DE633698C - Verfahren zum Herstellen in sich geschlossener Schweissnaehte mittels des elektrischen Lichtbogenschweissens - Google Patents

Description

■DEUTSCHES REICH

8-SEE 193E

AUSGEGEBEN AM
4. AUGUST 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21h GRUPPE 30

A69756 VIIIcl2ih Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 16. Juli

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin

Verfahren zum Herstellen in sich geschlossener Schweißnähte mittels des elektrischen Lichtbogenschweißens

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Juni 1933 ab

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen in sich geschlossener, insbesondere ■kreisringförmiger Schweißnähte mittels des elektrischen Lichtbogenschweißens. Gemäß der Erfindung wird nach dem Schließen der ringförmigen Schweißnaht die Schweißraupe seitlich aus dem Bereich der Schweißnaht herausgeführt und erst danach der Schweißstromkreis unterbrochen. Die Erfindung betrifft ferner eine Schweißmaschine sowie Einrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens, insbesondere zum Aufschweißen von Rohrstutzen auf Platten, Kesselschüsse o. dgl. Durch die Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß der am Ende der Schweißnaht • sich bildende Krater außerhalb des Bereiches der tragenden Schweißnaht zu liegen kommt.

Indem bewußt das Ende der Schweißraupe auf diese Weise auf einen auf Festigkeit,

ao Dichtigkeit o. dgl. nicht oder nur gering beanspruchten Werkstückteil gelegt wird, erhält man Verbindungsschweißungen, welche durch außerordentlich gute Dichtigkeit und vorzügliche Festigkeit ausgezeichnet sind.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Abb. ι stellt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung in perspektivischer Ansicht dar.

Abb. 2 zeigt eine Ansicht von oben,

Abb. 3 einen vertikalen Schnitt entsprechend der Linie 3-3 nach Abb. 2.

Abb. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Schweißnaht.

Die Schweißmaschine besteht aus einem drehbaren Kopf 10, der in einem ringförmigen Teil 11 geführt ist, welcher seinerseits längs der Gleitschienen 12 verschoben werden kann. Die Gleitschienen 12 stellen gleichzeitig die Verbindung zwischen den Rahmen 13 dar. Zur weiteren Versteifung des Rahmenwerkes sind noch Querstangen 14 vorgesehen. Die Endrahmen 13 sind an ihrem mit dem Werkstück in Berührung stehenden Teil mit Elek- tromagneten 15 ausgerüstet, mittels welcher die Maschine auf dem. Werkstück in bestimmter relativer Lage zu ihm festgehalten wird. Die Elektromagnete 15 können mit Schirmen 16 ausgerüstet sein, welche verhindern, daß die Elektromagnete durch die Schweißspritzer bzw. durch die Schweißhitze beschädigt werden. Besondere Anschläge ι J dienen dazu, die Maschine relativ zu dem Werkstück auf einfachste Weise in bestimmte Lage zu bringen.

Die Maschine ist vorzugsweise geeignet zum Auf- bzw. Einschweißen von Röhren in Rohrböden. Im vorliegenden Falle sind die Rohre mit 19, der Rohrboden mit 18 bezeichnet.

Der Schweißkopf besitzt einen Drehtisch 2Oj welcher in dem ringförmigen Teil 11 drehbar gelagert ist. Der Drehtisch ist auf seinem Umfange mit Zähnen versehen, welche mit

den Zähnen des kleineren Zahnrades 21 zusammenarbeiten. Der Antrieb des Ritzels erfolgt über Achse 22, Kegelräder 23 von einem Elektromotor 24 unter Zwischenschalten eines Übersetzungsgetriebes, welches sich in.dem Gehäuse 25 befindet. Die Kegelräder 23 können durch Betätigung des Handgriffes 26 entgegen der Wirkung der Feder 27 außer Eingriff gebracht werden.

Eine Spindel 28 ist mit Hilfe der Hülse 29 am Drehtisch 20 befestigt. Die Spindel 28 kann an ihrem unteren Ende in ihrer konzentrischen Bohrung einen Teil 30 aufnehmen. Der Teil 30 kann in das Stirnende des einzuschweißenden Rohres 19 eingeführt werden, wodurch eine absolut genaue Zentrierung gewährleistet ist. Der Kopf des Zentrierers befindet sich während des Schweißens infolge seiner Reibung mit dem Werkstück in Ruhe, '.o während sein Schaft in der sich drehenden Spindel die relative Bewegung zwischen dem Schweißkopf und dem Werkstück während des Schweißvorganges mitmacht. Die Spindel 28 wird mittels der Feder 31 gegen das Werk- !5 stück gedruckt, kann jedoch unter Überwindung der Federkraft durch Betätigung des Handrades 32 vom Werkstück zurückgezogen werden. Durch Drehen des Handrades 32 wird ein Zahnrad ^3 bewegt, welches mit der •o Zahnstange 34 in Eingriff steht, deren eines Ende mittels eines Winkelteiles 3 5 an die Spindel 28 angelenkt ist. Die Hülse 29, welche zur Aufnahme der Spindel 28 dient, ist zur Ermöglichung dieser Bewegung mit einem Längsschlitz versehen. Die Spindel kann in bestimmter Lage mittels der Klemmschraube 36 festgespannt werden, welche die Zahnstange 34 in dem Führungskörper 37 festspannt, welcher mit dem Drehtisch 20 des ο Schweißkopfes verbunden ist.

Ein Elektrodenhalter 38 ist mittels eines Zapfens 40 schwenkbar um diesen mit dem Stützring 39 verbunden, welcher seinerseits den unteren Teil der Spindel 28 umgibt. Der Elektrodenhalter 38 wird durch eine Feder 41 in Richtung auf die Achse der Spindel 28 gedrückt. Der Elektrodenhalter kann in seiner Entfernung von der Spindel 28 mittels einer Schraube 42 verstellt werden, die in einem Hebel 43 gelagert ist. Das eine Ende dieses Hebels ist bei 44 am Elektrodenhalter angelenkt, während sein anderes Ende durch einen radialen Schlitz 45 des Drehtisches 20 hindurchgeht. Die Feder 41 bewirkt, daß der mittels der Schraube 42 eingestellte Elektrodenhalter 38 während des Schweißvorgan-. ges die in der Zeichnung dargestellte Stellung einnimmt.

Der Elektrodenhalter kann zur Aufnahme ο von abschmelzendem Schweißdraht ausgebildet sein, er kann jedoch auch zur Aufnahme von Kohle oder anderen nicht abschmelzenden Stoffen, wie beispielsweise Wolframelektroden, dienen. Die Ausführungsform gemäß der Zeichnung zeigt einen Elek- "trodenhalter 38, durch welchen die Elektrode 45 dem Werkstück zugeführt wird. Der Schweißdraht kann von einer Vorratsrolle über eine biegsame, mittels der Brücke 47 geführte Leitung in nahezu axialer Richtung der Schweißdüsc zugeführt werden. Von der Leitung 46 wird der Schweißdraht in den rohrförmigen Körper 48 eingeführt, welcher zur Achse des Drehtisches 20 geneigt ist. Von hier aus wird der Schweißdraht in die Düse 38 eingeleitet und danach' der Schweißstelle unter einem spitzen Winkel zugeführt. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Schweißdraht möglichst geringer Biegungsbeanspruchung auf seinem Wege bis zur Schweißstelle ausgesetzt ist.

Der Schweißstrom wird der Düse 38 durch einen isolierten Leiter 49 zugeführt, dessen eines Ende mit der Düse selbst in Verbindung steht, während sein anderes Ende mit einem Gleitring 50 verbunden ist, der sich auf der Unterseite des Drehtisches 20 befindet. Dem Gleitring 50 wird der Strom über Bürsten 51 zugeführt, die elektrisch leitend mit dem Segment 52 in Berührung sind, dem seinerseits der Strom über die Zuleitung 53 zugeführt wird. Die Düse 38, der rohrförmige Körper 48, die Brücke 47, der Gleitring 50, der obere Teil des Hebels 43 sowie das Segment 52 sind elektrisch isoliert von den übrigen Teilen der Maschine. Das Kippen des Hebels 43 und auf diese Weise das Schwingen der Düse 3 S weg von der Schweißnaht, welche zwischen dem Rohr 19 und dem Rohrboden iS gebildet wird, wird bewirkt durch die Hebel 54, 55 und 56. Der Hebel 56 ist starr mit dem Drehtisch 20 verbunden, und die Hebel 54 und 55 sind bei 57 und 58 drehbar mit dem ringförmigen Teil 11, weicher gleichzeitig zur Aufnahme des Dreh- tos tisches dient, verbunden. Die Hebel 54 und 55 sind als Nocken ausgebildet, so daß eine Bewegung, welche dem Hebel 54 erteilt wird, auf den Hebel 55 übertragen wird. Die Hebel werden in ihrer in der Abbildung dargestellten Lage, in welcher sich der . Hebel 54 gegen einen Anschlag 60 legt, welcher mit dem ringförmigen Teil 11 verbunden ist, gehalten infolge der Wirkung einer Feder 5¹O, die mit dem einen Ende des Hebels 55 verbunden ist, dessen anderes Ende den Nocken 61 bildet, welcher zur Betätigung des Hebels 43 dient.

In der Abbildung sind die Hebel in der Lage dargestellt, welche sie beim Beginn des Schweißvorganges einnehmen. Vor Beginn des Schweißvorganges werden, nachdem die

Maschine dem Werkstück gegenüber in die richtige Lage gebracht ist, die Kegelräder 23 durch Bewegung des Handgriffes 26 entkuppelt, und der Drehtisch 20 wird in Uhrzeigerrichtung so weit bewegt, bis die Hebel die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung einnehmen. Eine weitere Bewegung in Uhrzeigerrichtung wird durch den Anschlag 60 und die Hebel 54 und 56 verhindert. Darauf wird der Schweiß Vorgang durch Betätigung des Schalters 62 eingeleitet. Dieser Schalter setzt die Drehbewegung des Schweißkopfes in Gang- und bewirkt gleichzeitig .die Einleitung des Schweißprozesses.

Während des Schweiß Vorganges dreht sich der Schweißkopf entgegen dem Uhrzeigersinn entsprechend der Richtung des Pfeiles in Abb. 2. Der Hebel 56 berührt den Hebel 54 und bewegt ihn so weit, bis die verschiedenen Hebel die in Abb. 2 gestrichelt angedeutete Lage einnehmen. Während der Bewegung der Hebel 54 und 55 durch den Hebel 56 gelangt der Nockenteil 61 des Hebels 5 5 in den Bereich des Hebels 43, welcher hierauf in Richtung auf die Achse des Drehtisches zu entsprechend der gestrichelt angedeuteten Lage in Abb. 3 bewegt \vird. Dadurch wird die Schweißdüse und damit die gebildete Schweißraupe aus dem kreisförmigen, in sich geschlossenen Weg der Schweißnaht zwischen Rohrboden 18 und Rohr 19 herausgeführt. Wenn der Hebel 54 in die gestrichelt angedeutete Lage gelangt ist, betätigt er den Schalter 62, wodurch der Schweißvorgang unterbrochen wird. Durch Betätigung dieses Schalters wird gleichzeitig der Motor 24 abgeschaltet, welcher zur Drehung des Schweißkopfes 10 dient. Die einzelnen Teile der Einrichtung kommen nicht sofort zur Ruhe, sondern bewegen sich noch' um wenig über die gestrichelt eingezeichnete Lage hinaus, worauf die Hebel ihre ursprüngliche Lage wieder einnehmen, und nach einer weiteren Drehung des Drehtisches 20 in Uhrzeigerrichtung nehmen die Hebel die in Abb. 2 mit ausgezogenen Linien dargestellte Lage ein. Wie aus der Anordnung ersichtlich, bewegt sich der Sehweißkopf 10 und mit ihm die Schweißdüse während des Schweißvorganges um etwas mehr als eine ganze Umdrehung, so daß die Schweißung zwischen Rohrboden 18 und Rohr 19 sich um wenig überlappt, bevor der Lichtbogen seitlich abgelenkt und die Schweißraupe aus dem Bereich der tragenden Schweißnaht herausgeführt wird. Erst nachdem die Schweißraupe so weit seitlich herausgeführt ist, daß bei Unterbrechung des Schweißvorganges der sich, bildende Krater auf die tragende Schweißnaht nicht mehr von schädlichem Einfluß ist, wird der Schweißstromkreis unterbrochen.

Die der Elektrode während des Schweißvorganges erteilte Drehbewegung infolge der Drehung des Schweißkopfes 10 verursacht im praktischen Betrieb keine Schwierigkeiten. Es ist daher nicht notwendig, daß die Vorschubeinrichtung und die Drahtvorratsrolle mit dem Schweißkopf mitbewegt werden, vielmehr kann die Drahthaspel ortsfest gelagert und mit dem Schweißkopf durch ein biegsames Rohr 46 verbunden sein.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen in sich geschlossener, insbesondere kreisringförmiger Schweißnähte mittels des elektrischen Lichtbogenschweißens, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem. Schließen der Schweißnaht die Schweißraupc seitlich aus dem Bereich der Schweißnaht herausgcführt und erst danach der Schweißstromkreis unterbrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Bereich der Schweißnaht herausgeführte Schweißraupe auf einen auf Festigkeit, Dichtigkeit

o. dgl. nicht oder nur gering beanspruchten Werkstückteil gelegt wird.

3. Schweißmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, go insbesondere zum Aufschweißen von Rohrstutzen auf Platten, Kesselschüsse o. dgl., gekennzeichnet durch einen an einem Drehtisch angelenkten Elektrodenhalter bzw. Schweißdüse, welche nach bestimmter Drehung mittels Anschläge, Kurvenscheibe o. dgl. aus dem . Bereich der Schweißnaht herausschwenkbar ist.

4. Schweißmaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Ausschalter für den Schweißstrom, gegebenenfalls auch für die Bewegung des Drehtisches, welcher durch selbsttätig wirkende Klinken erst nach der Ausschwenkung des Elektrodenhalters betätigt wird, so daß der beim Erlöschen des Lichtbogens gebildete Krater nicht mehr in dem Bereich der tragenden Schweißnaht liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen