DE29716473U1 - Weld pool lock for one-sided welding of metal sheets - Google Patents
Weld pool lock for one-sided welding of metal sheetsInfo
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Description
Schweißbadsicherung zum Einseitenschweißen von BlechenWeld pool protection for one-sided welding of sheet metal
Die Erfindung betrifft eine wassergekühlte Schweißbadsicherung zum Einseitenschweißen von Blechen.The invention relates to a water-cooled weld pool protection device for single-side welding of sheet metal.
Beim Einseitenschweißen von Stumpfnähten von nebeneinanderliegenden Blechen werden Schweißbadsicherungen eingesetzt um ein Durchfließen der Schmelze beim Schweißen zu verhindern und um eine den Anforderungen entsprechende Ausbildung der Unter- oder Wurzelnaht zu erzielen. Für die Qualität der erzeugten Schweißnaht ist es wichtig, daß das Schweißbad vom metallurgischen Prozeß her eine bestimmte Temperatur aufweist und der Wärmeübergang definiert vonstatten geht.When welding butt welds on one side of adjacent sheets, weld pool retainers are used to prevent the melt from flowing through during welding and to achieve a bottom or root weld that meets the requirements. For the quality of the weld seam produced, it is important that the weld pool has a certain temperature due to the metallurgical process and that the heat transfer takes place in a defined manner.
Daher werden bei solchen Schweißverfahren, wie UP- bzw. MIG/MAG-Schweißen Schweißbadsicherungen mit Wasserkühlungen versehen. Bekannte Schweißbadsicherungen, die im wesentlichen aus einem schienenförmigen Kupferelement mit einer oberen längsverlaufenden Nut zur Aufnahme des Schweißpulvers bestehen, weisen eine Wasserkühlung auf, die allgemein als eine direkte innere Umlaufkühlung ausgebildet ist. Undichtigkeiten in diesem Kühlsystem können zu Dampfbildüngen führen, die den Schweißprozeß negativ beeinflußen und zu Schweißfehlern führen.Therefore, in welding processes such as UP or MIG/MAG welding, weld pool safety devices are provided with water cooling. Known weld pool safety devices, which essentially consist of a rail-shaped copper element with an upper longitudinal groove for holding the welding powder, have a water cooling system that is generally designed as a direct internal circulation cooling system. Leaks in this cooling system can lead to the formation of steam, which has a negative effect on the welding process and leads to welding defects.
Auf Grund der Länge zu verschweißender Nähte, im Schiffbau bis zu ca. 20 m, und da die Schweißbadsicherung auch an unebene Bleche angedockt werden muß, wird eine Schweißbadsicherung immer aus mehreren Segmenten gebildet. Dies hat nachteilige Auswirkungen auf die Dichtigkeit der Bauelemente der Wasserkühlung. Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde in der Praxis eine Schweißbadsicherung ausgeführt, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Sie besteht im wesentlichen aus mehreren hintereinander angeordneten schienenförmigen Segmenten 1 aus Kupfer, die an einem Stoß 6 mittels seitlich versetzter Paßfedern miteinander verbunden sind. Das Segment 1 ist auf einer Auflage 4 mittels Spannelemente 5 befestigt. Im oberen Bereich weist das Segment 1 eine in Längsrichtung verlaufende u-förmige Nut 3 zur Aufnahme des Schweißpulvers auf. Gegenüberliegend ist eine weitere Nut 3' vorgesehen, die bei Beschädigung oder Verschleiß der NutDue to the length of the seams to be welded, in shipbuilding up to approx. 20 m, and because the weld pool protection must also be docked onto uneven sheets, a weld pool protection is always made up of several segments. This has a detrimental effect on the tightness of the water cooling components. To avoid these disadvantages, a weld pool protection was designed in practice as shown in Fig. 1 and 2. It essentially consists of several rail-shaped segments 1 made of copper arranged one behind the other, which are connected to one another at a joint 6 by means of laterally offset keys. The segment 1 is fastened to a support 4 by means of clamping elements 5. In the upper area, the segment 1 has a U-shaped groove 3 running in the longitudinal direction to accommodate the welding powder. A further groove 3' is provided opposite, which can be used in the event of damage or wear to the groove.
3, durch Drehen des Segmentes 1 zur Aufnahme des Schweißpulvers verwendbar ist. Im Inneren des Segmentes 1 ist eine direkte Umlaufkühlung in Form von zwei parallel längsverlaufenden Kühlkanälen 2 für Wasser vorgesehen. Im Bereich des Stoßes 6 sind die Kühlkanäle 2 nach außen geführt und werden an diesem in Form einer äußeren Dehnfuge vorbeigeführt.3, can be used to collect the welding powder by rotating the segment 1. Inside the segment 1, a direct circulation cooling system is provided in the form of two parallel, longitudinal cooling channels 2 for water. In the area of the joint 6, the cooling channels 2 are led outwards and are led past this in the form of an external expansion joint.
Trotz dieser Maßnahmen waren Undichtigkeiten, bedingt durch die Ausdehnung der Kupfersegmente, im Kühlwassersystem nicht zu vermeiden. Druckverluste im System und zu große Temperaturdifferenzen zwischen Einlauf- und Auslauftemperaturen waren die Folge. Despite these measures, leaks in the cooling water system due to the expansion of the copper segments could not be avoided. The result was pressure losses in the system and excessive temperature differences between the inlet and outlet temperatures.
Ausgehend von den festgestellten Nachteilen bei den bekannten Schweißbadsicherungen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schweißbadsicherung zu schaffen, die Undichtigkeiten im Kühlwassersystem vermeidet und für unterschiedliche Schweißverfahren einsetzbar ist.Based on the identified disadvantages of the known weld pool protection devices, the invention is based on the object of creating a weld pool protection device that prevents leaks in the cooling water system and can be used for different welding processes.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Schweißbadsicherung der eingangs erwähnten Art derart gelöst, daß unter den Segmenten ein vorzugsweise vierkantförmiges Kühlrohr in Längsrichtung durchgängig verlaufend angeordnet ist, welches einerseits durch eine äußere Nut der Auflage und andererseits durch die Nut des Segments fixiert ist. Dabei besteht das Kühlrohr aus Kupfer oder Messing und die Einzelelemente des Kühlrohres sind durch Innenmuffen aus Messing miteinander verbunden.According to the invention, the object is achieved by a weld pool protection device of the type mentioned at the beginning in such a way that a preferably square-shaped cooling pipe is arranged under the segments running continuously in the longitudinal direction, which is fixed on the one hand by an outer groove of the support and on the other hand by the groove of the segment. The cooling pipe is made of copper or brass and the individual elements of the cooling pipe are connected to one another by inner sleeves made of brass.
Es ist vorteilhaft, daß zwischen der oberen Mantelfläche des Kühlrohres und der Grundfläche der Nut des Segments eine Wärmeleitpaste vorgesehen ist.It is advantageous that a thermally conductive paste is provided between the upper surface of the cooling tube and the base of the groove of the segment.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß durch dieses indirekte Kühlsystem Undichtigkeiten mit deren Auswirkungen auf die Qualität der Schweißnaht vermieden werden. Damit verbunden sind Vermeidung von Luftpolstern und Druckverlusten im Kühlwasserkreislauf. Pro Zeiteinheit wird ein größererThe advantages of the solution according to the invention are that this indirect cooling system prevents leaks and their effects on the quality of the weld. This also prevents air pockets and pressure losses in the cooling water circuit. A larger amount of
Wasserdurchlauf erzielt und es kann mit höheren Drücken gefahren werden. Temperaturdifferenzen zwischen der Einlauf- und Aus1auftemperatur werden geringer gehalten. Die zusätzliche Verwendung von Wärmeleitpaste führt zur Verbesserung des Wärmeübergangs vom Kupfersegment zum Kühlrohr.Water flow is increased and higher pressures can be used. Temperature differences between the inlet and outlet temperatures are kept lower. The additional use of thermal paste improves heat transfer from the copper segment to the cooling pipe.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen :The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows:
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Schweißbadsicherung, Fig. 4 eine Draufsicht nach Fig. 3.Fig. 3 is a section through a weld pool backup, Fig. 4 is a plan view according to Fig. 3.
Die Schweißbadsicherung besteht im wesentlichen aus mehreren hintereinander angeordneten schienenförmigen Segmenten 1 aus Kupfer, die an einem Stoß 6 mittels an sich bekannter Paßelemente miteinander verbunden sind. Im oberen Bereich weist das Segment 1 außen eine in Längsrichtung verlaufende u-förrnige Nut 3 zur Aufnahme des Schweißpulvers auf. Auf der gegenüberliegenden Seite ist außen eine weitere Nut 3' angeordnet, die den Abmessungen der Nut 3 entspricht und bei Beschädigung oder Verschleiß der Nut 3 durch Drehen des Segmentes 1 die Funktion der Nut 3 übernimmt.The weld pool protection essentially consists of several rail-shaped segments 1 made of copper arranged one behind the other, which are connected to one another at a joint 6 using fitting elements known per se. In the upper area, the segment 1 has a U-shaped groove 3 running in the longitudinal direction on the outside to accommodate the welding powder. On the opposite side, another groove 3' is arranged on the outside, which corresponds to the dimensions of the groove 3 and takes over the function of the groove 3 by rotating the segment 1 if the groove 3 is damaged or worn.
Das Segment 1 ist auf einer Auflage 4 durch Spannelemente 5 seitlich und im Hub fixiert. Die Auflage weist im oberen Bereich, gegenüberliegend der Nut 3', eine längsverlaufende Nut 9 auf, die zur Aufnahme eines vierkantförmigen Kühlrohres 7 dient. Dieses Kühlrohr 7 verläuft durchgängig unter allen Segmenten 1 und wird in der Nut 31 fixiert. Als Werkstoff für das Kühlrohr 7 wird Kupfer oder Messing verwendet. Bei sehr langen Schweißbadsicherungen ist es erforderlich, daß die einzelnen Elemente des Kühlrohres 7 durch Innenmuffen miteinander verbunden werden. Die Innenmuffen werden dabei mit dem Rohr hart verlötet und gewährleisten absolute Dichtigkeit.The segment 1 is fixed laterally and in the stroke on a support 4 by clamping elements 5. The support has a longitudinal groove 9 in the upper area, opposite the groove 3', which serves to accommodate a square-shaped cooling pipe 7. This cooling pipe 7 runs continuously under all segments 1 and is fixed in the groove 3 1. Copper or brass is used as the material for the cooling pipe 7. For very long weld pool backups, it is necessary that the individual elements of the cooling pipe 7 are connected to one another by internal sleeves. The internal sleeves are hard-soldered to the pipe and ensure absolute tightness.
Es ist auch denkbar ein oder mehrere dicht nebeneinander ange-It is also conceivable to have one or more closely spaced
ordnete runde Rohre als Kühlrohr 7 einzusetzen.arranged round tubes as cooling pipe 7.
Zur verbesserten Wärmeüberleitung wird zwischen der oberen Mantelfläche des Kühlrohres 7 und der Grundfläche der Nut 3' eine Wärmeleitpaste 8 eingebracht.To improve heat transfer, a thermally conductive paste 8 is introduced between the upper surface of the cooling tube 7 and the base surface of the groove 3'.
Claims (5)
Priority Applications (1)
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| DE29716473U DE29716473U1 (en) | 1997-09-13 | 1997-09-13 | Weld pool lock for one-sided welding of metal sheets |
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