DD265575A1 - Vorrichtung zur badsicherung beim lichtbogenschweissen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zu Badsicherung beim Lichtbogenschweissen, die fuer Stumpfstossverbindungen in dynamisch hochbeanspruchten Konstruktionen des Maschinenbaus geeignet ist. Anwendungsgebiet ist besonders der Fahrzeugbau. Unter den Stumpfstoss wird als Schweissbadsicherung erfindungsgemaess eine Platte gelegt, die nach dem Zuenden des Lichtbogens zeitverzoegert durch einen Schwingkrafterreger zu kleinen Schwingamplituden erregt wird. Die Oberflaechenspannung und Massenkraefte der fluessigen Metallschmelze werden damit zur Gestaltung der Schweissnaht genutzt. Kennzeichnend ist, dass die kleine Schwingung die Lichtbogenlaenge nur so veraendert, dass der Schweissprozess sehr stabil bleibt. Das fluessige Schmelzbad wird durch seine geringe Masse zu Bewegungen erregt, die eine saubere Schweissbadentgasung ermoeglichen. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise geeignet für Stumpfstoßverbindungen in dynamisch hoch beanspruchten Konstruktionen des Maschinen- und Fahrzeugbaues.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, vorzugsweise Stumpfnähte, auf einer Schweißbadsicherun j zu schweißen. Bekannte Arten der Schweißbadsicherungen sind:

— Keramikplatten

— Kupfersch'eiie

— angehefteter Blechstreifen

— Pulverkissen

— Hoizgasflamme

— geschweißte Wurzel

— iintergeklebter Plast-Pulver-Streifen

— angearbeitete Fase.

Keramikplättchen sind starre kleine Elemente, die durch Aneinanderreihung beliebige Nahtlängen ermöglichen. Bekannt sind

auch Ausführungen mit Nuten in diesen Plättchen, so daß das flüssige Schweißgut durch diese Nut eine gute Wurzelnahtform ausbildet.

Das Warmespeichervermögen der Keramikwerkstoffe ermöglicht ein langsames Abkühlen des Schweißgutes. Metallische Schweißbadsicherungen sind grundsätzlich starre Metallschienen (z.B. aus Kupfer, gekühlt und ungekühlt), so daß

eine genaue Anpassung der Schweißbadsicherung an die Werk&tückf lache eiforderlich ist. Es darf zwischen die

Schweißbadsicherung und das Werkstück kein flüssiges Schweißgut gelangen können. Günstig ist diese Ausführung für

besonder» Wurzelformen, was durch eine besondere Nutgestaltung erreichbar ist. Vorgewärmte Kupferschienen ergeben besonders gute Nahtformen.

Verwendet man einen Blechstreifen als Badsicherung, so muß dieser satt anliegen. Das Heften dieses Blechstreifens erfolgt

grundsätzlich in der Nahtfuge, damit der Hefter beim Schweißen wieder aufgeichmolzen wird. Anderenfalls sind diese

Schweißbadsicherungen nur für statische oder übergeordnete Bauteile mit verbliebenem Hefter einsetzbar. Es ist auch bekannt,

in speziellen Anwendungsfällen den untergehefteten Blechstreifen zu belassen.

Pulverkissen »la Schweißbadsicherung werden vorzugsweise beim UP-Schweißen verwendet. Der Anpreßdruck im Wurzelbereich Itt durch die Feinkörnigkeit gleichmäßig. Da das Pulver leicht angeschmolzen wird, erfolgt die Verhinderung des Luftdurchtrittes von unten. Eine Heizgasflamme als Badsicherung wird gegenüber dem Maschinenschweißbrenner in einem bestimmten Abstand

entsprechend den Werkstuckdicken und Elektrodendurchmesser (WIG-Schwaißen) oder Drahtdurchmesser (MAG-Verfahren) angeordnet. Die Oberflächenspannung flüssiger Metallschmelzen führt dazu, daß die Wurzellage sich gut ausbildet, und der

Gas- und Strömungsdruck der Heizgasflamme unterstützt den flüssigen Wurzelbereich. Bekannt sind auch Ausführungen, wo mit speziellen Handverfahren (z. B. WIG) die Wurzel sorgfältig ausgeführt wird. Das Füllen

dor Fuge erfolgt dann mit beliebigen Hochleistungsverfahren.

Der untergeklebte Plast-Pulver-Streifen wi/d von der Rolle abgewickelt und kann durch seine selbstklebende Eigenschaft direkt

unter da* Werkstück befestigt werden Eino dünne, schlecht wärmeleitende Pulverschicht, verhindert das schnelle

Durchbrennen. Nach dem Schweißprozeß ist die wärmegeschtidigte Plastikfolie leicht abziehbar. Sie ist nur einmal

verwendbar.

In besonderen Anwendungsfällen, wenn die Fugenform mechanisch bearbeitet wird, kann auch eine schweißbadsichernde Fase

engearbeitet werden. Die arbeitsintensive und teure Badsicherung ist die Ausnahme.

Die meisten Schweißbadsicherungen befassen sich mit Sondemahtformen, so daß die Badsicherungen sich den besonderen Geometrien der Bauteile anpassen. Dieses ist auch in der DE-OS 2920650 dargestellt. Hier bezieht sich die Erfindung auf ein Badsicherungselement für Einseitenschweißung, welches unter swei stumpf miteinander zu verschweißende Metallwerkstücke

im Verbindungsstoß lösbar unterlegt wird. Es liegt im Rahmen der Erfindung, den Wurzelformstoff und sein ihn haltendes

Trägerprofil in den verschiedensten Formgebungen auszufüllen und dom jeweiligen ScHw».ßnahtver!auf entsprechend

anzupassen.

Eine besondere Form als Badsicherungselemont wurde in der OD-PS 2 7453 dargestellt. Anwendungsgebiet jener Erfindung ist die Schwoilibadsicherung beim mechanischen Wurzelschweißen von Stumpf nähten (Lang- oder Rundnähte), vor allem beim Rundnahtechweißen kleiner rot- förmiqer Werkstücke.

Eine direkte Wirkungsweise du η Einflußnahme äußerer Kräfte auf die Nahtgestaltung und Sauberkeit der Naht (Porenvermeidung durch verbesserte Anpassung) oder andere Verfahren sind nicht bekannt.

Ziel der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Schweißbadsicherung solle-, die Nachteile der bekannten technischen Lösungen vermieden werden und für speziell«* Anwendungsfälle beim Lichtbogenschweißen eine Vorrichtung mit einer Schweißbadsicherung geschaffen werden, die slciv durch eine hohe Standzeit auszeichnet sowie höhere Schweißgeschwindigkeiten und ohne zusätzlichen Aufwand auch bessere Schweißnahtquaütät ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erdung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schweißbadsicherung zu schaffen, die für Stumpfnähte geeignet ist ohne

zusätzlichen Aufwand eine verbesserte Qualität der Fügostelle zu ermöglichen bei optimaler Wieder/erwendbarkeit der

Badsicherungsschiene. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß unter den Stumpfstoß als Schweißbadsicherung eine Platte gelegt

wird, die nach dem Zünden des Lichtbogens mit einer kurzen Zeitverzögerung durch den Schwingkrafterreger zu kleinen

F-'iwingamplituden erregt wird. Kennzeichnend ist, daß die Amplitude klein ist und damit die Länge des Lichtbogens nur so verändert wird, daß der Schweißprozeß sehr stabil bleibt. Das flüssige Schmelzbad wird durch seine geringe Masse zu Bewegungen erregt, die eine

saubere Schweißbadentgasung ermöglichen. Es erfolgt eine ausgezeichnete Vermischung der aufgeschmolzenen

Werkstückflankenteile (Fuge) mit dem Zusatzwerkstoff. Da eine ideale Geradheit der Stnmpfnaht ^"hnittgüte) nicht zu erreichen ist, muß mit unterschiedlichen Spaltbreiten bei

thermischen Nahtvorbereitungen gerechnet werden. Schweißbadsicherungen gestatten, eic* höhere technologische Sicherheit zu erreichen.

Erfindungsgemäf! werden die Oberflächenspannung und die Massenkräfte der flüssigen Metallschmelze im Lichtbogenbereich

genutzt, die Schweißnaht zu gestalten. Verstärkt werden die Massenkräfte beim Rütteln, so daß die schweren Massenanteile sich unten konzentrieren und die bei Belastungen hochbeanspruchte Wurzel eine durchgehend fehlerfreie Struktur aufweist.

Bei Mehrlagennähten ist es möglich, für die Zwischenlagen den Rüttelprozeß auszuschalten. AukfQhrungsbelspiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungobeispiel näher erläutert werden: Pig. 1: Aufbau einer Vorrichtung mit Darstellung der Wirkungsweise d<sr Schweißbadsicherung

Es soll eine Schmelzschweißverbindung mit dem MAG-Schweißbrenner 1 hergestellt werden. Die Werkstücke 2 bilden einen Stumpfstoß mit der Schweißnaht 3, die auf einer Schweißbadsicherung 4 während des Fügeprozesses liegt. Die Einspannung bzw. Halterung der Werkstücke 2 erfolgt mittels Spannplatte 5 und der Magnetplatte 6. Diese Halterung dient gleichzeitig als genaue Positionierung, wo nur der Wufrelspalt genau manuell kontrolliert und eingestellt worden muß. Der Abstand der symmetrisch angeordneten Magnetplatten ist so groß, daß das Magnetfeld den Lichtbogen nicht beeinflußt. Die Schweißbadsicherung 4 ist auf elastischen Zwisch6nlagen angeordnet, die wiederum verbunden sind mit einem Schwingkrafterroger 8, der eine einstellbare Amplitude und Schwingfrequenz besitzt.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Badsicherung beim Lichtbogenschweißen für Stumpfnähte, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Stumpfstoß der Schweißnaht (3) sich eine Schweißnahtsicherung (4) befindet, die über elastische Zwischenlagen (7) mit einem Schwingkrafterreger (8) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Einspannung der zu verschweißenden Werkstücke (?) rrittels Spannplatten (5) und Magnetplatten (6) erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch ', gekennzeichnet dadurch, daß der Schwingkrafterroger (8) eine einsteilbare Amplitude besitzt