DE3300628A1 - Brennereinrichtung fuer die narrow-gap-schweissung - Google Patents

Description

• Brennereinrichtung für die Narrow-Gap-Schweißung
• Die Erfindung betrifft eine Brennereinrichtung für die Narrow-Gap-Sc.hweißung ( auch Engapaltachweißung oder Steilflankenntschweißung genannt ), nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Beschreibung In den letzten 10 - 15 Jahren ist für das Verbindungsschweißen von dickwandigen Querschnitten die Narrow-Gap-Schweißung nach verschiedenen Verfahren vorgestellt worden.
• Durch Einsparungen von Zusatzwerkstoff, Schweißzeit und Energie. sind infolge geringer Nahtquerschnitte erhebliche Einsparungen möglich.
• Technische Vorteile ergeben. sich u.a. durch geringe Wärmeeinbringung, demzufolge gute technologische Gütewerte im Schweißgut und in der Wärmeeinflußzone sowie geringe Schrumpfung.
• Es. wurden weltweit sowohl UP-Verrahren als auch Schutzgasverfahren entwickelt.
• Nachteile der UP-Verfahren - Pulver zuführung und Schlackenentfernung in der engen Fuge.
• - Das Ergebnis ist nicht unmittelbar visuell kontrollierbar, was aufwendige 8teuerungs- und Kontrolleinrichtungen erforderlich macht.
• - Es ist jeweils nur eine Raupe in einer Fahitmöglich, wobei jede Raupe ( links/rechts bzw. dreilagentechnik ) neu ausgesteuert werden muß.
• Nachteile der Schutzgasverfahren -Probleme durch Bindefehler, Poren und Spritzer - Sowohl Verfahren mit Lichtbogehpendelung, als auch mit Doppellichtbogen sind sehr anfällig gegen Veränderungen der Drahtzufuhr und des Änstellabstandes zur Flanke ( hochbrennen des Lichtbogens ), woraus sich infolge der relativ kleinen Schmelzbäder starke Einflüsse auf Einbrand und Nahtgeometrie ergeben.
• Alle Verfahren mit Lichtbogenpendelung haben darüberhinaus den Nachteil, daß die Erstarrungszone (Dendritenstoß ) in der Nahtmitte liegt, was bei den starken Querschnitten sicher die Rißgefahr erhöht.
• Die bisher vorgestellten Narrow-Gap, - UP - und Schutzgasverf ehren haben folgende Nachteile gemeinsam a) Hohe Anforderungen an die Vorbereitung der Nahtflanken hinsichtlich Oberflächen und Toleranzen der Spaltfuge b) Sehr aufwendige, teure Geräte und Steuerungseinrichtungen zur Sicherstellung der präzisen Draht zuführung unten in der Fuge erforderlich c) Einschränkung' der Wirtschaftlichkeit durch relativ geringe Schweißleistung ( Einschaltdauer und Äbschmelzleistung ) Um die Anforderungen der Praxis für das Narrow-Gap-Schweißen gemäß Punkt 1 - 6 zu erfüllen, wurde die nachstehend beschriebene Brennereichrichtung für die Schutzgasschweißung entwickelt, die nach dem Doppellichtbogensystem in Tandemanordnung mit 2 Stromquellen arbeitet.
• Ausführungsbeispiel schematisch in Zeichnung 1/1 Fig. 1 : Brennereinrichtung längs in Zeichnung 1/2 Fig. 2 : Brennereinrichtung quer sowie Fotos 1 - 3 Die vorgestellte Brennereinrichtung ermöglicht 1) Nahtflankenvorbereitung mit normaler qualifizierter Azetylen-Sauerstoff-Schneidtechnik 2) Mögliche Toleranzen der gewählten Spal't/Fugenbreite ca. + 1,5 mm 3) Basisbreite der Spalt/Fugenöffnung Je nach Wanddicke und sonstigen Umständen wählbar etwa zwischen 1o - 20 mm 4) Zwei Raupen ( rechts/links ) in einer Fahrt ohne Schlacke zur Sicherstellung der Wirtschaftlichkeit in Verbindung mit sicherem Einbrand in den Nahtwinkeln/Fl'snken und Verlagerung der Erstarrungazone innerhalb der Lage aus der Xahtmitte.
• 5) Hohe Äbschmelzleistung und Einschaltdauer 6) Großer Spielraum in der Schweißgeschwindigkeit zur bestmöglichen Anpassung hinsichtlich der. optimalen Wärmeeinbringung und der Nahtgeometrie Brenner (1) und (2) sind voneinander isoliert (3), am oberen lnschlagpunkt mit einem Gelenkmechanismus aufgehängt (4).
• Durch Federkraft werden im Spalt die beiden Brenner in rechts/links-Stellung gespreizt, wobei zur Flankenführung unten im Spalt nichtstromführende Gleitdüsenelemente ( Halbschalen ) (5) Verwendung finden.
• Diese dienen zur Führung und automatischen Konstanthaltung des Drahtabstandes zur Nahtflanke, auch bei Veränderungen in der Nahtbreite, sowie zugleich zur Gasführung.
• Zur anpassung an verschiedenen Änforderungen sind die Gleit-Düsenelemente austauschbar und auf der Pührungsseite in unterschiedlichen Dicken einsetzbar (6).
• Der Feder/Gelenkmechanismus (7) zur Spreizung der Brenner, ist in Nullstellung ( ggf. negativ ) aretierbar für die Einführung in die Nahtfuge, sowie in max-Stellung für die Restfüllung im oberen Bereich wenn keine Seitenführung mehr gegeben ist.
• Die Brennerelemente sind wassergekühlt.'Der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Draht ist veränderbar.
• Durch einseitige Anbringung der Zuführungen von Strom, Wasser, Gas und der Aufhängung ist die Einrichtung auch für das Narrow-Gap-Schweißen' von T-Änschlüssen verwendbar.(8) Die Brennereinrichtung ist verwendbar für die Schweißpos.
• w und q.
• In besonderer Weise werden die Anforderungen nach Punkt 1 - 6 erfüllt, wenn in Verbindung mit dieser Einrichtung Netallfülldrähte verwendet werden, die mit zwei Gleichstromquellen Jeweils am Minuspol verschweißt werden. Der Schlackenanteil von 3 - 5 % dieser Fülldrähte ist so gering, daß er nicht entfernt werden muß, einzelne kleine Schlackeninseln springen beim Erkalten von selbst ab. Infolge der Flexibilität dieser Piilldrähte kann ohne Probleme der # 1,6 mm verwendet werden. In Verbindung mit Niachgas Ar + 5%CO2 lassen sich damit Abschmelzleistungen pro Draht von ca 6 - 9 kg/h erzielen, bei geringem Spritzeranteil, opti -malen Nahtformunga- und Einbrandverhältnissen sowie einem großen Bereich in der Schweißgeschewindigkeit ( ca. 5o - loo cm/min. ) Bei der Verwendung von Nassivdrahtelektroden dürfte der optimale 1,2 mm sein. Hierbei sollten moderne Impulsstromquellen verwendet werden, um geringstmögliche Spritzerbildung sicherzustellen.
• Für die Steuerung der Draht zufuhr sollten elektronische Steuerungen verwendet werden, die bei Veränderungen der freien Drahtlänge ( Stickout ) die Parameter : Stromstärke und Spannung konstant halten, so daß bei Toleranzen in der Spaltbreite, ein gewisser automatischer Ausgleich über die Anpassung der Abschmelzleistung erfolgt.
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Claims (1)

1. Patentanspruch 1. Brennereinrichtung für die Barrow-Gap-SchweiBung ( auch Engspalt oder Bteilflankennahtschweißung genannt ) nach dem Schutzgasschweißverfahren mittels Doppellichtbogentechnik in Tandemanordnung mit zwei 8tromquellen.

   Dadurch gekennzeichnet, daß zwei Brennerelemente voneinander isoliert (3) mittels einem Peder/Gelenkmecbanismus (4), einstellbar und aretierbar (7) aufgehängt sind, wodurch in Verbindung mit nichtstromführenden Gleitdüsenelementen (5) (6) unten in der Nahtfuge eine Selbsteteuerung der Drahtelektrodenabstände zu den Nahtflanken erzielt wird, auch dann wenn Veränderungen in der Breite der Spaltfuge auftreten.