DE1540754A1 - Arc welding process - Google Patents
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Description
Verfahren zum Lichtbogensehweißen Die Erfindung betrifft vollautomatische oder halbautomatische Verfahren zum Lichtbogenschweißen.Arc welding method The invention relates to fully automatic or semi-automatic arc welding processes.
Bei üblichen automatischen oder halbautomatischen Schweißverfahren kann in gewissen Fällen ein einseitiges Schweißen nicht zufriedenstellend durchgeführt werden, so daß ein Verschweißen von beiden Seiten und eine Vorbearbeitung der zu schweißenden Teile durchgeführt werden muß, indem zum Beispiel die Nahtflächen des Stahlblechs X-, V- oder Y-förmig ausgebildet werden, weil eine Wurzelschweißnaht nicht zufriedenstellend-ist und eine vollständige Schweißverbindung durch übliche Verfahren nicht erzielt werden kann. Beim Verschweißen von verhältnismäßig dicken Blechen oder sonstigen Gegenständen ist es deshalb nachteilig, daß entweder die hergestellten Schweißnähte nicht zufriedenstellend sind, oder daß eine Vorbearbeitung der Nahtflächen zur Ausbildung eines X-, V- oder Y-förmigen Querschnitts erfolgen muß, wozu ein verhältnismäßig großer Arbeitsaufwand zur Vorbearbeitung erforderlich ist. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten zu vermeiden, so de,ß auch verhältnismäßig dicke Stahlbleche mit einer I-Naht zufriedenstellend verschweißt werden können.In conventional automatic or semi-automatic welding processes, one-sided welding cannot be carried out satisfactorily in certain cases, so that welding from both sides and pre-processing of the parts to be welded must be carried out, for example by cutting the seam surfaces of the steel sheet X-, V- or Y -shaped because a root weld is unsatisfactory-and a complete weld connection cannot be achieved by conventional methods. When welding relatively thick sheets or other objects, it is therefore disadvantageous that either the weld seams produced are unsatisfactory or that the seam surfaces must be pre-machined to form an X, V or Y-shaped cross-section, which requires a relatively large amount of work is required for preprocessing. It is therefore the object of the invention to avoid the disadvantages and difficulties mentioned, so that even relatively thick steel sheets can be satisfactorily welded with an I-seam.
Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß beim Tauch-Zichtbogenschweißen, i,02 Zichtbogenschweißen und beim Lichtbogenschweißen unter einem inerten Schutzgas eine I-Naht ohne Abschrägung bzw. Bearbeitung der Schweißkanten ausgebildet werden kann-, wenn vor dem Verschweißen Seelendraht in die Nahtfuge eingelegt wird.The essential feature of the invention is to be seen in the fact that when Immersion arc welding, i, 02 arc welding and arc welding under an inert protective gas, an I-seam without beveling or machining of the Welding edges can be formed if core wire is inserted before welding the seam is inserted.
Besondere Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen: 1. Die Vorbereitung der Schweißkanten wird erheblich vereinfacht, da I-förmige Kanten wie durch Gasschneiden ausgebildete Kanten als Nahtflächen Verwendung finden können. Deshalb ist eine solche Vorbearbeitung der Kanten nicht erforderlich, die nur durch eine verhältnismäßig aufwendige Bearbeitung erzielt werden kann.Particular advantages of the invention can be seen in particular in: 1. The preparation of the welding edges is considerably simplified because of the I-shaped edges how edges formed by gas cutting can be used as seam surfaces. Therefore, such a pre-processing of the edges is not necessary, just through a relatively complex processing can be achieved.
f 2: Der Wirkungsgrad der Verschweißung wird bemerkenswert verbessert und die Anzahl. von Schweißschichten erniedrigt, so daß sehr dicke Bleche nur von einer Seite geschweißt werden können, wenn eine Flußmittelschicht als Unterlage oder eine wassergekühlte Kupferstützplatte verwandt wird, wodurch ohne weiteres eine zufriedenstellende Schweißnaht hergestellt werden kann..f 2: The welding efficiency is remarkably improved and the number. lowered by welding layers, so that very thick sheets only from one side can be welded if a layer of flux is used as a base or a water-cooled copper backing plate is used, whereby easily a satisfactory weld can be produced ..
3. Durch eine geeignete Menge eines Desoxydationemittele, b4sischer sohlackebildender Materialien und Legierungselemente in dem Seelendraht werden desoxydierende und veredelnde Reaktionen beträchtlich begünstigt, was zu einer verbesserten Kerbzähigkeit des Schweißmetalle sowie zu einer geringeren Empfindlichkeit gegen Verrosten, Öl und Feuchtigkeit führt, und wobei keine Blasen, Poren oder sonstige Fehlstellen ausgebildet werden.3. By using a suitable amount of a deoxidizing agent, alkaline sole-forming materials and alloying elements in the core wire, deoxidizing and refining reactions are considerably favored, which leads to an improved notch toughness of the weld metal as well as to a lower sensitivity to rusting, oil and moisture, and with no bubbles, Pores or other imperfections are formed.
4. Die Schweißspannung ist sehr gering, weil die Kanten I-förmig sind. ' Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen: Fig.1a bis 1c Kantenvorbearbeitungen und die Schweißnahtausbildung bei bekannten Verfahren; Fig.2a und 2b Unterlegplatten zur Durchführung bekannter Verfahren; Fig.3a und 3b ein Beispiel eines einseitigen Schweißverfahrens gemäß der Erfindung; Fig.4a bis 4f die Anordnung von Stahlplatten für ein einseitiges Tauch-Zichtbogenschweißverfahren gemäß der Erfindung Fig.5a bis 5d Beispiele für ein einläufiges Schweißverfahren gemäß. der Erfindung entlang beider Seiten; Fig.6a und 6b Ansichten der Oberseite beziehungsweise Wurzelseite einer Schweißnaht, die einseitig und einläufig nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist; Fig.7a bis 7c Querschnittsansichten von Schweißnähten., die gemäß der Erfindung einseitig und einläufig gelegt sind; Fig.8a bis 8c Ansichten von auf Zug oder Biegungsspannung beansprucht geschweißten Probekörpern, die nach einem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt sind; Fig.9 einen Querschnitt durch eine Schweißnaht, die nach einem Verfahren gemäß der Erfindung beidseitig gelegt ist; ' Fig.10 einen Querschnitt durch eine Schweißnaht, die einläufig und einseitig mit einem CO 2-Zichtbogenschweißverfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist; Fig.10b einen Querschnitt durch eine Schweißnaht, die beidseitig gelegt wurde; Fig.11 eine graphische Darstellung des Einflusses der Anzahl der Seelenelektroden zwischen den Schweißkanten auf die chemische Zusammensetzung und auf die von dem Schweißmetall absorbierte Energie bei einem Schweißverfahren gemäß der Erfindung; Fig.12 den Einfluß der Flächengröße der Nahtfuge auf die chemische Zusammensetzung und die vom Schweißrrietall absorbierte Energie bei einem Verfahren gemäß der Erfindung; Fig.13 den Einfluß der Anzahl von Seelenelektroden in der Nahtfuge auf,den Schlagversuchawert und die chemische Zusammensetzung des Schweißmetalls bei einem CO 2-Zichtbogenschweißverfahren gemäß der Erfindung; Fig.14a bis 14f die Kantenausbildungen der Fläche A bis F° entsprechend Beispiel 1 in Tabelle 5; Fig.15a und 15b die Kantenausbildungen der Fläche G und H im Beispiel 1 in Tabelle 6; und Fig.16a bis 16e die Nahtfugenausbildungen für die Fläche I, J, K, Z und M in Beispiel 2 in Tabelle 10. Wie aus Fig.1 ersichtlich ist, erfolgt bei bekannten Schweißverfahren bei Verwendung einer I-förmig vorbereiteten Nahtfuge ohne Wurzelöffnung die Versehweißung in der dargestellten Weise, wobei die maximal verschweißbare Blechstärke Unter 20 mm liegt, selbst wenn die Nahtflächen abgeschrägt werden. Bei wachsender Blechstärke muß eine Y-förmige Kantenausbildung entsprechend Fig.1b,Verwendung finden: 8elbet in diesem Fall ist die maximal verschweißbare Blechstärke bei bekannten Schweißverfahren nicht größer als etwa 25 mm. Bei noch dickeren Blechstärken werden die Stoßkanten der Nahtfuge im allgemeinen X-förmig abgeschrägt, wie aus Fig.1c ersichtlich ist. In Fig.1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 die Grundschweißung, das Bezugszeichen 2 die Fertigschweißung und das Bezugszeichen 3 die Schweißkonstruktion. ' Wie oben beschrieben wurde,. ist es nicht möglich,. sehr große Blechdicken mit I-förmigen-Stoßkanten mit üblichen Schweißverfahren zu verschweißen, weshalb K- oder V-förmige Kantenausbildungen in derartigen Fällen erforderlich sind.4. The welding voltage is very low because the edges are I-shaped. The invention is to be explained in more detail with the aid of the drawing. They show: FIGS. 1a to 1c edge preprocessing and the weld seam formation in known methods; 2a and 2b support plates for carrying out known methods; 3a and 3b show an example of a one-sided welding method according to the invention; 4a to 4f show the arrangement of steel plates for a one-sided immersion / continuous arc welding process according to the invention. FIGS. 5a to 5d show examples for a single-pass welding process according to the invention along both sides; 6a and 6b are views of the upper side or the root side of a weld seam which is produced on one side and one-way according to the method according to the invention; 7a to 7c are cross-sectional views of weld seams, which are placed on one side and one-way according to the invention; 8a to 8c are views of welded test specimens which are subjected to tensile or bending stress and which are produced by a method according to the invention; 9 shows a cross section through a weld seam which is laid on both sides according to a method according to the invention; FIG. 10 shows a cross section through a weld seam which is produced in one direction and on one side with a CO 2 arc welding process according to the invention; 10b shows a cross section through a weld seam which was placed on both sides; 11 is a graphic representation of the influence of the number of core electrodes between the welding edges on the chemical composition and on the energy absorbed by the weld metal in a welding method according to the invention; 12 shows the influence of the size of the area of the seam joint on the chemical composition and the energy absorbed by the welding element in a method according to the invention; 13 shows the influence of the number of core electrodes in the seam joint, the impact test value and the chemical composition of the weld metal in a CO 2 arc welding process according to the invention; 14a to 14f show the edge formations of the surface A to F ° according to Example 1 in Table 5; 15a and 15b show the edge formations of surfaces G and H in Example 1 in Table 6; and FIGS. 16a to 16e show the seam joint designs for surfaces I, J, K, Z and M in Example 2 in Table 10. As can be seen from FIG Versehweißung in the manner shown, whereby the maximum weldable sheet thickness is less than 20 mm, even if the seam surfaces are beveled. As the sheet metal thickness increases, a Y-shaped edge configuration must be used as shown in FIG. In the case of even thicker sheet metal, the abutting edges of the seam joint are generally beveled in an X-shape, as can be seen from FIG. 1c. In FIG. 1, the reference number 1 denotes the basic weld, the reference number 2 the final weld and the reference number 3 the welded construction. 'As described above. it is impossible,. to weld very large sheet metal thicknesses with I-shaped abutting edges using conventional welding processes, which is why K- or V-shaped edge designs are necessary in such cases.
Bei bekannten Verfahren ist ferner eine genaue Kantenausbildung erforderlich, um das Durchbrennen von geschmolzenem Metall zu verhindern. Ferner müssen die Toleranzen für die Wurzelöffnung kleiner als 0,B.mm sein. Aus diesen Gründen ist in vielen Fällen eine spezielle Vorbearbeitung der Kanten erforderlich. . Es ist ferner bei üblichen einseitigen Schweißverfahren bekannu, eine Flußmittelunterlage auf der Unterseite der Kanten wie in Fig.2a vorzusehen, oder eine Unterlagplatte aus Kupfer, um eine Wurzelverschweißung zu bewirken, wie in Fig.2b dargestellt ist.In known methods, precise edge formation is also required, to prevent molten metal from burning through. Furthermore, the tolerances must for the root opening be smaller than 0. B.mm. These reasons are common in many Special pre-processing of the edges is required in cases. . It is also at usual one-sided welding process known, a flux pad on the Provide underside of the edges as in Fig. 2a, or a base plate made of copper, to cause a root weld, as shown in Figure 2b.
Fig:2a zeigt die Schweißkonstruktion 4, ein Winkeleisen 5k eine Seitenplatte 6, einen Schlauch 7 zum Anpressen des Flußmittels 9 durch ein hitzebeständiges Glied B. In fig.2b ist unter der Schweißkonstruktion Q. eine Unterlagplatte 10 aua Kupfer vorgesehen.Fig: 2a shows the welded construction 4, an angle iron 5k a side plate 6, a hose 7 for pressing the flux 9 through a heat-resistant member B. In FIG. 2b, under the welded construction Q. there is a backing plate 10 made of copper intended.
Selbst bei diesem Verfahren werden gewöhnlich V-förmige
Kantenausbildungen
verwandt, wenn größere Blechdicken verschweißt werden sollen. Beim Verschweißen
von V-förmig ausgebildeten Stahlblechen ist die Schweißspannung verhältnismäßig
groß, weshalb nach dem Verschweißen-beträchtliche Deformationen auftreten können.
Deshalb war es bisher in derartigen Fällen erforderlich, Deformationen des Schweißmetalls
nach dem Verschweißen durch besondere Vorbehandlungen vor dem Verschweißen zu vermeiden.
Wenn bei den bekannten Verfahren eine große Schweißstromstärke verwandt wird, um
den Schweißwirkungegrad zu erhöhen und die Anzahl von Schweißlager. zu erniedrigen,
ergibt sich ferner eine beträchtliche-Verschlechterung der Kerbzähigkeit. Es wurde
ermittelt, daß das Schweißmetall sehr empfindlich gegen Rost, Öl und Feuchtigkeit-ist,..
wodurch Poren, Gaseinschlüsse und andere Fehlstellen verursacht werden. Es ist deshalb
vor allem ,Aufgabe der Erfindung, die erwähnten Nachteile der bekannten Verfahren
zu vermeiden. Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß
in die Nahtfuge zwischen den I-förmigen Stoßkanten Seelendrähte eingefüllt werden,
und daß dann das Verschweißen von einer Seite oder von beiden Seiten erfolgt. Dieser
Seelendraht enthält Desoxydationsmittel, Legierungselemente und basische sehlackebildende
Materialien. Tabelle 1 zeigt die typischen Komponenten eines Seelendrahts für Flußstahl
und Stahl mit einer Zugfestigkeit von 50 beziehungsweise 60 kglmm2.
Einer der Vorteile der Erfindung ist darin zu sehen, daß das Verschweißen erfolgreich durchgeführt werden kanng wenn Stahlblech ohne Kantenbearbeitung oder mit Gasschneiden geschnittenes Blech verwandt wird, also mit einer I-förmigen Kantenausbildung. Die Seelendrähte werden in die Nahtfuge bis zur Oberfläche der Schweißkonstruktion in einer oder mehreren Spalten eingefüllt, was von der Dicke des Blechs abhängt. Bei einem Stahlblech bis zu 15 mm Dicke wird Seelendraht mit 4 mm Dicke in einer einzigen Spalte in die Wurzelöffnung von 5 t 1 m eingefüllt.One of the advantages of the invention is that the welding Can be carried out successfully if sheet steel without edge processing or sheet metal cut with gas cutting is used, i.e. with an I-shaped edge formation. The core wires are inserted into the seam up to the surface of the weldment filled in one or more columns, depending on the thickness of the sheet. With a steel sheet up to 15 mm thick, core wire with a thickness of 4 mm is used in a single column filled into the root opening of 5 t 1 m.
Bei einer größeren Blechdicke als 15 mm werden Seelendrähte ,in zwei Spalten in die Nahtfuge eingefüllt und dann daa Verschweißen mit einer Drahtelektrode durchgeführt. Die Toleranz des Kantenabstands beträgt g+1 mm.With a sheet thickness greater than 15 mm, core wires are used in two Gaps are filled into the seam and then welded with a wire electrode. The tolerance of the edge distance is g + 1 mm.
Gemäß der Erfindung ist die Metalldichte in den Kanten sehr klein und das Metall kann auf Grund des Seelendrahts in der Nahtfuge leicht verschmolzen werden. Deshalb kann der Vorteil üblicher Tauch-Zichtbogenschweißverfahren, nämlich die große Eindringtiefe auch bei dem Verfahren gemäß der Erfindung aufrechterhalten werden.According to the invention, the metal density in the edges is very small and the metal can easily fuse due to the core wire in the seam will. Therefore, the advantage of conventional submerged arc welding processes, namely maintain the great depth of penetration also in the method according to the invention will.
Aus-diesem Grunde ist es möglich, Stahlblech mit verhältnismäßig großer Blechdicke von einer Seite oder von zwei Seiten zu schweißen. Wegen der Verwendung einer I-förmi-gen Kantenausbildung ergibt sich kein Schrumpfungsunterschied zwischen der Oberseite und der Unterseite der Stahlbleche bei der Verfestigung des geschmolzenen Metalls, wodurch Schrumpfeffekte und Deformationen-durch das Verschweißen verhindert werden.For this reason it is possible to use sheet steel with a relatively large To weld sheet thickness from one side or from two sides. Because of the use an I-shaped edge formation there is no difference in shrinkage between the top and bottom of the steel sheets in solidifying the molten Metal, which prevents shrinkage effects and deformations caused by welding will.
Ferner ermöglichen das Desoxydationsmittel, das Legierungeelement und die basischen schlaekebildenden Materialien in dem Seelendraht viele Vorteile in metallurgischer Hinsicht, die bei den üblichen Tauch-Ziohtbogenschweißverfahren nicht erzielt werden können. Durch Zusatz des Desoxydationsmittel werden der gesamte Sauerstoffgehalt und die nichtmetallischen Einschlüsse in den Schweißmetall betlächtlieh durch eine Desoxydationsreaktion .des geschmolzenen Metalle während des Schweißvorgangs verringert: Basische schlackebildende Materialien erzeugen eine baeisohe Schlacke und begünstigen Schwefel und Phosphor entziehende Reaktionen, ebenso wie desoxydie-nnde Reaktionen weshalb ein reines Schweißmetall gebildet wird, welches keine Verunreinigungen enthält. Durch die erwähnten Vergütungsreaktionen wird das Schweißmetall beträchtlich hinsichtlich seiner Kerbfestigkeit und seiner Widerstandsfähigkeit gegen Verrostung, Öl und Feuchtigkeit verbessert, wodurch Gaseinschlüsse, Poren und andere Materialfehler verursacht werden könnten.Furthermore, the deoxidizing agent, the alloy element and the basic loop-forming materials in the core wire enable many advantages in metallurgical terms which cannot be achieved with the usual submerged-arc welding processes. By adding the deoxidizing agent, the total oxygen content and the non-metallic inclusions in the weld metal are considerably reduced by a deoxidation reaction of the molten metal during the welding process: Basic slag-forming materials generate a basic slag and promote sulfur and phosphorus-removing reactions, as well as deoxidizing reactions a pure weld metal is formed which does not contain any impurities. As a result of the tempering reactions mentioned, the weld metal is considerably improved in terms of its notch strength and its resistance to rusting, oil and moisture, which could cause gas inclusions, pores and other material defects.
Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß Legierungselemente einfach dem Schweißmetall aus dem Flußmittel des Seelendrahts zugesetzt werden können, also nicht von dem E1ektrodendraht wie bei üblichen Verfahren: Ferner können verhältnismäßig billige Elektroden aus Flußdraht verwandt werden, weshalb das Verfahren gemäß der Erfindung besonders wirtschaftlich ist. Gleichzeitig kann die Menge des Legierungselements in einfacher Weise durch das Flußmittel vorherbestimmt werden, das in dem Seelendraht enthalien ist, um ein Schweißmetall mit gewünschten Eigenschaften zu erhalten. In Verbindung mit Fig..3 soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden, bei dem es sieh um ein einseitiges Schweißverfahren handelt: Gemäß Fig.3a wird der Seelendraht 12 in die Nahtfuge zwischen den I-fprmigen Kanten der Schweißkonstruktion 11 eingesetzt und eine Halteeinrichtung 15 für Flußmttel durch kräftige Stützen 13 und Befeetigungseinrichtungen 14 angebracht. In diese Einrichtung wird Flußmittel 16 eingeschüttet. Dann erfolgt eine einläufige Verschweißung mit einer Elektrode 17 von einer Seite her unter der Abschirmung durch das Flußmittel 18, wodurch eine einwandfreie Schweißnaht hergestellt werden kann. Fig.3b dient zur Erläuterung eines entsprechenden Verfahrens, bei dem jedoch eine Stützplatte 19 aus Kupfer Verwendung findet, in welcher Flußmittel 16 angeordnet ist und die durch Kühlrohre 20 mit Wasser gekühlt wird.It is another advantage of the invention that alloying elements can easily be added to the weld metal from the flux of the core wire, So not from the electrode wire as with conventional methods: Furthermore, relatively cheap electrodes made of flux wire are used, which is why the method according to the Invention is particularly economical. At the same time, the amount of alloying element can be can be easily predetermined by the flux contained in the core wire is contained in order to obtain a weld metal with desired properties. In Connection with Fig..3 is intended to explain an embodiment of the invention in more detail which is a one-sided welding process: According to Fig.3a the core wire 12 is inserted into the seam between the I-shaped edges of the weldment 11 used and a holding device 15 for Flußmttel by strong supports 13 and fastening devices 14 attached. Flux is used in this facility 16 poured in. This is followed by a single-pass welding with an electrode 17 from one side under the shield by the flux 18, whereby a flawless weld seam can be produced. Fig.3b is used for Explanation a corresponding method, in which, however, a support plate 19 made of copper is used finds in which flux 16 is arranged and which by cooling pipes 20 with water is cooled.
Im Falle von Fig.3b kann auch eine Kupferplatte 19 ohne eine Füllung mit Flußmittel 16 erfolgreich verwandt werden. Fig.4 zeigt die Vorbereitung vor dem Verschweißen.In the case of Figure 3b, a copper plate 19 without a filling can be used successfully with flux 16. Fig. 4 shows the preparation welding.
Die Schweißvorrichtung zur Herstellung einer Flußmittelunterlage besteht aus einer Kupferplatte, die beispielsweise wie diejenige in Fig.4a-1 ausgebildet ist. Fig.4a-2 zeigt eine entsprechende Endansicht, wobei 11 ein Spalt der Vorrichtung ist, in welche eine Flußmittelunterlage eingesetzt wird. Die Haltevorrichtung für das Flußmittel kann.auch aus einet leichten Material wie Aluminium, dickem Papier usw. gebildet sein, wie in Fig.4a-3 angedeutet ist. Wie aus Fig.4c ersichtlich ist, wird dann das Stahlblech mit einer Vorrichtung der in Fig.4b dargestellten Art versehen, deren Abmessung 12 gleich der bestimmten Spaltbreite der Nahtfuge ist, und deren Abmessung h gleich der Blechdicke ist. Dann wird das Flußmittel in den Zwischenraum zwischen die Schweißkanten von der Oberseite her" eingeschüttet. Die Menge des Flußmittels wird eingestellt, indem eine Einrichtung entsprechend Fige4d Verwendung findet, bei welcher die Abmessung 13 etwas kleiner ale die erwähnte Abmessung 12 ist. Das Flußmittel wird eingeebnet, so daß die Oberfläche des Flußmittele bis zur selben Höhe reicht wie die Unterseite der Platte 11 wie in Fig.4e. Danach wird der Seelendraht 12 in die Nahtfuge zwischen den Schweißkanten bis zu der Höhe der Dicke der Platte 11 eingelegt. Damit sind die Schweißvorbereitungen beendet, wie aus Fig.4f ersichtlich ist. Um eine gute Wurzelverschweißung zu erzielen, ist es wünschenswert, Materialien mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als Eisen zu verwenden, da die physikalischen Eigenschaften der Schlacke, beispielsweise die Oberflächenspannung, die Viskosität und der Ausdehnungskoeffizient nach den Schmelzen eine wichtige Rolle spielen. Wenn sehr dicke Bleche verschweißt werden sollen, bei denen eine Verschweißung von einer Seite her nicht ausreicht, erfolgt eine Verschweißung von beiden Seiten. Derartige Verschweißurigen mit einem Verfahren gem#äß der Erfindung sollen anhand der Figs5 näher erläutert werden. Fig.5a dient zur Erläuterung der Ausbildung einer Schweißnaht, die durch je eine auf jeder Seite gelegte Schweißnaht gebildet wird. Der Seelendraht 12 ist in die Nahtfuge zwischen den I-förmigen Schweißkanten der Schweißkonstruktion 11 eingelegt. Eine manuelle Heftschweißung 21 kann dann zwischen dem Seelendraht 12 und dem Blech 11 in zweckmäßiger Weise erfolgen, um diese aneinander zu befestigen. Dann erfolgt das Verschweißen unter Verwendung einer Elektrode 17 und von Flußmittel 18.The welding device for producing a flux pad consists of a copper plate, which is designed, for example, like that in Fig. 4a-1. 4a-2 shows a corresponding end view, with 11 being a gap of the device into which a flux pad is inserted. The holding device for the flux can also be formed from a light material such as aluminum, thick paper, etc., as indicated in Fig. 4a-3. As can be seen from FIG. 4c, the steel sheet is then provided with a device of the type shown in FIG. 4b, the dimension 12 of which is equal to the specific gap width of the seam, and the dimension h of which is equal to the sheet thickness. Then the flux is poured into the space between the welding edges from the top. The amount of flux is adjusted by using a device according to Fig. 4d, in which the dimension 13 is somewhat smaller than the aforementioned dimension 12. The flux is leveled so that the surface of the Flußmittele up to the same height ranges as the underside of the plate 11 w ith in FIG.4E. Thereafter, the core wire is inserted into the Nahtfuge between the welding edges up to the height of the thickness of the plate 11 12, are thus the Weld preparations finished, as can be seen from Fig. 4f. In order to achieve a good root weld, it is desirable to use materials with a lower melting point than iron, since the physical properties of the slag, such as surface tension, viscosity and coefficient of expansion after the Melting play an important role when welding very thick sheets where welding from one side is not sufficient, welding is carried out from both sides. Such welds with a method according to the invention are to be explained in more detail with reference to FIGS. FIG. 5a serves to explain the formation of a weld seam which is formed by a weld seam placed on each side. The core wire 12 is inserted into the seam between the I-shaped welding edges of the welded construction 11. A manual tack weld 21 can then be carried out in an expedient manner between the core wire 12 and the sheet metal 11 in order to fasten them to one another. Welding is then carried out using an electrode 17 and flux 18.
In diesem Falle werden die Schweißbedingungen so gewählt, daß die Eindringtiefe der Schweißnaht 22 auf der einen Seite etwa die Hälfte der Blechdicke beträgt, und daß ein Teil des eingefüllten Seelendrahte 12 nicht verschmolzen wird. Die restlichen urverschmolzenen Seelendrähte in der Nahtfuge berühren einander elektrisch leitend und werden mit dem Blech verschmolzen. Dann werden die nicht verschmolzenen Seelendrähte wegen der Schrumpfung der Schweißnaht 22 ebenfalls angeheftet.In this case, the welding conditions are chosen so that the Penetration depth of the weld seam 22 on the one hand about half the sheet metal thickness is, and that a part of the filled core wire 12 is not fused. The remaining completely fused core wires in the seam joint touch each other electrically conductive and are fused with the sheet metal. Then the will not be merged Core wires are also attached because of the shrinkage of the weld seam 22.
Wie aus Fig.5c ersichtlich ist, erfolgt das Verschweißen #.wer anderen Seite, indem die Blechkonstruktion umgedreht wird, . so daß mit der Elektrode 17 und dem Flußmittel 18 verschweißt werden kann. Fig.5d zeigt einen Querschnitt durch die von beiden Seiten gelegte Schweißnaht. Das Verschweißen ist nach dem Auftragen der beiden Schweißnähte 22 und 23 beendet.As can be seen from FIG. 5c, the welding is done to someone else Side by turning the sheet metal structure over,. so that with the electrode 17 and the flux 18 can be welded. Fig.5d shows a Cross-section through the weld seam made from both sides. The welding is after the two welds 22 and 23 have been applied.
Im folgenden sollen einige spezielle Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.Some special exemplary embodiments are to be explained in more detail below will.
Beispiel 1 Im Falle eines Tauch-Zich tbogenschweißens von Blech aus
Flußstahl, wurden der in Tabelle 1 beschriebene Seelendraht und der in Tabelle 2-(1)
und (2) beschriebene verwandt.
Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse einer Verwendung des einseitigen Schweißverfahrens
für Stahlbleche mit verschiedenen Dicken.
,- Aus den Versuchsergebnissen ergibt sich, daß die mechanischen Eigenschaften des Schweißmetalls zufriedenstellend sind, und daß sich eine sehr gute Kerbfestigkeit ergibt. (2V notch charpy impact property).- The test results show that the mechanical properties of the weld metal are satisfactory and that the notch strength is very good results. (2V notch charpy impact property).
Die Darstellungen in Fig.6 zeigen das Aussehen der zusammengeschweißten Stahlplatte D mit einer Dicke von 20 mm, wobei die Schweißnaht von einer Seite gelegt wurde. Fig.6a zeigt die Oberseite der Schweißnaht und Fig.bb die Nahtwurzel. Aus den Darstellungen ist ersichtlich, daß eine sehr gute Nahtwurzel hergestellt werden kann. Die Darstellungen in Fig.7 zeigen einen Querschnitt durch von einer Seite hergestellte Schweißnähte. Fig.7a betrifft die Stahlplatte D mit einer Dicke von 20 mm. Figo7b betrifft die Stahlplatte E mit einer Dicke von 25 mm. Fig.7c zeigt die Stahlplatte F mit einer Dicke von 32 mm. In jedem Falle ist eine vollständige und gut ausgebildete Nahtwurzel vorhanden.The representations in Fig.6 show the appearance of the welded together Steel plate D with a thickness of 20 mm, the weld being placed from one side became. Fig. 6a shows the top of the weld seam and Fig.bb the seam root. the end It can be seen from the illustrations that a very good suture root is produced can. The representations in FIG. 7 show a cross section through from one side produced welds. Fig.7a relates to the steel plate D with a thickness of 20 mm. Figo7b relates to the steel plate E with a thickness of 25 mm. Fig.7c shows the steel plate F with a thickness of 32 mm. In any case it is a complete one and well-developed suture roots are present.
Fig.8 zeigt Probestücke mit einer von einer Seite gelegten Schweißnaht entsprechend der Stahlplatte E mit einer Dicke von 25 mm, mit welchen Probestücken Versuche zur Bestimmung der Zugfestigkeit und der Biegefestigkeit unternommen wurden. Fig.8a zeigt das Ergebnis eines speziellen Zugfestigkeits-Versuche.Fig. 8 shows test pieces with a weld seam laid from one side corresponding to the steel plate E with a thickness of 25 mm, with which specimens Attempts to determine tensile strength and flexural strength have been made. Fig. 8a shows the result of a special tensile strength test.
Die Fig.8b und Sc zeigen das Ergebnis von Biegeversuchen um die Hauptachsen
der Schweißnaht. Der Biegungswinkel um die Nahtwurzel und bei der seitlichen Verbiegung
betrüg 180°, ohne daß irgendwelche Beschädigungen auftraten, woraus die ausgezeichnete
Qualität der Sehweiäverbindung ersichtlich ist.
Im folgenden soll
eine einmalige Verschweißung von beiden Seiten her beschrieben werden. Bei einem
Prüfversuch wurde das in Tabelle 6 bezeichnete Blech aus Flußstahl verwandt, ein
Elektrodendraht entsprechend Tabelle 2-(1) mit 6,4 mm Durchmesser sowie das in Tabelle
2-(2) gekennzeichnete Flußmittel. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 7 enthalten.
Wie aus Tabelle 7 ersichtlich ist, wird bei der chemischen Gusämmensetzung
des Schweißmetalls insbesondere der Kohlenstoffgehalt und der Siliciumgehalt durch
die Begünstigung der Desoxydation erniedrigt, wodurch sich eine sehr gute Energieabsorption
bei 00C ergibt. Bei einem Zugspannungsversuch der Schweißverbindung bricht das Probestück
im Stahlblech, was eine einwandfreie Schweißverbindung bedeutet: Fig.9 zeigt einen
Querschnitt durch die Schweißnaht eines Stahlblechs G mit einer Dicke von 38 mm,
welche Schweißnaht von beiden Seiten her gelegt wurde. Beispiel 2 Beim 002-Zichtbogenschweißen
eines Stahlblechs aus Flußstahl mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird derselbe
Seelendraht für Flußstahl wie in Beispiel 1 verwandt. Der Elektrodendraht hat die
folgende chemische Zusammensetzung:
Tabelle 10 zeigt die Ergebnisse bei der Durchführung einer
CO 2-Lichtbogenschweißung von Stahlblechen mit verschiedenen Dicken. In Tabelle
10 sind die Stahlbleche I bis Z einseitig verschweißt, während das Stahlblech M
beidseitig verschweißt ist.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung, insbesondere beim
CO 2-Zichtbogenschweißen wird das in dem Seelendraht enthaltene Flußmittel
geschmolzen und wird zu einer die Schmelze bedeckenden Schlacke, weshalb sich eine
ausgezeichnete Lichtbogenstabilität mit geringer Zerstäubung ergibt. Ferner kann
das Verschweißen mit hohem Schweißstrom einfach durchgeführt werden. Es ergibt sich
keine Schwierigkeit hinsichtlich der Eigenschaften der Schweißverbindung, wie aus
Tabelle 10 ersichtlich ist. Die Darstellung der Fig.10 zeigt einen Querschnitt durch
eine Schweißverbindung, die mit einem C0,-Zichtbogenschweißverfahren hergestellt
wurde. Fig.10a betrifft das Stahlblech K mit einer Dicke von 20 mm, und Fig.10b
das Stahlblech M mit einer Dicke von 32 mm. Im folgenden soll der metallurgische
Einfluß des gemäß der Erfindung verwandten Seelendrahts näher erläutert werden.
Zunächst soll der Einfluß auf eine Tauch-Zichtbogenschweißung geschrieben werden.
Fig.11 zeigt den Einfluß der Anzahl von Seelendrähten auf die chemische Zusammensetzung
und die vom Schweißmetall absorbierte Energie unter den Schweißbedingungen gemäß
Tabelle 11. Mit steigender Anzahl der Seelendrähte in der Nahtfuge steigt der Mangangehalt
und der Siliziumgehalt des Schweißmetalls, während der Sauerstoffgehalt und der.
Kohlenstoffgehalt
absinkt und die beim Schlagversuch absorbierte ZV-Energie ebenfalls ansteigt.
Es folgt eine Erläuterung der metallurgischen Einflüsse hei einem
002-Zichtbogensdhweißverfahren gemäß der Erfindung. 6g.13 zeigt den Einfluß der
Anzahl von Seelendrähten auf die
Kerbzähigkeit und auf die chemische
Zusammensetzung des Schweiß-. .metalls bei den in Tabelle 12 aufgeführten Schweißbedingungen,
woraus dieselbe Tendenz wie im Falle der Tauch-Zichtbogenschweißung gemäß Fig.4
ersichtlich ist. Daraus ergibt-sich, daß die bei 00C absorbierte Energie wegen des
metallurgischen Einflusses des Seelendrahts beträchtlich verbessert ist.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5251164 | 1964-09-14 | ||
JP5251164 | 1964-09-14 | ||
JP2199665 | 1965-04-14 | ||
JP2199665 | 1965-04-14 | ||
JP4704765 | 1965-08-03 | ||
JP4704765 | 1965-08-03 | ||
DEF0047183 | 1965-09-14 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1540754A1 true DE1540754A1 (en) | 1970-07-16 |
DE1540754B2 DE1540754B2 (en) | 1972-10-05 |
DE1540754C DE1540754C (en) | 1973-04-26 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2729175A1 (en) * | 1976-07-06 | 1978-01-12 | Stocznia Szczecinska | PROCESS FOR ARC WELDING UNDER POWDER AND WELDING BUTTONS MANUFACTURED BY THIS PROCESS |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2729175A1 (en) * | 1976-07-06 | 1978-01-12 | Stocznia Szczecinska | PROCESS FOR ARC WELDING UNDER POWDER AND WELDING BUTTONS MANUFACTURED BY THIS PROCESS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1540754B2 (en) | 1972-10-05 |
GB1104510A (en) | 1968-02-28 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |