SE433579B - Anordning for elektroslaggsvetsning och pasvetsning - Google Patents

Description

191.- 8304334-9 Även en annan anordning för elektroslaggsvetsning och pàsvetsning är känd, vilken innefattar ett svetshuf vud, som är försett med dels en mekanism för förflyttning av ett munstycke med icke-smältande och nedsmältbara elekt- roder i tràdform ooh dels en mekanism för inmatning av den nedsmältbara elektroden i tràdform i slaggbadet.

Denna kända anordning gör det möjligt att vid elekt- roslaggsvetsning eller pàsvetsning, i kombination med den icke-smältande elektroden använda en nedsmältbar elektrod i tradform (tradelektrod), varför anordningen far ökade svetstekniska möjligheter. I avsaknad av tràdelektroder med önskad kemisk sammansättning är det emellertid ofta lämpligt, att man i kombination med den icke-smältande elektroden använder nedsmältbara elektroder av olika typ, dvs. elektroder i tràdform och stavformade elektroder med olika kemisk sammansättning. Efter svetstekniska övers väganden måste man ofta i slaggbadet införa låga mängder desoxiderande metaller, vilket emellertid icke kan ge- nomföras med denna kända anordning.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning för elektroslaggsvetsning och pasvetsning, vars konstruktiva utförmning gör det möjligt att avsevärt öka anordningens svetstekniska möj- ligheter dels genom ändring av kombinationerna av nedsmält- bara elektroder av olika typ, dvs. tråd- och stavformade sådana, med en icke-smältande elektrod och dels genom införande av legerande tillsatsmaterial eller desoxiderande metaller i tillsatstràdform i slaggbadet. 8304334-9 Detta syfte uppnås medelst en anordning för elektro- slaggsvetsning och pàsvetsning, vilken innefattar ett hu- vudsvetshuvud, som är försett med dels en mekanism för förflyttning av ett munstycke med icke-smältande elektrod och smältande(nedamältbar) elektrod i trädform och dels en mekanism för inmmmingewden nedsmältbara elektroden i tràdform i slaggbadet, varvid anordningen enligt upp- finningen utmärker sig av att den dessutom innefattar ett ytterligare(extra) svetshuvud, som är försett med en mekanism för inmatning av en nedsmältbar stavformad elekt- rod och ett i styrelement infört tillsatsmaterial i trad- form i slaggbadet och anordnat pà huvudsvetshuvudet sa, att man kan ändra en lutningsvinkel för den nedsmältbara stavformade elektroden mot den icke-smältande elektroden, under det att styrelementet för tillsatsmaterialet(till- satstràden) är fäst pà huvudsvetshuvudets munstycke.

Det är lämpligt, att anordningen är försedd med en mekanism för korrigering(korrektion) av den nedsmältbara stavelektrodens läge, vilken mekanism är rörelsemässigt förbunden med det ytterligare svetshuvudets hus.

Det är vidare lämpligt, att huvudsvetshuvudets munstyoke är uppbyggt av en strömledande sko, som är förbunden med mekanismen för förflyttning av munstycket, och en hållare, som är anordnad att uppbära den icke- smältande elektroden och den nedsmältbara tradelektroden och ledbart fäst på den strömledande skon, varför man ytterligare kan korrigera.den nedsmältbara(smältande) 8304334-9 _14. _ stavelektrodens läge i förhållande till den ioke-smäl- tande elektroden.

Den sa utformade anordningen för elektroslaggsvets- ning och pàsvetsning gör det möjligt att framställa svetsar av hög kvalitet på arbetsstycken av företrädesvis s.k. sam- mansatt inlegerade titan-, nickel- och kopparlegeringar samtidigt som man i detta fall använder tillsatsmaterial med förhållandevis enkel kemisk sammansättning.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvis- ning till bifogade ritning, pà vilken fig. la schematiskt visar en anordning enligt uppfinningen för elektroslaggsvets- ning och pàsvetsning, fig. 3 visar ett snitt längs linjen III-III i fig. 1, vig. 2 visar en vy av den i fig. l visade anordningen sedd i pilens A riktning, fig. 4 visar en frontvy av den i fig. l visade anordningens munstycke = med iere-smältanae elektron och rilisatstraa samt staveie- ktrod och fig. 5 visar en frontvy av den i fig. l visade anordningens munstycke med nedsmältbar tràdelektrod och tillsatstràd. zßïr Anordningen enligt uppfinningen för elektroslaggsvets- ning och pàsvetsning innefattar ett huvudsvetshuvud 1 (fig. 1), pà vars bärfundament 2iär fästa dels en meka- nism 3 för förflyttning av ett munstycke 4 med en icke- smältande elektrod 5 och en nedsmältbar elektrod 6 i trad- form och dels en mekanism 7 för inmanting av den nedsmältbara tradelektroden 6 i ett pà ritningen icke visat slaggbad, som alstras vid svetsning av ett arbetsstycke eller vid päsvetsning. 8304334-9 ._ 5 ._ munstycket 4'är uppbyggt av en strömledande sko 8, som är stelt fäst pà en såsom mekanismens 3 utgående länk fungerande list 9, och en hållare 10, som är ledbart fäst pà sko 8 medelst ett ledorgan ll och anordnad att uppbära den icke-smältande elektroden 5 och den nedsmáltbara elektroden 6 i tràdform. munstyckets 4 hållare 10 är stelt förbunden med ett strömtillförande styrrör 12 för den nedsmältbara trad- elektroden 6. Den nedsmältbara tradelektroden 6 är över ett avsnitt, som ligger mellan inmatningsmekanismen 7 och styrröret 12, innesluten i teleskopiskt anordnade rör 13 och 14, varvid röret 13 är fäst pà mekanismen 7, medan röret 11+ är fäst på munstyckets 4 hall-are 1o.

Det för anordningen enligt uppfinningen utmärkande är att anordningen innefattar ett ytterligare svetshu- vud 15, som är försett med en mekanism 16 för införande av en nedsmáltbar stavelektrod l? och ett i ett styrele- ment l9 infört tillsatsmaterial i tradform (en tillsats- tràd)l8 -i slaggbadet. Det ytterligare svetshuvudet 15 är anordnat pà huvudsvetshuvudet 1 så, att man kan ändra lutningsvinkeln för den nedsmältbara stavelektroden 17 mot den icke-smältande elektroden 5, varvid styrelemen- tet 19 för tillsatstràden 18 är fäst pà huvudsvetshuvu- dets 1 munstycke 4.

För att lutningsvinkeln för den nedsmältbara stavelektro- den 17 mot den icke-smältande elektroden 5 skall kunna ändras är på mekanismens 3 hus 20 stelt fäst en konsol 21 8304334-9 . von. för uppbärande ar“^ vilken svetshuvüíoi ett ledorgan 23 ;,_ spår 24 med en f*-a i spåret 24.

Styrelemen;.= av tva teleskopï:I2 27 är fäst på s;J,2L.:;a att styra tills;:*=;*“ mekanisnen l6 any :.;_ mekanismer li elektroden 1? os: * fattar ett hus šï styrningar 30 åí;e I huset 29 ejiïe och 32, vilka är 2 pektive 34. Bull. tarrullar, varvåà *” med en elektris (fig. 3). Rulla? 1'* fjädrar 37, vií:- a anliggning mot i stötorgan 39 (fi axeltapparna 3% -j gurformade och -oi : tillsatstràden I? na 40.

I huset 29 k (in I ;säarligare svetshuvudet 15, pa šïs 22 är vridbart fäst medelst '~rmat, i huset 22 upptaget :em är avsedd att läsa huset 22 "*? *illsatstråden 18 är uppbyggt ';äïïêa rör 26 och 27, varvid röret 1 3 hus 20. Ett rör 28 är avsett i lä i riktning från inmatnings- ~,_f;.._,_¿. a a 2? e ïning av den nedsmältbara stav- 1<-@stràden 18 i slaggbadet inne- » ïfigtares av pà huset 22 anordnade 'T är anordnade två par rullar 31 if på axlar (axeltappar) 33 res- 'f avsedda att fungera som ma- - :ïçltapp 34 är förbunden med en 13 xïrbunden reduktionsväxel 35 1) är fjäderbelastade medelst ; på axeltappar 38 och är i i fia axeltapparna 33 varande *:i@llt med rullarna 32 är pa *. fnardnade. Rullarna 31 är fi- ' ;_¿ trycka stavelektroden 17 och aï1;rna 32 respektive mot rullar- Ä år även anordnad en strömtill- f. ve»- 8304334-9 förselenhet 41, som innefattar en strömtillförselsko 42, som är fjäderbelastad medelst en fjäder 43, som är anbragt pa en axeltapp 44 och star i anliggning mot ett stötorgan 45, som är i kontakt med skon 42, som är avsedd att trycka stavelektroden 17 mot en pà en axeltapp 47 anordnad stöd- rulle 46.

Anordningen är, enligt uppfinningen, försedd med en mekanism 48, som är avsedd att korrigera den nedsmältbara stavelektrodens 1? läge 1 förhållande till den icke-smäl- tande elektroden 5 och rörelsemässigt förbunden med det ytterligare svetshuvudets 15 hus 22.

Mekanismen 48 innefattar en reversibel elektrisk driv- anordning 49 , som är anordnad på. ett upphängningso rgan 50, som är stelt fäst vid det ytterligare svetshuvudets 15 hus 22 medelst pelare 51. Den elektriska drivanordningens 49 utgående länk, som utgöres av en kuggstang 52, är förbun- den med inmatningsmekanismens 16 hus 29.

Den nedsmältbara stavelektrodens 17 läge i förhål- lande till den icke-smältande elektroden 5 kan korrigeras ytterligare genom vridning av munstyokets 4 hallare 10 i förhållande till strömtillförselskon 8 och låsning av neiieren io i detta läge medelst ett laeergen 53.

För att de teleskopiskt inställda rören 14 och 13 skall kunna förskjutas ett motsvarande avstånd är en enhet 54 för fästning av röret 14 vid hàllaren 10 så utformad, att den kan förskjutas ställbart pa hàllaren 10.

Anordningen enligt uppfinningen för elektroslaggsvets- ning och pasvetsning fungerar pa följande sätt. 8304334-9 I beroende av egenskaperna hos det material, som skall svetsas, och det aktuella arbetsstyokets svetstek- niska egenskaper väljer man först en lämplig utföringsform _av elektroslaggprocessen, dvs. elektroslaggsvetsning eller pàsvetsning under användning av respektive kombination av elektroder. Om man exempelvis för den givna metallkva- liteten icke disponerar över elektroden i tradform med samma kemiska sammansättning, använder man lämpligen-i kombination med den icke-smältande elektroden- en stav- elektrod, dvs. ett tillsatsmaterial, som motsvarar den givna smetallkvaliteten, eller en stavelektrod och en mindre legerad tràdelektrod. I detta fall kan man med anordningen enligt uppfinningen genomföra elektroslaggsvets- ningen eller pàsvetsningen under användning av den icke- smältande elektroden 5 (fig. 4) och den nedsmältbara stavelektroden 17. man förflyttar medelst mekanismen 3 (fig. l) listen 9, som uppbär munstyoket 4 med den icke- smältanae, pa detta fästa ëiektroaen 5, till ett utgångs- läge för svetsning eller pàsvetsning, varefter man me- delst inmatningsmekanismen 16 förflyttar den nedsmält- bara stavelektroden 17 till utgångsläget för svetsning eller pàsvetning.

För att dels intensifiera stavelektrodens 1? smält- ning, dels ytterligare kunna legera svetsen medelst de i den icke-smältande elektroden 5 ingående beståndsde- larna och dels kunna minska uppvärmningen och oxida- tionen av stavelektroden över dess utskjutande parti, vilket är av särskild betydelse vid svetsning och pas- .v = .novs-v- - f 8304334-9 ... 9 _. vetsning av titanlegeringar, sammanföres elektroderna 1? (fig. 4) och 5 genom att man dels vrider det ytterligare svetshuvudets 15 hus 22 (fig. l) i ledorganet 23, dels laser det förinställda läget i husets 22 spar 24 medelst skruven 25 och dels förflyttar mekanismens 16 hus 29 i styrnin¿arna 30 (fig. 2) medelst korrektionsmekanismen 46 (fig. l). Lessutom kan man, om sa erfordras, ytter- ligare korrigera elektrodernas 17 och 5 läge genom vrid- ning av munstyckets 4 (fig. 4) hållare l0 i ledorganet ll i förhållande till munstyokets 4 strömtillförselsko 8 och läsning av hàllarens 10 nämnda läge medelst làsorganet 53. Därefter genomföras elektroslaggförloppet , dvs. elekt- roslaggsvetsningen eller pàsvetsningen pà i och för sig kända sätt , samtidigt som man konstanthaller de förut- bestämda, energimässiga svetsnings- eller pasvetsningspa- rametrarna dels genom konstanthallning av den förutbestämda inmatningshastigheten för stavelektroden 17 (fig. l) me- delst inmatningsmekanismen 16, dels genom korrigering av stavelektrodens 17 läge i förhållande till den icke-smältan- de elektroden 5 medelst mekanismen 48, dels genom den ovan beskrivna ytterligare lägeskorrektionen och dels genom att rörelsehastigheten hos munstycket 4 med den icke-smäl- tande elektroden 5 hàlles lika med det smälta metallbadets höjhastighet.

I ett antal fall exempelvis vid svetsning(eller pas- vetsning) av nickellegeringar, vilka innehåller kemiskt aktiva hàllfasthetsökands grundämnen exempelvis titan och aluminium, oxideras dessa grundämnen delvis och överföras eso4ss4-9 _ 10 _ till slagg, varför svetsgodsets mekaniska egenskaper för- sämras.

I dessa fall kan man förinställa den önskade halten av dessa grundämnen i svetsgodset genom att man i slagg- badet, i låga mängder (med låg inmatningshastighet) inma- tar en tillsatstrad av aluminium eller titan eller hoptvin- nade(sammanslagna)titan- och aluminiumtradar. Om man i detta fall sasom huvudtillsatsmaterial använder en ned- smältbar stavformad elektrod, användes huvudsvetshuvudet l för införande av dessa inlegerande och desoxiderande tillsat- smedel i slaggbadet, vilket med andra ord innebär att man medelst mekanismen 7, genom röret l3 och rören 14 (fig.4) :"j. och 12 tillför tillsatstràden 18, som i detta fall _tjänst- 'E gör som nedsmältbar elektrod i trådform. Härvid justeras mekanismen 7 till att arbeta under inlegeringsförhàllan- den. h_;_ I ett antal fall exempelvis vid svetsning eller pas- vetsning av s.k.sammansatt legerade titan- och nickellege- ringar använder man nedsmältbara elektroder med olika ke- misk sammansättning sàsom tillsatsmaterial i och för för- bättring av svetsarnas mekaniska egenskaper. I dessa fall hopbygges (sammansâttes) de nedsmältbara platformade elektroderna av plåtar med olika kemisk sammansättning.

Det är känt, att hastigheten av elektroders smältning över det insmälta tillsatsmaterialets massa är högre vid samma energimässiga prooessförhàllanden, ju mindre elektrodernas tvärsnittsyta är. Om nedsmältbara-elektroder med olika kemisk sammansättning användes, använder man 8304334-*9 _ 11 _ därför lämpligen en mer sammansatt(mer komplicerat) leäe- rad , nedsmältbar stavelektrod och en mindre legerad ned- smältbar trådelektrod. för att kunna intensifiera småltnin- gen och den ytterligare inlegeringen exempelvis medelst svàrsmälta grundämnen(volfram, molybden, niob, rhenium) användes lämpligen en kombination av nämnda nedsmältbara elektroder med en icke-smältande elektrod, som innehåller respektive svàrsmälta metaller. Användningen av en dylik kombination av elektroder bidrar till att öka svets- eller pàsvetsutbytet.

I dessa fall utföres elektroslaggsvetsningen eller pàsvetsningen medelst dels den icke-smältande elektroden 5 (fig. 1), dels den nedsmältbara tràdelektroden 6, som tillföras medelst mekanismen 7, som omställts till att arbeta under svetsningsförhàllanden(med höga inmatningshas- tigheter), och dels den nedsmältbara elektroden 17, som inmatas medelst mekanismen 16, varvid elektrodernas läge korrigeras på samma sätt som beskrives ovan. För att svet- sen skall kunna få den förutbestämda kemiska sammansättnin- gen beräknar man den mängd metall(material), som skall införas i slaggbadet medelst den ena och den andra nedsmält- bara elektroden, varvid ruekanismernas 7 och 16 inmatnings- hastighet inställes pà respektive sätt.

För att svetsgodset skall kunna fa den förutbestämda önskade halten lättoxiderande metaller exempelvis titan och aluminium inför man tillsatstràden 18 av titan res- pektive aluminium i slaggbadet genom styrröret 28 (fig. 1) 8304334-9 _ 12 _ och styrelementet 19 medelst mekanismen 16, dvs. dess rullar 40 (fig. 3). 5 Om man vid genomförande av elektroslaggprocessen, dvs. elektroslaggsvetsning eller pàsvetsning använder den neds- mältbara stavformade elektroden 17 i kombination med den icke-smältande elektroden 5, kan man- genom motsvarande justering av korrektionsmekanismen 48- under en förutbes- tämd processcykel eller ett processtidsintervall antingen sammanföra den nedsmältbara stavelektroden 1? med den icke-smältande elektroden 5 eller avlägsna elektroden l? ett visst avstånd fràn elektroden 5. Samtidigt förflyttar kuggstàngen 52 mekanismens 16 hus 29 framåt och bakat i styrningarna 30 (fig. 2) hos det extra svetshuvudets 15 hus 22 medelst den reversibla elektriska drivanordningen #9. ;~ff Den nedsmältbara stavelektroden 17 rör sig samtidigt framåt och bakat utefter spalten mellan de kanter, som skall svetsas. Genom denna processteknik tillförsäkras genomsmältning av de kanter hos arbetsstycket, som skall svetsas, över en större tjocklek, varjämte man inför de- serade mängder av den icke-smältande elektrodens 5 in- legerande beståndsdelar i det insmälta tillsatsmaterialet i svetsen.

I ett antal andra fall exempelvis vid svetsning av svetsar med stor längd eller vid svetsning av arbetsstyc- ken med fasonformat tvärsnittgprofiltvärsnitt) användes e företrädesvis den nedsmältbara tradelektroden 6 i kombina- tion med den icke-smältande elektroden 5 (fig. 5). Om 8304334-9 _ 13 _ tràdelektroden med erforderlig kemisk sammansättning saknas, införes ytterligare de bristande metallerna (materialen) i form av tillsatstràden 18 genom att denna inmatas i slaggbadet medelst mekanismens 16 (fig. 1) rul- lar 40 (fig. 3), varvid man såsom den nedsmältbara elekt- roden 6 använder en mindre legerad svetstràd, som till- föras medelst mekanismen 7, som i detta fall omställes till att arbeta under svetsningsförhàllanden (med höga tràdtillförselhastigneter) .

I samtliga, ovan beskrivna fall genomföras elektro- slaggprocessen pa inom svetstekniken kända sätt.

Anordningen enligt föreliggande uppfinning för elektroslaggsvetsning och pasvetsning gör det möjligt att vid svetsning eller pàsvetsning , inom vida gränser kombinera elektroder av olika typ med korrektion av deras inbördes läge 1 spalten mellan de kanter av arbetsstycken, som skall svetsas, varigenom man kan framställa svetsar av hög kvalitet och öka svetsutbytet företrädesvis vid svetsning av arbetsstycken framställda av titan-, nickel- och kopparlegeringar.

Claims (3)

53304334-9 u..~ _ 14 _ P A T E N T K R A V

1. Anordning för elektroslaggsvetsníng och pasvetsning (innefattande ett huvudsvetshuvud (l),som är försett med dels en mekanism (3) för förflyttning av ett munstycke (4) med en icke-smältande elektrod (5) och en nedsmältbar elektrod (6) i tràdform och dels en mekanism (7) för inmatning av den nedsmältbara tràdelektroden (6) i ett slaggbad, k ä n n e t e c k n a d av att den dessu- tom innefattar ett ytterligare svetshuvud (15), som är försett med en mekanism (16) för inmatning av en nedsmält- bar stavformad elektrod (17) och ett i ett styrelement (19) infört ninsnnnnnnenial (18) i cnaafnnn i niaggba- det och anordnat pà huvudsvetshuvudet (1) sä, att man kan ändra lutningsvinkeln för den nedsmältbara stavelektro- den (17) mot den icke-smältande elektroden (5), varvid styrelementet (19) för tillsatstràden (18) är fäst pa huvudsvetshuvudets (1) munstycke (4).

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e - _ t e c k n a d av att den är försedd med en mekanism (48 ) för korrektion av den nedsmältbara stavelektro- dens (17) läge i förhållande till den icke-smältande elekt- roden (5), vilken mekanism är rörelsemässigt förbunden med det ytterligare svetshuvudets (15) hus (22).

3.5 inandning enligt gnnencknavet 2, k ä n n e ne n k - n a d av att huvudsvetshuvudets (1) munstyoke (4) är dppbyggt av en strömledande sko (8), som är förhunden med mekanismen (3) för förflyttning av munstycket (4), och 83-04334-9 ._15 ._ en hållare (10), eom är anordnad att uppbära den icke- smältande elektroden (5) och den nedsmältbara tràdelektro- den (6) och ledbart fäst på den strömledande skon (8) vilket gör det möjligt att ytterligare korrigera den nedsmältbara stavelektrodens (17) läge i förhållande till den icke-smältande elektroden (5).