DE1652819A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer zwei Blechkanten verbindenden Schweissnaht hoher Festigkeit - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer zwei Blechkantenverbindenden Schweißnaht hoher Festigkeit Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und: eine Vorrichtung zum Herstellen einer zwei Blechkanten verbindenen Schweißnaht hoher Festigkeit, bei dem während des Schweißvorganges ein Zusatzmaterial in die :Schweißnaht mit eingeschmolzen wird. Bei der Verschweißung von Blechkanten_tritt bekanntlich durch die Schweißnaht eine Verminderung der mechanischen Festigkeit gegenüber dem Grundmaterial, also dem Blech, auf. Diese Festigkeitsverminderung ist darauf zurückzuführen, daß einmal aufgrund von Gefügeunterschieden zwischen Schweißnaht und Grundmaterial ein metallurgischer Kerb entsteht und zum anderen der tragende Querschnitt in der Schweißnaht geringer ist als im Grundmaterial. Eine solche Festigkeitsverminderung kann beispielsweise bei der Herstellung von längsnahtgeschweißten Rohren großer Länge, die aus mehreren aneinandergeschweßten und zum Rohr verformten Metallbändern bestehen, dazu führen, daß durch die in der Fertigungsvorrichtung auftretenden Zugkräfte die Schweißnaht aufreißt und dadurch der Produktionsprozess unterbrochen wird. Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Schweißnaht ist bereits vorgeschlagen worden, die Schweißnaht schräg zur Hauptzugkraftrichtung anzuordnen. Die erzielbare Festigkeitssteigerung ist jedoch nicht allzu groß; darüber hinaus hat sieh nämlich gezeigt, daß bei starker Neigung der Schweißnaht - die Schweißnaht schließt mit der Hauptzugkraftrichtung einen spitzen Winkel ein - an den beiden spitz zulaufenden Blechkanten die dort einwirkende Schweißwärme zu Einbrandlöchern führt. Dies hat zur Folge, daß die beiden miteinander verschweißten Bleche zur Beseitigung der binbrandlöcher besäumt werden müssen, da die überhitzte Zone Ausgangspunkte für Risse bildet. Es ist des weiteren vorgeschlagen worden, während des Schweißvorganges ein Zusatzmaterial in die achweißnaht miteinzuschmelzen, um auf diese Weise einer Verminderung des tragenden Querschnittes in der Schweißnaht vorzubeugen. Dies hat zu guten -Ergebnissen geführt.. Bachteilig bei einem solchen Verfahren ist, daß das Zusatzmaterial und das Grundmaterial in ihrem metallurgischen Aufbau genau übereinstimmen müssen, da anderenfalls die Erhöhung der mechanischen Festgkeit nicht in dem gewünschten Umfang auftritt. Es hat sich, insbesondere beim Verschweißen von Kupfer-und Aluminiumblechen, gezeigt, daß bereits geringe' Verunreinigungen oder geringe Anteile schädlicher Regierungselemente Sprödigkeit und Rißbildung der Schweißnaht zur Folge haben. Diese Schwierigkeiten und Nachteile werden durch-die Erfindung beseitigt. Gemäß der Erfindung wird vor dem Schweißvorgang eine der beiden zu verschweißenden Blechkanten ungefähr rechtwinklig-abgekantet und diese hochstehende Kante wird während des Schweißens in die Schweißnaht-eingeschmolzen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist somit gewährleistet, daß das Zusatzmaterial und das Grundmaterial genau den gleichen:metallurgischen Aufbau besitzen, so daß eine Schwächung der Schweißnaht durch irgendwelche Verunreinigungen die bei den bekannten Verfahren., bei denen Zusatzmaterial verwendet, wird, in die Schweißnaht gelangen können' nichtmehr möglich ist. Die Schweißnaht kann anschließend an den Schweißvorgang unbearbeitet gelassen werden, aber auch, falls dies für die Weiterverarbeitung zweckmäßig ist, flach gepresst werden. Ein Flachpressen der Schweißnaht hat darüber hinaus den Vorteil, daB die mechanische Festigkeit der Schweißnaht zusätzlieh erhöht wird. 'Messungen ergaben, daß eine solche Blechverbindung eine mechanische Festigkeit von 97 °> der Festigkein des Grundmaterials besitzt. Ohne Flachpressen der Schweißnaht ist- die Festigkeit der Blechverbindung um einige Prozent kleiner, aber immer noch höher, als beiden bekannten Verfahren. Zusätzlich hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß eine Lagerhaltung für das Zusatzmaterial entfällt und das Verfahren eine wesentlich einfachere und sichere Handhabung gewährleistet. Eine weitere Erhöhung der meehahischen Festigkeit der Schweißnaht kann dadurch erreicht werden, daß die Schweißnaht zusätzlich unter einem Winkel, vorzugsweise unter 30 bis 45 Winkelgrade, zur tiauptzugkraftrichtung angeordnet wird. Hierbei ist jedoch wieder eine Besäumung der Bleche parallel zur Hauptzugkraftrichtung erforderlich, um die auftretenden Einbrandlöcher zu beseitigen. Die Besäumung kann aber in wesentlich geringerem Umfang vorgenommen werden, als bei dem bekannten Verfahren. Da sich bei einer solchen Schweißnähtanordnung die Gesamtfestigkeit uni etwa 1 J steigert, wird eine derartige Verbindung nur in Sonderfällen-in Frage kommen. Wenn die Dicke der Schweißnaht für die Weiterverarbeitung unwesentlich ist,-ist-die Wahl der Lantenhöhe insoweit unkritisch' als die Kanteuhöshe lediglich nicht zu klein gewählt werden darf. Mit Vorteil wird jedoch-de Höhe der Kante ungefähr gleich der Blechdicke gewählte Dies ergibt einmal nur einen geringen Blechverbrauch für die Schweißnaht und zum anderen besitzt die Schweißnaht für eine_eventuelle Weiterverarbeitung wesentlich günstigere Abmessungen. Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf eine Abkantvorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Abkantvorrichtung besteht in bekannter Weise aus einem eine Klemmhalterung aufweisenden Abkänttisch und einem senkrecht durch eine im Absenktisch vorhandene Ausnehmung bewegbaren;, in einer Führung gelagerten Abkantstempel- Die bei den bekannten Abkantvorrichtungen verwendeten Abkantstempel besitzen entweder einen rechteckförmigen oder einen dreieckförmigen Stirnquerschnitt. Dadurch wird das abzuke,n.-tende Blech zumindest in der l.etzten-Phase der Verformung durch eine Stempelseite reibend berührt. Da nun bei solchen Stempel formen auf allen mit der Führung in Berührung entstehenden Stempelseiten ein Schmierfilm vorhanden ist, kann es geschehen, daß das abgekantete Blech mit diesem Schmierfilm in Berührung kommt und darüber hinaus beim Zurückziehen des Stempels der Schmierfilm von der hochstehenden und federnd gegen den Stempel liegenden Kante abgeschabt wird. Beim Verschweißen kann dann das auf oder an-der 'ante abgelagerte Schmiermittel zu einer porösen und löcherigen Schweißnaht führen, so daß bei Verwendung derartigen Abkantvorrichtungen vor dem Verschweißen der Bleche diese gereinigt werden müssen. Zudem kann sich mit der Zeit der Schmierfilm mit Metallpartkelchen, Sand oder sonstigen Sehmutz vermischen, wodurch beim Abkanten ein Verschrammen der "'ante entsteht, was sich ebenfalls ungünstig auf die Schweißnaht auswirkt. öchließlich sind bei solchen Stempelformen zum Abkanten relativhohe Druckkräfte notwendig. Diese #achteile der bekannten Abkantvorrichtungen werden nun dadurch beseitigt, daß in die dem abzukantenden Blech zugewandte Seite des Stempels erfindungsgemäß eine an der Führung anliegenden drehbare Rolle eingelassen ist. Durch Anordnung einer solchen Rolle kann eine Schmierung der der Rolle benachbarten Seite der Führung und damit eine Reinigung der Kante vor dem Schweißprozess entfallen. Die Rolle ist am zweckmäßigsten dergestalt in den Stempel eingelassen., daß nahezu der gesamte Abkantvorgang über die Rolle erfolgt: Dadurch ergeben-sich nicht nur sehr niedere Reibungskräfte während des Abkantvorganges, sondern es Wird dadurch auch ein Verechrammen der Kante völlig unterbunden. Die Abkantvorrichtung sei anhand einer Figur, die in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel beinhaltet, näher erläutert. In der Figur ist der Abkantt=isch mt_1 bezeichnet:-Auf dem Abkanttisch 1 istseine: Klemmhalterung 2 vorhanden und eine Auanehmung 3, durch die ein Abkantstempel 4 senkrecht bewegbar ist. Der Abkantstempel 4 ist in einer Führung 5,- die am Abkanttisch 1 befestigt ist, gelagert. In die dem abzukantenden Blech 6 zugewandte Seite des Stempels 4 ist eine drehbar gelagerte Rolle 7 eingelassen und zwar dergestalt, Jaß nahezu der-gesamte Abkantvorgang über die Rolle 7 erfolgt. Am freien Ende des Stempels 4 ist. am zweckmäßigsten ein auswechselbarer Anschlag 8 für das Blech 6 zur.Einstellung der gewünschten Kantenhöhe vorhanden. Zur Bewegung des Stempels 4 ist dieser an einer hydraulischen Presse 9 befestigt.

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen einer zwei Blechkanten verbindenden Schweißnaht hoher Festigkeit, bei dem während des Schweißvorgangs ein Zusatzmaterial mit in die Schweißnaht eingeschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Schweißvorgang eine der beiden zu verschweißenden Blechkanten ungefähr rechtwinklig abgekantet wird und diese hochstehende Kante während=des Schweißens in die Schweißnaht eingeschmolzen wird.. ?:. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verschweißen der Blechkanten die Schweißnaht flach gepresst wird. 3: Verfahren nach Ansprueh,1' oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der kante ungefähr gleich der Dicke des Bleches gewählt wird. ¢: Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnaht unter einem Winkel, vorzugsweise unter 30 bis 45 Winkelgrade, zur Hauptzugkraftrichtung angeordnet wird. 5: Abkantvorrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 oder einem der folgenden, die aus einem eine Klemmhalterung aufweisenden Abkanttisch und einem senkrecht durch eine im Absenktisch vorhandene Ausnehmung bewegbaren, in einer Führung gelagerten Abkantstempel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß'in die dem abzukantenden Blech (6) zugewandte Seite des Stempels (4) eine an der Führung (5) anliegende, drehbar gelagerte Rolle (7) eingelassen ist. Abkantvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolle (7) dergestalt in den Stempel (4) eingelassen.ist, daß nahezu der gesamte Abkantvorgang über die Rolle (7) erfolgt. 7. Abkantvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch Bekennzeichnet, daß am freien. Ende des@Stempels (4) ein ausweehselbarer Anschlag (8) für das Blech (6) vorhanden ist,