DE3223671A1 - Method for machine arc welding of seams on angled butt joints of plate-shaped components consisting of metal - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

U . Dr.-Ing. Wolff t U Dr.-Ing. Wolff t

" ' ' ' " H. Bartels"'' '" H. Bartels

Reg.-Nr. 126 434 "3 9 9 ^ G 7 1 Registration number. 126 434 "3 9 9 ^ G 7 1

Dr.-Ing. HeldDr.-Ing. hero

ACCIAIERIE DI PIOMBINO-S.P.A. Dipl.-Phys. WolffACCIAIERIE DI PIOMBINO-S.P.A. Dipl.-Phys. Wolff

Piombino (Leghorn), ItalienPiombino (Leghorn), Italy

ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMTAPPROVED REPRESENTATIVES AT THE EUROPEAN PATENT OFFICE

REPRESENTATIVES BEFORE THE _TT .. , , _η τ . ι_ί_τ_ EUROPEANPATENTOFFICEREPRESENTATIVE BEFORE THE _TT .. _{,, η} τ. ι_ί_τ_ EUROPEAN PATENT OFFICE

Verfahren zum maschxnellen Lichtbogen- mandataires pres uofhceProcedure for machine-fast arc- mandataires pres uofhce

schweißen von Nähten an Winkelstößen europeen des brevetswelding of seams on elbow joints europeen des brevets

plattenartiger Bauteile aus Metall Lange str. 51, d-7ooo Stuttgart plate-like components made of metal Lange str. 51, d-7ooo Stuttgart

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Dipl.-Chem. Dr. BrandesDipl.-Chem. Dr. Brandes

21» Juni 1982 487333 onaJune 21, 1982 487333 ona

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum maschinellen Lichtbogenschweißen von Nähten an Winkelstößen plattenartiger Bauteile aus Metall mittels mehr als zwei hintereinander angeordneter Lichtbogen, von denen, bezogen auf die Vorschubrichtung beim Schweißvorgang, der erste Lichtbogen mit Gleichstrom gespeist wird und die weiteren Lichtbogen mit Wechselstrom gespeist werden und die Elektroden der Lichtbogen mit einer Neigung von höchstens 3 5° gegenüber der Senkrechten zur Anwendung gebracht werden, wote! der Abstand zwischen dem ersten und zwei-Len Llchtbogoii etwa 30 b.i-ü GO mm bulx<^fl«jL. Es handelt sich dabat um ein Verfahren, bei dan die Naht in einem einzigen Durchgang hergestellt wird.The invention relates to a method for machine arc welding of seams on angular joints of plate-like components made of metal by means of more than two arcs arranged one behind the other, of which, based on the feed direction during the welding process, the first arc is fed with direct current and the other arcs are fed with alternating current and the electrodes of the arc are brought into use with an inclination of no more than 3 5 ° from the vertical, wote! the distance between the first and two-Len Llchtbogoii about 30 bi-ü GO mm bulx < ^f l «jL. It is a process in which the seam is produced in a single pass.

Für das maschinelle Elektroschweißen von Metallplatten, insbesondere von Winkelplatton, sind verschiedene Verfahren bekannt. In der modernen Technologie benutzt man häufig geschweißte Träger, die, um den verschiedenen Arten dynamischer Beanspruchungen, Dauerbelastungen usw. genügen zu können, eine bleibende Festigkeit an den geschweißten Winkelstößen zeigen müssen.For machine electric welding of metal plates, in particular von Winkelplatton, various methods are known. In modern technology, welded ones are often used Beams which, in order to be able to withstand the various types of dynamic loads, continuous loads, etc., must show permanent strength at the welded angle joints.

Diesen Anforderungen versucht man derzeit dadurch gerecht zu werden, daß man in geeigneter Weise die Ränder der zentralen Stege (Bänder), die mit den Verstärkungsgurten am Winkel-Postscheckamt Stuttgart 7211-700 BLZ 600100 70 Telefonische Auskünfte und Deutsche Bank AG, 14/286 30 BLZ 600 700 70 Aufträge sind nur nach schriftlicherAttempts are currently being made to meet these requirements by appropriately removing the edges of the central Bridges (bands) that are attached to the reinforcement belts at the Winkel-Postscheckamt Stuttgart 7211-700 BLZ 600 100 70 Telephone inquiries and Deutsche Bank AG, 14/286 30 BLZ 600 700 70 Orders are only possible after written

Bestätigung verbindlichConfirmation binding

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stoß zu verschweißen sind, in geeigneter Weise anfast (abschrägt) .und mehrere Schweißdurchgänge vorsieht, bis die erforderliche Schweißnaht fertiggestellt ist.butt joints are to be welded, chamfered (beveled) in a suitable manner . and provides several welding passes until the required weld is completed.

Es ist auch ein maschinelles Elektroschweißverfahren unter dem Namen"Tandemschweißen" bekannt, das es ermöglicht, sich berührende, nicht angefaste Bauteile in einem einzigen Durchgang eines Schweißkopfs zu schweißen, der zwei Lichtbogen aufweist, die hintereinander angeordnet sind, wobei der zweite Lichtbogen die vom ersten Lichtbogen angefangene Schweißnaht vervollständigt, während sich die erste Schweißnaht noch nicht abgekühlt hat. Bekanntlich treten die mit dem maschinellen Elektroschweißen allgemein verbundenen Probleme in verstärktem Maße dann auf, wenn es sich um Winkelstöße bei nicht positionierten Werkstücken handelt. In diesem Falle läßt sich das vorstehend erwähnte "Tandemschweißen" lediglich auf Schweißnähte mit einer größten Seitenschenkellänge der Naht von 10 mm anwenden. Die Seitenschenkellänge ist die Kathetenlänge des dreieckförmigen Schweißnahtquerschnitts.There is also a machine electrofusion process under known as "tandem welding", which makes it possible to weld components that are not in contact with one another in a single pass of a welding head having two arcs arranged one behind the other, the second Arc completes the weld started by the first arc while the first weld is still in progress has not cooled down. As is known, the problems generally associated with machine electric welding occur increased dimensions when it comes to angular joints in non-positioned workpieces. In this case the above-mentioned "tandem welding" can only be applied to weld seams with the largest side leg length Use a seam of 10 mm. The side leg length is the cathetus length of the triangular weld seam cross-section.

Aus der DE-PS 21 52 658 der Anmelderin ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, das eine Verbesserung gegenüber dem "Tandemschweißen" darstellt. Dieses sogenannte "Triarc"-Verfahren, bei dem drei hintereinander angeordnete Lichtbogen zur Anwendung gebracht werden, ermöglicht es, eine Schweißnaht herzustellen, deren Abmessungen gegenüber dem "Tandemschweißen" bis zu etwa 50 % vergrößert sind. Außerdem bietet das Triarc-Verfahren die Möglichkeit, die Schweißgeschwindigkeit gegenüber dem "Tandemschweißen" beträchtlich zu erhöhen.From DE-PS 21 52 658 the applicant is a method of The type mentioned at the outset is known which represents an improvement over "tandem welding". This so-called "Triarc" process, in which three arcs arranged one behind the other are used, it enables a Produce weld seam, the dimensions of which are increased by up to 50% compared to "tandem welding". aside from that the Triarc process offers the possibility of increasing the welding speed to increase considerably compared to "tandem welding".

Ein Nachteil des genannten Triarc-Verfahrens besteht darin, daß es nicht möglich ist, Schweißnähte mit größeren Abmessungen als 13 mm Seitenschenkellänge herzustellen.A disadvantage of the mentioned Triarc process is that that it is not possible to produce weld seams with dimensions larger than 13 mm side leg length.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schweißverfahren der in Rede stehenden Art anzugeben,welches die MÖg-The invention is based on the object of specifying a welding method of the type in question, which the MÖg-

lichkeit schafft, trotz vergleichsweise höherer Schweißgeschwindigkeit in einem einzigen Durchgang an Winkelstößen Nähte größerer Abmessungen,und zwar bis zu 16 mm Seitenschenkellänge, herzustellen.creates opportunity, despite the comparatively higher welding speed seams of larger dimensions, up to 16 mm, in a single pass on angle joints Side leg length.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß vier hintereinander angeordnete Lichtbogen angewendet werden, deren Elektroden in der quer zur Vorschubrichtung verlaufenden Ebene um etwa 15 bis 30 gegenüber der Senkrechten geneigt sind, daß der Abstand zwischen zweitem und drittem Lichtbogen mit etwa 40 bis 80 mm und"der Abstand des "dritten van vierten Lichtbogen mit etwa 50 bis 100 mm gewählt-wird und daß beim Bilden von Schweißnähten mit Seitenschenkellängen von 8 bis 16 mm die Vorschubgeschwindigkeit auf einen Wert zwischen 600 und 1400 mm/min, eingestellt wird.According to the invention, this object is achieved in a method of the type mentioned in that four in a row arranged arcs are used, the electrodes of which in the plane extending transversely to the feed direction are inclined by about 15 to 30 relative to the vertical, that the distance between the second and third Arc of about 40 to 80 mm and "the distance of the" third van fourth arc with about 50 to 100 mm is selected and that when forming weld seams with side leg lengths of 8 to 16 mm, the feed speed to a value between 600 and 1400 mm / min.

Durch die Anwendung dieses Verfahrens lassen sich nicht nur bei erhöhter Schweißgeschwindigkeit Schweißnähte mit den geforderten größeren Abmessungen herstellen, sondern man erhält in einem einzigen Durchgang durchdringende Schweißnähte an Winkelstößen, so daß das Verfahren besonders geeignet ist für Träger, die besonders hohen Belastungen ausgesetzt sind (wie Laufschienen für Überkopflaufende Kranen, Brücken, maritime ölbohrtürme usw.), wobei die Dicke des mit dem Verstärkungsgurt am Winkelstoß zu verschweißenden zentralen Steges oder Bandes bis zu 27 mm betragen kann.By using this method, not only at increased welding speed, weld seams with the produce the required larger dimensions, but you get penetrating welds in a single pass at angle joints, so that the method is particularly suitable for wearers who are exposed to particularly high loads are (such as rails for overhead cranes, bridges, maritime oil rigs, etc.), whereby the thickness of the with the reinforcement belt at the angle joint to be welded central web or band can be up to 27 mm.

Wie sich aus den nachstehend aufgeführten Beispielen ersehen läßt, erbringt das erfindungsgemäße Verfahren auch Verbesserungen hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht. Dadurch, daß nämlich die thermische Belastung über eine größere Schweißnahtlänge verteilt ist, vergrößern sich noch die Vorteile, die bereits beim übergang vom "Tandemschweißen" zum "Triarcverfahren" auftraten, so daß dieAs can be seen from the examples given below, the process according to the invention also produces improvements regarding the mechanical properties of the weld seam. As a result, namely the thermal load is distributed over a larger weld seam length, the advantages that are already available at the transition from "tandem welding" are increased. to the "Triarc procedure" occurred, so that the

Festigkeit des Werkstoffs sowohl in der geschmolzenen Zor. als auch in der durch die Wärmebehandlung beeinflußten Zoi.; erhöht wird und die Härte in der wärmcbehandelten Zone verringert wird.Strength of the material both in the molten Zor. as well as in the zoi influenced by the heat treatment .; is increased and the hardness in the heat-treated zone is decreased will.

Unabhängig von der Größe der Schenkellänge der herzustellenden Schweißnaht wählt man bei einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens für die mit Gleichstrom gespeiste Elektrode einen Elektrodenstabdurchmesser von etwa 3 bis 4 mm und für die mit Wechselstrom gespeisten Elektroden einen Durchmesser von etwa 3,0 bis 3,5 mm.Regardless of the size of the leg length of the weld seam to be produced, one chooses in one embodiment of the method for the electrode fed with direct current an electrode rod diameter of about 3 to 4 mm and for the electrodes fed with alternating current a diameter of about 3.0 to 3.5 mm.

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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Further details and advantages of the invention are explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 den Grundriß eines Doppel-T (H oder I)-Profils, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird, wobei die Positionen zweier Gruppen von je vier Schweißelektroden auf beiden Seiten des Doppel-T-Profils zu ersehen sind;1 shows the plan of a double T (H or I) profile, in which the method according to the invention is applied, the positions two groups of four welding electrodes each on both sides of the double-T profile can be seen;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II von Fig. 1, wobei der Schnitt durch die Position der mit Gleichstrom gespeisten Elektroden verläuft;Fig. 2 shows a cross section along the line II-II of Fig. 1, the section through the position of the DC powered Electrodes runs;

^-> Fig. 3 einen Schnitt längs der drei Schnittebenen, ^ -> Fig. 3 shows a section along the three cutting planes,

die in Fig. 1 jeweils mit III-III bezeichnet und auf die Positionen der drei mit Wechselstrom gespeisten Elektroden ausgerichtet sind;each designated in Fig. 1 with III-III and aligned with the positions of the three AC powered electrodes are;

Fig. 4, 5, 6 und 7 vergrößert dargestellte Aus4, 5, 6 and 7 shown enlarged

schnitte der in Fig. 2 mit IV und in Fig. 3 mit V, VI bzw. VII bezeichneten Bezirke, wobei die Bezirke V, VI und VII auf die zweite Elektrode bzw. die dritte Elektrode bzw. die vierte Elektrode ausgerichtet sind,Sections of the areas marked IV in Fig. 2 and V, VI and VII in Fig. 3, where the districts V, VI and VII on the second electrode and the third electrode, respectively or the fourth electrode is aligned,

undand

Fig. 8 einen Querschnitt des Endes eines zentralen Stegs, der mit einem Verstärkungsgurt eines Verbundträgers mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bildung durchdringender Winkelnähte verschweißt werden soll.Figure 8 is a cross-section of the end of a central web connected to a reinforcement strap a composite beam by means of the method according to the invention with formation of penetrating Angle seams are to be welded.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Doppel-T-Profil bezeichnet, wobei das T in Fig. 1 in eine Ebene projiziert ist, die parallel zur Ebene des zentralen Stegs (Bands) des Profils verläuft. Die Bezugszahlen 11, 12, 13 und 14 bezeichnen in Reihen angeordnete Elektrodenstäbe für die gleichzeitige Bildung zweier Winkelnähte (Kehlnähte). Ein Pfeil 15 gibt die Bewegungsrichtung des Profils relativ zu den Elektrodenstäben während des Schweißvorgangs an,die als feststehend angesehen werden können.In the drawing, 10 denotes a double-T profile, the T in Fig. 1 being projected into a plane parallel to the plane of the central web (band) of the profile runs. Reference numerals 11, 12, 13 and 14 denote Electrode rods arranged in rows for the simultaneous formation of two angle welds (fillet welds). An arrow 15 there the direction of movement of the profile relative to the electrode rods during the welding process, which can be regarded as fixed.

Es versteht sich, daß der Pfeil 15 lediglich die Bewegung des zu schweißenden Werkstücks relativ zu den Elektroden 'angibt, so daß bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel auch die Elektrodenstäbe beweglich sein können und das zu schweißende Werkstück feststehend angeordnet sein kann.It goes without saying that the arrow 15 merely indicates the movement of the workpiece to be welded relative to the electrodes', so that in a modified embodiment the electrode rods can also be movable and the workpiece to be welded can be arranged in a stationary manner.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind die Elektrodenstäbe 11 bis 14 relativ zur Vorschubrichtung des zu schweißenden Profils 10 etwas nach rückwärts geneigt. Diese Neigung kann zwischen 5°und 15° betragen. Der in Fig. 1 mit a bezeichnete Abstand zwischen dem unteren Ende des Elektrodenstabs 11 und demjenigen des Elektrodenstabs 12 beträgt zwischen 30 und 60 mm und nimmt mit zunehmender Größe der zu bildenden Schweißnaht zu. Der Abstand b zwischen dem zweiten Elektrodenstab und der dem dritten Elektrodenstab bctr.'kjt 40 b,is 80 mm und nimmt ebenfalls mit dor Grttflo florAs can be seen from FIG. 1, the electrode rods 11 are to 14 inclined slightly backwards relative to the feed direction of the profile 10 to be welded. This tendency can be between 5 ° and 15 °. The in Fig. 1 with a designated distance between the lower end of the electrode rod 11 and that of the electrode rod 12 is between 30 and 60 mm and increases with the size of the weld to be formed. The distance b between the second electrode rod and that of the third electrode rod bctr.'kjt 40 b, is 80 mm and also takes flor with the Grttflo

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Entsprechend beträgt der Abstand c zwischen dem dritten und vierten Elektrodenstab 50 bis 100 mm, wobei in diesem Fall ebenfalls die größeren Worte größeren Abmessungen der Schweißnaht entsprechen. Wie aus den Fig. und aus dor nach- ^!0 i"ol<Kind .in<ic«i|ol)unun Tnboll.u 1 orB.lahh.H.C3h.in1, in flor ti I ο Hetriebsparametcr tire Ler AuBiMUirungsbeispiele aufgeführt sind, die sich auf das Herstellen von Schweißnähten mit 8, 10 und 13 mm Seitenschenkellänge beziehen, nimmt die Vorschubgeschwindigkeit ν des zu schweißenden Werkstücks mitCorrespondingly, the distance c between the third and fourth electrode rods is 50 to 100 mm, in which case the larger words also correspond to the larger dimensions of the weld seam. As from the figures and from the after- ^{! 0} i "ol <child .in <ic« i | ol) unun Tnboll.u 1 orB.lahh.H.C3h.in1, in flor ti I ο operating parameters tire Ler training examples that relate to the production of weld seams with side leg lengths of 8, 10 and 13 mm, the feed rate ν of the workpiece to be welded takes with it

zunehmender Größe der Seitenschenkellänge ab und variiert von 1300 bis 1600 mm/min.increasing size of the side leg length and varies from 1300 to 1600 mm / min.

Die Achse der Elektrodenstäbe bildet einen im wesentlichen konstanten Winkel zur Vertikalen bei allen vier Elektrodenstäben, wobei dieser Winkel in der Querebene gemessen wird, die senkrecht zur Richtung der Vorschubbewegung verläuft. Dieser Winkel, der mit A für den ersten Elektrodenstab und mit B für die folgenden drei Elektrodenstäbe, die mit Wechselstrom gespeist sind, bezeichnet ist, beträgt zwischen 20 und 25°, vorzugsweise 22°.The axis of the electrode rods forms an essentially constant angle to the vertical for all four electrode rods, this angle being measured in the transverse plane perpendicular to the direction of the feed movement runs. This angle, which is marked with A for the first electrode rod and with B for the following three electrode rods, which are fed with alternating current, is between 20 and 25 °, preferably 22 °.

Die Betriebsspannungen der Elektroden und die entsprechenden Stromstärken sind in der Tabelle 1 aufgeführt, und zwar, wie oben angegeben, für drei Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei denen die Schenkellängen der Schweißnähte 8, 10 bzw. 13 mm betragen.The operating voltages of the electrodes and the corresponding currents are listed in Table 1, and although, as stated above, for three embodiments of the invention in which the leg lengths of the welds 8, 10 or 13 mm.

Diese Seitenschenkellänge der Schweißnaht ist in Zeile 1 der Tabelle 1 mit 1 bezeichnet. Im allgemeinen liegen die Spannungen zwischen 25 und 35 V, wobei vorzugsweise für die mit Wechselstrom gespeisten Elektroden die höheren Werte Anwendung finden.This side leg length of the weld seam is denoted by 1 in line 1 of Table 1. In general, the Voltages between 25 and 35 V, preferably the higher for the electrodes fed with alternating current Values apply.

Die Stromstärken,mit denen die Elektroden gespeist werden, nehmen, wie aus der Tabelle 1 zu ersehen ist, von der ersten bis zur letzten Elektrode ab und sind mit zunehmenden Abmessungen der Schweißnaht größer, so daß die Wärmezufuhr - proportional oder im wesentlichen proportional dem Volumen des zugeführten Materials ist, wie es in Tabelle 2 angegeben ist, die später erläutert wird. In Zeilen 16 bis 19 von Tabelle 1 sind die Werte für vier Parameter S₁, S₀, S-, S. angegeben, r"ie den Abstand der Achse der vier Elektroden von der Linie darstellen, die mit Neigung von 22° durch die Schnittstelle der Seiten des zentralen Stegs (des Bandes) und der dazu senkrechten Seiten der Verstärkungsgurte (derAs can be seen from Table 1, the current intensities with which the electrodes are fed decrease from the first to the last electrode and are greater with increasing dimensions of the weld seam, so that the heat input is proportional or essentially proportional to the volume of the supplied material is as shown in Table 2 which will be explained later. In lines 16 to 19 of Table 1 the values for four parameters S ₁ , S ₀ , S-, S are given, ie the distance of the axis of the four electrodes from the line, which with an inclination of 22 ° through the The intersection of the sides of the central web (of the tape) and the sides of the reinforcement belts perpendicular to it (the

Flansche) des Profils hindurchgeht. Diese Abstände, axe .'r. Millimetern angegeben sind, haben ein positives Vorzeichen (Pluszeichen), wenn die Achse des Elektrodenstabs unterhalb der genannten Linie mit Neigung von 20 bis 25 gelegen ist, und ein negatives Vorzeichen im umgekehrten Fall.Flanges) of the profile. These distances, ax .'r. Millimeters are indicated, have a positive sign (plus sign) if the axis of the electrode rod is located below the mentioned line with an inclination of 20 to 25, and a negative sign in the opposite case.

Es ist zu ersehen, daß die Werte S₁, S„, S_ alle positiv sind, während die Werte S. immer negativ sind. Dies ist dadurch bedingt, daß der letzte Schweißelektrodenstab dazu dienen muß, die von den drei vorhergehenden Elektrodenstäben abgelagerte Schweißnaht von oben her aufzufüllen. In den letzten-4 feilen von Tabelle 1 sind die Durchmesser der vier Elektrodenstäbc für jedes der drei Beispiele angegeben.It can be seen that the values S ₁ , S ", S_ are all positive, while the values S are always negative. This is due to the fact that the last welding electrode rod must serve to fill in the weld seam deposited by the three preceding electrode rods from above. In the last 4 files of Table 1 the diameters of the four electrode rods are given for each of the three examples.

Wie aus Tabelle 2 zu ersehen ist, ist die pro Volumeneinheit des abgelagerten Materials pro Zeiteinheit zugeführte Wärmemenge bei den vier Schweißnähten im wesentlichen konstant. Dies läßt sich aus Tabelle 2 entnehmen, wo in ZeileAs can be seen from Table 2, is that supplied per unit volume of deposited material per unit time The amount of heat in the four welds is essentially constant. This can be seen from Table 2, where in line

die Querschnittsfläche A der Schweißnaht in mm , in Zeile 2 das Volumen der pro Zeiteinheit abgelagerten Schweißnaht und in den Zeilen 3 bis 6 das Produkt aus den Speisespannungen und den zugehörigen Stromstärken angegeben ist. Die letzten vier Zeilen enthalten die Angaben über das Verhältnis zwischen den Produkten der Zeilen 3 bis 6 und dem Volumen der pro Zeiteinheit gebildeten Schweißnaht, wie es in Zeile 2 angegeben ist.the cross-sectional area A of the weld seam in mm, in line 2 the volume of the weld seam deposited per unit of time and, in lines 3 to 6, the product of the supply voltages and the associated currents. The last four lines contain the information about the relationship between the products of lines 3 to 6 and the volume of the weld seam formed per unit of time, as shown in line 2 is specified.

Aus der letzten Zeile von Tabelle 2 ergibt sich, daß die pro Volumeneinheit der Schweißnaht zugeführte Wärme von der ersten zur letzten Schweißnaht hin abnimmt. Außerdem ergibt sich eine leichte Abnahme, wenn die Seitenschenkellänge der Schweißnaht zunimmt, damit das kleinere Verhältnis zwischen Wärmeabfuhrfläche und Volumen bei Schweißnähten mit größerer Schenkollänge ausgeglichen wird.The last line of Table 2 shows that the heat supplied per unit volume of the weld seam decreases from the first to the last weld seam. Also results there is a slight decrease as the side leg length of the weld seam increases, thus the smaller ratio between Heat dissipation area and volume for welds with larger Schenkoll length is compensated.

Die ausgeführten Versuche haben gezeigt, daß keine Fehlstellen in den mit dem hier aufgezeigten Verfahren hergestellten Schweißnähten auftreten. Makrographische Prüfung des Querschnitts der Schweißnaht zeigt, daß das äußere Profil der Schweißnaht und damit auch die Tiefe der Nut innerhalb der Toleranzgrenzen liegt. Die Dendriten neigen zur Ausdehnung bis zur Außenseite, so daß gewährleistet ist, daß die Gefahr von Wärmerissen vermieden ist. Die Oberflächenhärte der Schweißnaht liegt ebenfalls innerhalb der normalerweise erwünschten Toleranzgrenzen,und die Verteilung ist regelmäßig. Bei zahlreichen Versuchen zeigte sich außerdem eine gute Kerbschlagzähigkeit.The tests carried out have shown that there are no defects in the processes produced using the method shown here Welds occur. Macrographic examination of the cross section of the weld shows that the external profile the weld seam and thus also the depth of the groove lies within the tolerance limits. The dendrites tend to expand to the outside, so that it is ensured that the risk of heat cracks is avoided. The surface hardness the weld is also within the normally desired tolerance limits and the distribution is regularly. In addition, numerous tests showed good notched impact strength.

Fig. 8 zeigt einen Querschnittsabschnitt eines zentralen Stegs (eines Bandes), der mit einem Verstärkungsgurt (Flansch) mit durchdringenden Winkelnähten verschweißt werden soll.Fig. 8 shows a cross-sectional section of a central web (a band) connected to a reinforcement belt (flange) to be welded with penetrating angle seams.

Die beiden ausgerundeten Abschrägungen führen zur Bildung einer zentralen Rippe mit einer Dicke q von etwa 5 bis 10mm. Diese zentrale Rippe besitzt auf einer Tiefe d von etwa 3 iw gerade Seiten. Die Seitenflächen der Abschrägung setii'on t;lfjj< von da an in einem Kreisbogen mit einem Radius R zwitfchiAS·· 5 wi:l 10 mm fort. Diese angegebenen Abmessungen entsprechen einer Stärke T des zentralen Gurts zwischen 10 und 30 mm.The two rounded bevels lead to the formation of a central rib with a thickness q of about 5 to 10 mm. This central rib has a depth d of about 3 iw straight sides. The side faces of the bevel setii'on t; lfjj < from then on in an arc with a radius R zwitfchiAS ·· 5 wi: l 10 mm away. These specified dimensions correspond to a thickness T of the central belt between 10 and 30 mm.

Abschließend ist festzustellen:Finally, it can be stated:

Als hauptsächliche Vorteile, die sich bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben, sind anzuführen: a) man erhält im Verhältnis zu den Abmessungen der Schweißnaht, verglichen mit dem derzeit üblichen Triarc-Verfahren_/eine Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit von etwa 9 % bei einer 8x8 Schweißnaht, eine Erhöhung von etwa 18 % bei einer 10 χ 10 Schweißnaht und eine Erhöhung von 44 % bei einer 13 χ 13 Schweißnaht. The main advantages resulting from the application of the method according to the invention are to be cited: a) In relation to the dimensions of the weld seam, compared to the currently usual Triarc method _/ an increase in the welding speed of about 9% for an 8x8 weld seam is obtained , an increase of about 18% for a 10 χ 10 weld and an increase of 44 % for a 13 χ 13 weld.

Es ergibt sich dadurch eine entsprechende Steigerung der Produktionsleistung.This results in a corresponding increase in production output.

b) Dadurch, daß es durch das aufgezeigte Verfahren ermöglicht wird, 16 χ 16 Schweißnähte herzustellen, wird eine Ausdehnung der Fertigungsmöglichkeiten, die derzeit auf die Herstellung von größtmöglichen Schweißnähten der Abmessungen 13 χ 13 beschränkt sind, erreicht, ohne daß die bei den üblichen Verfahren gegebenen, besonders guten Eindringeigenschaften im geringsten beeinträchtigt wären. Es wird daher eine Vergrößerung des tragenden Querschnitts der Schweißnaht erreicht.b) Because the method shown enables 16 χ 16 weld seams to be produced, will be an expansion of the manufacturing capabilities currently available on the manufacture of the greatest possible Welds of dimensions 13 χ 13 are limited, achieved without that in the usual process given, particularly good penetration properties would be affected in the slightest. It therefore, an enlargement of the load-bearing cross section of the weld seam is achieved.

c) Bessere mechanische und metallurgische Eigenschaften lassen sich aufgrund der Wärmezufuhr vom vierten Lichtbogen erreichen, weil die Struktur des erstarrten Metalls, bedingt durch die normalisierend wirkende Wärmebehandlung durch den vierten Lichtbogen selbst, ein feineres Korn besitzt. Aus diesem Grunde ergibt sich eine verbesserte Gleichförmigkeit der Härte und daher der mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht und der durch die Wärmebehandlung beeinflußten Zone.c) Better mechanical and metallurgical properties can be achieved due to the heat input from the fourth Achieve arc because of the structure of the solidified metal, due to the normalizing effect Heat treatment by the fourth arc itself, has a finer grain. This is the reason why improved uniformity of hardness and therefore of the mechanical properties of the weld and the zone affected by the heat treatment.

Schließlich trägt der 4. Lichtbogen zur Erreichung eines verbesserten Erstarrungsprozesses bei.Tatsächlich ordnen sich die Dendriten selbst in der richtigen Weise an, mit der Neigung, sich regelmäßig bis zur Oberfläche zu erstrecken, wodurch die Gefahr der BiI-dung von Hitzerissen oder interdendritischen Rissen weitestgehend vermieden wird.Finally, the 4th arc contributes to the achievement In fact, the dendrites arrange themselves in the correct Instruct, with the tendency to regularly extend to the surface, reducing the risk of formation of heat cracks or interdendritic cracks is largely avoided.

Obwohl die Erfindung vorstehend anhand nur weniger Beispiele und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, die angeführten Zahlenbeispiele und Tabellen erläutert wurde, versteht es sich, daß mannigfaltige Abwandlungen und Weiterbildungen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Although the invention is based on only a few examples and with reference to the accompanying drawings, the cited Numerical examples and tables has been explained, it goes without saying that various modifications and developments are possible without departing from the scope of the invention.

-JA --YES -

TABELLE 1TABLE 1 Beispielexample == mmmm 11 22 3 ·3 · mm/minmm / min 88th 1010 1313th VV GradDegree 12501250 10001000 AA. GradDegree 2222nd 2222nd 2222nd BB. mmmm 2222nd 2222nd 2222nd aa mmmm 3535 4040 5050 bb mmmm 4545 6565 7070 CC. Ampereamp 5555 8080 9090 ^A1 ^A 1 Voltvolt 560560 600600 680680 ^V1 ^V 1 Ampereamp 2626th 2626th 2727 ^A2 ^A 2 Voltvolt 440440 480480 500500 ^V2 ^V 2 3030th 3030th 3232

-/15-- / 15-

TABELLE 1 (Fortsetzung)TABLE 1 (continued) Beispielexample == 11 22 33 ^A3 ^A 3 Ampereamp 400400 450450 500500 ^V3 ^V 3 Voltvolt 3434 3333 3333 ^A4 ^A 4 Ampereamp 370370 440440 460'460 ' ^V4 ^V 4 Voltvolt 3030th 3131 3030th ^S1 ^S 1 mmmm + 2+ 2 +2+2 +2+2 ^S2 ^S 2 mmmm + 1,6+ 1.6 + 1,6+ 1.6 +4+4 ^S3 ^S 3 mmmm +3+3 +3+3 + 12+ 12 ^S4 ^S 4 mmmm -3-3 -3-3 -7-7 ^d1 ^d 1 mmmm 44th 44th 44th ^d2 ^d 2 mmmm 3,23.2 3,23.2 3,23.2 ^d3 ^d 3 mmmm 3,23.2 3,23.2 3,23.2 ^d4 ^d 4 mmmm 3,23.2 3,23.2 3,2
I3.2
I.

-xr--xr-

TABELLE 2TABLE 2 11 ,56, 56 22 ,60, 60 33 ,5, 5 > *> * ,36, 36 Beispielexample 3232 ,20, 20 5050 ,40, 40 8484 ,00, 00 Naht
querschnitt
Aseam
cross-section
A. 2
nun2
well 666666 ,60, 60 833833 _r85 _r 85 1014·1014 5050 Volumen pro
Zeiteinheit
WVolume per
Time unit
W. nun /seenow / see 1414th ,10, 10 1515th 6464 1818th 8080 V₁ ^₁ V ₁ ^ ₁ KWKW 1313th 1414th 1616 V₂XA₂
2 V ₂ XA ₂
2 KWKW 1313th 022022 1414th 019019 1616 018018 V₃ ^A₃ V ₃ ^ A ₃ KWKW 1111th 020020 13,13, 017017 13,13, 016016 '«?«*'«?« * KWKW 020020 018018 016016 P₁ x WP ₁ x W KW χ secKW χ sec 0,0, 017017 O₁ O ₁ 016016 0,0, 014014 mmmm 0,0, 0,0, 0,0, P₂ χ WP ₂ χ W IlIl 0,0, 0,0, 0,0, P₃ χ WP ₃ χ W IlIl 0,0, 0,0, 0,0, P₄ χ WP ₄ χ W Il ,Il,

Claims (10)

- JW- -- JW- - Patentansprüche Patent applica sprue che ./Verfahren zum maschinellen Lichtbogenschweißen von./Method for machine arc welding of Nähten an Winkelstößen plattenartiger Bauteile aus Metall mittels mehr als zwei hintereinander angeordneter Lichtbogen, von denen, bezogen auf die Vorschubrichtung beim Schweißvorgang, der erste Lichtbogen mit Gleichstrom gespeist wird und die weiteren Lichtbogen mit Wechselstrom gespeist werden und die Elektroden der Lichtbogen mit einer Neigung von höchstens 35 gegenüber der Senkrechten zur Anwendung gebracht werden, wobei der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Lichtbogen etwa 30 bis 60 mm beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß vier hintereinander angeordnete Lichtbogen angewendet werden,'deren Elektroden in der quer zur Vorschubrichtung verlaufenden Ebene um etwa 15 bis 30 gegenüber der Senkrechten geneigt sind, daß der Abstand zwischen zweitem und drittem Lichtbogen mit etwa 40 bis 80 mm und der Abstand des dritten vom vierten Lichtbogen mit etwa 50 bis 100 mm gewählt wird und daß beim Bilden von Schweißnähten mit Seitenschenkellängen von 8 bis 16 mm die Vorschubgeschwindigkeit auf einen Wert zwischen 600 und 1400 mm/Min, eingestellt wird.Seams on angular joints of plate-like metal components by means of more than two arcs arranged one behind the other, of which, based on the feed direction during the welding process, the first arc is fed with direct current and the other arcs are fed with alternating current and the electrodes the arc with a slope of at most 35 relative to the vertical are used, the distance between the first and second arcs being about 30 to 60 mm, characterized in that four arcs arranged one behind the other are used, the electrodes of which in the plane running transversely to the feed direction are about 15 to 30 are inclined relative to the vertical that the distance between the second and third arc is chosen to be about 40 to 80 mm and the distance of the third from the fourth arc to about 50 to 100 mm and that when forming welds with side leg lengths of 8 to 16 mm the feed rate is set to a value between 600 and 1400 mm / min. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speisespannung der Elektroden von 25 bis 35 Volt gewählt wird und daß die Stromstärke des Elektrodenstroms so gewählt wird, daß pro mm des Volumens der gebildeten Schweißnaht 0,012 bis 0,025 KW.see Wärme zugeführt wird, dergestalt, daß die Wärmemenge von der ersten zur letzten Elektrode abnimmt und daß eine mit zunehmender Größe der Seitenschenkellänge der Schweißnaht abnehmende Wärmemenge zugeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a supply voltage of the electrodes of 25 to 35 volts is selected and that the amperage of the electrode current is selected is that per mm of the volume of the weld seam formed 0.012 to 0.025 KW.see heat is supplied, such that the amount of heat from the first to the last electrode decreases and that one with increasing size of the side leg length the weld seam is supplied with a decreasing amount of heat. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die erste Elektrode ein Durchmesser von 3 bis 4 mm und für die übrigen drei Elektroden ein Durchmesser von 3,.O bis 3,5 mm gewählt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a diameter of 3 to for the first electrode 4 mm and for the other three electrodes a diameter of 3.0 to 3.5 mm is selected. 4. Verfahren nach e'inem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode mit einer Spannung von4. The method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the first electrode with a voltage of ■ .25 bis 30 V · und einem Strom zwischen 500 und 700 A gespeist wird, abhängig von der Größe der Seitenschenkellänge der zu bildenden Schweißnaht.■ .25 to 30 V · and a current between 500 and 700 A is supplied, depending on the size of the side leg length of the weld seam to be formed. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite, die dritte und die vierte Elektrode mit einer Spannung zwischen 28 und 35 V und einem Strom zwischen 350 und 520 A gespeist werden, dergestalt, daß die Werte der Stromstärke in direktem Verhältnis zur Seitenschenkellänge der Schweißnaht und in umgekehrtem Verhältnis zur Ordnungszahl der betreffenden Elektrode in der Elektrodenreihe gewählt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the second, the third and the fourth electrode with a voltage between 28 and 35 V and a current between 350 and 520 A are fed, such that the values of the current intensity are in direct proportion to the length of the side legs the weld seam and in inverse proportion to the atomic number of the electrode concerned in the electrode row to get voted. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode so angeordnet wird, daß ihre Längsachse unterhalb und parallel zu einer Ebene verläuft, die sich mit einer Neigung von 22° gegenüber der Senkrechten durch die Fußlinie des Stoßes an der Innenseite der vertikalen Metallplatte erstreckt, wobei der Abstand der Elektrodenachse von dieser Ebene etwa 2,0 mm beträgt.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the first electrode is arranged so that its longitudinal axis runs below and parallel to a plane, at an inclination of 22 ° to the vertical through the foot line of the joint on the inside of the vertical Metal plate extends, the distance of the electrode axis from this plane is about 2.0 mm. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode so angeordnet wird, daß ihre Längsachse unterhalb und parallel zu einer Ebene verläuft, die sich mit einer Neigung von 22 gegenüber der Senkrechten durch die Fußlinie des Stoßes an der Innenseite der vertikalen Metallplatte erstreckt, und daß der Abstand der Elektrodenachse von dieser. Ebene 1,5 bis 4,0 mm, in Abhängigkeit von der Seitenschenkellänge der Schweißnaht, beträgt.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that the second electrode is arranged so that its longitudinal axis runs below and parallel to a plane, which extends at an inclination of 22 to the vertical through the foot line of the joint on the inside of the vertical metal plate extends, and that the distance of the electrode axis from this. Level 1.5 to 4.0 mm, depending on from the side leg length of the weld seam. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Elektrode so angeordnet wird, daß ihre Längsachse unterhalb und parallel zu einer Ebene verläuft, die sich mit einer Neigung von 22 gegenüber der Senkrechten durch die Fußlinie des Stoßes an der Innenseite der vertikalen Platte erstreckt, und daß der Abstand der Elektrodenachse von dieser Ebene 3,0 bis 12,0 mm, in Abhängigkeit von dar Seitonschenkallänge der Schweißnaht, beträgt.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that the third electrode is arranged so that its longitudinal axis runs below and parallel to a plane, which runs at an inclination of 22 to the vertical through the foot line of the joint on the inside of the vertical Plate extends, and that the distance of the electrode axis from this plane 3.0 to 12.0 mm, depending on the Seitonschenkal length of the weld seam. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch «■·>■-9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that «■ ·> ■ - kennzeichnet, daß die. vierte Elektrode so angeordnet wird, daß ihre Längsachse parallel zu und oberhalb einer Ebene verläuft, die sich durch die Fußlinie des Stoßes an der Innenseite der vertikalen Metallplatte mit einer Neigung von 22° gegenüber der Senkrechten erstreckt, wobei der Abstand der Elektrodenachse von dieser Ebene etwa 3 bis 7 mm beträgt.indicates that the. fourth electrode is arranged so that its longitudinal axis is parallel to and above a plane, which runs through the foot line of the butt on the inside of the vertical metal plate with an inclination of 22 ° from the vertical extends, the distance of the electrode axis from this plane is about 3 to 7 mm. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für das Herstellen durchdringender Nähte an Winkelstößen, beispielsweise zwischen einer Verstärkungsplatte und einem senkrecht zu diesem verlaufenden Hauptteil, der Rand des mit der Verstärkungsplatte zu verschweißenden Hauptteils an seinen beiden Seiten mit zwei symmetrischen Fasen versehen wird, deren Querprofile durch einen ersten10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in, that for making penetrating seams at angular joints, for example between a reinforcement plate and a main part running perpendicular to this, the edge of the part to be welded to the reinforcement plate The main part is provided with two symmetrical chamfers on both sides, the transverse profiles of which are separated by a first 1^r> geradlinigen, parallel zur Ebene des Hauptteils verlaufenden Abschnitt und daran nnnuhliuMumlu KrejüibiKTCin ctubiUlut rdiul, wol)ai die harn/G do a cjuradiinltjun Abndhnittn ütwa 3 mm und der Radius dar Kreisbüyon zwischen 5 und 10 mm butrikjL und diu bul.<lun »jurudlinicjun AbodinitLu /.windkm «Ich «inu Kippu Mt atnor liruite zwischen 5 und 10 mm bilden und wobei die Grenzwerte der angegebenen Bereiche sich auf eine Stärke des Hauptteils von 10 bzw. 30 mm beziehen.1 ^r> straight, extending parallel to the plane of the main body portion and because nnnuhliuMumlu KrejüibiKTCin ctubiUlut rdiul, wol) ai the urine / G do a cjuradiinltjun Abndhnittn ütwa 3 mm and the radius is Kreisbüyon 5-10 mm butrikjL and diu bul. <Lun »Jurudlinicjun AbodinitLu /.windkm« I «inu Kippu Mt atnor liruite between 5 and 10 mm and the limit values of the specified ranges refer to a thickness of the main part of 10 or 30 mm. - 17/Zusammenfassung -- 17 / Summary -