CH477255A - Schweissverfahren für Metallteile - Google Patents

Description

      Schweissverfahren        für        Metallteile       Die     Erfindung    bezieht sich auf ein     Schweissverfah-          ren    für Metallteile.  



  Es ist ein Verfahren zur Stumpfschweissung von  Metallteilen bekannt, bei dem während des Abschmelz  vorganges der Kanten der zu verbindenden Teile durch  elektrischen Strom sich zwischen den letzteren über  brückungen aus     flüssigem:    Metall bilden. Die Teile wer  den durch die Widerstandswärme, die ein über diese  Überbrückungen fliessender elektrischer Strom     entwik-          kelt,    und nachfolgendes Stauchen verschweisst (siehe  das Buch von N. S. Kabanow und E. Sch. Slepak   Technologie der Stumpfschweissung , Moskau, 1961,  S.52).  



  Es ist nicht zweckmässig, Blecherzeugnisse mit  einer Dicke bis zu 0,5 mm mittels Stumpfschweissung  zu     verschweissen,    da es sehr     schwierig    ist, die zu ver  schweissenden     Stosskanten        einander    genau     gegenüber     einzustellen, was für die     Erzeugung        seiner        wertvollen     Naht unerlässlich ist.  



  Ausserdem erfordert das Stumpfschweissverfahren  die Verwendung starker Stromquellen.  



  Mit demselben Mangel ist auch das bekannte  Lichtbogenschweissverfahren behaftet.  



  Zweck der     Erfindung    ist es, die erwähnten Nach  teile zu beseitigen und     ein,    solches     Schweissverfahren     für metallische     Teile    zu schaffen, das bei geringer er  forderlicher Stromstärke     eine    hohe Güte der Schweiss  verbindungen ermöglicht und eine hohe Schweisspro  duktivität gewährleistet.  



  Das     erfindungsgemässe    Schweissverfahren für  Metallteile, bei dem durch     Widerstandserwärmung    die  einander     berührenden        Kanten    der zu     verschweissenden     Teile verschmolzen     werden,    ist dadurch     gekennzeich-          net,

      dass     eine    Überbrückung aus flüssigem Metall zwi  schen den Kanten der zu verschweissenden Metallteile  und der Elektrode durch     Berührung    der     Elektrode    mit  den Kanten der Metallteile und     eine    Naht     durch    Ver  schieben der Elektrode entlang der     Schweissrichtung     mit einer     Geschwindigkeit,    die eine     Unterbrechung    die  ser Überbrückung ausschliesst, gebildet wird.    Es ist vorteilhaft, in. die flüssige Überbrückung Zu  satzwerkstoff     einzubringen.     



  Es kann auch zweckmässig sein, als Elektrode     einte     verzehrbare Elektrode zu benutzen.  



  Im folgenden     wird    die     Erfindung    anhand von in  der Zeichnung dargestellten     Ausführungsbeispielen     näher     erläutert.    In der     Zeichnung    zeigen:  Fig. 1 eine Schweissung mittels unverzehrbarer  Elektrode in schematischer     Darstellung,     Fig. 2 die Schweissung nach Fig. 1 bei Anwendung  eines     Zusatzwerkstoffs    und       Fig.    3 eine     Schweissurig    mittels verzehrbarer Elek  trode in schematischer Darstellung.  



  Zur Durchführung des Schweissens von     Metalltei-          len    wird der Strom der Elektrode und den zu ver  schweissenden Kanten zugeführt. Die Elektrode; wel  che die zu     verschweissenden    Kanten berührt, stellt zwi  schen diesen den     Kontakt    her.  



  Die an der     Kontaktstelle    entwickelte Wärmemenge  ist dem Widerstand des Stromes direkt proportional,  während der Widerstand mit der Grösse des Kontakt  druckes in umgekehrter Beziehung steht. Deshalb wird  die Elektrode ohne besondere     Kraftanwendung    mit den  zu verschweissenden Kanten in Berührung gebracht,  um nur einen geschlossenen     Stromkreis    zu erzeugen.  An der Kontaktstelle zwischen der Elektrode und den  zu verschweissenden Kanten der Metallteile     ersteht     ein Schmelzbad. Durch die Elektrode wird letzteres  soweit zusammengezogen, bis eine     Überbrückung    aus  flüssigem Metall zwischen den zu verschweissenden  Kanten     und,    der Elektrode entstanden ist.

   Bei der Ver  schiebung der Elektrode entlang der     Schweissnahtlinie     erfolgt das Abschmelzen und     Verschweissen    der Kan  ten von Metallteilen durch Wärme, die durch den elek  trischen Strom in der Überbrückung aus flüssigem  Metall entwickelt wird, welche     einen    beträchtlichen  elektrischen Widerstand hat.  



  Bei der Verschiebung der Elektrode     entlang    der       Schweissnahtlinie    wird zwischen der Elektrode und     den     zu verschweissenden     Kantern    ein     solcher    Abstand auf-      rechterhalten, dass die Überbrückung aus flüssigem  Metall nicht zerstört wird.  



  Beim Übersteigen des optimalen     Abstandes        erfolgt     die Unterbrechung des elektrischen     Kreises    und das       Schweissen    hört auf. Wird der Abstand zu     klein    gehal  ten, so ist der Stromkreis zwar nicht     unterbrochen,    der  Abschmelzvorgang hört jedoch auf, da die     Überbrük-          kung    aus flüssigem Metall verschwindet und. somit die  Wärmemenge an der Kontaktstelle abnimmt.  



  Der optimale Abstand zwischen der Elektrode und  den zu verschweissenden Kanten ist leicht dank der  Nachgiebigkeit der Überbrückung aus flüssigem Metall  aufrechtzuerhalten.  



  Bei der Schweissung mittels unverzehrbarer Elek  trode 1 (Fig. 1) wird die Spannung von der Strom  quelle 2 den Kanten der Schweissteile 3 zugeführt. Die  Elektrode 1 wird aus einem wärmebeständigen und  stromleitenden Werkstoff (Hiob, Molybdän, Wolfram,  Sintermetall u. ä. m.) hergestellt. Bei der Berührung  der Elektrode 1 mit den zu     verschweissenden    Kanten  der Metallteile 3 entsteht eine Überbrückung 4 aus  flüssigem Metall, während sich bei .der Verschiebung  der Eelektrode 1 entlang der Linie der zu     verschweis-          senden    Kanten eine Schweissnaht 5 bildet, deren Ge  stalt sich beim Erkalten der geschmolzenen Kanten  bildet.  



  Soll die Menge des Schweissguts     vergrössert    oder  seine chemische Zusammensetzung     verändert    werden,  so verwendet man eine unverzehrbare Elektrode und  Zusatzmetall.  



  Das Zusatzmetall in Form eines Drahtes 6 (Fig. 2)  wird in die Überbrückung 4 aus flüssigem Metall einge  bracht. Der Draht 6 schmilzt unter der Wärmeeinwir  kung der flüssigen Überbrückung 4 und begünstigt die  Erzeugung einer gewölbten     Schweissnaht    5.  



  Metallische Teile können nach dem. vorliegenden       Verfahren    auch mittels verzehrbarer Elektrode 7  (Fig. 3) verschweisst werden. Bei einer solchen  Schweissung kommt Metalldraht zur Verwendung. Die  ser wird der Schweisstelle über die Rollen 8 von einer  Drahtvorratrolle 9 durch ein! Mundstück 10 zugeführt.  



  Der elektrische Strom wird der Elektrode von einer  Stromquelle 2 über das Mundstück 10 zugeführt.  



  Die Elektrode 7 schmilzt dank der Wärme., die in  der zwischen dem Elektrodenende und den zu     ver-          schweissenden    Kanten der Teile 3 entstandenen     über-          brückung    4 entwickelt wird.  



  Bei der Verschiebung der Elektrode 7 entlang der  Kanten der Schweissteile bildet sich die Naht 5.  



  Das beschriebene Schweissverfahren für Metallteile       besitzt    im Vergleich     zu    bekannten Verfahren eine  Reihe von Vorteilen. So verlangt z. B. eine hochwer  tige Schweissung von Blechen aus nichtrostendem  Stahl mit 0,5 mm Dicke eine Leistung von höchstens  0,2 kVA, während für die Ausführung einer ebensol  chen Schweissverbindung nach einem der bekannten  Verfahren,     beispielsweise    mittels     Widerstandsnaht-          schweissung,    eine Leistung von etwa 20 kVA erforder  lich ist.

      Das beschriebene     Schweissverfahren        gewährleistet     eine hohe Güte der     Schweissverbindungen    bei Metal  len, die nach bekannten Verfahren schlecht zu     ver-          schweissen    sind, beispielsweise Transformatorenble  chen.  



  Neben hoher Festigkeit wird auch eine volle Dich  tigkeit der Schweissverbindungen erreicht.     Metallogra-          phische    Untersuchungen zeigten, dass die Schweissnaht  frei von Poren, Rissen und     jeglichen    Einschlüssen ist,  obwohl ohne Schutzgasatmosphäre geschweisst wurde.  



  Dies     erklärt    sich daraus, dass die Metallkanten sehr  schnell und in nur geringem Umfang     abschmelzen,    so  dass das Metall nicht oxydieren kann.  



  Die Schweissung nach dem vorliegenden Verfahren  erfolgt bei einer sehr niedrigen     Spannung    des Sekun  därkreises der Stromquelle. So z. B. erreicht die Span  nung bei Schweissteilen aus nichtrostendem Stahl bei  einer Dicke von je 0,5 mm lediglich 0,6 bis 1,2 Volt.  



  Der Abschmelzvorgang verläuft sehr ruhig und  ohne Abtropfen des abgeschmolzenen Metalls.  



  Die Leistung des Verfahrens ist hoch; bei der  Schweissung von Stahlblechen mit 0,2 bis 0,5 mm  Dicke erreicht z. B. die Schweissgeschwindigkeit  200 m/h.  



  Mit diesem Verfahren können gleichartige und un  terschiedliche Metalle auch von verschiedener Dicke       verschweisst    werden, wobei Stumpf-,     überlappnaht-          und    andere Verbindungen in, verschiedenen räumlichen.  Lagen sowie in verschiedenen Medien, darunter im  Vakuum, wo die Anwendung von     Lichtbogenschweiss-          verfahren    mit bestimmten Schwierigkeiten verbunden  ist, hergestellt werden. Das vorgeschlagene Verfahren       kann    auch zum Aufschmelzen verschiedener Metalle  zur Anwendung gelangen.  



  Ausserdem kann nach     demselben    Verfahren  sowohl     mit    Wechsel- als auch mit Gleichstrom ge  schweisst werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Schweissverfahren für Metallteile, bei dem durch Widerstandserwärmung die einander berührenden Kan ten der zu verschweissenden Teile verschmolzen wer den, dadurch gekennzeichnet, dass eine überbrückung aus flüssigem Metall zwischen den Kanten der zu ver- schweissenden Metallteile und der Elektrode durch Be rührung der Elektrode mit den Kanten der Metallteile und eine Naht durch Verschieben der Elektrode ent lang der Schweissrichtung mit einer Geschwindigkeit,

   die eine Unterbrechung dieser Überbrückung aus- schliesst, gebildet wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Schweissverfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in die flüssige überbrük- kung ein Zusatzwerkstoff eingebracht wird. 2. Schweissverfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektrode eine ver zehrbare Elektrode benutzt wird.