FI72445C - Foerfarande och anordning foer ljusbaogssvetsning. - Google Patents

Description

].

72445

Menetelmä ja laite va]okaarihitsausta varten

Nyt esiteltävä keksintö koskee sähköhitsausta ja nimenomaan menetelmiä ja laitetta valokaarihitsausta 5 varten.

Tätä keksintöä voidaan soveltaa suunniteltaessa hitsauslaitetta vedenalaista- ja suojakaasuva1okaarihitsausta ja päällehitsausta varten käytettäessä sulavia umpinaisia ja sydänelektrodeja sekä suoritettaessa 10 hitsausta erikoiselektrodeilla, jotka eivät vaadi hitsaus-juoksuttimien ja suojakaasujen käyttöä hitsausvyöhvkkees-sä.

Keksintöä voidaan hyödyntää parhaiten laitteessa, jota käytetään sellaiseen mekanisoituun valokaarihitsauk-15 seen, joka tapahtuu syöttämällä elektrodi pitkien ohjaus-putkien avulla.

Nykyinen suuntaus kooltaan suurempiin hitsattuihin rakenteisiin ja korkealaatuisten teräslevyjen laaja käyttö motivoivat jatkuvaa pyrkimystä sellaisten menetelmien 20 kehittämiseen, joilla voidaan parantaa hitsausprosessien tehoa hitsattujen rakenteiden kustannusten alentamiseksi hitsaussaumojen pysyessä kuitenkin laadultaan hyvinä. Eräs tällainen nykyisen teknologian vaatimuksia vastaava hit-sausprosessi on valokaarihitsaus, jossa käytetään sulavia 25 nippuelektrodeja, jotka koostuvat kahdesta tai useammasta umpinaisesta, eristämättömästä elektrodilangasta, joilla on samat tai erilaiset halkaisijat ja jotka on sijoitettu rinnakkain pituussuunnassa. Nippuelektrodeilla suoritettava valokaarihitsaus parantaa hitsausprosessin tehoa ta-30 vanomaiseen yhdellä elektrodilla tapahtuvaan hitsaukseen verrattuna, mikä on erittäin tärkeää nimenomaan päällehit-sauksessa. Sitäpaitsi nippuelektrodeilla tapahtuvassa valo-kaarihitsauksessa saadaan helposti aikaan hitsauksen metallin 1isäseostaminen, koska ainakin yksi nippuelektrodin 2 72445 elektrodi]anka voi olla valmistettu sintratusta seoksesta. Lisäksi on huomattava, että koska elektrodilan-goissa ei ole eristystä ja ne koskettavat toisiinsa, kaikkiin elektrodilankoihin voidaan syöttää virta sa-5 masta hitsausvirtalähteestä.

Jo ennestään tunnetaan sellainen valokaarihit-sausmenetelmä (vrt GB-patentti nro 1 280 147 julkaistu 5. heinäkuuta 1972), jossa hitsaaminen suoritetaan käyttämällä nippuelektrodia, jossa on kaksi tai useampia 10 erillisiä elektrodilankoja ilman eristyspäallystettä, virran syötön elektroditankoihin tapahtuessa tällöin yhdestä hitsausvirtalähteestä ja elektroditankojen ollessa järjestetty nippuelektrodiin keskenään yhdensuuntaisiksi ilman niiden välissä olevaa erityistä mekaanista 15 sidosrakennetta.

Kuitenkin tästä viimeksi mainitusta rakennepiir-teestä johtuen kun tätä valokaarihitsausmenetelmää käytetään mekanisoidussa hitsausprosessissa, jossa sulava elektrodi syötetään hitsausvyöhykkeeseen hitsauslaitteen 20 ohjausputkea pitkin työntömekanismilla, näyttää olevan mahdotonta saada kaikille elektroditangoille sama syöttö-nopeus hitsausvyöhykkeeseen yksinomaan tällaisella mekanismilla. Tämä johtuu siitä, että koska tällaisen nippu-elektrodin elektroditankojen välissä ei ole mitään sidos-25 ta niiden liikkuessa ohjausputkea pitkin, ne ovat vapaasti tämän putken koko sisäosassa, jolloin niihin kohdistuu erilaisia kitkavastuksia riippuen niiden keskinäisestä sijainnista ja asennosta ohjausputken ja sen suuttimen sisäpintaan nähden. Erillisten elektroditankojen kitka-30 vastuksen ero on vielä suurempi, jos langat poikkeavat halkaisijaltaan enemmän tai vähemmän toisistaan. Tällaisten erillisten elektroditankojen erilaisista hitsausvyöhykkeeseen suuntautuvista syöttönopeuksista johtuen hit-sausprosessin normaali toiminta häiriintyy, nimenomaan 35 palavan valokaaren epätasaisen liikkeen vuoksi, ja näin 72445 ollen suoritetun hitsauksen laatu huononee jyrkästi. Sen vuoksi edellä selostetun menetelmän yleinen käyttö meka-nisoidussa valokaarihitsauksessa, joka tapahtuu useimmissa tapauksissa juuri ohjausputkia käyttämällä, aiheuttaa 5 joitakin vaikeuksia.

Jo ennestään tunnetaan myös sellainen valokaari-hitsausmenetelmä, jossa hitsausprosessi tapahtuu käyttämällä sulavaa nippuelektrodia (vrt. USSR-keksijäntodistus nro 314 610, julkaistu 21. syyskuuta 1971). Tässä menetel-10 mässä nippuelektrodi, joka käsittää muutamia paljaita, yhdensuuntaisesti järjestettyjä elektrodi lankoja, esipuris-tetaan joka puolelta erikoisrull.il le ja syötetään sitten hitsausvyöhykkeeseen.

Tällä menetelmällä onkin tietty etu edellä selos-15 tettuun menetelmään verrattuna, sillä se eliminoi elektro-dilankojen luistamisen toisiinsa nähden, koska näistä langoista koostuva nippuelektrodi on puristettu kokoon, mutta jos tällainen elektrodi syötetään suhteellisen pitkää ohjausputkea pitkin, elektrodin ja putken sisäseinämien 20 välinen kitkavastus pysyy melko suurena ja aikayksikköön nähden epätasaisena. Tämä aiheuttaa taas satunnaisia vaihteluita siinä nopeudessa, jolla nippuelektrodi lähtee oh-jausputken suuttimesta, ja näin ollen jälleen valokaaren epätasaisen liikkeen, joka syntyy nimenomaan hitsauksen 25 tapahtuessa pienemmillä hitsausvirtatiheyksillä.

Lisäksi jo ennestään tunnetaan sellainen valokaari-hitsausmenetelrnä, jossa hitsausprosessi tapahtuu käyttämällä kierrettyä, sulavaa nippuelektrodia (vrt JP-patent-ti nro 53-118 154). Tässä menetelmässä kierretty nippu-30 elektrodi, joka on monikierreruuvi, jossa on lukuisia siinä käytettyjen eristämättömien elektrodilankojen lukumäärän perusteella määräytyviä kierteitä, syötetään valo-kaaren palamisvyöhykkeeseen 5-1.0° kulmassa hitsauksen pituusakseliin nähden.

35 Vaikka tällä vaiokaarihitsausmenetelmällä onkin tiettyjä etuja, joista yksi on se, että kahdesta langasta 4 72445 kierretyn nippuelektrodin palaessa valokaari pyörii, mikä edistää puolestaan hitsauskohdan parempaa sekoittumista ja hitsaussauman reunojen tehokasta sulamista, tällä menetelmällä on kuitenkin melko vaikeaa saada aikaan 5 elektrodin tasainen syöttö hitsausvyöhykkeeseen pelkästään yhden työntömekanismin avulla. Jos tätä menetelmää käytettäessä edellytetään kierretyn elektrodin syöttämistä suhteellisen pitkillä ohjausputkilla, joudutaan joko lisäämään elektrodin syöttövoimaa tai käyttämään lisä-IQ välivetolaitetta. Näillä toimenpiteillä elektrodia ei kuitenkaan saada tulemaan ulos suuttimesta vakionopeudella, koska elektrodin etenevän syötön aikana elektrodilanko-jen pinnan ja ohjausputkien sisäseinämien välinen kitka-vastus jakautuu epätasaisesti svöttöaikaan nähden ja put-]5 ken pituudelle.

Edellä mainittuun valokaaren pyörimiseen nähden on huomattava, että se tekee hitsausprosessien suorittamisen suurilla nopeuksilla mahdottomaksi tämän pyörimisliikkeen pienen nopeuden vuoksi.

20 Sitäpaitsi tätä jo tunnettua valokaarihitsausmene- telmää voidaan soveltaa vain suhteellisen rajoitetuissa hitsausolosuhteissa, koska elektrodin kokonaispoikkileik- n kauspinta-ala ei saisi tällöin ylittää 9,1 mm , hitsaus-virran on oltava 450-500 ampeeria ja hitsausnopeuden 25 tulisi olla 15-23 cm/min.

Aikaisemmista vaiokaarihitsauslaitteista tunnetaan yleisesti sellaisia laitteita, joissa elektrodin etenevää syöttöä sovelletaan syötettäessä joko erillinen tai nippuelektrodi ohjausputkia pitkin hitsausvyöhykkee-30 seen. Eräs tällainen laite (vrt US-patentti nro 2 833 912, julkaistu 6. toukokuuta 1958) käsittää hitsauspolttimen, joka on tehty hitsauspistoolina ja varustettu virtaa elektrodiin syöttävällä kosketuskärjellä ja liittyy langan-syöttömekanismiin joustavalla letkulla, joka toimii oh-35 jausputkena elektrodin syöttämiseksi hitsausvyöhykkeeseen.

Il 72445

Syöttömekanismi käsittää vaihteiston, joka on asennettu kannettavaan, sähkömoottorilla varustettuun koteloon, ja pyörivät syöttörullat, jotka on yhdistetty kinemaattisesta käyttömoottorin akseliin.

5 Tällä valokaarihitsauslaitteella sulava elektrodi voidaan syöttää hitsausvyöhykkeeseen melko tasaisesti ja luotettavasti joustavan ohjausletkun ollessa kuitenkin suhteellisen lyhyt. Tällä laitteella ei voida kuitenkaan saada aikaan elektrodin tasaista ja luotettavaa syöttö-10 toimintoa verrattain pitkää ohjausletkua pitkin pelkästään yhdellä työntösyöttömekanismilla. Tämä johtuu siitä, että elektrodin syöttämiseksi pitkillä ohjausletkuilla on, kuten jo mainittiin, joko lisättävä erittäin paljon sitä voimaa, jolla elektrodia työnnetään letkussa, tai käy-15 tettävä lisävälityöntömekanismeja, jotka on sijoitettu letkuun tiettyjen välimatkojen päähän. Elektrodiin kohdistettavaa työntövoimaa voidaan tehostaa tässä laitteessa joko lisäämällä sitä voimaa, joka suunnataan laitteeseen kuuluvien syöttörullien avulla elektrodiin, tai li-2Q säämällä rullien lukumäärää. Ensimmäisessä tapauksessa laitteessa käytetty elektrodi muuttuu muodoltaan, toisin sanoen sen pintaan muodostuu hammastuksia, joiden koko kasvaa syöttörullien elektrodiin kohdistaman voiman lisääntyessä, ja toisessa tapauksessa on seurauksena laitteen 25 rakenteen monimutkaistuminen ja sen koon suureneminen.

Myös välivetomekanismien käyttö johtaa tähän samaan tulokseen. Käytettyyn elektrodiin muodostuneet hammastukset synnyttävät taas lisää kitkaa, jolloin elektrodille tarvittavaa työntövoimaa on vielä lisättävä. Lisäksi on 30 huomattava, että käytettäessä elektrodin etenevää syöttöä, joka tapahtuu ohjausletkussa lisätyllä elektrodin työntövoimalla, hitsauslaitteessa käytetty kosketuskärki, joka on tehty yleensä suhteellisen pehmeästä, pienen sähkö-vastuksen omaavasta materiaalista, kuluu voimakkaasti ja 35 sillä on lyhyt käyttöikä, koska tarvittavan kosketuksen saamiseksi elektrodiin se puristetaan yleensä elektrodia 6 72445 vasten kohdistamalla elektrodin syöttöakseliin tietty kohtisuora voima.

Näin ollen jo tunnetuilla valokaarihitsausmene-telmillä ja -laitteilla ei pystytä saamaan aikaan su-5 lavan nippuelektrodin tasaista syöttöä hitsausvyöhykkee-seen suhteellisen pitkiä ohjausputkia käytettäessä ja syötön tapahtuessa pelkästään yhdellä syöttömekanismil-la, ja elektrodin syötön epätasaisuus vaikuttaa myös syötön luotettavuuteen ja heikentää siten valmiin hitsauk-10 sen laatua.

Nyt esiteltävän keksinnön päätavoitteena on saada aikaan sellainen valokaarihitsausraenetelmä ja -laite, joka takaa muutamista langoista koostuvan, kierretyn sulavan elektrodin luotettavan syötön hitsausvyöhykkeeseen 15 aikaisemmissa hitsauslaitteissa käytettyjen ohjausputkien pituuteen verrattuna suhteellisen pitkillä ohjausputkilla käyttämällä tähän tarkoitukseen vain yhtä syöttömekanismia, ja joka tekee samanaikaisesti mahdolliseksi hitsauksen suorittamisen niin, että saadaan korkealaatuiset hitsaussau-20 mat, jotka voidaan sijoittaa mihin kohtaan tahansa ja joiden reunat on tehty normaalitavoilla, jotka ovat tyypillisiä kaikille perinteisille hitsausmenetelmille, ja jolloin hitsaus voi tapahtua sekä tavanomaisilla että lisätyillä hitsausnopeuksien, elektrodin poikkileikkauspinta-alan ja 25 hitsausvirran arvoilla.

Tästä päätavoitepohjalta on kehitetty valokaari-hitsausmenetelmä, jossa vaiokaarivyöhykkeeseen syötetään kierretty sulava elektrodi, joka on muodostettu kahdesta tai useammasta eristämättömästä elektrodilangasta ja on 30 tällöin monikierreruuvi, jonka kierteiden lukumäärä määräytyy tämän ruuvin kierteet muodostavien ulompien elektroditankojen lukumäärän perusteella elektrodin syötön tapahtuessa niin, että valmistettavan hitsauksen mitat voidaan säätää ja keksinnölle ollessa tunnusomaista, että kierret-35 ty sulava elektrodi muodostetaan, kun se syötetään valo-

II

7 72445 kaarivyöhykkeeseen, kiertämällä elektrodilangat syöttö-akselin ympäri kierretyn sulavan elektrodin suorittaessa etenevää pyörivää kierreliikettä svöttöakselin ympäri ja sitä pitkin ja kierretyn sulavan elektrodin jokaisen 5 langan liikkuessa samalla radalla ja tullessa valokaa-rivyöhykkeeseen samassa pisteessä kierretyn sulavan elektrodin syöttönopeuden valokaarivyöhykkeeseen määräytyessä tällöin seuraavasta suhteesta: 10 v = p.r.n, jossa v on kierretyn sulavan elektrodin syöttönopeus, p on elektrodilankojen kierteisyyden kierteen nousu, r on kierretyn sulavan elektrodin kierrosluku aikayksiköä 15 kohden, ja n on kierrettyjen ulompien elektrodi!ankojen lukumäärä.

Ehdotettu valokaarihitsausmenetelmä eliminoi kokonaan erillisten elektrodilankojen liikenopeuksien välisen eron, koska elektrodilangat kiertyvät kierretyksi nippu-2Q elektrodiksi sen syötön aikana, se takaa elektrodin tulemisen ulos tasaisesti hitsauspolttimen suuttimesta kierretyn elektrodin etenevän pyörimisliikkeen ansiosta ja varmistaa näin elektrodin luotettavan syötön hitsausvyö-hykkeeseen.

25 Sitäpaitsi esiteltävän keksinnön mukaiselle valo- kaarihitsausmenetelmälle on myös tunnusomaista, että kahdesta elektrodi 1angasta koostuvaa, kierrettyä sulavaa elektrodia käyttämällä muodostetun hitsauksen mitat säädetään muuttamalla kierretyn sulavan elektrodin päätypin-30 nan suuntaa valokaarivyöhykkeessä hitsauksen pituusakseliin nähden tasossa, joka on kohtisuora elektrodin syöttöakse-liin nähden.

Tällaisen säädön eräässä suoritusmuodossa kierretyn sulavan elektrodin päätypinnan suunta hitsauksen pituus-35 akseliin nähden tasossa, joka on kohtisuora kierretyn sulavan elektrodin syöttöakseliin nähden, muutetaan valokaari- 8 72445 vyöhykkeessä muuttamalla kierretyn sulavan elektrodin ulostyöntyvän osan pituutta sen syöttöakselilla + 0,5:]lä tämän elektrodin pitkittäisprofiilin kierteen noususta.

Toisessa tällaisen säädön suoritusmuodossa kierre-5 tyn sulavan elektrodin päätypinnan suunta hitsauksen pituusakseliin nähden tasossa, joka on kohtisuora kierretyn sulavan elektrodin syöttöakseliin nähden, muutetaan valokaarivyöhykkeessä pyörittämällä tätä elektrodia svöt-töakselinsa ympäri sellaisessa kulmassa, joka vaihtelee 10 0-90° välillä.

Edellä mainituilla tavoilla valmistettavan hitsauksen mittojen säätö on hyvin yksinkertaista ja tekee tarvittaessa mahdolliseksi hitsauksen mittojen muuttamisen riittävän laajalla alueella. Ensimmäinen tällaisen säädön 15 edellä mainituista suoritusmuodoista, toisin sanoen muuttamalla elektrodin ulostyöntyvän osan pituutta, on sopivin tapa käsin suoritettavaa valokaarihitsausta varten, nimenomaan silloin, kun hitsaus suoritetaan suhteellisen ahtaissa paikoissa. Automaattisessa valokaarihitsauksessa säädön 2Q molemmat suoritusmuodot ovat käyttökelpoisia, joten suoritusmuodon valitseminen riippuu niistä olosuhteista, joissa hitsausprosessi tapahtuu.

Tältä päätavoitepohjalta on kehitetty myös valo-kaarihitsauslaite, joka käsittää hitsauspolttimen, joka on 25 varustettu kosketuskärjellä ja liittyy joustavalla ohjaus-letkulla, joka on tarkoitettu sulavan elektrodin syöttämiseen hitsausvyöhykkeeseen, syöttömekanismiin, joka käsittää koteloon asennetun ja käyttömoottorin käyttämän vaihteiston ja pyörivät syöttörullat, jotka on tarkoitet-30 tu siirtämään sulavaa elektrodia eteenpäin tämän syöttö-akselia pitkin ja kiinnitetty jäykästi käyttömoottorin akseliin kytkettyihin akseleihin, keksinnölle ollessa tällöin tunnusomaista, että syöttömekanismin jokainen syöttörulla on valmistettu lieriönä, jonka ulkopinnan ym-35 pärille on tehty monikierrekierteitys, jonka kierteen 9 72445 nousu vastaa muodostettavan, kierretyn sulavan elektrodin kierteityksen kierteen nousua, ja että syöttömekanismin vaihteisto käsittää ensimmäisen hammaspyöräryhmän, joka saa aikaan syöttörullien pyörimisen akseleissaan samaan 5 suuntaan ja käsittää kaksi käytettävää osaa, jotka on kiinnitetty jäykästi syöttörullien akselien päihin samalle puolelle syöttörullia, ja yhden käyttöosan, joka on kytketty kinemaattisesti ensimmäisen hammaspyöräryhmän käytettäviin osiin ja käyttömoottorin akseliin, ja toisen hammas-1Q pyöräryhmän, joka saa aikaan molempien syöttörullien synkronisen pyörimisen kierretyn sulavan elektrodin syöt-töakselin ympäri ja käsittää käytettävän osan, joka on kiinnitetty vapaasti syöttörullien akselien päihin samalle puolelle syöttörullia, sekä yhden käyttöosan, joka on kyt-15 ketty kinemaattisesti toisen hammaspyöräryhmän käytettävään osaan ja käyttömoottorin akseliin, ja että kosketus-kärki käsittää kosketushylsyn, jossa on sisäpuolinen kos-ketuskanava, jonka pinnassa on monikierrekierteitys, jonka kierteiden halkaisija, nousu ja lukumäärä vastaavat 20 kosketuskärjen läpi menevän, muodostetun, kierretyn sulavan elektrodin kierteiden halkaisijaa, nousua ja lukumäärää.

Ehdotettu laite, jossa sovelletaan edellä mainittua valokaarihitsausmenetelmää, saa samanaikaisesti aikaan muutamien elektrodilankojen kiertymisen yhdeksi kierretyksi, 25 ruuvien muotoiseksi elektrodiksi ja tämän elektrodin syöttämisen taipuisaa ohjausletkua pitkin haluttuun suuntaan pelkästään yhden syöttömekanismin avulla. Koska syöttämisen tapahtuessa syöttömekanismi saa aikaan elektrodin kiertymisen, niin että se suorittaa etenevää pyörimisliikettä, 30 on mahdollista kohdistaa eteenpäin siirtyneeseen elektrodiin huomattavia voimia, jotka työntävät sitä taipuisassa ohjausletkussa, ilman että elektrodin pinnan muoto muuttuu sanottavasti. Tästä johtuen tulee mahdolliseksi syöttää kierrettyä elektrodia, ja mikä on vielä tärkeämpää, vakio-35 nopeudella sellaisia ohjausletkuja pitkin, joiden pituus 10 72445 on paljon suurempi kuin aikaisemman, yhdellä syöttömeka-nismilla varustetun hitsauslaitteen samanlaisten letkujen pituus.

Eräässä keksinnön mukaisessa valokaarihitsauslaite-5 rakenteessa hitsauspolttimen kosketuskärki voi käsittää lisäksi kotelon, joka on kosketushyIsyn ympärillä ja jossa on siihen kiinnitetty jousto-osa, joka on kosketuksessa kosketushylsyn toiseen päähän ja synnyttää voiman, joka suuntautuu kierretyn sulavan elektrodin syöttöakselia pit-10 kin ja saa aikaan kosketushylsyn kosketuskanavan kierteiden puristumisen elektrodin kierrepintaan.

Käytettäessä hitsauspolttimen kosketuskärjessä jousto-osaa, joka synnyttää kierretyn elektrodin syöttöakselia pitkin suuntautuvan voiman, pystytään lyhyitä ohjaus-15 letkuja käytettäessä kompensoimaan kierretyn elektrodin kierrepintojen ja kosketuskärjen kosketushylsyn kierrepin-tojen välinen holkkuma, jota ei voida välttää laitetta käytettäessä tapahtuvan kosketushylsyn luonnollisen kulumisen vuoksi.

2Q Toisessa keksinnön mukaisessa valokaarihitsauslai- terakenteessa hitsauspolttimen kosketuskärki käsittää lisäksi kotelon, joka on kosketushylsyn ympärillä ja jonka kehäpinnassa on ulkokierteet ja jonka sisäpinnassa on kierteet, joiden halkaisija ja kierteen nousu vastaavat kos-25 ketushylsyn ulkokierteiden halkaisijaa ja nousua ja jotka liittyvät kosketushylsyn uikokierteisiin.

kosketushylsyn ulkopinnassa olevat kierteet ja kosketushylsyn ympärillä olevan kotelon sisäpinnan vastaava kierteitys tekevät mahdolliseksi sen, että se voima, 30 joka puristaa tämän hylsyn kosketuskanavan kierteet kierretyn elektrodin kierrepintaa vasten, voidaan säätää valinnaisesti etukäteen laajalla alueella edellä mainitun holk-kuman eliminoimiseksi. Puristuslaitteen käyttöä selostetaan alempana yksityiskohtaisemmin.

35 Kosketuskärjen kosketushylsyn ulkokierteet ja kos- ketuskärjen kotelon sisäpinnan kierteet, jotka liittyvät

II

11 72445 näihin ulkokierteisiin, voidaan tehdä niin, että niiden kierteen nousu on pienempi kuin kosketushylsyn sisäpuolisen kosketuskanavan kierteiden nousu.

Kun kosketushylsyn ulkokierteissä ja kosketuskär-5 jen kotelon kierteissä, jotka liittyvät toisiinsa, on tällainen nousu, puristusvoiman suuruus voidaan säätää etukäteen tasaisemmin ja tarkemmin.

Esiteltävän keksinnön näitä ja myös muita etuja ja rakenteita on helpompi ymmärtää tutustumalla seuraavaan, 10 sen rakennemuotoja koskevaan yksityiskohtaiseen selostukseen, joka on tehty viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuv. 1 on yksinkertaistettu kuva hitsauslaittees-ta ja esittää keksinnön mukaista valokaarihitsausmenetelmää, 15 kuv. 2 on kaavio kahdesta langasta kierretyn sula van elektrodin työosan ja tämän elektrodin tietyn pituisella ulostyöntyvällä osalla suoritettavan työn keskinäisestä järjestelystä ja esittää erästä keksinnön mukaista hit-sausmittojen säädön suoritusmuotoa, 20 kuv. 3 on poikkileikkaus kahdesta langasta kierre tystä elektrodista kuvion 2 linjaa III-III pitkin, kuv.4 on poikkileikkaus hitsauksesta, joka on tehty elektrodin ollessa kuviossa 2 esitetyssä asennossa, kuv. 5 on kaavio kahdesta langasta kierretyn sula-25 van elektrodin työosan ja tämän elektrodin kuvioon 2 verrattuna eripituisella ulostyöntyvällä osalla suoritettavan työn keskinäisestä järjestelystä keksinnön mukaisesti, kuv. 6 on poikkileikkaus elektrodista kuvion 5 linjaa VI-VI pitkin, 30 kuv. 7 on poikkileikkaus hitsauksesta, joka on teh ty elektrodin ollessa kuviossa 5 esitetyssä asennossa, kuv. 8 on kaavio kahdesta langasta kierretyn sulavan elektrodin työosan ja tämän elektrodin tiettyä pyöri-miskulmaa käyttämällä suoritettavan työn keskinäisestä 35 järjestelystä ja esittää toista keksinnön mukaista hitsaus-mittojen säädön suoritusmuotoa, 12 724 45 kuv. 9 on poikkileikkaus elektrodista kuvion 8 linjaa IX-IX pitkin, kuv. 10 on poikkileikkaus hitsauksesta, joka on tehty elektrodin ollessa kuviossa 8 esitetyssä asennossa, 5 kuv. 11 on kaavio kahdesta langasta kierretyn su lavan elektrodin työosan ja tämän elektrodin kuvioon 8 verrattuna erilaista pyörimiskulmaa käyttämällä suoritetun työn keskinäisestä järjestelystä keksinnön mukaisesti, kuv. 12 on poikkileikkaus elektrodista kuvion 11 20 linjaa XII-XII pitkin, kuv. 13 on poikkileikkaus hitsauksesta, joka on tehty elektrodin ollessa kuviossa. 11 esitetyssä asennossa, kuv. 14 on poikkileikkaus valokaarihitsauslaittees-ta, jossa sovelletaan keksinnön mukaan ehdotettua valokaa-15 rihitsausmenetelmää, kuv. 15 on poikkileikkaus syöttömekanismin ensimmäisestä hammaspyöräryhmästä kuvion 14 linjaa XV-XV pitkin, kuv. 16 on poikkileikkaus syöttömekanismin toisesta hammaspyöräryhmästä kuvion 14 linjaa XVI-XVI pitkin, 20 kuv. .17 on katkaistu poikkileikkaus syöttömekanismin syöttörullista kuvion 14 linjaa XVII-XVII pitkin, kuv. 18 on poikkileikkaus syöttömekanismin syöttö-hoikista kuvion 14 linjaa XVIII-XVIII pitkin, kuv. 19 on poikkileikkaus kuviossa 14 esitetyn syöt-25 tömekanismin syöttöholkin toisesta rakenteesta, kuv. 20 on poikkileikkaus hitsauspolttimen kosketus-kärjen kosketushylsystä kosketushylsyn akselin läpi menevää tasoa pitkin, kuv. 21 esittää samaa poikkileikkauksena kuvion 14 30 linjaa XXI-XXI pitkin, kuv. 22 on päätykuva hitsauspolttimen kosketuskär-jen kosketushylsyistä, joita käytetään kierretyille elektrodeille, jotka käsittävät erilaiset määrät elektrodi-lankoja, ja 35 kuv. 23 on poikkileikkaus hitsauspolttimen kosketus- kärjen kosketushylsyn toisesta keksinnön mukaisesti raken- 13 72445 teestä tämän kosketuskärjen akselin kautta kulkevaa tasoa pitkin.

On huomattava, että tähän selitykseen liittyvät piirustukset on tehty kaavioina ja tarkoitettu vain ha-5 vainnollistamaan käsiteltävää keksintöä asettamatta siis mitään rajoituksia ehdotetun valokaarihitsauslaitteen komponenttien mitoille, näiden osien mittojen keskinäisille suhteille ja niin edelleen. Samoilla osilla on eri piirustuksissa samat viitenumerot.

10 Keksinnön mukainen valokaarihitsausmenetelmä käsit tää seuraavat toimenpiteet:

Ennen hitsausta hitsauslaitteen syöttömekanismiin 1 (kuv. 1) syötetään umpinaisia, eristämättömiä elektrodi-lankoja 2, esim. kolme tällaista lankaa, kuvassa esitetyl-15 lä tavalla, ja mekanismi käynnistetään. Syöttömekanismin 1 käynnistyttyä sulava elektrodi 3 syötetään taipuisaa ohjausletkua 4 pitkin hitsauspolttimen 6 kosketuskärjen 5 läpi valokaaren 7 palamisvyöhykkeeseen. Valokaari 7 syttyy sulavan elektrodin 3 koskettaessa hitsattavan työkohteen 20 8 pintaan, kun sopiva jännite on syötetty kosketuskärkeen 5 yhdistetyllä johtimella 9 ja työkohteeseen 8 yhdistetyllä johtimella 10. Kun valokaari 7 on syttynyt, elektrodi 3 ja työkohteen 8 metalli alkavat sulaa ja siirrettäessä hitsauspoltinta 6 tiettyä rataa pitkin työkohteen 8 pinnas-25 sa muodostuu hitsaus 11.

Nyt selostettavan keksinnön mukaisesti sulavan elektrodin 3 syöttäminen valokaaren 7 vyöhykkeeseen on ehdotetussa menetelmässä yhdistetty tämän elektrodin valmistusprosessiin, kun kierretty nippuelektrodi tehdään elektro-30 dilangoista 2, kierretyn nippuelektrodin 3 muodostuessa sen syöttämisen aikana elektrodilankojen 2 kiertämisen tuloksena kierretyn sulavan elektrodin 3 suorittaessa etenevää, pyörivää kierreliikettä elektrodin syöttöakselin ympäri ja sitä pitkin ja elektrodin jokaisen langan 2 35 liikkuessa samalla radalla ja tullessa valokaaren 7 vyöhyk- 14 72445 keeseen samassa pisteessä. Kun elektrodilangat 2 kiertyvät syöttöakselin ympäri, mikä jatkuu siihen asti, kunnes siinä esiintyy plastista muodonmuutosta, kierretty sulava elektrodi 3 muodostuu pitkänomaiseksi monikierreruuviksi, 5 jossa on tietty määrä kierteitä, joiden lukumäärä riippuu tämän ruuvin kierteet tai kierrepinnan muodostavien ulompien elektrodi!ankojen 2 määrästä. Kierretyn elektrodin 3 syöttämiseen valokaaren 7 vyöhykkeeseen tarvittava syöttönopeus määräytyy ehdotetussa menetelmässä seuraavas-lo ta suhteesta: v = p.r.n, jossa v on kierretyn sulavan elektrodin syöttönopeus, met-15 riä minuutissa, p on elektrodilankojen 2 kierteisyyden kierteen nousu metreinä, r on kierretyn sulavan elektrodin 3 minuutissa tekemien kierrosten lukumäärä, ja 20 n on kierrettyjen ulompien elektrodilankojen 2 lukumäärä.

Alan asiantuntijat tietävät, että ehdotetussa valo-kaarihitsausmenetelmässä voidaan käyttää kierrettyä sulavaa elektrodia 3, joka muodostetaan kohtuullisesta määrästä elektrodilankoja 2, kahdesta langasta alkaen. Tällöin, 25 kun kierretty elektrodi 3 tehdään useista elektrodilangois-ta 2, esim. viidestä tai useammasta, näiden lankojen ollessa järjestetty elektrodiin kerroksiksi (kuten elektrodin 3 poikkileikkauksessa esitetään), tämän elektrodin kier-repinta voidaan muodostaa vain niillä langoilla 2, jotka on 3Q sijoitettu sen ulompaan kerrokseen, joten niitä nimitetään tässä ulommiksi langoiksi 2. Lisäksi kierretty elektrodi 3 voidaan muodostaa elektrodilangoista 2, joilla on samat tai erilaiset halkaisijat, mutta viimeksi mainitussa tapauksessa lankojen 2 muodostamassa nipussa olevien, kierretyn 35 elektrodin 3 kierrepinnan muodostavien ulompien lankojen 2 15 72445 halkaisijan on oltava sama.

Seuraavassa esitetään ehdotetun hitsausmenetelmän suoritusmuodoista erikoisesimerkkejä r jotka havainnollistavat sen soveltuvuutta käytettäessä erilaiset mää-5 rät elektrodilankoja 2 käsittäviä kierrettyjä sulavia elektrodeja 3 hitsauksen suorittamiseen erilaisissa hit-sausolosuhteissa ja eripituisia ohjausletkuja 4 käytettäessä .

Esimerkki 1 10 Sulava elektrodi 3 (kuv. 1), joka oli kierretty kahdesta elektrodilangasta 2, joiden halkaisija oli 1 mm ja jotka oli tehty niukkaseosteisesta teräksestä, syötettiin edellä mainittua valokaarihitsausmenetelmää käyttäen myös niukkaseosteisesta teräksestä valmistetun ja kuiva-15 rahtialuksen kansirakennetilojen elementteihin kuuluvan työkohteen 8 hitsausvyöhykkeeseen. Tavanomaista hitsaus-tasasuuntainta, jolla oli tasainen voltti-ampeeriominais-käyrä, käytettiin valokaaren 7 voimanlähteenä. Hitsaus-vyöhyke suojattiin hiilidioksidilla. Vaiokaarihitsauspro-20 sessi tapahtui seuraavissa olosuhteissa: - elektrodi!ankojen kierteisyyden kierteen nousu oli 3 mm, : - syöttöaksel.insa ympäri kierrettävän elektrodin pyörimis nopeus oli 833,3 kierr/min, - kierretyn elektrodin syöttönopeus hitsausvyöhykkeeseen 25 oli 5 metriä minuutissa, - hitsausvirta oli 200 A, - valokaaren jännite oli 21 V, ja - hitsausnopeus oli 0,5 metriä minuutissa.

Näissä olosuhteissa hitsausprosessi oli stabiili 30 ja erilaisiin paikkoihin tehdyt hitsaukset 11 vastasivat täysin kaikkia hiilidioksidiatmosfäärissä tehdyille hitsauksille asetettuja vaatimuksia.

Esimerkki 2

Sulava elektrodi 3, joka oli kierretty kahdesta 35 elektrodilangasta 2, joiden halkaisija oli 1,8 mm ja jotka 16 72445 oli tehty niukkaseosteisesta teräksestä, syötettiin edellä mainitun työn hitsausvyöhvkkeeseen edellä mainitun ohjelman mukaisesti valokaarihitsausprosessin tapahtuessa seuraavissa olosuhteissa: 5 - elektrodilankojen kierteisyyden kierteen nousu oli 6 mm, - syöttöakselinsa ympäri kierrettävän elektrodin pyörimisnopeus oli 691,6 kierr/min, - kierretyn elektrodin syöttönopeus hitsausvyöhykkeeseen oli 8,3 metriä minuutissa, 10 - hitsausvirta oli 500 A, - valokaaren jännite oli 42 V, ja - hitsausnopeus oli 0,5 metriä minuutissa.

Näissä olosuhteissa hitsausprosessi oli myös stabiili ja hiilidioksidiatmosfäärissä tehdyt hitsaukset vasta-15 sivat kaikkia niille tässä tapauksessa asetettuja vaatimuksia .

Esimerkki 3 Tässä tapauksessa sulava elektrodi 3, joka oli kierretty kolmesta elektrodilangasta 2, joiden halkaisija oli 2Q 6 mm ja jotka oli tehty niukkaseosteisesta teräksestä, syötettiin laivan runko-osien hitsausvyöhykkeeseen edellä mainitun ohjelman mukaisesti. Hitsausvyöhyke oli suojattu piiroangaanivirtauksella. Valokaarihitsausprosessi tapahtui seuraavissa olosuhteissa: 25 - elektrodilankojen kierteisyyden kierteen nousu oli 30 mm, - syöttöakselinsa ympäri kierrettävän elektrodin pyörimisnopeus oli 20 kierr/min, - kierretyn elektrodin syöttönopeus hitsausvyöhykkeeseen oli 1,2 metriä minuutissa, 30 - hitsausvirta oli 4.200 A, - valokaaren jännite oli 24 V, ja - hitsausnopeus oli 3 metriä minuutissa.

Hitsauskaaren voimanlähteenä käytettiin voimakasta hitsaustasasuuntainta, joka oli suunniteltu nimenomaan 35 suurinopeuksista hitsausta varten.

17 72445 Näissä hitsausolosuhteissa hitsausprosessi oli myös verrattain stabiili ja näin tehdyt hitsaukset vastasivat kaikkia vedenalaisena valokaarihitsauksena valmistetuille hitsauksille asetettuja vaatimuksia.

5 Keksinnön mukaisen vaiokaarihitsausmenetelmän käyt tö mahdollistaa hitsauksen suorittamisen hitsausten tullessa eri paikkoihin ja huomattavan etäisyyden päähän syöttömekanismista 1. Perinteisiin valokaarihitsausmene-telmiin verrattuna, kun sulava elektrodi 3 syötetään jous-30 tavia ohjausletkuja 4 pitkin, tällaisten letkujen pituus voidaan ehdotetun menetelmän mukaan lisätä 2-1O-kertaisek-si ja joissakin tapauksissa enemmänkin. Tämä pituus riippuu joustavan letkun 4 rakenteesta ja materiaalista ja on kierretyn elektrodin 3 kokonaispoikki.leikkauspinta-al an, 15 elektrodin komponentit muodostavien elektroditankojen 2 lukumäärän ja näiden lankojen materiaalin funktio. Lisäksi ehdotetussa valokaarihitsausmenetelmässä on mahdollista syöttää kierretty elektrodi 3, jonka kokonaispoikki-leikkauspinta-a.la on 1,5-2-kertaa suurempi kuin aikaisem-20 missä menetelmissä käytetyn elektrodin kokonaispoikki-leikkauspinta-ala ohjausletkun 4 joustavuuden pysyessä kuitenkin samana.

Seuraavassa esitetään erikoisesimerkkejä tämän keksinnön mukaisesta valokaarihitsausmenetelmästä ja ne 25 havainnollistavat joustavien ohjausletkujen 4 pidentämistä koskevia mahdollisuuksia.

Esimerkki 4

Perinteisissä vaiokaarihitsausmenetelmissä käytettävä, rakenteeltaan tavanomainen, joustava ohjauslet-30 ku 4 takaa yhden, halkaisijaltaan noin 1,4 mm elektrodin stabiilin syöttämisen hitsausvyöhykkeeseen noin 3,5 m etäisyydelle. Käytettäessä nyt ehdotettua hitsausmenetelmää joustavan ohjausletkun 4 pituus voidaan kaksinkertaistaa, jos kierretty elektrodi 3, joka käsittää kaksi 35 elektrodilankaa, joiden halkaisija on 1 mm, ja jonka poik- 18 72445 kileikkaus vastaa suunnilleen halkaisijaltaan 1,4 mm erillisen elektrodin poikkileikkausta, syötetään asianomaisen laitteen läpi valokaaren 7 vyöhykkeeseen. Syötetyn, kierretyn elektrodin 3 syöttönopeuden stabiliteet-5 ti on tällöin suhteellisen hyvä.

Esimerkki 5

Sulava elektrodi 3, joka oli kierretty kahdesta elektrodilangasta 2, joiden halkaisija oli 1,8 mm, syötettiin valokaaren 7 palamisvyöhykkeeseen. Tässä tapauk-1Q sessa taipuisan ohjausletkun 4 pituus voidaan pidentää 14 metriksi (toisin sanoen nelinkertaiseksi yhden elektrodin tavanomaiseen syöttämiseen verrattuna), ilman että se vaikuttaa valokaaren 7 palamisvyöhykkeeseen syötettävän elektrodin 3 syöttönopeuden stabiliteettiin.

15 Esimerkki 6

Sulava elektrodi 3, joka oli tässä tapauksessa kierretty kolmesta elektrodilangasta 2, joiden halkaisija oli 2 mm, syötettiin ohjausletkua 4 pitkin 35 metrin etäisyydelle ja se tuli valokaaren 7 palamisvyöhykkeeseen 2Q tasaisella nopeudella eikä ohjausletkun 4 taipuisuudessa todettu sanottavaa huonontumista.

Nyt selostettavan keksinnön mukaista valokaarihit-sausmenetelmää voidaan soveltaa säätämällä valmistettavan hitsauksen 11 (kuv. 1) mitat, mikä voidaan suorittaa muut-25 tamalla hitsausnopeutta tavalliseen tapaan tai muuttamalla hitsausprosessin sähköparametrejä, toisin sanoen muuttamalla valokaaren 7 hitsausvirtaa ja -jännitettä sekä muuttamalla kierretyn sulavan elektrodin 3 asentoa hitsaukseen 11 nähden, esim. mekaanisen säädön avulla. Tämän keksinnön 3Q mukaan ehdotetussa menetelmässä mittojen säätäminen hitsauksessa 11, joka tehdään käyttämällä kierrettyä sulavaa elektrodia 3, joka on muodostettu kahdesta elektrodilangas-ta 2 ja suorittaa sitä syötettäessä etenevää pyörimisliikettä syöttöakselinsa ympäri ja sitä pitkin, tapahtuu muut-35 tamalla elektrodin 3 päätypinnan 12 suuntaa valokaaren 7 vyöhykkeessä hitsaussauman 11 pituusakseliin nähden tasossa, 19 72445 joka on kohtisuora elektrodin 3 syöttöakseliin nähden ja menee sen päätypinnan 12 läpi.

Eräässä suoritusmuodossa, joka koskee hitsauksen 11 mittojen mekaanista säätöä, kierretyn sulavan elektro-5 din 3 päätypinnan 12 suuntaa muutetaan valokaaren 7 vyöhykkeessä hitsauksen 11 pituusakseliin nähden tasossa, joka on kohtisuora elektrodin 3 syöttöakseliin nähden, muuttamalla elektrodin 3 ulostyöntyvän osan pituutta, toisin sanoen muuttamalla pituutta elektrodin 3 siinä osassa, jo-10 ka on kosketuskärjen 5 kohdalla olevan elektrodin ulostulo-pisteen ja päätypinnan 12 välillä, +0,5:llä tämän elektrodin pitkittäisprofiilin kierteen noususta.

Tarkemmin sanottuna hitsauksen 1.1 mitat säädetään tämän suoritusmuodon mukaan seuraavalla tavalla. Käyttämä1-15 lä tiettyjä hitsausmuuttujia, niin että saadaan minimile-vyinen hitsaus 11, jolla on maksimi tunkeutuvuus työkohteen 8 metalliin, kierretty elektrodi 3 pannaan hitsaus-prosessin aikana hitsauksen 11 pituusakselin päälle valo-kaaren 7 palamisvyöhykkeessä, niin että viiva, joka yhdis-20 tää elektrodin 3 kahden langan 2 päiden keskustat, tulee hitsauksen 1.1 pituusakselille. Kierretyn elektrodin 3 järjestämistä tässä tapauksessa havainnollistetaan lähemmin kuvissa 2, 3 ja 4. Kuvio 2 esittää kierrettyä elektrodia, jossa on kierteen nousu T ja ulostyöntyvä osa Bl kosketus-25 kärkeen 5 nähden. Kuviossa 3 esitetyssä kierretyn elektrodin 3 poikkileikkauksessa elektrodin 3 muodostavat langat 2 on järjestetty samalla tavalla kuin tämän elektrodin pää-typinnassa, mistä johtuen tässä kuvassa esitetyllä viivalla 4, joka yhdistää lankojen 2 poikkileikkausten kes-30 kustat, on sama suunta kuin vastaavalla viivalla, joka yhdistää lankojen 2 keskustat elektrodin 3 päätypinnassa, ja sen vuoksi asian yksinkertaistamiseksi ja sen ymmärtämisen helpottamiseksi elektrodin 3 päätypinnan 12 suuntaa kuvataan tämän viivan 4 sijainnilla. Kun on käytetty ku-35 viossa 2 esitettyä kierretyn elektrodin 3 ulostyöntöpituutta 20 7 2 4 4 5

Bl ja kuvassa 3 esitettyä viivan 4 sijaintia, valmistettu hitsaus 11 vastaa muodoltaan kuviossa 4 esitettyä (kuviossa 4 esitetyn hitsauksen 1.1 pituusakseli on kohtisuora piirustuksen tasoon nähden) ja sillä (11) 5 on minimi leveys, joka on merkitty Wl:llä.

Kun halutaan valmistaa sellainen hitsaus 11, jolla on maksimileveys ja minimi tunkeutuvuus työkappaleen 8 metalliin, kierretyn elektrodin 3 ulostyöntöpituutta pidennetään tai lyhennetään puolella kierteen noususta T. Tämä ]Q tapahtuu yksinkertaisesti nostamalla tai laskemalla koske-tuskärkeä 5 tai koko hitsauspoltinta työkohteeseen 8 nähden puolta elektrodin 3 kierteen noususta T vastaavan määrän verran. Tämä tapaus esitetään kuvioissa 5, 6 ja 7.

Kuva 5 esittää kierrettyä elektrodia 3, jolla on sama 15 kierteen nousu T ja uusi, lyhennetty ulostyöntöpituus B2, joka on saatu laskemalla alaspäin hitsauspoltinta 6. Tässä tapauksessa kuviossa 6 esitetty viiva 4 on sijoitettu kohtisuoraan kuvion 7 esittämän hitsauksen 1.1 pituusakseliin nähden, mikä saa aikaan valokaaren 7 synnyttämän lämmön 20 hajaantumisen ja tämän hitsauksen pituusakselille tulevan lämpökeskittymisen vähenemisen hitsauksen 11 leveyden W2 ollessa maksimi ja sen tunkeutumissyvyyden minimi.

Kun kierretyn elektrodin 3 ulostyöntöpituutta muutetaan määrällä, joka on pienempi kuin puolet elektrodin 25 3 kierteen noususta T, saadaan väliarvoja hitsauksen 1.1 leveydelle W ja tunkeutumissyvyydelle edellämainittuihin arvoihin nähden.

Seuraavassa esitetään erikoisesimerkkejä hitsauksen 11 mittojen mekaanisen säädön suoritusmuodoista sää-30 dön tapahtuessa nyt selostettavan vaiokaarihitsausmene-tel.män mukaan muuttamalla kierretyn elektrodin 3 ulostyöntöpituutta .

Esimerkki 7

Sulava elektrodi 3, joka oli kierretty kahdesta, 35 halkaisijaltaan 4 mm teräselektrodil angasta 2, syötettiin etenevänä pyörimisliikkeenä niukkaseosteista terästä ole-

II

21 „ Λ 72445 van työkohteen hitsauspisteen suuntaan viivan 4 ja vastaavan viivan, joka yhdistää elektrodi lankojen 2 päiden keskustat, ollessa järjestetty hitsauksen 11 pituusakselille. Valokaaren 7 voimanlähteenä käytettiin tavanomais-5 ta hitsaustasasuuntainta, jolla oli tasainen voltti-ampee-rikäyrä. Valokaarihitsausprosessi tapahtui seuraavissa olosuhteissa: - hitsausvirta oli 1.200 A, - valokaaren jännite oli 32 V, 10 ~ hitsausnopeus oli 100 metriä tunnissa, ja - suojakaasuna käytettiin piimangaanivirtausta.

Näin valmistettu hitsaus 11 täytti kaikki vedenalaisena valokaarihitsauksena valmistettaville hitsauksille asetetut vaatimukset ja sillä oli seuraavat päämitat: 15 - hitsauksen leveys oli 13 mm, - tunkeutumissyvyys oli 7 mm, ja - hitsauspisaran korkeus oli 3,3 mm.

Esimerkki 8

Hitsausolosuhteita muuttamatta edellä mainitut 20 parametrit omaavan kierretyn sulavan elektrodin 3 ulos-työntöpituutta lyhennettiin neljänneksellä sen kierteen noususta T, jolloin viiva 4 tuli 45° kulmaan hitsauksen 11 pituusakseliin nähden. Hitsausprosessin päätyttyä saatiin hitsaus 11, joka täytti kaikki vedenalaisena va-25 lokaarihitsauksena valmistettaville hitsauksille asetetut vaatimukset, mutta tässä tapauksessa sillä oli toiset mitat, toisin sanoen: - hitsauksen leveys oli 17 mm, - tunkeutumissyvyys oli 5,5 mm, ja 30 - hitsauspisaran korkeus oli 2,5 mm.

Esimerkki 9

Samoissa hitsausolosuhteissa edellä mainitut parametrit omaavan, kierretyn sulavan elektrodin 3 ulostyön-töpituutta lyhennettiin vielä toisella neljänneksellä sen 35 kierteen noususta T, jolloin viiva L tuli kohtisuoraan 22 72445 hitsauksen .11 pituusakseliin nähden. Hitsausprosessin päätyttyä saatiin hitsaus ].] , joka täytti kaikki vedenalaisessa valokaarihitsauksessa valmistettaville hitsauksille asetettavat vaatimukset, mutta jonka leveys 5 oli suurempi ja tunkeutumissyvyys pienempi kahteen edellä esitettyyn esimerkkiin verrattuna, toisin sanoen: - hitsauksen leveys oli 21 mm, - tunkeutumissyvyys oli 4,5 mm, ja - hitsauspisaran korkeus oli 2 mm.

1Q Eräässä toisessa suoritusmuodossa, joka koskee hit sauksen 11 (kuv. 1) mittojen mekaanista säätöä, kierretyn sulavan elektrodin 3 päätypinnan 12 suuntaa muutetaan valokaaren 7 vyöhykkeessä hitsauksen 11 pituusakseliin nähden tasossa, joka on kohtisuora elektrodin 3 syöttöaksel.iin 15 nähden, kääntämällä tätä elektrodia syöttöakselinsa ympäri 0-9Q° kulmassa.

Tarkemmin sanottuna hitsauksen 11 mitat säädetään tämän suoritusmuodon mukaan seuraavasti: Käyttämällä tiettyjä hitsausparametrejä, niin että saadaan minimile-20 vyinen hitsaus 1.1, jolla on maksimi tunkeutuvuus työkohteen 8 metalliin, kierretty elektrodi pannaan hitsauksen 11 pituusakselin päälle valokaaren 7 vyöhykkeeseen, niin että viiva, joka yhdistää elektrodin 3 muodostavien kahden langan 2 päiden keskustat, tulee tälle pituusakselille.

25 Kierretyn elektrodin 3 sijaintia tässä tapauksessa havainnollistetaan lähemmin kuvioissa 8, 9 ja 10. Kuvio 8 esittää kierretyä elektrodia 3, jossa on kierteen nousu T ja ulostyöntyvä osa B2. Kierretyn elektrodin 3 ollessa työkohteeseen 8 nähden kuvassa 8 esitetyssä asennossa ja 30 viivan L ollessa kuviossa 9 esitetyssä asennossa valmiin hitsauksen 11 poikkileikkaus vastaa muodoltaan kuvassa 10 esitettyä (kuvassa 1.0 hitsauksen 11 pituusakseli on kohtisuora piirustuksen tasoon nähden), ja hitsauksella 11 on minimileveys, joka on merkitty Wl:llä.

35 Jos halutaan valmistaa sellainen hitsaus 1.1, jolla

II

23 72445 on maksimileveys ja minimi tunkeutuvuus työkohteen 8 metalliin, kierrettyä elektrodia 3 käännetään syöttöakse-linsa ympäri 90°. Tämä tapahtuu yksinkertaisesti kääntämällä hitsauspoltinta 6 myötäpäivään tai vastapäivään.

5 Tämä tapaus on esitetty kuvioissa 11, 12 ja 13. Kuv. 11 esittää kierrettyä elektrodia 3, jolla on sama kierteen nousu T ja uiostyöntöpituus B2, mutta jota on käännetty 90° kuvassa 8 esitetyn elektrodin asentoon nähden. Tässä tapauksessa kuvassa 12 esitetty viiva L on järjestetty 1q samalla tavalla kuin edellä mainitussa hitsauksen 11 mittojen säädön suoritusmuodossa, toisin sanoen kohtisuoraan kuvassa 13 esitetyn hitsauksen pituusakseliin nähden valmiin hitsauksen 1.1 leveyden W2 ollessa maksimi ja tun-keutumissyvyyden minimi.

15 Kun kierrettyä elektrodia 3 käännetään syöttöakse- linsa ympäri sellaisissa kulmissa, jotka ovat 0-90° väli-arvoja, voidaan hitsauksen 11 leveydelle W ja tunkeutumis-syvyydelle saada väliarvoja.

Seuraavassa esitetään erikoisesimerkkejä hitsauksen 2Q 11 mittojen mekaanisen säädön suoritusmuodoista säädön tapahtuessa ehdotetun valokaarihitsausmenetelmän mukaan kääntämällä kierrettyä elektrodia 3 syöttöakselinsa ympäri.

Esimerkki 10

Sulava elektrodi 3, joka oli kierretty kahdesta, 25 halkaisijaltaan 4 mm teräselektrodilangasta, syötettiin etenevänä pyörimisliikkeenä niukkaseosteista terästä olevan työkohteen hitsauspisteen suuntaan viivan L ollessa järjestetty hitsauksen 11 pituusakselille. Valokaaren 7 voimanlähteenä käytettiin tavanomaista hitsaustasasuun-3Q tainta, jolla oli tasainen voitti-ampeerikäyrä. Valokaari-hitsausprosessi tapahtui seuraavissa olosuhteissa: - hitsausvirta oli 1.200 A, - valokaaren jännite oli 32 V, - hitsausnopeus oli 100 metriä tunnissa, ja 35 - suojakaasuna käytettiin piimangaanivirtausta.

24 7 2 4 4 5 Näin valmistettu hitsaus 11 täytti kaikki vedenalaisessa valokaarihitsauksessa valmistettaville hitsauksille asetetut vaatimukset ja sillä oli seuraavat päämitat: - hitsauksen leveys oli 13 mm, 5 - tunkeutumissyvyys oli 7 mm, ja - hitsauspisaran korkeus oli 3,3 mm.

Esimerkki 11

Hitsausolosuhteita ja edellä mainitut parametrit omaavan, kierretyn sulavan elektrodin 3 ulostyöntöpituut-10 ta muuttamatta tätä elektrodia käännettiin 45° hitsauksen 11 pituusakseliin nähden, jolloin viiva L tuli tähän akseliin nähden myös 45° kulmaan. Hitsausprosessin päätyttyä saatiin hitsaus 11, joka täytti kaikki uppovalokaarihit-sauksessa valmistettaville hitsauksille asetetut vaati-15 mukset, mutta tässä tapauksessa sillä oli toiset mitat, toisin sanoen: - hitsauksen leveys oli 17 mm, - tunkeutumissyvyys oli 5,5 mm, ja - hitsauspisaran korkeus oli 2,5 mm.

20 Esimerkki 12

Samoissa hitsausolosuhteissa käännettiin samat parametrit omaavaa, kierrettyä sulavaa elektrodia 3 hitsauksen 11 pituusakseliin nähden 90°, jolloin viiva L tuli tähän akseliin nähden myös 90° kulmaan. Hitsausprosessin 25 päätyttyä saatiin hitsaus 11, joka täytti kaikki vedenalaisessa valokaarihitsauksessa valmistettaville hitsauksille asetettavat vaatimukset, mutta jonka leveys oli suurempi ja tunkeutumissyvyys ja hitsauspisaran korkeus olivat pienemmät kahteen edellä esitettyyn esimerkkiin 30 verrattuna, toisin sanoen: - hitsauksen leveys oli 21 mm, - tunkeutumissyvyys oli 4,5 mm, ja - hitsauspisaran korkeus oli 2 mm.

Näin ollen edellä selostetut hitsausmittojen mekaa-35 nisen säädön suoritusmuodot antavat samanlaiset tulokset,

II

25 724 4 5 ja vielä tärkeämpää on, että ne vaikuttavat tehokkaasti hitsausmittoihin. Esimerkiksi hitsaus].eveyden säätö-kerroin on edellä mainituissa esimerkeissä yli 1,5 molemmille suoritusmuodoille. Nämä mekaanisen säädön suo-5 ritusmuodot ovat verrattain yksinkertaisia, mikä on erittäin tärkeää hitsattaessa suhteellisen ahtaissa paikoissa eri kohdissa olevia liitoksia. Ne soveltuvat lisäksi hitsaus]aatteiden säätämiseen sekä ennen hitsausta että sen aikana.

10 Kuviossa 14 esitetään nyt selostettavan keksinnön mukaisen valokaarihitsausmenetelmän soveltamiseen suunniteltu laite, joka on tarkoitettu asennettavaksi telakoille ja suorittaa niukkaseosteisesta teräksestä valmistettujen laivan rungon eri komponenttien puoliautomaattis-15 ta hitsausta, sekä käsittää taipuisalla ohjaus]etkulla 4 hitsauspolttimeen 6 yhdistetyn syöttömekanismin 1. Syöt-tömekanismi 1 käsittää kotelon 13, jossa on akselin 15 käsittävä sähkökäyttömoottori, kaksi hammaspyöräryhmää käsittävä vaihteisto 16 ja kaksi syöttörullaa 17a ja ]7b, 20 jotka on kiinnitetty vastaavasti akseleihin 18a ja 18b, jotka on yhdistetty, edellä mainituilla hammaspyöräryh-mil.lä käyttömoottorin 14 akseliin 15. Syöttörullat 17 siirtävät kierrettyä sulavaa elektrodia 3 eteenpäin tämän syöttöakselia pitkin, joka on merkitty X:llä.

25 Vaihteiston 16 ensimmäinen hammaspyöräryhmä, joka saa aikaan syöttörullien pyörimisen akseleissaan samaan suuntaan, käsittää käyttöosan 19. Se on kupin muotoinen osa, jossa on ulospäin suuntautuva, keskellä sijaitseva lieriön muotoinen, aksiaalisen läpimenevän reiän 21 käsit-30 tävä uloke 20, ja kaksi pyöreää hammasriviä, joista toinen, ulkorivi 22, on tehty tämän osan ulkopintaan, ja toinen, sisärivi 23, on tehty sen sisäpintaan. Tämä hammaspyörä-ryhmä käsittää myös kaksi käytettävää osaa, toisin sanoen osat 24a ja 24b, jotka ovat lieriöhammaspyöriä ja joiden 35 halkaisija on pienempi kuin käyttöosan 19 halkaisija. Nämä 26 72445 lieriöhammaspyörät on sijoitettu käyttöosan 19 sisäpuolelle sen sisähaminasriviin 23 hammastuvina ja kiinnitetty jäykästi syöttörullien 1.7a ja 17b vastaavien akselien 18a ja 18b vastaaviin päätyosiin käytettävien osien 24 ollessa 5 sijoitettu samalle puolelle syöttörullia 17, kuten piirustuksessa esitetään.

Käyttöosan 19 keskiuloke 20 on sijoitettu liukulaakeriin 25, joka on puristettu reikään 26, joka on tehty kotelon 13 alaseinämään (piirustuksen mukaisesti) ja jonka 1Q akseli on samalla kohdalla syöttöakselin X kanssa. Tämän vuoksi käyttöosa 19 pystyy suorittamaan pyörimisliikettä syöttöakselin X ympäri. Käyttöosa 19 on kytketty kinemaat-tisesti käyttömoottorin 15 akseliin 15 välilieriöhammaspyö-rällä 27, joka on kiinnitetty akseliin 15 ja hammastuu käyt-15 toosan 19 ulompaan hammasriviin 22. Käyttöosan 19, käytettävien osien 24 ja välihammaspyörän 27 keskinäinen sijainti niiden kytkentätasossa on esitetty kuvassa 15, jossa mainitut osat on kuvattu poikkileikkauksena kuvan 14 linjaa XV-XV pitkin. Näin ollen mainitusta kytkennästä joh-20 tuen vaihteiston 16 ensimmäisen hammaspyöräryhmän käyttö-osan 19 pyöriessä syöttörullat 17 (kuv. 14) voivat suorittaa pyörimisliikettä akseliensa ympäri samaan suuntaan.

Vaihteiston 16 toinen hammaspyöräryhmä, joka saa aikaan molempien syöttörullien 17 synkronisen pyörimisen 25 elektrodin 3 syöttöakselin X ympäri, käsittää käyttö-osan 28, joka on lieriöhammaspyörä, joka on kiinnitetty käyttömoottorin 14 akseliin 15, ja käytettävän osan 29, joka on myös lieriöhammaspyörä, joka hammastuu käyttö-osaan 28 ja jossa on aksiaalinen läpimenevä reikä 30 ja 30 kaksi diametraalisesti vastakkaista, sen runkoon tehtyä reikää 31.a ja 31b. Rei’issä 31a ja 33b on niihin puristetut liukulaakerit 32a ja 32b ja syöttörullien 17a ja 17b vastaavat akselit 18a ja 18b näihin laakereihin väljästi sovitettuina. Läpimenevien reikien 31 sijoitus käytettävässä 35 osassa 29 ja käyttöosan 28 ja käytettävän osan 29 keskinäi- 27 72445 nen sijainti niiden kytkentätasossa on havainnollistettu kuvassa 16, jossa mainitut osat on esitetty leikkauksena kuvan 14 linjaa XVI-XVI pitkin.

Laakereihin 32 sijoitettuja akselien 18 päitä vas-5 takkain olevat akselien 18 päät (kuv. 14) on kytketty väljästi levyyn 33 akselien 18a ja 18b näiden päiden ollessa kiinnitetty vastaavasti levyn 33 runkoon 1iukulaake-reihin 34a ja 34b, jotka on puristettu vastaavasti reikiin 35a ja 35b, jotka on tehty diametraalisesti tähän le-10 vyyn. Reiät 35 on luonnollisesti sijoitettu samalle etäisyydelle levyn 33 akselista kuin käytettävän osan 29 reiät 31. Koska syöttörullien 17 akselien 1.8 toiset päät on kiinnitetty käytettävään osaan 29 ja niiden toiset päät levyyn 33, käytettävä osa 29 ja levy 33 muodostavat yhtenäisen 15 yksikön.

Levyn 33 keskellä on aksiaalisen läpimenevän reiän (37) käsittävä lieriön muotoinen uloke 36, joka on kiinnitetty liukulaakeriin 38. Laakeri 38 on puristettu läpimenevään reikään 39, joka on tehty kotelon 13 yläosaan (piirustuk-20 sen mukaan) ja jonka akseli on samalla kohdalla edellä mainitun syöttöakselin X kanssa. Näin ollen, koska levy 33 ja käytettävä osa 29 on kytketty syöttörullien 17 akseleilla 18 samaksi yksiköksi tämän akselin ollessa samalla kohdalla syöttöakselin X kanssa, syöttörullat 17 voivat vaih-25 teiston 16 toisen hammaspyöräryhmän käyttölevyn 28 pyöriessä suorittaa synkronista pyörimisliikettä mainitun akselin ympäri.

Alan asiantuntijat ymmärtävät, ettei tässä esitetty syöttömekanismin 1 vaihteiston 16 erikoisrakenne ole 30 ainoa mahdollinen. Näin ollen esimerkiksi vaihteiston 16 hammaspyöräryhmät voidaan järjestää muilla tavoilla muunlaisilla hammaspyörillä. Vielä tärkeämpää on kuitenkin, että hammaspyöräkäyttöjen tilalla voidaan käyttää muita hammaskäyttöl.aitteita ja kitkan käyttöön perustuvia käyt-35 tölaitteita, mutta vaihteiston 16 toiminnan pääperiaate on kuitenkin säilytettävä tämän periaatteen perustuessa 28 7 2 4 4 5 siihen että käytettyjen käyttölaitteiden on saatava aikaan syöttörul)ien samanaikainen pyörintä akseliensa ympäri samaan suuntaan ja näiden rullien synkroninen pyörintä tarvittavilla nopeuksilla syöttöakselin X ympäri.

5 Jokainen syöttörulla 1.7 on lieriö, jonka kehäpin- taan on tehty monikierrekierteitys vierekkäisinä urina 40, jotka ovat poikkileikkaukseltaan puoliympyrän muotoisia. Tämän monikierrekierteityksen kierteen nousu vastaa muodostettavan, kierretyn sulavan elektrodin 3 kiertei-10 tyksen kierteen nousua. Alan asiantuntijat tietävät hyvin, että monikierrekierteityksen kierteiden lukumäärän on oltava erilainen jokaisessa eri tapauksessa, ja että rullien 17 halkaisija, elektrodi langan 2 halkaisija ja muodostettavan, kierretyn elektrodin 3 kierteen nousukulma määrää-15 vät sen lopullisesti. Syöttörullat 17 on asennettu niin, että niiden kehäpintojen väliin muodostuu rako 41, jonka leveys määräytyy kierretyn elektrodin 3 kokonaishalkaisi-jan mukaan ja jonka ansiosta elektrodi 3 menee näiden rullien kierteisiin.

20 Syöttömekanismin 1 kotelossa 13 (kuv. 14) on sen yläosaan (piirustuksen mukaan) levyn 33 keskellä olevan lieriön muotoisen ulokkeen 36 yläpuolelle kiinnitetty syöttöholkki 42. Syöttöholkin 42 läpimenevä reikä 43, jonka läpi elektrodi!angat 2 menevät syöttömekanismiin 1 25 ja jonka akseli on samalla kohdalla syöttöakselin X kanssa, on muotoiltu katkaistuksi kartioksi, jonka pintaan on tehty ohjausurat 44 (kuv. 18). Ohjausurat 44 estävät syöttöholkin 42 läpi menevien elektrodilankojen 2 siirtymisen reiässä 43 tämän hoikin akselin ympäri. Ohjausurien 30 44 lukumäärä vastaa kierretyn elektrodin 3 muodostamiseen käytettyjen elektrodilankojen 2 määrää.

Syöttöholkki 42 voidaan valmistaa myös lieriönä, johon on tehty erilliset läpimenevät ohjausreiät 45 (kuv.

19) jokaista elektrodilankaa 2 varten ohjausurat 44 kä-35 sittävän, läpimenevän reiän 43 asemesta, reikien 45 ollessa

II

29 7 2 4 4 5 järjestetty tämän lieriön runkoon sen akselin ympärille tiettyyn kulmaan tähän akseliin nähden ja niiden lukumäärän vastatessa käytettyjen elektroditankojen 2 lukumäärää. Yksinkertaisimmassa tapauksessa syöttöholkin 42 5 läpimenevä reikä 43 (kuv. 1.4) voidaan yleensä tehdä aukkona, jonka leveys vastaa tämän hoikin läpi menevien elektrodilankojen 2 halkaisijaa.

Tämän vuoksi, koska syöttöholkin 42 reiän 43 akselit, käytettävän osan 29 aksiaalinen läpimenevä reikä 30 JO ja käyttöosan 19 aksiaalinen läpimenevä reikä 21 ovat samassa linjassa edellä mainitulla syöttöakselill a X, nämä reiät muodostavat syöttömekanismin 1 yhtenäisen kanavan. Tähän kanavaan erillisinä elektrodi!ankoina 2 syötettävä sulava elektrodi 3 lähtee siitä yhtenä kierrettynä elektro-15 dina.

Syöttömekanismin 1 kotelon 13 alaosa (piirustuksen mukaan) on yhdistetty tavanomaista tyyppiä olevaan taipuisaan ohjausletkuun 4, joka on tarkoitettu syöttämään kierretty sulava elektrodi 3 hitsauspisteeseen liittiön 46 l.ä-20 pi, jonka keskellä on läpimenevä reikä 47, jonka halkaisija vastaa käyttöosan 19 aksiaalisen reiän 21 halkaisijaa ja jonka akseli on samalla kohdalla syöttöakselin X kanssa. Taipuisa ohjausletku 4 on tiukaksi kierretty teräslanka-kierukka, jonka teräsiangan poikkileikkaus on joko pyöreä 25 tai nelikulmainen ja jonka ympärillä on kotelo, joka estää kierukan laajentumisen pituussuuntaan, ja suojavaippa, joka on järjestetty sama-akselisena sen ulkopuolelle. Kun kierretyn elektrodin 3 muodostavien lankojen 2 halkaisija on noin 2 mm, taipuisan ohjausletkun 4 pituus voi olla 30 jopa 35 metriä.

Taipuisa ohjausletku 4 on yhdistetty toisesta päästään kosketuskärjellä 5 varustettuun hitsauspolttimeen 6. Tämän keksinnön mukaan kosketuskärki 5 käsittää kosketus-hylsyn 48, jonka sisällä on kosketuskanava 49, jonka pin-35 taan on tehty monikierrekierteitys, jonka halkaisija, kier- 30 72445 teen nousu ja kierteiden lukumäärä vastaavat syöttö-mekanismissa 1 muodostetun ja mainitun kärjen läpi menevän kierretyn elektrodin 3 halkaisijaa, kierteen nousua ja kierteiden lukumäärää. Nyt käsiteltävässä laitteessa 5 kosketuskanavan 49 kierteiden lukumäärä on kolme, kuten kierretyssä elektrodissa 3. Kosketuskanavan 49 muoto on esitetty lähemmin kuvassa 20, joka havainnollistaa pituusleikkausta kosketushylsystä 48 tämän hoikin akselin läpi menevän tason avulla esitettynäf ja kuvassa 21, joka esit-10 tää poikkileikkausta kosketushylsystä 48. Toisin sanoen, kosketuskanavan 49 kierrepinta vastaan kierretyn elektrodin 3 kierrepintaa. Kosketuskanavan 49 tällainen profiili on mahdollinen vain silloin, kun kosketuskärjen 5 läpi menevä kierretty elektrodi 3 suorittaa etenevää pyörimislii-]5 kettä.

Kuv. 22 esittää kosketushylsyjä (päätykuva) edellä mainitun tyyppistä kosketuskärkeä varten, joita on käytettävä, jos kierretty sulava elektrodi koostuu kahdesta (kuv. 22a), kolmesta (kuv. 22b) ja seitsemästä (kuv. 22c) 20 elektrodilangasta.

Kuviossa 14 esitetyssä kosketuskärkirakenteessa 5 tämä kärki käsittää myös lieriön muotoisen kotelon 50, joka ympäröi kosketushy!syä 48, joka pystyy siirtymään tämän kotelon seinämiä pitkin. Kotelossa 50 on siihen si-25 joitettu jousto-osa 51, joka on kokoonpuristettu kierukka-jousi, joka on kiinnitetty koteloon 50 tämän seinämään kiinnitetyn välilevyn 52 avulla. Jousto-osa 51 koskettaa kosketushyIsyn 43 päähän ja synnyttää siten tietyn voiman, joka suuntautuu kierretyn elektrodin syöttöakselia pitkin 30 ja saa aikaan kosketuskanavan 49 kierteiden puristumisen elektrodin kierrepintaa vasten.

Kuviossa 23 esitetyssä rakenteessa kosketuskärki 5 käsittää myös lieriökotelon 50, joka on kosketushylsyn 48 ympärillä. Kuitenkin tässä tapauksessa kosketushy]syyn 35 48 on sen ulkopintaan, joka koskettaa kotelon 50 sisäpin- 31 724 4 5 taan, tehty ulkokierteet 53. Kotelon 50 sisäpinnassa on myös kierteet 54, joiden halkaisija ja kierteen nousu vastaavat kosketushylsyn 48 ulkokierteiden 53 halkaisijaa ja kierteen nousua ja jotka liittyvät hylsyn 48 ulkokier-5 teisiin kierteiden 53 nousun ja vastaavasti kierteiden 54 nousun ollessa valittu kosketushylsyn 48 sisällä olevan kosketijskanavan 49 kierteiden nousua tai toisin sanoen kierretyn elektrodin 3 kierrepinnan nousua pienemmäksi.

Ehdotetun valokaarihitsausmenetelmän soveltamiseen 10 tarkoitettu laite toimii seuraavasti:

Ennen hitsausta ja syöttömekanismin 1 (kuv. 14) käynnistämistä osa jokaista elektrodi lankaa 2 puretaan rullista, joita ei ole esitetty piirustuksessa, ja lankojen päät ohjataan syöttöholkin 42 läpimenevän reiän 43 kautta.

15 Tämän jälkeen elektroditankojen 2 päät menevät levyn 33 1ieriöulokkeen 36 aksiaalisen läpimenevän reiän 37 kautta ja ne ohjataan syöttörullien 17a ja 17b välissä olevaan aukkoon 41. Vaihteiston 16 käyttömoottori 14 kytketään sitten kiinni. Käyttömoottorin 15 akselin 15 pyöriessä 20 käyttöhammaspyörä 28 ja hammaspyörä 27, jotka on kiinnitetty tähän akseliin, alkavat pyöriä.

Kun vaihteiston 16 toisen hammaspyöräryhmään kuuluva käyttöosa 28 pyörii, tämän hammaspyoräryhmän siihen ham-mastuva käytettävä osa 29 ja myös levy 33 ja syöttörul.lat 25 17, jotka on kytketty käytettävään osaan 29 samaksi yksi köksi, alkavat pyöriä syöttöakselin X ympäri. Tällöin, kuten kuvassa 16 esitetään, käyttöosan 28 pyöriessä myötäpäivään käytettävä osa 29 pyörii vastapäivään. Koska toisaalta elektrodilangat 2 (kuv. 14) eivät pääse siir-30 tymään syöttöholkin 42 aksiaalisessa reiässä 43 tämän akselin ympäri, joka on samalla kohdalla syöttöakselin X kanssa, ja koska taas toisaalta elektroditankojen 2 päät puristuvat syöttörullien 17 väliseen rakoon 41, niin levyn 33 pyöriessä langat 2 kiertyvät elektrodiksi 3 syöttöhol-35 kin 42 ja syöttörullien 17 välisessä osassa.

72445

Samanaikaisesti vaihteiston 3.6 ensimmäiseen ham-maspyöräryhmään kuuluvan hammaspyörän 27 pyörimisliike siirtyy käyttöosaan 39. Kun käyttöosa 39 pyörii, käytettävät osat 24, jotka hammastuvat sen sisähammasriviin 23 5 ja jotka on kiinnitetty syöttörullien 17 akseleihin 38, alkavat myös pyöriä syöttörullien 17 pyöriessä akseleissaan samaan suuntaan. Tällöin, kuten kuviossa 35 esitetään, hammaspyörän 27 pyöriessä myötäpäivään käyttöosa 19 pyörii vastapäivään, ja myös käytettävät osat 24 pyöri-10 vät vastapäivään. Syöttörullien 17 (kuv. 14), joiden kehä-pinnoissa on monikierrekierteitys, pyöriessä omissa akseleissaan ne puristuvat kierrettyihin elektrodilankoihin 2, jotka ovat niiden välisessä raossa 41, ja työntävät ne ulos tästä raosta valmiiksi kierrettynä elektrodina 3, 15 joka suorittaa niiden kanssa yhteistä etenevää pyörimisliikettä .

Näin ollen edellä esitetystä johtuen vaihteiston 16 toinen hammaspyöräryhmä, joka käsittää käyttöosan 28 ja käytettävän osan 29 aiheuttaa syöttörullien 17 pyörimi-20 sen syöttöakselin ympäri ja saa tällä tavalla aikaan lankojen 2 kiertymisen elektrodiksi 3, kun sen sijaan vaihteiston 16 ensimmäinen hammaspyöräryhmä, joka käsittää käyttöosan 19 ja käytettävät osat 24, aiheuttaa syöttö-rullien 17 pyörimisen akseleissaan ja saa tällä tavalla 25 aikaan kierrettävän elektrodin 3 syöttämisen haluttuun suuntaan. Vaihteiston 16 toiminta muistuttaa jossain määrin yleisesti tunnetun planeettapyörästöryhmän toimintaa osan 1.9 toimiessa planeettapyörästön keskipyöränä, osien 24 toimiessa kiertopyörinä ja osan 29 toimiessa pla-30 neettapyörästön tukiosana.

Kun kierretty elektrodi 3, joka suorittaa kier-reliikettä, on tullut ulos syöttörullien 17 välisestä raosta 41, se menee syöttöakselia X pitkin peräkkäin reikien 30, 21 ja 47 läpi ja tulee taipuisaan ohjausletkuun 4. 35 Ohjausletkun läpi mentyään kierretty elektrodi 3 tulee hit- 33 724 45 sauspolttimen 6 kosketuskärkeen 5 ja tarkemmin sanottuna kosketushylsyn 48 kosketuskanavaan 49, puristuu tähän kierrekanavaan 49 ja j outuu hyvään liukukosketukseen tämän kanavan sisäpinnan kanssa melkein kauttaaltaan ulko-5 pinnastaan (luonnollisesti siltä osalta pituuttaan, joka vastaa kanavan 49 pituutta). Kosketushylsyn 48 ja kierretyn elektrodin 3 välisen sähkökosketuksen luotettavuus varmistetaan myös jousto-osalla 51, joka synnyttää pysyvän voiman, joka suuntautuu elektrodin 3 syöttöakselia pitkin 10 ja puristaa kosketuskanavan 49 kierrepinnan elektrodin 3 kierrepintaa vasten.

Kierreliitännällä (kuv. 23), jonka kosketushylsyn 48 ulkokierteet ja tämän hoikin ympärillä olevan kotelon 50 sisäkierteet 54 ovat muodostaneet , on samanlainen vai-15 kutus kuin jousto-osalla 51. Tässä rakenteessa elektrodin 3 syöttöakselia pitkin vaikuttavan puristusvoiman jatkuvuus varmistetaan tämän kierreliitännän itsekiristymisellä, joka syntyy elektrodin 3 etenevän pyörimisliikkeen aikana ja saa aikaan kosketushylsyn 48 asennon määräytymisen kiin-20 teään koteloon 50 nähden. Mainitun kierreliitännän kierteen nousun ja kosketushylsyn kierteiden nousun välinen tietty suhde valitaan kosketuskärjen 5 toiminnan erikoisolosuhteiden, ohjausletkun 4 (kuv. 14) sekä kierretyn elektrodin halkaisijan ja pituuden mukaan ja niin edelleen.

25 Nyt on kuitenkin huomattava, ettei aina tarvita erikois-laitteita, joilla saadaan aikaan elektrodin 3 puristuminen kosketuskärkeä 5 vasten.

Ohjausletkun 4 sisähalkaisija on aina vähän suurempi kuin kierretyn elektrodin 3 suurin halkaisija, mikä 30 on tärkeää elektrodin 3 syöttämiseksi normaalisti letkun läpi. Tästä johtuen ja lisäksi siitä syystä, että elektrodi 3 tukeutuu kosketuskärjessä 5 olevan kosketushyslyn 48 kierteitä vasten, kun käytetään riittävän pitkää elektrodia 3 ja letkua 4, elektrodi 3 on järjestetty letkuun 4 35 niin, että sillä on aina aaltomainen pitkittäisprofiili, 34 72445 toisin sanoen tässä tapauksessa letkussa 4 olevan elektrodin 3 pituus on aina jonkin verran letkun pituutta suurempi. Jos tämä pituusero on suurempi kuin kierretyn elektrodin kierrepinnan kierteen nousu, niin aaltomaisessa 5 kierretyssä elektrodissa 3 syntyvä tietty kimmovoima riittää saamaan aikaan elektrodin 3 halutun puristumisen kosketushylsyn 48 pintaa vasten suhteellisen kauan, joten lisäpuristuslaitteita ei tarvita. Tästä tapauksesta voidaan mainita esimerkkinä käsin suoritettava puoliautomaat-10 tinen hitsaus.

Jos käytetään verrattain lyhyttä ohjausletkua 4 ja kierrettyä elektrodia 3, kuten automaattisessa hitsauksessa on laita, jolloin näiden pituusero on pienempi kuin kierretyn elektrodin 3 kierteen nousu, tai jolloin elektrodi 3 15 ei ole lainkaan aaltoileva, on pakko käyttää edellä mainittuja puristuslaitteita. Tämä johtuu siitä, että koske-tuskärjen 5 toiminnan aikana esiintyvän kitkan aiheuttaa-man, väistämättömästi tapahtuvan luonnollisen kulumisen vuoksi kierretyn elektrodin 3 ja kosketushylsyn 48 muodos-2Q tamaan ruuvipariin tulee tietty holkkuma, joka aiheuttaa tämän parin sähkökosketuksen heikentymisen ja häiritsee tästä johtuen koko hitsausprosessia.

Näin ollen erikoispuristuslaitteen käyttämiseen tai sen poisjättämiseen liittyvä probleema olisi ratkaistava 25 hitsauslaitteen käyttötarkoituksesta, rakenteesta ja käyttösovellutuksesta riippuen. Tässä yhteydessä on lisäksi huomattava, että kosketuskanavan 49 kierremuodosta johtuen sen pinnan luonnollinen kuluminen voi olla puristuslaitteita käytettäessä hyvin suuri. Tämä kuluminen 30 sal litaan siihen pisteeseen saakka,joi loin todellista kierrepintaa on vielä jäljellä ja jolloin se pystyy vielä suorittamaan sille kuuluvat toiminnot. Tästä johtuen tällaisen rakenteen kosketuskärjen 5 käyttöikä on moninkertainen tavanomaisten kosketuskärkien käyttöikään verrattuna.

35 Tämä on hyvin tärkeää lukuisissa va1okaarihitsaussovellu- 35 72445 tuksissa, nimenomaan suoritettaessa valokaarihitsausta Iinjavalmistuksessa, jolloin kulunutta kärkeä vaihdettaessa koko tuotantolinja on pakko pysäyttää, mikä aiheuttaa ylimääräisiä tuotantokustannuksia.

5 Tämän keksinnön mukaisella valokaarihitsausmene- telmällä ja -laitteella saadaan seuraavat edut aikaisempiin menetelmiin ja laitteisiin verrattuna.

Ensinnäkin on huomattava, että sovellettaessa periaatetta, jonka mukaan yhdistetään samaksi toiminnoksi su-10 lavan nippuelektrodin syöttö ja kaikkien elektrodi1 ankojen kiertäminen yhdeksi kierretyksi elektrodiksi, joka suorittaa etenevää pyörimisliikettä, ehdotettu menetelmä ei vaadi monimutkaisia erikoislaitteita elektrodilankojen erillistä, etukäteen suoritettavaa kiertämistä ja kierrettyjen 15 elektrodien tähän liittyvää puolaamista varten.

Ehdotettu menetelmä antaa paremmat edellytykset kierretyn elektrodin työntämiseksi ohjausletkujen läpi syöttöyksikön ja syötetyn elektrodin välisestä suuremmasta kosketuspinta-alasta johtuen, minkä vuoksi elektrodin 2Q letkun läpi työntävä voima kasvaa jyrkästi. Tästä johtuen hitsauspolttimien suuremman toimintasäteen omaavien hitsaus-laitteiden kehittämiseen liittyvä probleema pystytään ratkaisemaan onnistuneesti yksinomaan yhtä työntösyöttömekanis-mia käyttämällä.

25 Ehdotettu menetelmä takaa myös hitsausprosessin sta biilin suorittamisen sen vuoksi, että ensinnäkin elektrodi syötetään val.okaarivyöhykkeeseen vakionopeudella, koska elektrodin luistaminen syöttömekanismissa on täysin eliminoitu koko hitsausolosuhteisiin liittyvällä alueella, 30 ja toiseksi, koska elektrodin ja kosketuskärjen välinen sähkökosketus saadaan hyvin luotettavaksi sen vuoksi, että elektrodi koskettaa kärkeen kierrepinnassa.

Lisäksi ehdotettu menetelmä parantaa huomattavasti hitsausnopeutta (nimenomaan suhteellisen ahtaissa paikois-35 sa suoritettavassa hitsauksessa), koska voidaan käyttää 36 7 2 4 4 5 kierrettyjä elektrodeja, joiden kokonaispoikkileikkaus- 2 pinta-ala on huomattavan suuri, jopa ]50 mm sekä 6.000 A ja suurempiakin hitsausvirtoja (elektrodin poikkileikkauspinta-alasta riippuen), ja koska hitsaus 5 pystytään suorittamaan käyttämällä nopeuksia, jotka ovat 1000 metriä tunnissa ja enemmänkin. Tällä menetelmällä voidaan suorittaa sekä rauta- että kirjometallien ja erilaisten näihin metalleihin perustuvien seosten suoja-kaasu- ja vedenalaista valokaarihitsausta hitsaussaumojen 1Q muodostuessa laadultaan hyviksi ja niiden reunojen ollessa valmistettu kaikille perinteisille hitsausmenetelmille tyypinisillä normaa1itävöillä.

Hitsausmittojen säädön tavanomaisten menetelmien ohella ehdotetulla menetelmällä saadaan yksinkertainen 15 ja tehokas mekaaninen säätö melko laajalle alueella. Tällainen säätö ei edellytä hitsaajilta korkealuokkaista ammattitaitoa, koska hitsauslaitteen käyttö on tullut tuntuvasti helpommaksi. Lisäksi nyt käsiteltävän menetelmän mukainen säätö mahdollistaa hitsausmittojen valvonnan yksin-2Q kertaistamisen ja automatisoinnin sekä sen suorittamisen hitsaussaumojen valmistettujen reunojen mittojen muutoksien mukaisesti.

Tämän menetelmän soveltamiseen käytettävä laite on rakenteeltaan yksinkertaisempi, sen raaka-aineiden 25 ominaiskulutus on pienempi ja käyttöikä huomattavasti pitempi .

Kaikki nämä piirteet tekevät yhdessä mahdolliseksi hitsausprosessin automatisoinnin kokonaan ja sen suorittamisen syöttämällä suuren poikkileikkauspinta-alan kä-30 sittävää kierrettyä elektrodia pitkien ohjausletkujen läpi näiden taipuisuuteen vaikuttamatta sekä automatisoidun hitsauksen sovellutuskentän tuntuvan laajentamisen hit-sauspolttimien koon pienentymisen vuoksi, mihin voidaan päästä asentamalla elektrodin syöttömekanismi suuren kapa-35 siteetin oraaavien ja hitsauspaikasta huomattavalla etäisyydellä olevien elektrodilankarullien välittömään läheisyyteen.

72445

Vaikka edellä onkin esitetty kuvien avulla ja selostettu tiettyjä tähän keksintöön liittyviä suoritusmuotoja, niin alan asiantuntijat ymmärtävät, että niistä voidaan tehdä erilaisia muunnelmia ja sen vuoksi keksintö ei ole ^ tarkoitettu rajoittumaan edellä käsiteltyyn valokaari-hitsausmenetelmän ja -laitteen kuvaukseen eikä sen yksityiskohtiin ja niistä voidaan poiketa seuraavissa patenttivaatimuksissa määritellyissä keksinnön ajatuksen ja suo-japiirin puitteissa.

Claims (8)

1. 38 72445 ].. Valokaarihitsausmenetelmä, jossa valokaaren vyöhykkeeseen syötetään kierretty sulava elektrodi, joka on 5 muodostettu kahdesta tai useammasta eristämättömästä elek-trodilangasta ja on monikierreruuvi, jonka kierteiden lukumäärä määräytyy tämän ruuvin kierteet muodostavien ulompien elektrodi]ankojen lukumäärän perusteella, tämän syötön tapahtuessa niin, että valmistettavan hitsauksen mitat voi-10 daan säätää, tunnettu siitä, että kierretty sulava elektrodi (3) muodostuu, kun se syötetään valokaaren (7) vyöhykkeeseen, kiertämällä elektrodilangat (2) syöttö-akselin ympärille,kierretyn sulavan elektrodin (3) suorittaessa etenevää, pyörivää kierre1iikettä syöttöakselin 15 ympäri ja sitä pitkin ja kierretyn sulavan elektrodin (3) jokaisen langan (2) liikkuessa samalla radalla ja tullessa valokaaren (7) vyöhykkeeseen samassa pisteessä, kierretyn sulavan elektrodin (3) syöttönopeuden valokaaren (7) vyöhykkeeseen määräytyessä seuraavasta suhteesta: 2Q v = p.r.n, jossa v on kierretyn sulavan elektrodin (3) syöttönopeus, p on elektrodilankojen (2) kierteisyyden kierteen nousu, 25. on kierretyn sulavan elektrodin (3) kierrosluku aikayksikköä kohden, n on kierrettyjen ulompien elektrodi!ankojen (2) lukumäärä.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valokaarihitsausmenetelmä, tunnettu siitä, että kaksi elektrodi-30 lankaa (2) käsittävää, kierrettyä sulavaa elektrodia (3) käyttämällä valmistettavan hitsauksen (11) mittojen säätö tapahtuu muuttamalla kierretyn sulavan elektrodin (3) pää-typinnan (12) suuntaa valokaaren (7) vyöhykkeessä hitsauksen (11) pituusakseliin nähden tasossa, joka on kohtisuora 35 tämän elektrodin (3) syöttöakseliin nähden. 39 72445
3. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen valokaarihitsaus-menetelmä, tunnettu siitä, että kierretyn sulavan elektrodin (3) päätypinnan (12) suunnan muuttaminen valokaaren (7) vyöhykkeessä valmistettavan hitsauksen 5 (11) pituusakseliin nähden tasossa, joka on kohtisuora kierretyn sulavan elektrodin (3) syöttöakseliin nähden, suoritetaan muuttamalla kierretyn sulavan elektrodin (3) ulostyöntyvän osan pituutta sen syöttöakselil la + 0,5:llä tämän elektrodin (3) pitkittäisprofiilin kierteen noususta. 10
4. 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että kierretyn sulavan elektrodin (3) päätypinnan (12) suunnan muuttaminen valokaaren (7) vyöhykkeessä valmistettavan hitsauksen (11) pituusakseliin nähden tasossa, joka on kohtisuora kierretyn sulavan elektro-15 din (3) syöttöakseliin nähden, suoritetaan pyörittämällä tätä elektrodia (3) syöttöakselinsa ympäri 0-90° välisessä kulmassa.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukaisen valokaa-rihitsausmenetelmän soveltamiseen käytettävä laite käsit-20 tää hitsauspolttimen, joka on varustettu kosketuskärjellä ja liittyy joustavalla ohjausletkulla, joka on tarkoitettu sulavan elektrodin syöttämiseen hitsausvyöhykkeeseen, syöttömekanismiin, joka käsittää koteloon asennetun ja käyttömoottorin käyttämän vaihteiston ja pyörivät syöttö-25 rullat, jotka on tarkoitettu siirtämään sulavaa elektrodia eteenpäin sen syöttöakselia pitkin ja kiinnitetty jäykästi käyttömoottorin akseliin kiinnitettyihin akseleihin, tunnettu siitä, että syöttömekanismin (1) kumpikin syöttörulla (17) on tehty lieriönä, jonka ulkopinnan 30 ympärille on tehty monikierrekierteitys, jonka kierteen nousu vastaa muodostettavan, kierretyn sulavan elektrodin (3) kierteityksen kierteen nousua, ja että syöttömekanismin (1) vaihteisto (16) käsittää ensimmäisen hammaspyöräryhmän, joka saa aikaan syöttörullien (17) pyörimisen akseleis-35 saan samaan suuntaan ja käsittää kaksi käytettävää osaa 40 72445 (24), jotka on kiinnitetty jäykästi syöttörullien (17) akselien (18) päihin samalle puolelle syöttörullia (17), ja yhden käyttöosan (19), joka on kinemaattisesti kytketty käytettäviin osiin (24) ja kävttömoottorin (34) akseliin 5 (15), ja toisen hammaspyöräryhmän, joka saa aikaan molem pien syöttörullien (17) synkronisen pyörimisen kierretyn sulavan elektrodin (3) syöttöakselin ympäri ja käsittää käytettävän osan (29), joka on kiinnitetty vapaasti syöttö-rullien (17) akselien (18) päihin samalle puolelle syöttö-10 rullia (17), ja yhden käyttöosan (28), joka on kytketty kinemaattisesti tämän toisen hammaspyöräryhmän käytettävään osaan (29) ja käyttömoottorin (14) akseliin (15), ja että kosketuskärki (5) käsittää kosketushyl.syn (48), jossa on sisäpuolinen kosketuskanava (49), jonka pintaan on 15 tehty monikierrekierteitys, jonka kierteiden halkaisija, kierteen nousu ja lukumäärä vastaavat kosketuskärjen (5) läpi menevän, muodostetun kierretyn sulavan elektrodin (3) kierteiden halkaisijaa, kierteen nousua ja lukumäärää.
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, t u n -20 n e t t u siitä, että hitsauspolttimen (6) kosketuskärki (5) käsittää lisäksi kotelon (50), joka on kosketushyl-syn (48) ympärillä ja jossa on siihen kiinnitetty jousto-osa (51), joka on kosketuksessa kosketushylsyn (48) toiseen päähän ja synnyttää voiman, joka suuntautuu kierretyn su-25 lavan elektrodin (3) syöttöakselia pitkin ja saa aikaan kosketushylsyn (48) kosketuskanavan (49) kierteiden pu-ristumisen tämän elektrodin (3) kierrepintaan.
7. 7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että hitsauspolttimen (6) kosketuskär- 30 ki (5) käsittää lisäksi kotelon (50), joka on kosketus-hylsyn (43) ympärillä, jonka kehäpintaan on tehty ulko-kierteet (53) ja jonka sisäpintaan on tehty kierteet (54), joiden halkaisija ja kierteen nousu vastaavat kosketushylsyn (48) ulkokierteiden (53) halkaisijaa ja kierteen nou-35 sua ja jotka liittyvät kosketushylsyn (48) ulkokiertei-siin (53) . 41 72445
8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että kosketuskärjen (5) kosketushyl-syn (48) ulkokierteiden (53) kierteen nousu ja näihin ulkokierteisiin (53) liittyvien, kosketuskärjen (5) 5 kotelon (50) sisäpinnan kierteiden (54) nousu on pienempi kuin kosketushylsyn (48) sisäpuolisen kosketuskanavan (49) kierteiden kierteen nousu. 42 72445