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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschweissen von Bolzen an Trägern mit zwischengeschaltetem verzinkten Blech unter Anwendung des elektrischen Lichtbogen-Bolzenschweissverfahrens mit Zündung des
Lichtbogens durch einen Vorstrom, dem sich der Hauptstrom anschliesst, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
Zum Beispiel bei der Herstellung einer verlorenen Schalung für die betonierte Fahrbahndecke einer
Brückenkonstruktion war es bisher üblich, die Schalungsbleche mit Löchern zu versehen und Kopfbolzen durch diese Löcher hindurch an z. B. doppel-T-förmigen Trägern festzuschweissen. Die Bleche konnten hiebei mit einer
Zinkschicht und die Träger mit einer Zink-Staubfarbe zum Schutz gegen Korrosion versehen sein. Nachteilig ist hiebei, dass das Voranbringen der Löcher für die Kopfbolzen umständlich ist und dass sich diese Bolzen ohne
Anbringung von Löchern unter Zwischenschaltung der Bleche an den Trägern nicht festschweissen lassen, wenn die Zinkschicht eine grössere Schichtdicke besitzt, weil dann das beim Schweissprozess verdampfende Zink die
Schweissgüte beeinträchtigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Anwendung des Bolzenschweissverfahrens, das Anschweissen von Bolzen an einen Träger mit zwischengeschaltetem verzinkten Blech zu ermöglichen, ohne dass durch die Zinkschicht die
Schweissgüte beeinträchtigt wird.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass das verzinkte Blech zeitlich zwischen Vorstrom und
Hauptstrom durch den Lichtbogen mit einem zwischen dem Vorstrom und dem Hauptstrom liegenden
Stromwert durchgebrannt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Bolzen durch das dünne Blech hindurch, ohne Voranbringung von Löchern, an einen Träger angeschweisst werden können und dass durch Anwendung des Durchbrennstromes während der Durchbrennzeit für das dünne, verzinkte Blech die bisher störenden Zinkdämpfe vor Einsetzen des eigentlichen Schweissstromes bereits von der Schweissstelle entfernt sind. Dabei ist darauf zu achten, dass die bei dem üblichen Bolzenschweissverfahren verwendeten Keramikringe nicht zu knapp am Schaft des Bolzens anliegen. Es sollen zirka 2 mm Luft vorhanden sein. Die Keramikringe sollen überdies eine genügend grosse Schweisswulstbildung ermöglichen. Es muss auch dafür Sorge getragen sein, dass das dünne, verzinkte Blech an dem Träger od. dgl. plan und fest anliegt.
Die Durchbrennzeit und/oder der Durchbrennstrom ist zur Anpassung an Blechstärke und Bolzenquerschnitt veränderbar.
Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung, mit einer elektrischen Stromquelle, einer Bolzenschweisspistole und einer Steuervorrichtung für einen Vorstrom und einen darauf folgenden Hauptstrom ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung zeit- und strombestimmende Mittel für einen zwischen Vorstrom und Hauptstrom fliessenden Durchbrennstrom besitzt. Vorzugsweise weist die Steuervorrichtung Stellmittel zum Einstellen des Strom- und des Zeitwertes für den Durchbrennstrom auf.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen : Fig. l einen schematischen Schnitt durch das herzustellende Schweissgut ; Fig. 2 eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung und Fig. 3 ein schematisches Strom- und Zeitdiagramm.
Wie aus Fig. l ersichtlich, ist ein Kopfbolzen--l-durch ein dünnes beidseitig verzinktes Blech-2mit Zinkschichten-3, 4--, deren Dicke 3 bis 4 p. übersteigt, hindurch an einem z. B. doppel-T-förmigen Träger - festgeschweisst. Die dem Blech zugekehrte Oberseite des Trägers --5-- kann mit einer Zink-Staubfarbe--6-zum Schutz gegen Korrosion versehen sein.
Die Vorrichtung zum Anschweissen des Bolzens-l-am Träger--5-durch das verzinkte Blech - 2-hindurch besteht aus einer Stromquelle--10--. Aus Leistungsgründen können zwei übliche für das Bolzenschweissen vorhandene Stromquellen eingesetzt werden. Ihre Pluspole sind über Leitungen-11, 12- mit dem Träger --5-- verbunden. Ihre Minuspole sind über Leitungen-13, 14-an die Steuervorrichtung - angeschlossen. Die Steuervorrichtung besitzt Zeitgeber, die die Dauer eines Vorstromes, eines Mittelstromes und eines Hauptstromes bestimmen. Der Vorstrom ist dabei meist konstant. Die von dem Hauptstrom bestimmte Schweisszeit ist abhängig vom Bolzenquerschnitt einstellbar. Desgleichen ist die Durchbrennzeit mit dem Mittelstrom, z.
B. abhängig von Bolzenquerschnitt und Blechstärke, einstellbar. Ausgangsleitungen--16, 17-der Steuervorrichtung--15--sind an den Elektromagneten -18-- der Hubvorrichtung der Bolzenschweisspistole angeschlossen. Über die Leitung --19-- ist der zeitgesteuerte Stromausgang der Steuervorrichtung -15-- elektrisch leitend mit dem Bolzenhalter-20-der Schweisspistole verbunden.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, fliesst nach Ansetzen des Bolzens-l-mit einer üblichen Bolzenschweisspistole an dem dünnen Blech-2--ein konstanter Vorstrom, von z. B. 15 A, über eine vom Bolzenquerschnitt abhängige, veränderbare Vorzeit. Hiebei wird die Pistolenspule zum Abheben des Bolzens
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ein Mittelstrom von den Stromquellen --10-- über die Steuervorrichtung-15-, Bolzen-l-, Lichtbogen zum Blech--2--, Träger-5--und zurück zu den Stromquellen geleitet.
Dieser erhöhte
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Mittelstrom führt zum Durchbrennen des dünnen Bleches unter gleichzeitigem Verdampfen der Blechzinkschichten und gegebenenfalls der Zink-Staubfarbe am Träger --5--. Der Mittelstrom wird für grössere Bolzenquerschnittsbereiche konstant gehalten, z. B. auf 350 A. Die Durchbrennzeit kann abhängig vom Bolzenquerschnitt und/oder von der Blechdicke veränderbar sein. Nach Beendigung der Durchbrennzeit wird der eigentliche Hauptstrom eingeschaltet, wobei die Schweisszeit abhängig vom Bolzenquerschnitt veränderbar ist. Am Ende der Schweisszeit wird der Hauptstrom abgeschaltet, der Bolzen-l-wird durch die Hubvorrichtung der Schweisspistole zum Blech-2-und Träger-5-hin bewegt und taucht in die Schweisse ein.
Nach Erstarren der Schweisse ist der Bolzen Trager-5-festgeschweisst. Wie aus dem Strom-Zeitdiagramm der Fig. 3 ersichtlich, kann bei Verwendung von zwei Stromquellen der Hauptstrom dadurch erzeugt werden, dass der Mittelstrom, welcher von einer der beiden Schweissstromquellen geliefert wird, auch über die Schweisszeit aufrechterhalten bleibt und die zweite Schweissstromquelle hinzugeschaltet wird. Die den Mittelstrom liefernde Schweissstromquelle wird dann kurz vor Ende der Schweisszeit zuerst abgeschaltet, wodurch sich der Hauptstrom um das entsprechende Mass verringert und zum Eintauchen des Bolzens in die Schweisse wird dann auch die zweite Schweissstromquelle abgeschaltet. Der Schaltschütz des Mittelstromes schaltet etwa 10/100 sec synchron vor dem Hauptschweissstromschütz ab.
Mit Abschalten vom Hauptschweissstromschütz wird die Pistolenspule stromlos, womit ein spritzerfreies Eintauchen der Bolzen gewährleistet ist.
Die Durchbrennzeit und die Schweisszeit summieren sich zur Totalzeit und, wie schon dargelegt, überschneiden sich Mittelstrom und Hauptstrom bei Verwendung von zwei Schweissstromquellen. Der Vorstrom kann im Gesamtstrom von der Zeit vernachlässigt werden.
Bei der Auswahl der Keramikringe --21--, welche die Schweissstelle abschirmen, ist darauf zu achten, dass diese nicht zu knapp am Schaft des Bolzens-l-anliegen. Es soll etwas Luft vorhanden sein. Ausserdem sollen die Keramikringe eine genügend grosse Schweisswulstbildung ermöglichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Anschweissen von Bolzen an Trägern mit zwischengeschaltetem verzinkten Blech unter Anwendung des elektrischen Lichtbogen-Bolzenschweissverfahrens mit Zündung des Lichtbogens durch einen
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zeitlich zwischen Vorstrom und Hauptstrom durch den Lichtbogen mit einem zwischen dem Vorstrom und dem Hauptstrom liegenden Stromwert durchgebrannt wird.
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