DD222225A1

DD222225A1 - PROCESS AND DEVICE FOR SPINAL WELDING

Info

Publication number: DD222225A1
Application number: DD26020884A
Authority: DD
Inventors: Lothar Zoellner; Hartmut Skibbe; Hans Froehlich; Ernst Renelt
Original assignee: Nahrungsguetermaschinenbau Veb
Priority date: 1984-02-21
Filing date: 1984-02-21
Publication date: 1985-05-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Engspaltschweissen unter Anwendung von Hohlelektroden und magnetischer Lichtbogenbeeinflussung. Ziel ist, die Effektivitaet des Engspaltschweissens bei gleichzeitiger Qualitaetssicherung zu erhoehen. Erfindungsgemaess wurde die Aufgabe durch ein Verfahren geloest, bei dem unter Anwendung an sich bekannter duenner abschmelzender Hohlelektroden vorzugsweise Roehrchenelektroden und magnetischer Lichtbogenbewegung unter Schutzgas die Stromstaerke im Verhaeltnis zum Materialquerschnitt der Hohlelektrode so eingestellt wird, dass im wesentlichen Bereich der freien Elektrodenlaenge die Curietemperatur erreicht und ueberschritten wird, dass ein vom Inneren der Hohlelektrode zu den Nahtflanken reichendes Magnetfeld aufgebaut wird und dass die Magnetfeldstaerke zur Schweissstromtechnik so abgestimmt wird, dass das durch die Lichtbogenrotation resultierende Einbrandprofil weitgehend zylindrische Form erhaelt. Die Vorrichtung ist so gestaltet, dass innerhalb der Hohlelektrode ein mit einer Magnetspule gekoppelter ferromagnetischer Fuehrungsstift angeordnet wird, der in die freie Elektrodenlaenge bis in den Bereich der ueberschrittenen Curietemperatur hineinreicht, wobei der Fuehrungsstift der eine Magnetpol der Magnetspule ist. Fig. 1The invention relates to a method and a device for narrow gap welding using hollow electrodes and magnetic arc influencing. The aim is to increase the effectiveness of the narrow gap welding with simultaneous quality assurance. According to the invention, the object has been achieved by a method in which, using well-known thin-melting hollow electrodes, preferably Roehrchen electrodes and magnetic arc movement under protective gas, the current intensity is set in relation to the material cross-section of the hollow electrode such that substantially the free electrode length reaches and exceeds the Curie temperature is that a magnetic field extending from the interior of the hollow electrode to the suture flanks is constructed and that the magnetic field strength is adjusted to the welding current technique so that the burn-in profile resulting from the arc rotation largely cylindrical shape. The device is designed such that a ferromagnetic guide pin coupled to a magnetic coil is arranged within the hollow electrode and extends into the free electrode length up to the region of the exceeded Curie temperature, wherein the guide pin is one magnetic pole of the magnetic coil. Fig. 1

Description

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Verfahren und Vorrichtung zum Engspaltschweißen Anwendungsgebiet der Erfindung:Method and device for narrow gap welding Field of application of the invention:

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zum Engspaltschweißen unter Anwendung von Hohlelektroden, und magnetischer Lichtbogenbeeinflussung.The invention relates to a method and associated apparatus for narrow gap welding using hollow electrodes, and magnetic arc influencing.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:Characteristic of the known technical solutions:

Es ist bekannt, daß das Engspaltschweißen zum Verbinden dickerer Materia !querschnitte mittels abschmelzender Draht elektroden unter Schutzgas dient. Es ist durchaus möglich, solche Engspaltschweißtechnologien anstelle unter zusätzlichem Schutzgas auch mit sogenannten selbstschützenden Drähten zu realisieren. Solche selbstschützenden Drähte sind mit speziellem Schweißpulver gefüllte Hohl- oder Profildrähte. Es ist auch bekannt, daß zum Schutzgaslichtbogenschweißen auch abschmelzende Hohldrähte verwendet werden können, wobei auch vorgeschlagen worden iet, das Schutzgas von innen, d* h. durch die Hohlelektrode hindurch, zuzuführen.It is known that the narrow gap welding for connecting thick Materia! Cross sections by means of consumable wire electrodes under inert gas is used. It is quite possible to realize such narrow gap welding technologies instead of using additional protective gas also with so-called self-protecting wires. Such self-protective wires are hollow or profile wires filled with special welding powder. It is also known that melting gaskets can also be used for gas-shielded arc welding, it also being proposed that the inert gas be injected from inside, ie, h. through the hollow electrode, supply.

Weiterhin ist bekannt, daß Schweißlichtbögen magnetisch so beeinflußt werden können, daß der Lichtbogenansatzpunkt oder der Lichtbogen an der Elektrode in gezielte Bewegung gerät, d. h. wandert, rotiert oder in ähnlicher Weise sich verändert bzw. nur in einer bestimmten Richtung aüsgelenkt wird. So z. B. wird mit DE-AS I8I36OI vorgeschlagen, ein spezielles Magnetfeld zusätzlich zu einem an sich üblichen Schweißbrenner soFurthermore, it is known that welding arcs can be magnetically influenced so that the arc starting point or the arc at the electrode in targeted motion, d. H. wanders, rotates or similarly changes or is only turned in a certain direction. So z. B. is proposed with DE-AS I8I36OI, a special magnetic field in addition to a conventional welding torch so

auszubilden, daß die am Ende der abschmelzenden Elektrode sich bildenden Zusatzwerkstoff tröpfchen gegen die Nahtflanken gelelnkt werden. Zur Realisierung dieses Verfahrens ist eine aufwendige Magnetpolahordnung erforderlich und das Magnetfeld muß exakt mit einer speziellen Zick-Zack-Bewegung des Schweißbrenners abgestimmt sein«,form, that the filler material forming at the end of the consumable electrode are gelklektkt against the seam flanks. For the implementation of this method, a complicated magnetic pole arrangement is required and the magnetic field must be exactly matched with a special zigzag movement of the welding torch.

Nach DE-OS 2015570 wurde auch vorgeschlagen, eine ringförmige Elektrode so zu gestalten, daß in ihr ein ferromagnetischer Zapfen liegt, der die eine Seite des MagnetJoches einer Magnetspule bildet und daß um sie herum eine zweite geschlossene Magnetjochplatte angeordnet ist, die ebenfalls mit der Magnetspule in Verbindung steht» Durch diese Vorrichtung soll gewährleistet werden, daß durch das den Lichtbogen durchdringende Magnetfeld der Lichtbogen auf dem Elektrodenende umläuft. Die ringförmige Elektrode kann dabei auch aus zwei abschmelzenden parallelen bandförmigen Elektroden und deren Ecken verbindenden, nicht abschmelzenden Elektrodenteilen gebildet sein· Der "Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß sie nur für sehr breite NahtÖffnungen und für das Auftragsschweißen geeignet ist· Das En^spaltschweißen ist wegen der extrem schmalen Nahtöffnung mit diesen platzaufwendigen Brennern nicht realisierbar.According to DE-OS 2015570 has also been proposed to make an annular electrode so that in it is a ferromagnetic pin which forms one side of the MagnetJoches a magnetic coil and that around it a second closed Magnetjochplatte is arranged, which also with the magnetic coil "This device is intended to ensure that the arc passing through the arc of the electric arc passes around the end of the electrode. The annular electrode can also be formed from two melting parallel band-shaped electrodes and their non-melting electrode parts connecting their corners. The disadvantage of this solution is that it is only suitable for very wide seam openings and for build-up welding because of the extremely narrow seam opening with these space-consuming burners not feasible.

Das übliche Engspaltschweißen unter Schutzgas'mit Drahtelektroden ist nachteiligerweise in seiner Schweißleistung dadurch begrenzt, daß bei höherer Abschmelzleistung und mit reduzierter Spaltbreite Warmrisse entstehen und daß bei hohen Schweißgeschwindigkeiten Bindefehler auftreten.The usual narrow gap welding under inert gas' with wire electrodes is disadvantageously limited in its welding performance in that at higher Abschmelzleistung and reduced gap width hot cracks occur and that occur at high welding speeds binding errors.

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Es ist Ziel der Erfindung, die Effektivität des Engspaltschweißens bei gleichzeitiger Qualitätssicherung zu erhöhen.It is an object of the invention to increase the efficiency of narrow gap welding while maintaining quality assurance.

Das Wesen der Erfindung:The essence of the invention:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zu entwickeln,The invention has for its object to develop a simple method and a corresponding device,

mit denen die spezifische Abschnielzleistung und auch die Schweißgeschwindigkeit beim EngapaItschweißen erhöht werden können, . ohne daß die Gefahr der Warmrißbildüng oder der Entstehung von Bindefeldern anwächst·with which the specific Abschnielzleistung and also the welding speed in EngapaItschweißen can be increased,. without increasing the risk of warm cracking or the formation of binding fields

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe durch ,ein Verfahren gelöst, bei dem unter.Anwendung an sich bekannter dünner abschmelzender Hohlelektroden vorzugsweise Röhrchenelektroden und magnetischer Lichtbogenbewegung unter Schutzgas die Stromstärke im Verhältnis zum Materialquerschnitt der Hohlelektrode so eingestellt wird, daß im wesentlichen Bereich der freien Elektrodenlänge die Curie· temperatur erreicht und überschritten wird, daß ein vom Inneren der Hohlelektrode zu den üTahtflanken reichendes Magnetfeld aufgebaut wird und daß die Magnetfeldstärke zur Schweißströmstärke so abgestimmt wird, daß das durch die Lichtbogenrotation resultierende Einbrandprofil weitgehend zylindrische Form erhält·According to the invention, the object was achieved by a method in which the application of known thin melting hollow electrodes preferably tube electrodes and magnetic arc movement under inert gas, the current in relation to the material cross-section of the hollow electrode is set so that substantially the free electrode length Curie · temperature is reached and exceeded that a magnetic field from the interior of the hollow electrode to the üTahtflanken is constructed and that the magnetic field strength is matched to Schweißströmstärke so that the resultant by the arc rotation Einbrandprofil receives largely cylindrical shape ·

Eine zur Realisierung des erfindungsgeraäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung ist so gestaltet, daß innerhalb der Hohlelektrode ein mit einer Magnetspule gekoppelter ferromagnetische^ Führungsstift angeordnet wird, der in die freie Elektrodenlänge bis in den Bereich der überschrittenen Curietemperatur hineinreicht, wobei der Führungsstift der eine Magnetpol der Magnetspule ist·A device suitable for the realization of the method according to the invention is designed such that a ferromagnetic guide pin coupled to a magnetic coil is arranged within the hollow electrode and extends into the free electrode length up to the region of the exceeded Curie temperature, the guide pin being one magnetic pole of the magnetic coil ·

Das zu schweißende Werkstück kann unmagnetisiert sein oder den anderen entgegengesetzten Magnetpol bilden·The workpiece to be welded may be unmagnetised or form the other opposite magnetic pole ·

Ausführungsbeispielsembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in Fig 1 in Teilschnittdarstellung das Anordnungsschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und in Fig 2 den schematischen Aufbau der TTaht und des Einbrandprofils einer nach erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Engspaltschweißung«1 shows a partial sectional view of the arrangement diagram of a device according to the invention, and FIG. 2 shows the schematic structure of the seam and the burn-in profile of a narrow gap weld produced by the method according to the invention.

Die zu verbindenden 60 mm dicken Stahlplatten 1 liegen im Bereich des 10 mm breiten Schweißspaltes 2 auf einer Schweißbadsicherung 3· Durch die Stromdüse 4 eines nicht weiter dargestellten Brenners ist eine auf Blechband geformte Hohlelektrode 5 von 6 mm Außendurchmesser und 5 ram Innendurchmesser geführt, wobei im Innern der Hohlelektrode 5 der Führungsstift 6 angeordnet ist» der seinerseits eine zentrale Bohrung von 1,5 mm Nennweite hat, welche mit der Schutzgasversorgung des Brenners verbunden ist und der Zuführung dieses Schutzgases in die Lichtbogenzone dient.The 60 mm thick steel plates 1 to be joined lie in the region of the 10 mm wide welding gap 2 on a weld pool fuse 3. A current - shaped hollow electrode 5 of 6 mm outer diameter and 5 ram inner diameter is guided through the current nozzle 4 of a burner, not shown Inside the hollow electrode 5 of the guide pin 6 is arranged »which in turn has a central bore of 1.5 mm nominal diameter, which is connected to the protective gas supply to the burner and the supply of this protective gas is used in the arc zone.

Der Führungsstift bildet den Nordpol einer am Brenrter nicht weiter dargestellten Magnetspule und ragt 12 mm in die freie Elektrodenlänge 7 hinein, die vom Ende der Stromdüse 4 bis zum Ende der Hohlelektrode 5 reicht und 29 mm beträgt. Die Stromstärke von etwa 600 A ist so bemessen, daß einerseits auf etwa 20 mm der freien Elektrodenlänge die Curietemperatur überschritten ist und daß im Wechselspiel mit der vom Führungsstift 6 übertragenen Magnetfeldstärke die Lichtbogenrotä&on am unteren Ende der Hohlelektrode stabil ist und das Einbrandprofil 8, in Fig 2 für die Mehrlagenschweißung dargestellt, weitgehend zylindrische Form erhält, wodurch trotz hoher Abschmelzleistung keine Warmrisse und trotz hoher Schweißgeschwindigkeit keine Bindefehler auftreten·The guide pin forms the north pole of a magnetic coil not shown on Brenrter and protrudes 12 mm in the free electrode length 7, which extends from the end of the Stromdüse 4 to the end of the hollow electrode 5 and 29 mm. The current of about 600 A is such that on the one hand to about 20 mm of the free electrode length, the Curie temperature is exceeded and that in interaction with the transmitted from the guide pin 6 magnetic field strength, the Lichtbogenrotä on the lower end of the hollow electrode is stable and the Einbrandprofil 8, in FIG 2 shown for multi-layer welding, largely cylindrical shape, whereby despite high Abschmelzleistung no hot cracks and despite high welding speed no binding errors occur ·

Claims

Brf indmlKsana pr ucb:

1 · Method for narrow gap welding with melting hollow electrodes and central inert gas and under magnetic influence of the arc, characterized in that the current in relation to the material cross section of the hollow electrode (5) is adjusted so that substantially the free electrode length (7) exceeded the Curie temperature in that a magnetic field extending from the interior of the hollow electrode (5) to the suture flanks is built up and that the magnetic field strength is matched to the welding flux magnitude so that the burn-in profile (8) summed up by the arc rotation obtains a largely cylindrical shape.

2 · Apparatus for carrying out the method according to 1, characterized in that within the hollow electrode (5) a ferromagnetic hollow guide pin (6) coupled to a magnetic coil is arranged which extends into the free electrode length (7) up to the region of the Curie temperature exceeded extends and that the guide pin (6) which is a magnetic pole of the magnetic coil, and is connected at the same time with its bore with the inert gas supply of the welding torch ·

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