CH668570A5

CH668570A5 - Verfahren und vorrichtung zum kuehlen von formgeschweissten werkstueckoberflaechen vor und/oder nach dem schweisspunkt mittels eines wasser-luft-gemisches.

Info

Publication number: CH668570A5
Application number: CH2291/85A
Authority: CH
Inventors: Bodo Herrmann
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1984-06-01
Filing date: 1985-05-30
Publication date: 1989-01-13
Also published as: DE3420376A1; IT8520805A0; DE3420376C2; AT389478B; US4632297A; ATA116185A; SE8502703D0; JPS60257987A; IT1183633B; SE457776B; FR2565143A1; GB2160809A; GB8513042D0; FR2565143B1

Description

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum örtlichen Kühlen von formgeschweiss-ten Werkstückoberflächen vor und/oder nach dem Schweiss-punkt mittels eines Wasser-Luft-Gemisches, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Werkstückoberfläche in laminarer Strömung auftreffende und auf dem Werkstück fliessende Wassermenge mit einer ausreichend grossen Luftmenge vor Erreichung der Siedetemperatur abgesaugt wird, so dass eine Dampfentwicklung unterbunden wird, und dass das abgesaugte Wasser mit Hilfe der Luft auf die Ausgangstemperatur zurückgekühlt wird.

2. Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus einem Injektor, ausgebildet als Venturirohr, besteht.

BESCHREIBUNG

Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von formge-schweissten Werkstückoberflächen vor und/oder nach dem Schweisspunkt mittels eines Wasser-Luft-Gemisches.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum örtlichen Kühlen von formgeschweissten Werkstückoberflächen vor und/ oder nach dem Schweisspunkt mittels eines Wasser-Luft-Gemisches und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Formschweissen von Werkstücken aus gewissen metallischen Werkstoffen, z.B. austenitischer Stähle oder niedriglegierter Vergütungsstähle, wird die Werkstücktemperatur auf eine bestimmte kritische Höhe begrenzt, um die gewünschten Gütewerte zu erreichen. Deshalb wird vielfach ein Teil der in die Schweisszone eingebrachten Wärme hinter und/oder vor dem Schweisspunkt durch Kühlung des Werkstückes wieder abgeführt.

In derartigen Anwendungsfallen wird zumeist Kühlwasser zum Teil unter Druck auf das Werkstück aufgesprüht und der entstandene Wasserdampf abgesaugt.

Eine solche bekannte Kühlvorrichtung (DE-AS 29 42 868) besteht aus einer auf das Werkstück gerichteten, in einem Leittrichter angeordneten Düse und einer den Leittrichter umgebenden, an eine Absaugeinrichtung angeschlossenen Haube.

Die Dampfbildung während des Kühlprozesses erfordert hinsichtlich des apparativen Aufwandes für die Kühleinrichtung einen erheblichen Aufwand, weil Wasserdämpfe für den Schweissprozess schädlich sind und deshalb mit äusser-ster technischer Sorgfalt restlos von der Kühlstelle abgeführt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum örtlichen Kühlen von formgeschweissten Werkstückoberflächen zu schaffen, bei dessen Anwendung eine rasche und intensive Kühlung unter Vermeidung der zuvor erwähnten Nachteile erzielt wird.

Von der Wasservergütung gewalzter Bleche ist es bereits bekannt, dass zur Erzielung einer starken Kühlwirkung die Anwendung der Laminarfluss-Kühlmethode Vorteile bringt.

Bei der Lösung der gestellten Aufgabe macht man sich die bei der Walztechnik gewonnene Erkenntnis zunutze und geht erfindungsgemäss in der Weise vor, dass die auf die Werkstückoberfläche in laminarer Strömung auftreffende und auf dem Werkstück fliessende Wassermenge mit einer ausreichend grossen Luftmenge vor Erreichung der Siedetemperatur abgesaugt wird, so dass eine Dampfentwicklung unterbunden wird, und dass das abgesaugte Wasser mit Hilfe der Luft auf die Ausgangstemperatur zurückgekühlt wird. Das Absaugen geschieht vorzugsweise im Bereiche des unterkühlten Siedens.

Durch die Anwendung der laminaren Strömung für das Kühlwasser zusammen mit einer genügend grossen Luftmenge zum Absaugen wird eine optimale örtliche Kühlung der Werkstückoberfläche erzielt. Durch den laminaren Wasserstrom ergibt sich eine breitflächige Verteilung des Kühlwassers im Gegensatz zu der Sprühverteilung bei den bekannten Kühlverfahren und -Vorrichtungen, bei denen anstelle der laminaren Strömung turbulente Strömungsverhältnisse vorherrschen. Dies hat zur Folge, dass es bei dem erfin-dungsgemässen Verfahren im Verein mit der mengenmässig angepassten Luftmenge nicht zur schädlichen Dampfbildung kommt.

Das beim Kühlen der Werkstoffoberfläche aufgewärmte Wasser wird beim Absaugevorgang durch die Luft rückgekühlt und kann daher im Kreislauf wieder verwendet werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsge-mässen Verfahrens besteht aus einem Injektor, ausgebildet als Venturirohr. Anhand von Versuchen mit einem solchen an sich bekannten Injektor, der als Venturirohr ausgebildet und entsprechend einstellbar an das Werkstück angepasst wurde, konnte eine optimale Werkstückkühlung und Rück-kühlung des abgesaugten Wassers entsprechend dem erfin-dungsgemässen Kühlverfahren erzielt werden.

Die Wasserzufuhr und die Luftabsaugung können vorteilhafterweise so eingestellt werden, dass sie der Werkstückbewegung beliebig anpassbar sind.

Bewegt sich beispielsweise das Werkstück sehr langsam, so kann ein steiler Auftreffwinkel für die Vorrichtung zur Wasserzufuhr und Luftabsaugung gewählt werden. Bei schnellerer Bewegung des Werkstückes werden die Winkel flacher gewählt, so dass sich eine möglichst breitflächige Verteilung des Kühlwassers ergibt.

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