SE460265B - Foerfarande och anordning foer soemsvetsning medelst rullelektroder samt en mellan rullelektroderna och arbetsstyckena anordnad kontinuerlig traadelektrod - Google Patents

Description

460 265 i U1 lO Lu O 'JJ U 1 2 att den erhåller till tillplattad tvärsnittsform, varvid - beroende på valsprocessen - trådelektroden erhåller en högre hållfasthet genom motsvarande mindre töjbarhet, så att det vid svetsstället inte sker någon ytterligare förlängning av tråden och alltså en löpögleupptagnings- anordning är överflödig. Användning av hårdtråd som trådelektrod visas alltså. Denna tanke fastslås ännu tydligare i CH-PS 536 163, där man också säger, att man skall valsa en rundtràd, exempelvis koppartråd, tills den erhåller åtminstone en 50 % högre sträckgräns exempelvis 13 kp/mmz, företrädesvis l00 % högre sträck- gräns exempelvis 18 kp/mmz, än den tråden hade före valsningen.

Genom användning av en hàrdtråd som trådelektråd vid elektrisk sömsvetsning med rullelektroder kan visser- ligen den i princip oönskade förlängningen av elektrod- träden vid dess första genomlopp genom svetsstället praktiskt taget undvikas, men då med nackdelarna att hårdtråden under inflytande av svetstrycket anpassar sig mindre väl till arbetsstyckena som skall svetsas, att det vid ledningen av hårdtråden över elektrodbär- rullarna och styrrullarna krävs högre styrkrafter och att hârdtråd är sprödare, vilket ökar risken för drifts- störningar.

Föreliggande uppfinning har därför till uppgift att åstadkomma det inledningsvis nämnda förfarandet och den för genomförande av förfarandet bestämda svets- anordningen på sådant sätt, att man kan avstå från an- vändande av hârdtrád såsom trådclektrod och trots detta undvika en löpöglebildning på trádelektroden mellan den första och den andra elektrodbärrullen, och det utan kvalitetsförsämring på de erhållna svetssömmarna.

Enligt uppfinningen har denna uppgift lösts med de i patenakraven l respektive 8 angivna kännetecknen förfarandet och svetsanordningen. Speciella kännetecken 'U HV ä fördelaktiga utföringsformer av förfarandet respektive 'U i? svetsanordningen är definierade 5 underkraven. 'iv Lu 460 265 3 Uppfinningen skall närmare beskrivas i det följande under hänvisning till medföljande ritningar och ett utföringsexempel.

Fig l är en schematisk framställning i sidovy av en anordning för elektrisk sömsvetsning medelst rull- elektroder; fig 2 visar i större skala ett vertikalt tvärsnitt genom svetsstället i svetsanordningen enligt fig l; fig 3 är ett diagram avsett att åskådliggöra de mekaniska egenskaperna hos koppar.

Den i fig l visade svetsmaskinen har ett maskin- stativ 10, på vilket en svetsarm lOA har anordnats.

Intill svetsarmens fria ände 10A finns en första och undre elektrobärrulle ll roterbart lagrad, mittemot vilken en andra övre elektrodbärrulle 12 är anordnad.

Den undre elektrodbärrullen ll är fritt roterbar kring en stationär axel 13. Den övre elektrodbärrullen 12 ä andra sidan sitter på en roterande axel 14 som är lagrad på ett inte närmare visat sätt och står i opera- tiv förbindelse med en drivmotor l5, vilket i fig l endast antydes schematiskt. Den ände av axeln l4 som bär den övre elektrodbärrullen 12 är medelst ett styr- lager l6 inom vissa gränser rörligt styrd i vertikal riktning. En fjäder 17 trycker styrlagret 16 och därmed den övre elek rodbärrullen 12 nedåt i riktning mot den undre elektrodbärrullen ll.

Den dvre elektrodbärrullen 12 och den roterande axeln 14 är elektriskt isolerade gentemot maskinstative: EO. En làgspänningslindning 18 hos en elektrisk svets- transíormator l9 står i elektrisk förbindelse ä ena sidan med maskinstativet 10 och à andra sidan med den rörliga axeln lá och därmed också med den övre elektrod- k) n'rrullen l . En ej visad växelströmskälla är anslut- ninqsbar till an för en högre elektrisk spänning dimen- n :ionerad li äninq 20 på svefstransformatorn 19 fö: att rullsömssvetsning. Den undre elektrcdbär- 'âr via axeln l3 i elektrisk förbindelse 'eiíïet 10. 460 265 lO 4 Av fig 2 framgår att var och en av de båda elektrod- bärrullarna ll och 12 pà sin omkrets är försedd med ett styrspår 2l respektive 22 för upptagning och styr- ning av en trådelektrod 23. Tràdelektroden 23 av koppar har en i stort sett rektangulär tvärsníttsform, som har åstadkommits genom planvalsning av en tråd med från början rund tvärsnittsform, något som i det följande skall förklaras.

Enligt fig l finns ett valspar 24, 25, där åtmin- stone valsen 25 är operativt förbunden med en drivmotor 26. Till spalten mellan de båda valsarna 24 och 25 förs en koppartråd med runt tvärsnitt, varvid spalten är så inställd, att koppartråden, när den passerar valsarna 24 och 25, valsas till den i fig 2 visade i stort sett rektangulära tvärsníttsformen. Då koppartråden lämnat , kens axel 28 är lagrad i en rörlig lagerdel 29, som valsparen 24, löper den över en spännrulle 27 vil- i sin tur dras nedåt med hjälp av en fjäder 30 enligt fig l. Från spännrullen 27 löper koppartråden 23 över ,styr- och linrullar 31, 32, 33 och 34 till den undre elektrodbärrullen ll. Sedan koppartràden 23 lindats på ca 2/3 av den undre elektrodbärrullens ll omkrets, löper den över ytterligare styrrullar 35, 36 och 37 till den övre elektrodrullen l2. Sedan koppartråden 23 lindats på ungefär 2/3 av den övre elektrodbärrullens l2 omkrets, löper den över en sista styr- och linrulle 38 till en trädutdragningsanordning 40 som nedan beskrivs närmare. 2 De båda för sammansvetsning avsedda arbetsstyokena 41 och 42 föres överlappande varandra tillsammans igenom de båda elektrodbärrullarna ll och 12, varvid arbets- styckena 41 och 42 dock inte kommer i direktkontakt med elektrodbërrullarna utan med de kring dessa löpande den såsom tràdelektrod fungerande koppar- ; 23” Härigenom uppnås att vid svetsning av arbets- , vitplåt det under svetsförloppet från ytorna på arbetsstyckenï smeltande tennet inte häftar vid rul- larna ll och l2 :an vid koppartråden 23 och transpor- lO 460 265 teras bort med denna från svetsstället.

Trädutdragningsanordningen 46 har två trummor 44 och 45, som är anordnade bredvid varandra med parallella axlar och varav endast den ena trumman 45 är operativt förbunden med en drivmotor 46. Koppartråden 23 löper flera gånger omväxlande kring rullens 44 respektive rullens 45 halva omkrets. Via ett ändlöst band 48, som förs över tre styrrullar 50, Sl och 52, pressas trådlind- ningarna pà trummans 45 omkrets. Rullens 52 axel 53 påverkas av en fjäder 54, som sörjer för att det ändlösa bandet 48 är spänt och att en part i detsamma ständigt anligger mot trummans 45 omkrets, vilken trumma kan drivas av motorn 46. Efter det att koppartràdcn 23 löpt genom trådutdragningsanordningen 40, förs den i ett styrrör 55, genom vilket koppartràden leds till en träd- sönderdelare 56, som sönderdelar koppartràden i korta tràdstycken, som är lämpade för återvinning av materialet.

Användnings- och verkníngssättet hos den beskrivna rullsömsvetsmaskinen är som följer: Under svetsoperationens gång sätts den övre elektrcd- bärrullen 12 i rotation medelst moton1l5 i riktning med de i fig l inritade pilarna. Härvid tas den såsom trådelektrod fungerande koppartràden med genom friktion, varigenom också den undre elektrodbärrullen ll säggs i rotation_ fe för sammansvetsning avsedda arbetsstyc- kena 41 och 42 tas med, likaledes genom friktion via de över de båda elektrodbärrullarna ll och 12 löpande delarna av koppartràden 23 och transporteras genom svets- stället. Fjädern 17 alstrar därvid ett svetstryck på omkring 60 till 70 kg, vilket ger en tryck elastning på dc till arbetsstyckena 41 och 42 angränsande delarna av kopparträdcn 23 kring 8-till lü kp/mmz. medelst svets- transíormatorn l9 àstadkcms en strömstyrka i området från 4030 till 6000 A tvärs genom arbetsstvckena 41 och 42, varigenom svetsning av desamma åstadkommes.

Elektrodbärrullarna ll can 12 vi som exezpel s led; till con från fiesamna genom urtau- 460 265 lO (n) »Ju 6 ningar i axlarna l3 respektive 14, så att temperaturen hos elektrodbärullarna och de kring dessa löpande om- slutande delarna av koppartråden häller en temperatur 1 området mellan lo och 3o°c. 3 Såsom redan omnämnts, förs den såsom trådelektrod fungerande koppartrâden 23 genom valsparet 24, 25 och valsas till den önskade rektangulära tvärsnittsformen.

Den under svetsningen av arbetsstycken av vitplåt med tenn belagda koppartråden 23 dras, efter det att den löpt över den övre elektrodbärrullen 12 och över styr- och linrullen 38, ut medelst trádutdragningsanordningen 40 ut och hackas medelst tràdsönderdelare 56 sönder till korta tràdavkllpp. 2 I I det följande kommer endast detaljer avseende den enligt uppfinningen använda koppartràden 23 att beskrivas. Som utgångsmaterial fungerar rund koppar- träd 23A (fig l), som har en brottgräns aB i området från 22 till 23 kp/mmz. Ur diagrammet enligt fig 3 kan man utläsa, att sträckgränsen c för en sådan koppar- S tråd, dvs vid endast 0,2 % kvarstående töjning, utgör l0 till ll kp/mmz, medan brottöjningen e ligger mellan och 40 %. En koppartråd med nämnda mešaniska egenska- per betecknas i allmänhet såsom mjuktràd. Då de för sammansvetsning'avsedda arbetsstyckena 41 och 42 består av plåt med en tjocklek på från 0,10 till 0,40 mm, har den koppartråd 23A som fungerar såsom utgàngsmaterial för tràdelektroden lämpligen en diameter på 1,37 mm, vilket ger en tvärsnittsyta på 1,5 mmz.

Koppartråden 23A formas därefter om mellan valsarna 24 een 25, så att den valsade koppartràden 23 erhåller en nära nog rektangulär tvärsnittsform med sidorna 2,0 mm och 0,7 mm. Under valsningsförloppet reduceras tvär- snittsytan medßhögst 10 %, exempelvis från 1,5 mmz till ungefär l,4 mm¿ varvid en ökning av brottgränsen GB till 25 kp/mmz, en minskning av brottöjningen till ett värde i omradet från 26 till l?_% och en àkning av stšäckgrënsen as till ett värde mellan ll och l3 Rp/mm uppstår. En koppartråd med dessa mekaniska M* lO l5 460 265 7 egenskaper tillhör fortfarande endast kategorien mjuk- trådar (“Weichdrähte“). Motorn 26 för drivning av vals- paret 24, 25 har lämpligen en effekt på ungefär 1,2 kW.

Via spännrullen 27 hâlles dragspänningen i den valsade koppartråden 23 vid dess genomlopp till den undre elektrodbärrullen ll vid nära nog konstanta värden.

I tràdavsnittet mellan styr- och linrullarna 31 och 32 upppår dragspänningen för ändamålet till mellan 3 och 4 kp/mmz och i trâdavsnittet mellan styr- och lin- rullarna 33 och 34 till mellan 5 och 6 kp/mmz. Eftersom koppartrådsdelen 23 som omger den undre elektrodbär- rullen ll under svetsoperationen inte endast drivs via det på den drivna övre elektrodhärrullen 12 alstrade draget utan dessutom drivs med hjälp av friktionen från de med varandra sammansvetsade arbetsstyckena 4l och 42, minskar dragspänningen i koppartråden då denna löper kring den undre elektrodbärrullen ll. I eràdavsnittet mellan den undre elektrodbärrullen ll och styr- och linrullen 35 uppgår dragspänningon fortfarande till exempelvis 2 till 3 kp/mmz. Under koppartrådens 23 vidare lopp till den övre elektrodbärrullen 12 erhåller den på varje ställe under passagen av en styr- eller lin- rulle 35, 36 och 37 en höjning av dragspänningen. På så sätt när dragspänningen i tràdavsnittet mellan rul- larna 36 och 37 exempelvis ett värde i området mellan 4 och 5 kp/mmz och i trådavsnittet mellan rullen 37 och den övre elektrodbärrullen l2 ett värde i området mellan 5 och 6 kp/mmz. Motorn 15 för drivning av den övre elektrodbërrullen 12 avger lämpligen en på omkring 0,375 kw på axeln l4.

Tràdutdraqningsanordningen 40 alstrar i trådavsnit- tet mellan styr- och linrullen 38 och trummorna åê 45 en dragspänning, som för ändamålet ligger i onrídot 'I mellan 8 och l0 kp/mmL varmed en tät omlindninï av kop- partraden 23 på den övre ää för ele rodbärrullon 12 astad- äctorn drivni C .Q av trëdutiragningsanord- 1 .PJ-J . 460 265 lO LlJ UI 8 Det framgår att dragspänningarna i de olika tråd avsnitten i koppartrâden 23 klart understiger den till- låtna dragspänningen os som anger sträckgränsen, så 'J -' att ingen kvarstående förlängning uppträder på grund l av de i koppartråden 23 rådande dragspänningarna. Å andra sidan uppträder alltid en viss förlängning av koppartråden 23 vid dennas genomlopp genom svetsstället mellan de båda elektrodbärrullarna ll och l2, emedan det där under inflytande av det av fjädern l7 åstadkomma svetstrycket sker en valsning av koppartråden. Den vid koppartrådens 23 lopp över den övre elektrodbärrullen l2 följande förlängningen av tråden upptas i tràdutdrag- ningsanordningen 40 och har ingen inverkan pà svetsför- loppet. Annat gäller fiör förlängningen av koppartråden 23 vid dennas lopp över den undre elektrodbärrullen ll.

Det har visat sig, att med de ovan angivna värdena för svetstrycket, för temperaturen på elektrodbärrullarna och för dragspänningen i koppartràdens 23 tràdavsnitt mellan den undre och den övre elektrodbärrullen, tråden vid sitt lopp över den undre elektrodbärrullen ll under svetsförloppet erhåller en förlängning pà omkring 5 %.

En ytterligare förlängning med ungefär samma storlek erhåller koppartråden vid sitt lopp över den övre elektrod- bärrullen l2. Till följd därav är frammatningshastig- heterna hos de med arbetsstyckena 41 och 42 i beröring kommande delarna av koppartråden 23 åtskilda med ungefär lü %. De båda arbetsstyckena 41 och 42 erhåller därmed en frammatningshastighet, som är lika med det aritmetiska medelvärdet för det undre och det övre tràdpartiets förskjutningshastigheter vid svetsstället. Följaktligen O sulterar detta i en eftcrsläpning på omkring S f medan mellan det pä den undre elektrodbärrullcn ll löpande trådpartiet och det undre arbetsstycket 41, medan samtidigt lp~ lnCl m 'n motsatt eftersläpning erhålles på li des omkring e % mellan det kring den övre elektrodbärrullen 12 löpan~ 4.. de trádpartiet och det övre arbetsstycket 42. Det kunde oväntat konstateras att nämnda eftersläpning inte har någon negativ inverkan på den erhållna svetssömmen lO 460 265 9 kvalitet. I verkligheten får eftersläpningen stiga till fö %, vilket motsvarar en förlängning av den som tråd- elektrod fungerande koppartråden med l2 %.

Eftersom det tvärtemot den hittills härskande me- ningen inte är nödvändigt att använda en hårdtràd såsom trâdelektrod, dvs en koppartràd med en höjd sträckgräns es, att det inte längre uppträder någon förlängning vid dess första passage av svetsstället, kan man enligt uppfinningen använda en koppartràd som tràdelektrod med en sträckgräns pà endast ll till 13 kp/mmz. En sådan koppartràd som fortfarande är att beteckna som mjuk, är mindre styv och mindre spröd än en hårdtrád, varför den är lättare att hantera och lättare att föra över de olika rullarna i svetsanordningen, varigenom i varje rulle också mindre styrkrafter är nödvändiga, vilket gör att dragspänningarna kan sänkas. En ytterligare fördel med den mjuka koppartrâden gentemot en hårdtràd visas därigenom, att den mjuka träden anpassar sig bättre till ytorna på de för sammansvetsning avsedda arbetsstyckena, vilket leder till förbättring av kva- liteten på de erhållna svetssömmarna. Slutligen innebär den mjuka tråden också mindre risk för driftavbrott till följd av trådbrott, då mjuktråden är mindre spröd än hårdtràden.

Claims (13)

460 265 10 15 20 RA CJ »J mi) 10 PATENTKRAV GM

1. Förfarande för sömsvetsning medelst trådrulle- elektroder eller elektrodbärrullar (ll, 12) med hjälp av en trådelektrod (23) som kontinuerligt matas över en första elektrodbärrulle (ll), flera styr- och linrullar (34-37) och en andra elektrodbärrulle (12), varigenom två över elektrodbärrullarna (ll, 12) löpande trådelektrod- delar medelst elektrodbärrullarna (ll, 12) pressas mot de för sammansvetsning avsedda arbetsstyckena (41, 42) med erforderligt svetstryck, medan elektrisk ström leds från den första (ll) till den andra (12) elektrodbärrullen eller omvänt tvärs igenom tràdelektroden (23) och arbets- styckena (41, 42), och varvid tràdelektroden (23) för frammatning av de för sammansvetsning avsedda arbets- styckena (41, 42) är motordriven, k ä n n e t e c k n a t därav, att som trådelektrod (23) används en koppartråd med en sträckgräns på mellan ll och 13 kp/mm och en brottöjning på mellan 26 och 17 %, att koppartrådsavsnit- tet mellan den första och andra elektrodbärrullen (ll, 12) utsätts för en dragspänning på mindre än 10 kp/mmz, att svetstrycket väljes i omrâdet mellan 60 och 70 kg, och att elektrodbärrullarna (ll, 12) kyles till en drifts- temperatur i området mellan 10 och 30°C, så att koppar- tråden då den löper över den första elektrodbärrullen (ll) får en längdtöjning på högst 6 % och då den löper över den andra elektrodbärrullen (12) en ytterligare längdtöjning på högst 6 %.

2. Föršarande enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att en koppartràd med en sträckgrëns på 12 kp/mmz och en brottöjning på omkring 21 % används. k ä t därav, att koppartrådsavsnittet mellan 3

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, n n e - _ n a den första och den andra elektrodbärrullen (ll resp 12) ges en dragspënning i området mellan 2 och 6 ke/mmz. a-.ït

4. Förfarande anlagt något av kraven l-3, k a n ~ n e t e e ä n a t därav, att den andra av elektroibär-, 10 15 20 25 30 r 460 265 ll (12) är motordriven (15) och den första elektrod- bärrullen endast vrides genom frammatning av koppartråden, rullarna varvid det koppartrådsavsnitt som ligger före den första elektrodbärrullen erhåller en dragspänning på högst 6 kp/mmz.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, k ä n - n e t e c k n a t därav, att koppartràden efter att ha löpt över den andra tràdbärrullen dras ut med en dragspänning på högst 10 kp/mmz.

6. Förfarande enligt något av kraven 1-S, k ä n - n e t e c k n a t därav, att en koppartråd med rund tvärsnittsform, en sträckgräns på mindre än ll kp/mmz och en brottöjning på mer än 30 % bearbetas medelst (24, 25) till en i stort sett rektangulär tvärsnittsform, varigenom följer en reduktion ett motordrivet valspar i tvärsnittsyta på högst 10 %.

7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k - n a t därav, att dragspänningen i koppartrådsavsnittet mellan valsparet (24, 25) och den första elektrodbär- rullen (11) medelst en vikt- eller fjäderbelastad spänn- rulle (27) hålles på ett nära nog konstant värde i om- rådet mellan 3 och 6 kp/mmz.

8. Anordning för sömsvetsning medelst rullelektro- der för genomförandet av förfarandet enligt krav 1, med en tràdelektrod (23) vilken är motordriven, som förs över en första elektrodbärrulle (ll), flera styr- och linrul- lar (34-36) och en andra elektrodbärrulle (12), med don för frammatning av de för sammansvetsning avsedda arbets- 42) till svetsstället mellan de bada (11, 12) och de na av trådelektroden (23), med styckena (41, elekt- över dessa löpande delar- (l6 17) med syfte att rodbärrullarna don för samman- pressning av elektrodbärrullarna (ll, alstra ett svetstryck och med don för kylning av elektrod- bärrullarna, k ä n n e t e c k n a d därav, att tråd- elektrodes (23) är en kopparträd med en sträckqräns på mellan ll och 33 kp/mm” och en bruttöjning på mellan 26 och *J w, att den andra elektrodbärrullen (22) är 460 265 l0 15 20 25 30 L.) UI 12 motordriven (15), medan den första elektrodbärrullen (11) är fritt vridbar, att det pà koppartràdsavsnittet mellan den första och andra elektrodbärrullen ráder en dragspänning på mindre än 10 kp/mmz, att svetstrycket är mellan 60 och 70 kg, och att driftstemperaturen hos elektrodbärrullarna (11, 12) ligger i området mellan 10 och 30°C.

9. Svetsanordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att koppartråden har en sträckgräns pà omkring 12 kp/mmz och en brottöjning på omkring 21 %.

10. Svetsanordning enligt krav 8 eller 9, k ä n - n e t e c k n a d därav, att koppartràdsavsnittet mel- lan den första och andra elektrodbärrullen (11, 12) är belastat med högst 6 kp/mmz.

11. Svetsanordning enligt något av kraven 8-10, k ä n n e t e c k n a d därav, att koppartråden efter att ha löpt över den andra elektrodbärrullen (12) matas till en trådutdragningsanordning (40), och att det i koppartràdsavsnittet mellan den andra elektrodbärrullen (12) och trádutdragningsanordningen (40) råder en drag- spänning på högst 10 kg/mmz.

12. Svetsanordning enligt något av kraven 8-11, k ä n n e t e c k n a d därav, att det finns ett motor- drivet valsgar (24, 25) till vilket matats en koppar- tråd med rund tvärsnittsform, en sträckgräns på mindre än 11 kp/mmz och en brottöjning pà mer än 30 %, och vilket valspar är så anordnat, att det ger koppartràden en i stort sett rektangulär tvärsnittsform vid en reduk- tion av tvärsnittsytan på högst 10 %, och att koppartrå~ den med rektangulär tvärsnittsform tillförs den íörsta elektrodbärrullen (11).

13. Svetsanordning enligt krav 12, k ä n n P t n a d därav, att koppartrâdcn mellan valsparet 424, 25) och den förstalelektrodbärrullen (11) förs över en spänn- rulle (27), som via en vikt eller åtminstone en fjäder (30) är så belastad, att det pà koppartrádsavsníttet mel- lan spännzuïlen (27) och den första elektrodbärrullcn . . . - .. . . 'J (111 V-:kar en dregspannxng pa mellan 3 och 6 kpfmm“_ :Ck-