Die Erfindung bezieht sich auf ein Schweissverfahren und auf eine zu dessen Ausführung vorgesehene Vorrichtung; das besondere Anwendungsgebiet der Erfindung liegt in der Konstruktion von Stahibrückenträgern und dergleichen, in welchen Fällen Aussteifungen oder Rippenplatten auf Stegplatten oder geflanschten Platten durch Kehlschweissen aufzubringen sind.
Bei einem Kehlschweissverfahren dieser Art ist es üblich, eine auf einer Seite vorgesehene Schweissvorrichtung zu verwenden, in der Schweissdrahthalter in ihrer Lage auf einer Seite einer Versteifung gehalten sind, wobei das Schweissen durch Wechselstromlichtbogen-Metallschweissung erfolgt; bei einem anderen Verfahren findet eine Schwerkraftschweissvorrichtung Verwendung, bei der sich die Schweissdrähte bzw. -stäbe in einer geneigten Ebene unter ihrem eigenen Gewicht bewegen.
Zweckmässig werden bei Kehlschweissungen unter Verwendung derartiger automatischer Schweissvorrichtungen die Schweissdrähte gleichmässig auf eine Seite der Schweissung mit einer geeigneten Kraft gedrückt, so dass die Kehlnaht nicht aus ihrer vorgesehenen Lage abweicht, wobei die Kehlnaht nicht unnötig lang sein soll und die Wechselhäufigkeit des Schweissdrahtes so niedrig wie möglich sein sollte.
Es ist jedoch schwierig, die Häufigkeit des Wechsels des Schweissdrahtes zu verringern. Man könnte dies durch Verlängerung der Schweissdrähte erreichen. Da jedoch, wie vorstehend erwähnt wurde, die Schweissdrähte konstant gegen die Nahtseite der Schweissung mit hinreichender Kraft angepresst werden müssen, benötigt man mit Zunahme der Drahtlängen entsprechend grössere Kräfte. Darüber hinaus neigen verlängerte Schweissdrähte entsprechend dem Temperaturanstieg, der seinerseits durch grösseren Widerstand und grössere Stromaufnahme bedingt ist, zum Durchbiegen. Somit lassen sich keine sauberen Schweissraupen erzielen. Daher muss der Querschnitt der Schweissdrähte entsprechend ihrer Verlängerung zunehmen.
Wenn jedoch Schweissdrähte mit grossen Durchmessern Verwendung finden, werden die Kehlschweissungen unnötig stark, was einen überflüssigen Schweissmittelaufwand und erhebliche Formänderungen in der Schweissung zur Folge hat.
Aus den genannten Gründen werden in den bekannten, vorstehend beschriebenen Schweissvorrichtungen keine besonders langen Schweissdrähte verwendet, wobei man einen häufigen Wechsel des Schweissdrahtes hinnimmt. Ferner werden die Schweissdrahthalter bezüglich der zu verschweissenden Teile von den einseitigen Haltevorrichtungen oder den Schwerkraftvorrichtungen gehalten. Auch ist die Schweisslänge kürzer als die Länge des Schweissdrahtes, während das Ausmass der Kehlnaht gfösser ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu überwinden. Insbesondere soll die Schweisslänge eines Schweissdrahtes ohne Schaffung unnötig grosser Kehlungen vergrössert werden, wobei Schweissdrähte Verwendung finden sollen, die in Durchmesser und Länge den üblichen gleich sind.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass je eine Kehlschweissung zugleich auf beiden Seiten eines Teiles mit Schweissdrähten durchgeführt wird, die sich auf einer Schweissvorrichtung befinden, die auf besagtem und verschweissendem Teil bewegt wird, und dass die Schweissdrähte gegen die zu verschweissenden Teile und auf beide Seiten des besagten Teiles gepresst werden.
Erfindungsgemäss wird ferner eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Zuführvorrichtung sowie Mittel für deren Anbringung an besagtem und verschweissendem Teil vorgesehen sind, wobei die Zuführvorrichtung Schweissdrahthalter und Mittel zum Anpressen der darin gehaltenen Schweissdrähte gegen die zu verschweissenden Teile auf beiden Seiten des besagten Teiles besitzt.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mittels Zeichnungen dargestellt; in den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittlinie entlang der Linie ll-ll der Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 4 die perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform.
Eine Steg- oder Flanschplatte 1 und eine Versteifung oder Rippenplatte 2 sollen durch Kehlschweissung miteinander verbunden werden. Die Versteifung 2 ist mit der Stegplatte 1 an den Stellen 3 durch Heftschweissung verbunden. Eine automatische Zuführvorrichtung 5 ist mit Schweissdrahthaltern 41 und 42 auf ihren beiden Seiten versehen und auf dem oberen freien Rand der Versteifung 2 angeordnet. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine automatische Zuführvorrichtung 5, die einen Rahmen 7 aufweist, der einen U-förmigen Querschnitt besitzt und eine Nut 6 bildet, in welche der Rand der Versteifung 2 voll eingesetzt werden kann. Ein Antrieb 8 ist auf dem mit Rädern 9, 9' und 10 ausgeführten Rahmen 7 montiert.
Die Räder 9, 9' auf der Innenseite des Rahmens 7 sind so angeordnet, dass ihre Achsen quer zur Nut liegen, so dass sie über die freie Kante laufen können, wobei das Rad 9 das mit dem Antrieb 8 verbundene Antriebsrad ist. In der Nähe der Mündung der Nut 6 befinden sich Teile 12, die Führungsräder 10 tragen, deren Achsen parallel zu den Nutwandungen verlaufen, so dass die Räder 10 an den Seiten der Versteifung anliegen.
Der Antrieb 8 wird in der Darstellung durch eine aufgewickelte Hauptfeder 8' in Gang gesetzt, wobei die Antriebskraft auf das Antriebsrad 9 über ein Zahnrad 14 auf einer Welle 13 in der Feder 8' und ein Reduzierzahnrad 15 am Wellenstumpf des Rades 9 übertragen wird. Statt einer Spiralhauptfeder kann der Antrieb 8 auch aus einem kleinen Motor bestehen. In Fig. 2 ist ein kleiner Motor durch gestrichelte Linien 81 auf dem oberen Teil des Rahmens 7 dargestellt. Wenn ein kleiner Motor verwendet wird, werden das Zahnrad 5 und das Reduzierzahnrad 15, wie vorstehend erwähnt, benötigt, um die Kraft auf das Antriebsrad 9 zu übertragen.
Für die Schweissdrahthalter sind Halteplatten 17 am Rahmen 7 in bezug auf diesen mit Flügelschrauben 18 einstellbar, wobei die Halteplatten 17 mit ihren unteren Endabschnitten 16 nach oben und nach aussen abgewinkelt sind, wie in Fig. 2 erkennbar ist. Die Schweissdrahthalter 41 und 42 befinden sich auf den Endabschnitten 16 und richten Schweissdrähte 19 auf die herzustellende Schweissnaht 20 aus.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die automatische Zuführvorrichtung 5 der vorbeschriebenen Ausführungsform ohne den am Rahmen 7 vorgesehenen Antrieb bewegt wird. Bei dieser Ausführungsform ist der Rahmen 7 mit den Rädern 9 und 9' ausgeführt, die an der freien Kante der Versteifung anliegen, während Räder 10 an den Seiten der Versteifung anliegen und eine Tragplatte 17 für die Schweissdrahthalter wie in der vorbeschriebenen Ausführungsform vorgesehen ist. Die rückseitigen Enden der Schweissdrahthalter 41 und 42 sind mit Spiralfedern 21 in einer Richtung beaufschlagt, in der die Schweissdrähte 19 konstant gegen die zu verschweissenden Teile gedrückt werden, wobei der Winkel zwischen den Schweissdrähten und dem Werkstück bei der Verkürzung der Schweissdrähte 19 während des Schweissens weniger spitz wird und sich die Spiralfedern 21 aufwinden.
Die Spiralfedern greifen an Armen 22 an, an welche Drähte 23 angeschlossen sind, wobei die Arme sich entsprechend dem Aufwinden der Federn drehen. Die Drähte 23 sind mit der Versteifung 2 mittels einer Klammer 24, insbe- sondere einer Magnetklammer, verbunden. Demgemäss kommt es beim Fortschreiten des Schweissvorganges zeichnungsgemäss dazu, dass sich die Arme 22 in bezug auf den Rahmen 7 verschwenken und den Rahmen entlang der Versteifung vorziehen, da sie an die Drähte 23 angeschlossen sind, wobei die Halter 41 und 42 gegen das Werkstück gedrückt werden, während ihre Winkel in bezug auf das Werkstück mit der Vorwärtsbewegung des Rahmens grösser werden.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, bei welcher eine Vielzahl von Versteifungen 2 auf einer Stegplatte 1 gleichzeitig aufgeschweisst werden können. Dabei befindet sich auf der Stegplatte 1 eine Schienenplatte 25 zwischen Versteifungen 2, während eine Fördereinrichtung 26 hierauf mit langsamer Geschwindigkeit beweglich ist. Ein horizontaler Arm 27, der in seitlicher Richtung vorsteht, ist mit dem rückseitigen Abschnitt der Fördereinrichtung 26 verbunden, während die Längsarme 29 mit dem Arm 27 derart durch Halter 28 verbunden sind, dass sie sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Richtung beweglich sind. Tragplatten 17 tragen die Schweissdrahthalter 41, 42 und sind an den unteren Enden der Arme 29 zu beiden Seiten jeder Versteifung 2 vorgesehen.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Vorrichtungen ermöglichen es, dass die Schweissdrahthalter 41 und 42 für einen bestimmten Abstand mit geringer Geschwindigkeit entlang den Versteifungen 2 durch Drehung des Antriebes 8, durch die aufwindbaren Federn, durch einen Motor oder durch Arme 22 bewegt werden, während die Schweissung ausgeführt wird, wobei der Schweissteil der Drähte an der Schweissstelle gleichzeitig mit dem Fortschreiten der Schweissung nach rückwärts gezogen wird. Dadurch wird die Schweissung verlängert und schafft eine Kehllänge eines vorgegebenen Ausmasses, welches nicht unnötig gross ist und die Schweissraupen gemäss dem örtlichen Kehlungsüberschuss vermindert.
Weiterhin ist es möglich, die Schweissdrähte so abzuschmelzen, dass eine längere Kehlung als die ursprüngliche Länge der Drähte entsteht, so dass der Vorgang wirtschaftlich abläuft und ein weniger häufiges Wechseln der Schweissdrähte erfordert. Die Vergleichswerte von erfindungsgemässen Beispielen und üblichen Schweissvorrichtungen, die einseitig befestigt sind, ergeben sich aus Nachstehendem: Bei Verwendung eines Schweissdrahtes mit einem Durchmesser von 5 mm und einer Länge von 700 mm wurde eine wirksame Schweisslänge von 600 mm bei einer Schenkellänge von 7 bis 8 mm bei Verwendung einseitig befestigter Schweissvorrichtung erreicht, während die Schweisslänge bei Verwendung der Fördereinrichtung einer erfindungsgemässen Vorrichtung 800 mm bei einer Schenkellänge von 5 mm betrug.
Weiterhin ist es nach dem erfindungsgemässen Schweissverfahren, wenn die Schweissvorrichtung mit der Fördereinrichtung für die Bewegung des Schweissdrahtes ausgeführt ist, möglich, zwei Schweissdrahthalter 41 und 42 an der.Förder- einrichtung zu verwenden, um beide Seiten der Versteifung 2 zu schweissen, so dass ein gleichzeitiges Verschweissen beider Oberflächen derselben gelingt, wobei sich die Schweissraupen verringern und mithin eine merkliche Verbesserung der Wirksamkeit des Arbeitsverfahrens erzielt wird. Insbesondere erlaubt es die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform, beide Seiten bei mehr als einer Versteifung zur gleichen Zeit zu schweissen, so dass die Wirkungsweise dieses Arbeitsverfahrens besonders gut ist.
Bei den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen wird die Bewegung mit Rücksicht darauf, dass sich der Rahmen 7 auf der freien Kante der Versteifung 2 bewegt, nicht durch sich beim Schweissen bildende Schlacken und dergleichen behindert.
The invention relates to a welding method and to a device provided for its implementation; The particular field of application of the invention lies in the construction of steel back girders and the like, in which cases stiffeners or ribbed plates are to be applied to web plates or flanged plates by fillet welding.
In a fillet welding process of this type, it is customary to use a welding device provided on one side, in which welding wire holders are held in their position on one side of a stiffener, the welding being carried out by alternating current arc metal welding; Another method uses a gravity welding device in which the welding wires or rods move in an inclined plane under their own weight.
In fillet welds using such automatic welding devices, the welding wires are expediently pressed evenly onto one side of the weld with a suitable force so that the fillet weld does not deviate from its intended position, the fillet weld not being unnecessarily long and the frequency of changing the welding wire as low as should be possible.
However, it is difficult to reduce the frequency of changing the welding wire. This could be achieved by extending the welding wires. However, since, as mentioned above, the welding wires must be constantly pressed against the seam side of the weld with sufficient force, correspondingly greater forces are required as the wire lengths increase. In addition, elongated welding wires tend to sag in accordance with the rise in temperature, which in turn is due to greater resistance and greater power consumption. This means that clean weld beads cannot be achieved. Therefore, the cross-section of the welding wires must increase according to their extension.
However, if welding wires with large diameters are used, the fillet welds become unnecessarily strong, which results in an unnecessary expenditure of welding material and considerable changes in shape in the weld.
For the reasons mentioned, no particularly long welding wires are used in the known welding devices described above, and the welding wire must be changed frequently. Furthermore, the welding wire holders are held with respect to the parts to be welded by the one-sided holding devices or the gravity devices. The welding length is also shorter than the length of the welding wire, while the extent of the fillet weld is greater.
It is the object of the invention to overcome these disadvantages. In particular, the welding length of a welding wire should be increased without creating unnecessarily large fillets, and welding wires should be used which are the same in diameter and length as usual.
According to the invention, the object is achieved in that a fillet weld is carried out simultaneously on both sides of a part with welding wires that are located on a welding device that is moved on said and welded part, and that the welding wires against the parts to be welded and on both Sides of said part are pressed.
According to the invention, a device for carrying out the method is also proposed, which is characterized in that a feed device and means for attaching it to said and welded part are provided, the feed device on welding wire holder and means for pressing the welding wires held therein against the parts to be welded both sides of said part.
The invention is illustrated using exemplary embodiments by means of drawings; in the drawings show:
Fig. 1 is a plan view of an embodiment of the invention,
FIG. 2 shows a section line along the line II-II in FIG. 1,
Fig. 3 is a plan view of another embodiment of the invention and
4 shows the perspective illustration of a further embodiment.
A web or flange plate 1 and a stiffener or rib plate 2 are to be connected to one another by fillet welding. The stiffener 2 is connected to the web plate 1 at points 3 by tack welding. An automatic feed device 5 is provided with welding wire holders 41 and 42 on both sides and is arranged on the upper free edge of the stiffener 2. 1 and 2 show an automatic feeding device 5 which has a frame 7 which has a U-shaped cross section and forms a groove 6 into which the edge of the stiffener 2 can be fully inserted. A drive 8 is mounted on the frame 7, which is designed with wheels 9, 9 'and 10.
The wheels 9, 9 'on the inside of the frame 7 are arranged in such a way that their axes are transverse to the groove so that they can run over the free edge, the wheel 9 being the drive wheel connected to the drive 8. In the vicinity of the mouth of the groove 6 there are parts 12 which carry guide wheels 10, the axes of which run parallel to the groove walls, so that the wheels 10 rest on the sides of the reinforcement.
The drive 8 is set in motion by a coiled main spring 8 ', the drive force being transmitted to the drive wheel 9 via a gear 14 on a shaft 13 in the spring 8' and a reduction gear 15 on the stub shaft of the wheel 9. Instead of a main spiral spring, the drive 8 can also consist of a small motor. In FIG. 2, a small motor is shown by dashed lines 81 on the upper part of the frame 7. When a small motor is used, the gear 5 and the reduction gear 15 are required to transmit the power to the drive gear 9 as mentioned above.
For the welding wire holders, retaining plates 17 on the frame 7 can be adjusted with respect to the latter with wing screws 18, the retaining plates 17 being angled with their lower end sections 16 upwards and outwards, as can be seen in FIG. The welding wire holders 41 and 42 are located on the end sections 16 and align welding wires 19 with the weld seam 20 to be produced.
FIG. 3 shows an embodiment in which the automatic feeding device 5 of the embodiment described above is moved without the drive provided on the frame 7. In this embodiment, the frame 7 is designed with the wheels 9 and 9 'which rest on the free edge of the stiffener, while wheels 10 rest on the sides of the stiffener and a support plate 17 is provided for the welding wire holder as in the embodiment described above. The rear ends of the welding wire holders 41 and 42 are acted upon by spiral springs 21 in a direction in which the welding wires 19 are constantly pressed against the parts to be welded, the angle between the welding wires and the workpiece being less when the welding wires 19 are shortened during welding becomes pointed and the spiral springs 21 wind up.
The coil springs engage arms 22 to which wires 23 are connected, the arms rotating in accordance with the winding of the springs. The wires 23 are connected to the reinforcement 2 by means of a clamp 24, in particular a magnetic clamp. Accordingly, as the welding process progresses, as shown in the drawing, the arms 22 pivot with respect to the frame 7 and pull the frame forward along the stiffener because they are connected to the wires 23, the holders 41 and 42 being pressed against the workpiece , while their angles with respect to the workpiece increase as the frame moves forward.
Fig. 4 shows a further embodiment of the device according to the invention, in which a plurality of stiffeners 2 can be welded on a web plate 1 at the same time. In this case, a rail plate 25 is located on the web plate 1 between stiffeners 2, while a conveyor device 26 is movable thereon at a slow speed. A horizontal arm 27 protruding in the lateral direction is connected to the rear portion of the conveyor 26, while the longitudinal arms 29 are connected to the arm 27 through brackets 28 so that they are movable in both the vertical and horizontal directions . Support plates 17 carry the welding wire holders 41, 42 and are provided on the lower ends of the arms 29 on both sides of each reinforcement 2.
The devices shown in FIGS. 1 to 4 enable the welding wire holders 41 and 42 to be moved for a certain distance at low speed along the stiffeners 2 by rotating the drive 8, by the windable springs, by a motor or by arms 22 while the welding is being carried out, the welded part of the wires at the welding point being pulled backwards at the same time as the welding progresses. As a result, the weld is lengthened and creates a fillet length of a predetermined size, which is not unnecessarily large and reduces the weld beads in accordance with the local fillet excess.
Furthermore, it is possible to melt the welding wires in such a way that a longer groove than the original length of the wires is created, so that the process is economical and requires less frequent changing of the welding wires. The comparative values of examples according to the invention and conventional welding devices that are attached on one side result from the following: When using a welding wire with a diameter of 5 mm and a length of 700 mm, an effective welding length of 600 mm with a leg length of 7 to 8 mm was achieved achieved when using a welding device fastened on one side, while the welding length when using the conveying device of a device according to the invention was 800 mm with a leg length of 5 mm.
Furthermore, according to the welding method according to the invention, if the welding device is designed with the conveying device for the movement of the welding wire, it is possible to use two welding wire holders 41 and 42 on the conveying device in order to weld both sides of the stiffener 2 so that one simultaneous welding of both surfaces of the same succeeds, the welding beads being reduced and consequently a noticeable improvement in the effectiveness of the working process being achieved. In particular, the embodiment shown in FIG. 4 allows both sides to be welded with more than one stiffener at the same time, so that the mode of operation of this working method is particularly good.
In the embodiments shown in FIGS. 1 to 3, the movement is not hindered by slag and the like that form during welding, taking into account that the frame 7 moves on the free edge of the reinforcement 2.