedre føringsstenger 25 og 26 vil sikre at platematerialets motstående kanter vil fortsette å gå fremover eller bli beveget til i hovedsaken intim og kontinuerlig, innbyrdes tilstøtende kant-mot-kant-forbindelse etter hvert som materialet føres langs den kombinerte kanal 60 og utenfor Z-profilens avgangsende. Slik som foran omtalt, ligger Z-profilens avgangsende på nær avstand i forhold til sveisepunktet W (fig. 1), idet den vanligvis ligger så nær som 3,175 mm. Da Z-profilens avgangsende ligger meget nær sveisesonen, kan det være nød-vendig å skråstille eller avskråne nesepartiet 62. På grunn av mengden av refleksjonsvarme som Z-profilens avgangsende kan bli utsatt for, særlig når et lasersveiseapparat benyttes, kan videre Z-profilens avgangsende være belagt med polert kobber eller et annet høyreflekterende materiale.

Da det avsmalnende steg er den konstruksjons-mellomkoplingsdel som adskiller kanalene 46 og 47, innses det at kanalene konvergerer vertikalt i forhold til hverandre etter hvert som mellomkoplingen eller steget reduseres i vertikal dimensjon. Breddeegenskapene av hver kanal bør imidlertid opprettholdes etter hvert som kanalene konvergerer i forhold til hverandre, for å sikre at kantene av platematerialet som passerer gjennom kanalene, vil fortsette å bli presset til en i hovedsaken innrettet, vertikal forbindelse.

Som vist på fig. 3 - 5, er kanalen 46 nedad avsmalnende langs Z-profilens lengde og konvergerer derved i retning mot kanalen 47 etter hvert som steget reduseres i dimensjon. Dette er oppnådd ved å avskråne den nedre vegg 43 langs lengden av den øvre føringsstang 25. Avsmalningsgra-den vil avhenge av Z-profilens lengde og den endelige, vertikale dimensjon som er nødvendig for å tillate tykkelsen av materialet å gli langs den kombinerte kanal 60.

På liknende måte er den øvre overflate 37 av den sentrale føringsdels 24 nedre parti 28 nedad avsmalnende langs lengdeaksen fra Z-profilens mateende til dens avgangsende. Det henvises på nytt til tverrsnittet slik det er vist på fig. 3 Og 4 nær Z-profilens mateende hhv. avgangsende. I dette tilfelle er imidlertid tverrsnittet av den sentrale føringsdels nedre parti 28 kontinuerlig redusert fra fig. 3 til fig. 4 etter hvert som den øvre føringsstang 25 øker i tverrsnitt. Videre må hellingsvinkelen eller hellingsgraden fra den ene ende av veggen 37 til den andre være i hovedsaken komplementær til den tilsvarende helling av den vertikalt overliggende, nedre vegg 4 3 av den øvre føringsstang 25.

Etter hvert som mellomkoplingen avtar i dimensjon fra Z-profilens mateende til dens avgangsende, vil således den nedre vegg 4 3 av den øvre føringsstang 25 og den øvre overflate 37 av den sentrale føringsdels nedre parti være nedad avsmalnende i forhold til Z-profilen, og kanalen 46 vil dermed være hellende eller nedadgående fra Z-profilens mateende til dens avgangsende. I virkeligheten konvergerer kanalen 46 mot kanalen 47 langs Z-profilens lengde.

I stedet for å bringe kanalen 46 til å konvergere mot kanalen 47 langs Z-profilens lengde, kunne imidlertid kanalen 46 holdes i hovedsaken konstant mens den motstående vegg 33 av den sentrale føringsdels øvre parti 27 og den nedre føringsstangs 26 veggavsnitt 51 kan være hellende for å bringe kanalen 47 til å konvergere mot kanalen 46. Man kan dessuten tenke seg at begge kanaler kunne bringes til å konvergere mot hverandre. Man kan også tenke seg at Z-profilen kunne ha en sentral føringsdel 24 og øvre og nedre føringsstenger 25 og 26 med en i hovedsaken konstant tverr-snittsform for å danne i hovedsaken parallelle, vertikalt adskilte kanaler, slik at en sådan Z-profil kunne fungere som matestangen 14.

I innretningen ifølge oppfinnelsen presser for-mings- eller føringsrullene 18 platematerialets kanter til intim, glidende kontakt med bunnene av kanalene eller sporene 46 og 47, slik at disse kanter er i innbyrdes adskilt, vertikal forbindelse med hverandre.

I en alternativ utførelse av oppfinnelsen har den sentrale føringsdels øvre parti 27 og den øvre føringsstang 25 utkragede nesepartier 65 som strekker seg utover forbi Z-profilens avgangsende og forbi sveisepunktet W, fig. 7.

I denne utførelse kan en innskjæring 66 være anordnet i de øvre vegger nær avgangsenden av den sentrale føringsdels øvre parti 27 og den øvre føringsstang 25. Innskjæringen tillater Z-profilen å innrettes i umiddelbar nærhet av sveisehodet WH i et konvensjonelt lasersveiseapparat.

Idet det fortsatt henvises til fig. 7, er en konisk åpning 68 anordnet gjennom nesepartiene 65 av den sentrale føringsdels øvre parti 2 7 og den øvre føringsstang 25. Åpningen 68 er innrettet med sveisehodet WH for å tillate en energistråle B å fokuseres på de innbyrdes tilstøtende kanter av platematerialet som passerer derunder. På grunn av mengden av reflektert energi kan nesepartiene være spesialbehand-let eller belagt med et beskyttende materiale. Under drift tilveiebringer nesepartiene 65 ikke bare en vertikal barriere som ytterligere vil hindre platematerialets kanter fra rela-tiv vertikal forskyvning, men på grunn av at nesepartiene strekker seg forbi sveisepunktet, vil nesepartiene være i kontinuerlig kontakt med det materiale som sveises, og derved tilveiebringe en god kilde for elektrisk jording som er nødvendig dersom forskjellige kombinasjoner av høyenergi-

sveiseteknikker skal benyttes.

På grunn av utskiftningsegenskapene til den tre-delte konfigurasjon av Z-profilen, kan delene fremstilles av forskjellig materiale avhengig av behovet for bearbeid-barhet og slitasje. For eksempel kan den sentrale førings-del være fremstilt av et karbidmateriale, såsom silicium-karbid, eller den kan være fremstilt av andre harde materia-ler, såsom verktøystål eller liknende, mens sideføringene kan være fremstilt av det samme materiale ellerrde kan være fremstilt av et forskjellig, slitasjebestandig materiale. Friksjonskontakt mellom platematerialets kanter og Z-profilen har dessuten en tendens til å erodere Z-profilens materiale og utvide kanalene, særlig når platematerialet beveges med en hastighet på ca. 15 - 35 meter pr. minutt, idet man også kan tenke seg høyere hastigheter. For å redusere frik-sjonsslitasjen, har det videre vært nødvendig å benytte en hardere stållegering, hvilket ifølge sakens natur fører til en mindre smibarhet og større skjørhet i materialet, hvilket på sin side øker vanskeligheten ved maskinering av kanalene.

I innretningen ifølge oppfinnelsen blir den sentrale føringsdel 24 og de øvre og nedre føringsstenger 25

og 26 dannet separat og kan gjøres ferdige ved overflate-sliping eller andre metoder, eller de kan dannes ved presi-sjonsstøping for å sikre at kanalenes bunnhjørner er skarpe og ikke inneholder hulkiler eller skråkanter.

Man kan også tenke seg at de forskjellige elementer av Z-profilen 10 kan konstrueres av et mindre kostbart, mer smibart materiale hvoretter hvert element eller et parti av hvert element kan dekkes av et slitasjebestandig materiale med lav friksjonskoeffisient, såsom Armaloy, krom eller liknende. Et slikt belegg kan påføres på konvensjonell måte, for eksempel ved en galvaniserings- eller elektropletterings-prosess, kjemisk belegning, elektrostatisk belegning eller liknende. Z-profiler som har spor i det størrelsesområde som man her tenker seg, kan normalt ikke belegges på vellyk-ket måte med et hardt, sli tasjebestandig materiale ved hjelp av konvensjonelle prosesser, da sporene har en tendens til enten å oppsamle belegnings- eller overtrekksmaterialet i disse, med tilhørende tilstopping av sporene, eller slike spor kan hindre inntrengning av overtrekksmaterialet. Med den av flere elementer bestående Z-profil ifølge oppfinnelsen kan imidlertid disse elementer belegges og gjøres ferdige separat, og de blir deretter sammensatt og innstilt.

Da den sentrale føringsdel og de øvre og nedre føringsstenger dannes separat, kan de fjernes og utskiftes uavhengig av hverandre, uten nødvendigheten av utskiftning av hele Z-profilen. Det er også åpenbart at det parti av Z-profilen som opptar den største slitasje, kan være dannet av eller belagt med det hardeste materiale, mens de partier som opptar mindre slitasje, kan være fremstilt av et mykere materiale som kan ferdigbehandles mer lettvint. Da delene er uavhengige utskiftbare, er det åpenbart at et mindre for-råd kan holdes på lager og at en mindre kapitalinvestering står på spill.

Slik som foran nevnt, kan Z-profilkonstruksjonen eventuelt modifiseres i noen grad for å muliggjøre anvendelse av denne som en mellomliggende Z-profil 70, slik som vist på fig. 8-10. Når lange materialplater skal sveises, kan det foretrekkes å benytte én eller flere sådanne mellomliggende Z-profiler 70 i stedet for én kontinuerlig Z-profil 10, særlig på grunn av de praktiske fremstilling- og omkostnings-hensyn.

Sådanne mellomliggende Z-profiler 70 kan eventuelt være anordnet i lineært adskilt forhold -mellom den innleden-' de formingsstang eller formingsrullene og den utvidede mateende av Z-profilen 10 ved sveisesonen.

Den på fig. 8-10 viste, mellomliggende Z-profil 70 omfatter en langstrakt, sentral føringsdel 71 som har øvre og nedre, vertikalt adskilte og forskjøvne partier 72 og 73 som er forbundet i ett stykke langs en felles, vertikal mellomkopling eller et plan 74. Øvre og nedre førings-stenger 75 og 76 er løsbart montert eller festet til den sentrale føringsdels 71 øvre og nedre partier 72 og 73 ved benyttelse av et antall innbyrdes adskilte hodeskruer 77. Hodeskruene 77 er anbrakt gjennom åpninger 78 i den sentrale føringsdel og opptatt i gjengede åpninger 79 i de øvre og

nedre føringsstenger 75 og 76.

Som vist i tverrsnittene på fig. 9 og 10, er to vertikalt adskilte kanaler 80 og 81 avgrenset mellom førings-stengene 75 og 76 og den sentrale føringsdels 71 øvre og nedre partier 72 og 73. Til forskjell fra kanalene i den primære Z-profilkonstruksjon 10, konvergerer imidlertid ikke kanalene vertikalt i forhold til hverandre langs Z-profilens 70 lengde. Fig. 9 viser Z-profilen 70 i tverrsnitt nær dennes mateende 85, mens fig. 10 viser tverrsnittet av Z-profilen 70 nær dennes avgangsende 86. Det skal bemerkes at tverrsnittsdimensjonene av føringsstengene 75 og 76 og den sentrale føringsdel 71 er konstante og at mellomkoplingen 74 likeledes har konstant, vertikal dimensjon.

Begge kanaler 80 og 81 tilveiebringer en klaring som er noe større enn mateenden av den primære Z-profils kanaler 46 og 47. Videre er begge kanaler svakt utvidet eller divergerende som vist ved 88 nær Z-profilens 70 mateende 85 for å bistå med innledende føring av platematerialets kanter inn i kanalene.

Den relative form på veggene som avgrenser kanalene 80 og 81, likner på den primære Z-profils 10 kanaler 46 og 47 med den unntagelse at det i hovedsaken ikke finnes noen langsgående helling til noe veggparti da ingen avsmalning av kanalene er forutsett.

Ved bruk monteres de mellomliggende Z-profiler 70 til formingsmaskinens ramme mellom formingsrullene og den primære Z-profil 10. Etter hvert som platematerialet transporteres fra de innledende formingsruller, vil de motstående kanter av materialet gå inn i de mellomliggende Z-profilers kanaler 80 og 81 i motsetning til å gå inn i kanalene 15 i formingsmaskinens matestang 14. Deretter styres platematerialet i retning mot den primære Z-profil 10. Etter hvert som platematerialet transporteres langs den mellomliggende Z-profil, blir materialets kanter restriktivt ført og opp-rettholdt i vertikalt adskilt forhold, slik at de går inn i den primære Z-profils kanaler 46 og 47.

Slik som foran bemerket, tilveiebringer de mellomliggende Z-profilers 70 kanaler mer klaring enn den primære

Z-profils kanaler. Dersom således det platemateriale som sveises, har en tykkelse på 0,203 mm, bør kanalene 80 og 81 tilveiebringe en klaring på mer enn ca. 0,406 mm.

Når det gjelder industriell anvendelse, kan Z-profilen ifølge oppfinnelsen benyttes ved buttsveising av platemateriale, slik som eksemplifisert ved sømsveising av bokser eller andre sylindriske legemer. Z-profilen monteres på hovedrammen av en sveisemaskin og materialplater med en ønsket tykkelse, for eksempel en tykkelse på ca. 0,203 mm, fremføres mot Z-profilens mateende. Etter hvert som platematerialet fremføres, presser formingsrullene platematerialet til en sylindrisk konfigurasjon. Etter hvert som frem-føringsinnretningen beveger platematerialet fremover, opp-tas de motstående kanter i de utvidede åpninger av de vertikalt adskilte kanaler 46 og 47. Etter hvert som platematerialet fortsetter å fremføres, konvergerer platematerialets kanter vertikalt mot hverandre slik at de er i hovedsaken i intim kontakt når de i begynnelsen kommer til anlegg mot hverandre nær mellomkoplingens endepunkt 29', og vil fortsette å bli beveget til i hovedsaken kontinuerlig kant-mot-kant-kontakt med hverandre etter hvert som de fremføres i den kombinerte, åpne kanal 60, slik at de avgis fra Z-profilen og fremføres til et sveiseapparat i sådan innbyrdes tilstøtende forbindelse.

Da det er mulighet for flere beholdere til å bli kontinuerlig fremført langs Z-profilen til sveisestasjonen i rask rekkefølge, kan buttsveiseoperasjonen være i hovedsaken kontinuerlig, slik som nevnt tidligere i beskrivelsen. Selv om Z-profilen ifølge oppfinnelsen eventuelt kan benyttes sammen med en lavenergikilde, kan man ved benyttelse av et lasersveiseapparat med en nominell effekt på ca. 1 - 3 kW tenke seg at sveisehastigheter på ca. 15 - 40 meter pr. minutt kan oppnås ved benyttelse av en blikkplate med en tykkelse på 0,203 mm. Når man benytter den riktige elek-triske jordingsteknikk, kan videre et 1 kW lasersveiseapparat benyttes i forbindelse med en 2 kW plasmabueenhet som er anbrakt over sveiseområdet, for å oppnå sveisehastigheter på 40 - 60 meter pr. min. Anbringelse av plasmabuevarme- enheten under sveisepunktet med laserenheten anbrakt over kunne videre muligens øke sveisehastighetene til ca. 60 - 80 meter pr. min. ved sveising av den samme blikkplate med en tykkelse på 0,203 mm.

Claims (14)

1. Z-profilinnretning for føring av kantene av platemateriale til intim innbyrdes tilstøtende kant-mot-kant-forbindelse med hverandre når materialet beveges mot en tilgrensende sveisesone, omfattende en Z-profil med inngangs-og avgangsender, en langstrakt, sentral føringsdel og langstrakte, øvre og nedre føringsstanganordninger, idet de øvre og nedre føringsstanganordninger har første og andre ender og den sentrale føringsdel omfatter øvre og nedre, vertikalt forskjøvne partier som er forbundet ved hjelp av en i hovedsaken vertikalt anbrakt mellomkopling, idet de forskjøvne partier har i hovedsaken vertikalt innrettede vegger på motsatte sider av mellomkoplingen, karakterisert ved at den omfatter en anordning for montering av de øvre og nedre føringsstanganordninger på de nevnte vegger av den sentrale føringsdels øvre hhv. nedre partier, idet de nevnte andre ender av hver av de øvre og nedre føringsstanganord-ninger strekker seg mot sveiseinnretningen, en første kanal som er dannet mellom den sentrale føringsdels nedre parti og den øvre føringsstanganordning, en andre kanal som er dannet mellom den sentrale føringsdels øvre parti og den nedre føringsstanganordning, idet de første og andre kanaler er beliggende i vertikalt adskilt forhold til hverandre langs i det minste et parti av lengden av den sentrale føringsdel og er dimensjonert for glidbar opptagelse og føring av platematerialets kanter, idet minst én av kanalene smalner av i forhold til den andre langs sin lengde slik at kanalene gradvis konvergerer vertikalt i forhold til hverandre langs den sentrale føringsdel, idet den vertikale mellomkopling mellom den sentrale føringsdels øvre og nedre partier er kontinuerlig redusert i dimensjon langs sin lengde og ender i et punkt som er adskilt fra Z-profilens avgangsende, idet de første og andre kanaler konvergerer til åpen kommunikasjon langs Z-profilens lengde mellom det nevnte punkt i hvilket mellomkoplingen ender og Z-profilens avgangsende, slik at platematerialets kanter bringes til.innbyrdes tilstø tende kant-mot-kant-kontakt inne i Z-profilen, hvorved platemate rialets kanter er i hovedsaken i innbyrdes tilstøtende kant-mot-kant-kontakt med hverandre når platematerialet avgis fra Z-profilinnretningen til sveisesonen.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at hver av den øvre føringsstanganordning og den sentrale føringsdels øvre parti omfatter et parti som strekker seg i lengderetningen forbi den andre ende av den sentrale føringsdels nedre parti, for å strekke seg forbi sveisesonen for å holde Z-profilen i hovedsaken i kontakt med platematerialet forbi sveisesonen.

3. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at det gjennom de forlengede partier er anordnet en åpning som ligger på linje med sveisesonen, slik at energi fra sveiseinnretningen kan passere gjennom åpningen.

4. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at minst én av de øvre og nedre føringsstang-anordninger er avsmalnende langs sin lengde.

5. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den sentrale føringsdels øvre og nedre partier er utkraget utover i innbyrdes adskilt forhold til hverandre mellom det punkt i hvilket mellomkoplingen ender og partienes andre ender.

6. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at de første og andre kanaler har en klarings-høyde på ca. 0,203 - 0,254 mm når de er i åpen kommunikasjon nær Z-profilens avgangsende.

7. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at kanalene er i kontinuerlig ikke-overlappende forbindelse med hverandre langs i hovedsaken hele Z-profilens lengde.

8. Z-profilinnretning for fø ring av kantene av platemateriale til i hovedsaken intim kontakt med hverandre etter hvert som materialet beveges mot en sveiseinnretning, karakterisert ved at den omfatter en langstrakt, sentral føringsdel som har øvre og nedre, vertikalt forskjøv-ne partier som er forbundet i ett stykke langs i det minste et parti av sin lengde og har inngangs- og avgangsender, idet de i ett stykke forbundne partier er konstant redusert i dimensjon fra føringsdelens inngangsende i retning mot dennes avgangsende, to langstrakte, øvre og nedre førings-stanganordninger , en anordning for løsbar montering av de øvre og nedre føringsstanganordninger på den sentrale føringsdel, en første kanal som er avgrenset mellom den øvre føringsstanganordning og den sentrale føringsdels nedre parti, en andre kanal som er avgrenset mellom den nedre føringsstanganordning og den sentrale føringsdels øvre parti, idet de første og andre kanaler er dimensjonert for glidbar opptagelse av platematerialets kanter, idet kanalene er i vertikalt adskilt, motstående forbindelse med hverandre og konvergerer i forhold til hverandre langs Z-profilens lengde, og de indre kanter av hver av kanalene har i hovedsaken skarpe hjørner.

9. Z-profilinnretning for føring av kantene av platemateriale etter hvert som materialet beveges mot én sveiseinnretning, karakterisert ved at den omfatter en langstrakt, sentral fø ringsdel som har øvre og nedre, vertikalit forskjøvne partier som er forbundet i ett stykke langs i det minste et parti av sin lengde og har inngangs-og avgangsender, idet de i ett stykke forbundne partier strekker seg fra føringsdelens inngangsende i retning mot dennes avgangsende, langstrakte, øvre og nedre føringsstang-anordninger, en anordning for lø sbar montering av de øvre og nedre føringsstanganordninger på den sentrale føringsdel i vertikalt forskjøvet forbindelse i forhold til hverandre på motsatte sider av den sentrale føringsdel, idet den øvre føringsstanganordning er montert på den sentrale føringsdels øvre parti og den nedre føringsstanganordning er montert på den sentrale fø rinsdels nedre parti, en første kanal som er avgrenset mellom den øvre føringsstanganordning og den sentrale føringsdels nedre parti, en andre kanal som er avgrenset mellom den nedre føringsstanganordning og den sentrale føringsdels øvre parti, idet kanalene er dimensjonert for glidbart å oppta platematerialets kanter i motstående forbindelse, idet kanalene er i vertikalt adskilt forbindelse med hverandre langs i det minste et parti av Z-profilens lengde, og de indre kanter av hver av kanalene har i hovedsaken skarpe hjørner.

10. Fremgangsmåte ved kontinuerlig buttsveising av de motstående kanter av platemateriale med en sveiseinnretning, karakterisert ved at den omfatter de trinn å presse kantene til i hovedsaken innrettet, vertikalt adskilt forbindelse med hverandre, å fremføre platematerialet kontinuerlig mot sveiseinnretningen samtidig som de nevnte kanter bringes til å konvergere vertikalt mot hverandre inntil kantene er i hovedsaken i innbyrdes tilstøtende kant-mot-kant-f orbindelse med hverandre, og deretter å sveise de innbyrdes tilstøtende kanter med sveiseinnretningen for å buttsveise kantene til hverandre.

11. Fremgangsmåte for kontinuerlig buttsveising av de motstående kanter av et antall separate materialplater for å danne sylindriske gjenstander, karakterisert ved de trinn a) at de separate materialplater kontinuerlig og fortløpende formes til i hovedsaken sylindriske konfigura-sjoner og de motstående kanter av platene innføres i vertikalt adskilt forbindelse med hverandre i føringskanaler i en føringsinnretning, b) at de motstående kanter av hver materialplate presses inn i de nevnte føringskanaler etter hvert som materialplatene kontinuerlig og fortløpende fremføres i føringskanalene, c) at de motstående kanter av hver av materialplatene bringes til å konvergere vertikalt til i hovedsaken innrettet kant-mot-kant-forbindelse etter hvert som materialplatene fortløpende fremføres fra føringskanalene inne i innretningen, og d) at de mot hverandre anbrakte kanter av materialplatene deretter kontinuerlig og fortløpende innføres og buttsveises i en høyenergi-sveisesone.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at materialplatenes kanter opprettholdes i kontakt med føringsinnretningen forbi sveisesonen.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at materialplatene fremføres kontinuerlig med hastigheter på opp til 40 meter pr. minutt frem til og gjennom sveisesonen.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at materialplatene fremføres kontinuerlig med hastigheter på mellom ca. 15 og 80 meter pr. minutt frem til og gjennom sveisesonen.