DD134207B1

DD134207B1 - Verfahren zum schweissen von innenrundnaehten

Info

Publication number: DD134207B1
Application number: DD20228477A
Authority: DD
Inventors: Lothar Rauch; Karlheinz Tillack; Arnold Weisselberg
Original assignee: Lothar Rauch; Karlheinz Tillack; Arnold Weisselberg
Priority date: 1977-11-29
Filing date: 1977-11-29
Publication date: 1980-10-01
Also published as: DD134207A1

Description

-Ί-

Titel der Erfindung

Verfahren zum Schweißen von Innenrundnähten B 23 K, 9/12

5Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schweißen von Innenrundnähten, insbesondere von Schweißnähten in geschlossenen zylindrischen Behältern größeren Durchmessers mit Arbeitsöffnungen, die um ihre Längsachse eine Drehbewegung ausführen, bei dem das Schweißgerät in Baugruppen lOdurch die Arbeitsöffnung in den Behälter eingebracht, im Behälter zusammengesetzt und in Schweißstellung positioniert wird,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

15AUS der DE-03 1945 694 ist ein Verfahren zum Lichtbogenßchweißen an den Innenflächen zylindrischer Hohlräume bekannt, bei dem die Drahtelektrode und die Hilfsstoffe mittels eines Tragbalkens zugeführt werden, wobei dieser Tragbalken bodenseitig auf je einen Laufwagen gelagert ist,

2Oder in Schweißrichtung entsprechend der Schweißgeschwindigkeit verschoben wird» Nach Vollendung einer Naht wird der Hohlkörper um einen angepaßten V/inkel weitergerückt. Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß der Schweißvorgang bei feststehendem Hohlraum durchgeführt werden muß·

25Dies bedingt eine ständige Unterbrechung des Schweißvorganges beim Innenrundnahtschweißen. Damit ist eine kontinuierliche Arbeitsweise als wesentliche Voraussetzung біпег weitgehenden Automatisierung nicht gegeben* Ein derartiges Verfahren erfordert zu--dem einen erheblichen Arbeitszeitaufwand

30durch die ständige Neueinrcgelung der Schweißdüae auf Kahtmitte·

Darüber hinaus birgt dieses Verfahren die Gefahr von Schweißnahtmittenabweichungen in sich, wodurch die Schweißaahtqualität beeinträchtigt wird.

35Das bekannte Verfahren hat ferner den Nachteil, daß es nur für stirnseitig offene zylindrische Behälter einsetzbar ist. Eine Anwendung in geschlossenen zylindrischen Behältern ist daher nicht möglich.

4ODi@ DE-AS 1652 852, das DE-GM 1788 563, die US-PS 3009 049 und das DL-WP 116 568 beschreiben technische Lösungen zum Schweißen von Innenrundnähten oder Innenlängsnähten in Rohren, bei denen die Rohre um ihre Längsachse eine Drehbewegung ausführen.

45Mittels eines Auslegers wird die Schweißeinheit mit ihren Versorgungs-, Bewegungs- und Beobachtungselementen stirnseitig in das Rohr eingebracht.

Diese bekannten Lösungen haben den Nachteil, daß wenigstens eine Stirnseite des Rohres oder Behälters offen sein muß.

50Die Ausführung von Schließnähten in geschlossenen Behältern ist nicht möglich. Es ist ferner ein Schweißgerät zum Schweißen von Innenrundnähten in Trommeln kleineren Durchmessers bekannt, das aus Baugruppen aufgebaut ist und das einen Synchronlauf swiachen V/erkstück und Schweißgerät realisiert

55(ⁿAutomatisierung der Schweißarbeiten und Mechanisierung der Elektrodenherstellung", Autorenkollektiv, Seite 106 bis 112, Fachbuchverlag Leipzig 1954)·

Diese bekannte Lösung basiert auf einer genauen Synchronisierung von Bewegungsgeschwindigkeit des Schweißkopfes und

60der Umlaufgeschwindigkeit der su schweißenden Trommel. Ihr Einsatz ist daher auf kleinere zylindrische Behältnisse beschränkt.

Die technische Unmöglichkeit des Einsatzes der Mittel dieses bekannten Schweißgerätes für das Innenaahtschweißen in Behäi-

65tern mit Durchmessers weit oberhalb von 1 000 mm ergibt sich zwangsläufig daraus, daß infolge der konstanten Fahrbswegung des kleinmassigen Schweißgerätes und der entgegengerichteten Drehbewegung des großmasaigen Behälters kein Synchronlauf mehr möglich ist. Dies ist physikalisch einfach durch die

70UmIaufgeschwindigkeit begründet·

"· 3 —

Schließnähte in stirnseitig geschlossenen Behältern größeren Durchmessers werden mittels Elektrodenhandschweißung ausgeführt· Eine solche Verfahrensweise ist äußerst arbeitsintensiv und führt zu erschwerten Arbeitsbedingungen des Schwei-75ßenden,

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Beseitigung der arbeitsintensiven Arbeitsweise beim Schließnahtschweißen unter 80gleichzeitiger Verbesserung der Schweißnahtqualität und der Maßhaltigkeit sowie der Arbeitssicherheit·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum 85Schließnaht3chweißen zu entwickeln, das es gestattet, Schließnähte bzw. Innenrundnähte innerhalb von sich um ihre Längsachse drehenden, geschlossenen Behältern auszuführen· Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Schweißgerät innerhalb eines vorbestimmten Drehintervalles ЭОѳіпе Relativbewegung ausführt, die sich aus einer Bewegung entgegen der Behälterdrehrichtung und einer Bewegung in Sichtung der Behälterdrehung zusammensetzt, welche intervallmäßig aufeinander folgen, wobei die Fahrgeschwindigkeit des Schweißgerätes im Falle der Bewegung entgegen der Be-95hälterdrehrichtung kleiner ist als die Drehgeschwindigkeit des Behälters, wodurch der Schweißvorgang stets in leicht fallender Position oberhalb des tiefsten Punktes der Behälterinnenwand erfolgt und daß bei Überschreiten eines maximalen Neigungswinkels durch das Schweißgerät gegenüber

lOOder Y/aagerechten bzw· des tiefsten Punktes der Behälterinnenwand die Drehbewegung des Behälters durch ein Queckeilberschaltelement solange unterbrochen wird, bis das Schweißgerät in seine Ausgangsposition in Drehrichtung des Behälters zurückgefahren ist«

1O5Die technisch-ökonomischen Auswirkungen der Erfindung bestehon darin, daß die bisher in der Praxis übliche arbeitszeit- und kostenintensive Arbeitsweise beim Schließnahtschweißen in geschlossenen Behältern beseitigt v<iird· Der besondere Vorteil der Erfindung beruht darauf, daß die

HOSchließnahtschweißung teilautomatisiert ablaufen kann· Dieser Vorteil erbringt in jedem Falle eine Steigerung der Arbeitsproduktivität, eine Verbesserung der Schweißnahtqualität, der Maßhaltigkeit und der Arbeitsbedingungen für den Schweißenden·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel aäher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt eine prinzipielle Darstellung des erfindungsgemäßen Verfah-

12Orens.

Der Behälter b, in dem eine Schließnahtschweißang durchgeführt werden soll, liegt auf den Rollen des Behälterdrehwerkes 24 auf· Durch Einschalten des Behälterdrehwerkes 24 wird der

125Behälter £ um seine Längsachse soweit gedreht, daß die im Behälter 6 befindliche Arbeitsöffnung 5 leicht zugänglich ist. Hat die Arbeitsöffnung 5 diese Lage erreicht, wird das Behälterdrehwerk 24 wieder ausgesGhaltet.

130Die Arbeitsoffnung 5 dient zum Einbringen von montierfähigen Baugruppen des Schweißgerätes, die aus dem Drahtvorschub-Fahrwerk 1, dem Schaltpult 2, der Drahttrommelhalterung mit Drahttrommel 3 und dem Schweißpulvertrichter 4 bestehen. Diese Baueinheiten werden im

135Behälter 6 an der Schweißstelle 7 funktionsfertig zusammengesetzt· Das Zusammensetzen erfolgt vorzugsweise durch Ineinanderstecken von Vierkanthohlprofilen 8 sowie den Anschluß der Kabel 9, 10, 11 und des Pulverachlauche a 12·

14OAIs Schweißbadsicherung ist eine SpezialVorrichtung 13 mit Pulverteiler 14 vorgesehen, die unter der Schweißfuge 15 angeordnet iet·

Die Baugruppe 2 ist durch ein ausreichend langes Kabelbund 16, bestehend aus dem Schweißstromkabel 17, dem

145Erregerkabel 18 und der Masseleitung 19, mit der Schweißstromquelle 20 verbunden·

Ein an der Baugruppe 1 winkelverstellbar befestigter Quecksilberschalter 21 gestattet über ein Steckkabel das Ein- oder Ausschalten der Steuereinrichtung 23 des

150Behälterdrehwerkes 24»

Nach dem Zusammensetzen der Baugruppen 1, 2, 3 und 4» dem Einschalten und Einstellen der Schweißstromquelle 20 und des Behälterdrehwerkes 24 sowie der Justierung des Quecksilberschalters 21 und der Schweißdüse 25 zur Schweiß-

155-fuge 15 wird der Schweißvorgang eingeleitet· Durch Betätigung des Einschalters 26 am Schaltpult 2 erregt sich die Schweißstromquelle 20. Damit erhält der Gerätemotor 27 und dis Schweißdüse 25 Strom. Mittels eines Doppelabtriebsgetriebes 28 wird vom Gerätemotor 27

i60der Drahtvorschub 29 bewegt und somit der Lichtbogen gezündet sowie die Fahrbewegung des Fahrwerkes 1 gleichzeitig ausgelöst.

Der Gerätemotor 27 besitzt eine Permanentfelderregung, во daß die Schweißstromquelle 20 gleichzeitig zum Be-

i65treiben des Gerätemotors 27 benutzt werden kann. Um den Gerätemotor 27 mit einer konstanten Spannung speisen zu können, ist vorzugsweise eine Stromquelle mit flachsr Kennlinie einsetzbar. Dadurch wird gleichzeitig ein Überschreiten der zulässigen Leerlaufspannung im

170geschlossonen Behälter 6 vermieden.

Bei voller Reglerstellung der Schweißstromquelle 20 werden beispielsweise folgende Schweißparameter erreicht:

Schweißstrom	Schweißspannung	Schweißge
¹S	^üs	schwindig
		keit v_a
(A)	(V)	(cm/min)

480-500 38-40 45

Durch Verstellung des Spannungsreglers 30 an der Schweißstromqualle 20 werden die Schwoißwerte gleich-185zeitig erhöht oder erniedrigt«

Bei konstanter Schweißspannung und Schweißgeschwindigkeit kann der Schweißstrom darch Verwendung von Drahtvorschubrollen 31 mit unterschiedlichen Durchmessern verändert werden.

190Bei konstanten Schweißstrom- and Schweißspannungawerten wird die Schweißgeschwindigkeit durch Auswechseln der Zahnräder 32 und 33 im Fahrwerkaantrieb 34 verändert· Das Schweißgerät fährt entgegen der Behälterdrehrich-

195tung. Die Fahrgeschwindigkeit des Schweißgerätes wird etwas geringer gewählt als die Behälterdrehgeschwindigkeit· Um einen annähernden Geschwindigkeitsauagleich zwischen dem Schweißgerät und dem entgegengesetzt drehenden Behälter б zu erreichen, wird über den Quecksilber-

200schalter 21 das Ein- und Ausschalten des Behälterdrehwerkes 24 gesteuert. Durch die etwas kleinere Geschwindigkeit des Schweißgerätes verweilt die Schweißstellung der Elektrode 35 innerhalb des vorgewählten Drehintervalles des Behälters 6, das durch die Stellung

2O5des Quecksilberschalter 21 gegeben ist, stets etwas fallend im tiefsten Bereich der senkrechten Behälterachse ·

Wird durch die etwas höher eingestellte Drehgeschwindigkeit des Behälters 6 gegenüber der Fahrbewegung

210des Schweißgerätes mit der Differenzgeschwindigkeit stärker in den fallenden Bereich verfahren, so öffnet sich infolge des Quecksilberablaufes im Quecksilberschalter 21 die Strombrücke · Die Drehbewegung des Behälters б wird dadurch abgeschaltet.

215Jetzt fährt nur noch das Schweißgerät und gelangt wieder in den tieferen bzw. steigenden Teil in Bezug auf die Schweißrichtunge

Das Quecksilber läuft bei dieser Neigung vor und schaltet durch Überbrückung des Schaltkontaktes 35 und 36

220die Drehbewegung des Behälters 6 wieder ein· Dieser Vorgang wechselt während des Schweißvorganges ständig. Di© Häufigkeit der Schaltvorgäng© wird von der Größe dar Differenz zwischen Fahrgeschwindigkeit des Schweißgerätes und der Drehgeschwindigkeit dos

225Behältera 6 bestimmt·

Die Lage des Schweißbareiches, insbesondere die Schweißposition, kann durch die Einstellung der Neigung des Quecksilbarschalters 21 zur waagerechten Ebene vorgewählt werdsn·

230Während des Schweißprozessea hat der Schweißer Schweißpulver nachzufüllen und das Fahrwerk 1 über den Steuerhebel 37 so zu steuern, daß die Elektrode 35 entlang der Schweißfuge 15 geführt wird. Dazu wird der Verlauf mittels einer Lichtkreuzlampe 38 kontrollierte

235Das beschriebene Verfahren kann beispielsweise unter Anwendung folgender Schweißtechnologie durchgeführt werden: Konstante Paktoren Grundwerkstoff: Drahtdurchmesser:

24OSchweißdrahtdüse: Schwe ißpulver : Körnung: Schütthöhe : Schweißbadsicherung;

245

Schweißstromquelle:

Polung:

25ODrahtvorschubsteuerung: Gera üeanschlußspannung:

H 52-3 oder St 38b-2 2,5 mm

10Mn 6 oder 10Mn4 Pie 12 UPS oder Pie 18 UP 0,3 - 2,5 mm 30 mm

Pulverschnecke oder Pulvertoller mit Keramikpulver K Umformer KW 700 V_n, flache Kennlinie

Pluspol an Elektrode (Draht) Minuspol an Erdkabel (39) konstant (flache Kennlinie) - 40 V

Variable Paktoren

Blech- Nahtvorbedicke reitung

(mm)

Anzahl Schweißder strom Lagen

(A)

Schweiß- Schweißgespannung echwindig-

keit (V) (cm/min)

260

6-12 13-21

I-Kaht Y-Uaht

480-500 480-500

38-40 38-40

45 45

Claims

Erfindungsanspruch

Verfahren zum Schweißen von Innenrundnähten, insbesondere

265von Schließnähten in geschlossenen zylindrischen Behältern größeren Durchmessers mit Arbeitsöffnungen, die um ihre Längsachse eine Drehbewegung ausführen, bei dem das Schweißgerät in Baugruppen durch eine Arbeitsöffnung in den Behältern eingebracht, im Behälter zusammengesetzt und in

27OSchweißstellung positioniert wird, gekennzeichnet dadurch, daß das Schweißgerät innerhalb eines vorbestimmten Drehintervalles eine Relativbewegung ausführt, die sich aus einer Bewegung entgegen der Behälterdrehrichtung und einer Bewegung in Richtung der Behälterdrehung zusamnensetzt,

275welche intervallmäßig aufeinander folgen, wobei die Fahrgeschwindigkeit des Schweißgerätos im Falle der Bewegung entgegen der Behälterdrehrichtung kleiner ist als die Drehgeschwindigkeit des Behälters, wodurch der Schweißvorgang stets in leicht fallender Position oberhalb des tiefsten.

280Punktes der Behälterinnenwand erfolgt und daß bei Überschreiten eines maximalen Neigungswinkels durch das Schweißgerät gegenüber der Waagerechten bzw· des tiefsten Punktes der Behälterinnenwand die Drehbewegung des Behälters durch ein Quecksilberschaltelement solange unterbrochen wird, bis das

2B5Schv?eißgerät in seine Ausgangsposition in Drahrichtung des Behälters zurückgefahren ist·

In Betracht gezogene Druckschriften:

Autorenkollektiv: Automatisierung der Schweißarbeiten und

Mechanisierung der Elektrodenherstellung, FachbuchVerlag Leipzig 1954, S. IOC—112