DE2727239C2 - Vorrichtung zur Prüfung der Heißrißanfälligkeit beim Schweißen - Google Patents

Description

a) zwei der Probendicke angepaßte Radiusstempel (3) die Probe (1) während des Schweißens mit einstellbarer Geschwindigkeit auf das ebenfalls der Probendicke angepaßte Radiusunterteil (2) herunterdrücken, so daß die Probe (1) in die durch Radiusunterteil (2) und Radiusstempel (3) vorgegebene Form gezwungen wird und somit auf seiner gesamten Oberfläche die gleiche definierte Dehnung erhält,

b) der Zeitpunkt des Biegevorgangs, von der momentanen Schweißbrennerstellung abhängig, wählbar ist und dann erfolgt, wenn der in Bewegung befindliche Schweißbrenner (28) den Scheitelpunkt des Radiusunterteils (2) passiert

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Radiusstempels (3) durch ein geschlossenes Differential-Kniehebelsystem ausgeführt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißbrennerbewegung mittels eines Hydraulikzylinders (27) erfolgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißbrenner (28) in einem Brennerwagen (25), der durch Einsatz geschliffener Führungsstangen (24) und Kunststoff-Buchsen (26)

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die es ermöglicht, die Heißrißanfälligkeit von Grundwerkstoff und/oder Schweißzusätzen während des Schweißens festzustellen. Dabei können wahlweise die Schweißverfahren WIG, MIG/MAG und Ε-Hand eingesetzt werden. Beim Prüfvorgang wird eine Probe während des Schweißens mittels zweier Radiusstempel über ein Radiusunterteil gebogen, so daß an der Probenoberseite eine genau definierte Dehnung entsteht. Die Stempelgeschwindigkeit ist in bestimmten Grenzen stufenlos variierbar. Die erzeugte Biege-Prägekraft wird so groß gehalten, daß die Probe am Ober- und Unterradius anliegt, so daß die vorgewählte und beabsichtigte Dehnung der Probenoberseite sicher eingehalten wird. Die Probengeometrie kann in bestimmten Grenzen verändert werden.

Die bisher bekannten Vorrichtungen arbeiten mit einer Probenlänge, die nur zur Hälfte für die Prüfung genutzt werden kann. Die eigentliche Heißrißprüfung erfolgt am Übergang des Radiusunterteils in die Waagerechte, also nicht über den Scheitel des Radius, was zu nicht genau genug definierten Dehnungen an der Probenoberseite führen kann. Die Probe wird wie ein Biegebalken an der Seit^ des Radiusauslaufs fest eingespannt und durch Kraftaufbringung an der anderen Seite auf den Radiusblock heruntergebogen. Hierzu sind Hilfsmittel erforderlich, da die Probe sonst an der Stelle, an der sie gerade aufgeschmolzen ist, ausknickt und somit nicht die vom Radiusunterteil vorgegebene Form annimmt. Es werden daher bei jedem Versuch 2 Beilagebleche über die Probe gespannt, die von einem nicht regelbaren Pneumatikratter- und stickslipfrei läuft

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriabsenergie aus geladenen Speichern geliefert wird, die nach dem Prüfvorgang aufgeladen werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß durch Wahl verschiedener Paarungen von Radiusunterteil (2) und Radiusstempel (3) unterschiedliche Probendehnungen erzeugt werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß Probendicke und Probenbreite variiert werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß die Schweißstromquelle automatisch von der Prüfvorrichtung gesteuert wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Radiusstempel (3) als Rollen ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenneraufnahme (29) derart ausgebildet ist, daß unterschiedliche Brenner verschiedener Schweißverfahren einsetzbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Radiusunterteil (2) und Radiusstempel (3) wahlweise so angeordnet sind, daß entweder in Schweißnahtlängsrichtung (Längsbeanspruchung der Probe) oder quer dazu (Querbeanspruchung der Probe) gebogen wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeschwindigkeit der Radiusstempel (3) stufenlos eingestellt wird.

Zylinder mitsamt der Probe heruntergebogen werden müssen. Dadurch entstehen Undefinierte Schiebungen an der Probenoberfläche und während des Ablaufs stark veränderliche Biegegeschwindigkeiten, die den Prüfvorgang beeinträchtigen. Eine Variation von Probenbreite und -dicke ist ebenfalls nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei sichergestelltem konstantem Biegeradius die geschilderten Schiebungen und damit Undefinierten Dehnungen an der Probenoberfläche verhindert werden, die Probenlänge völlig genutzt werden kann, die Beilagebleche entfallen, die Biegegeschwindigkeit reproduzierbar eingestellt werden kann, die Probendicke und -breite variiert werden kann und verschiedene Schweißverfahren eingesetzt werden können.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß gemäß den Kennzeichnungsmerkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anschließend beispielhaft anhand von Figuren erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungs-Wi gemäße Radiusbiegeeinrichtung;

Fig.2 das Differential-Kniehebelsystem mit Werkzeugaufnahme 20 in Längsbiegeposition;
F i g. 3 die Schweißbrennervorschubeinrichtung.
In Fig. 1 ist die Probe 1 im Anschlag 5 und ,,, Radiusunterteil 2 in genau waagerechter Schweißposilion festgeklemmt mit der Feder 7, die über Langlöcher auf verschiedene Probendicken einstellbar ist. Das Radiusunterteil (2) ist an der Aufnahme (4) an einem

Anschlag angeschraubt Da bei sämtlichen verschiedenen Radiusunterteilen (2) der Radiusscheitel den genau gleichen Abstand zur Anlagefläche hat und von der unteren Auflage zum Radiusscheitel das gleiche Maß besteht, sind sämtliche Radiusunterteile 2 ohne erneute Einstellarbeit austauschbar. Die Aufnahme 4 ist auf dem Maschinentisch 21 festgeschraubt und nach der Lage der Radiusstempel 3 ausgerichtet und verstifteL Wird die Probe 1 nun während des Schweißens vom Radiusstempel 3 über das Radiusunterteil 2 heruntergobogen, drückt die Probe 1 den Anschlag 5 mit herunter. Die obere Lage des Anschlags 5 ist fest eingestellt Sie wird in der Ausgangsposition von der Feder 6 gegen eine Bundbuchse gedrückt Wird Querbiegeposition geschweißt, d. h. Radiusscheitel in Richtung der Brennerbewegung, wird das Radiusunterteil 2 um 90° gedreht an einen Anschlag an die Aufnahme 4 angeschraubt Der Radiusstempel 3 besitzt dann keinen Innenradius, sondern ist mit einer geraden Kante ausgebildet Das bedeutet, daß die Prüfpositionen »Längsbiegen« und »Querbiegen« in der gleichen Vorrichtung mit gleichen Prüfbedingungen durchgeführt werden können.

F i g. 2 zeigt den Aufbau des geschlossenen Differential-Kniehebelsystems mit Werkzeugaufnahme 20 und Radiusstempel 3. Ein Hydraulikzylinder 14 ist im Festlager 13 gelenkig aufgehängt Seine Kolbenstange trägt die Achse 12. Auf der Achse 12 sitzen das kurze Hebelpaar 9 und das lange Hebelpaar 10. Das kurze Hebelpaar 9 hat den festen Drehpunkt in Achse 11 und Festlager 8, das lange Hebelpaar 10 hat als Drehpunkt Achse 22 und Traverse 15. Die Lagerung auf den Achse;» 11,12 und 22 besteht aus wartungsfreien Hochleistungs-Kalotten-Gelenklagern 18. An der Traverse 15 sind Zugholme 16 fest angeschraubt, diese werden in Längslagern 17 geführt. Die Werkzeugaufnahme 20, in der die variierbaren Radiusstempel 3 sitzen, ist mit Kontermuttern 19 an den Holmen 16 einstellbar befestigt. Wird nun der Hydraulikzylinder 14 mit Öldruck aus einem Speicher über ein Steuerventil beaufschlagt, bewegt sich die Kolbenstange auf dem Kreisbogen, den der Achsenabstand des kurzen Hebelpaares 9 fest vorgibt, und fährt bis in die gestreckte Lage beider Hebelpaare. Das ist die Position, in der der Radiusstempel 3 die Probe 1 unter Vorspannung vollkommen auf das Radiusunterteil 2 gedrückt hat Das lange Hebelpaar 10 muß diesen Kreisbogen an der Achse 11 mitbeschreiben. Da aber der Abstand der Achser 12 und 22 um ein Mehrfaches größer ist als der Abstand der Achsen 12 und 11, und da die Traverse 15 sich durch die Führung 17 nur nach oben

5 oder nach unten bewegen kann, wird die Achse 22 einen kleineren Senkrechthub ausführen, jedoch eine um ein Vielfaches erhöhte Kraft aufbringen können. Der genaue Rückhub bei variierten Radien ist über eine Mikrometerschraube und einen elektrischen Mikrokontakt im Bereich der Werkzeugautnahme 20 steuerbar. Die Geschwindigkeit der Kolbenstange, also die ölmenge, die in den Zylinder 14 gedrückt wird, ist über hydraulische druckunabhängige Feinstregelventile steuerbar. Im Hydrauliksystem (nicht gezeigt) sorgt ein Druckwächter dafür, daß nach jedem Biegevorgang der Speicher mittels einer Hydraulikpumpe erneut geladen wird. Dadurch werden Motorschwingungen während des Prüfvorgangs verhindert, die den Schweißvorgang negativ beeinflussen könnten.

Fig.3 zeigt die Brenner-Vorschub-Einrichtung, die aus dem Brennerwagen 25, der Brenneraufnahme 29, dem Brenner 28, dem Gestell 23 mit den Führungsstangen 24 und dem Hydraulikzylinder 27 besteht. In den Führungen des Brennerwagens 25 sitzen Kunststoffbüchsen 26, die auf geschliffenen Führungsstangen 24 aus nichtrostendem Material gleiten. Dadurch entsteht auch bei kleinsten Geschwindigkeiten eine absolut stickslipfreie und ratierfreie Vorschubbewegung. Das Drucköl für die Bewegung der Kolbenstange kommt aus einem speziellen Fahrspeicher, der während des Schweißens vom sonstigen Hydrauliksystem getrennt ist. Die exakte Geschwindigkeitseinstellung erfolgt mit druckunabhängigen hydraulischen Feinst)· eelventilen. Nach dem eigentlichen Prüfvorgang wird der Fahrspei-

J5 eher an das Hydrauliksystem angekoppelt, mit der Pumpe aufgeladen und nach dem Aufladen getrennt. Dadurch können Beeinflussungen des Fahrvorgangs durch Zuschalten des Biegezylinders 14 vermieden werden, dem in Sekundenbruchteilen große ölmengen zugeführt werden müssen, während der Fahrzylinder 27 nur mit kleinen ölmengen beaufschlagt wird. Die Brenneraufnahme 29 ist so ausgebildet, daß unterschiedliche Brenner verschiedener Schweißverfahren eingesetzt werden können. Stabelektroden für das E-Hand-

■Π Schweißen werden mit einer speziellen Einrichtung geführt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Prüfung der Heißrißanfälligkeit von Grundwerkstoff, Schweißzusatz und Grundwerkstoff-Schweißzusatz-Kombinationen beim Schweißen mit einer Probe durch Aufbringen einer definierten Dehnung an der Probenoberseite, dadurch gekennzeichnet, daß