DE963540C - Magnetguertel zur Erzeugung magnetischer Hilfsfelder fuer die Lichtbogen-Schweissung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lichtbogenschweißen mit eingelegter oder aufgelegter Elektrode unter Verwendung magnetischer Hilfsfelder. Diese Vorrichtung, die esi gestattet, solche, Hilfsfelder auf der Baustelle leicht und zuverlässig zur Anwendung zu bringen, ist aus der Erfindung nach dem Hauptpatent entstanden, das sich auf eine Anordnung mit folgenden Merkmalen in Kombination! richtet:

a) Es wird ein magnetisches. Hilfsfeld verwetir det, das im wesentlichen oberhalb des'Werkstückes, quer zur Schweißnaht und im Bereich des Lichtbogens etwa parallel zur Werkstücksoberflache verläuft;

b) das Hilfsfeld hat eine solche Polarität, daß der Lichtbogen in, Richtung auf die Schweißnaht hin bzw. gegen den Vorderteil der Elektrode gelenkt wirdi.

Die Erfindung· ist also von der Aufgabenstellung ausgegangen, die konstruktive Ausgestaltung der zd Hilfsmagnetsysfcme, die solche oder andere magnetische· Hilfsfelder erzeugen, zu lösen, und zwar ist die Vorrichtung· gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß - das zum Erzeugen des bzw. der Hilfsfelder dienende Magnetsystem und ein Druckstempel, aus nicht magnetisierbarem. Werkstoff zum. Andrücken¹ der Elektrode an das. Werkstück zu einer baulichen Einheit vereinigt sind, die fest

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auf die Naht aufgelegt wird. Handelt es· sich um das Lichtbogenschweißen, von Nähten, in gekrümmten Werkstücksoberflächen, beispielsweise zum Schweißen von Rundnahten an Rohren, was das wichtigste Anwendungsgebiet darstellt, so wird, gemäß weiterer Ausbildung· der Erfindung die Vorrichtung in Längsrichtung der Naht in eine größere Zahl quer zur Naht liegender schmaler Teigstücke unterteilt, die durch biegungsfähige ίο Elemente, beispielsweise Stahlbänder oder -drähte, miteinander verbunden, sind, so daß also die gesamte zu schweißende Nahtlänge durch eine Kette aneinandergereihter Druckstempel und Magnetsysteme überdeckt wird, die sich der gekrümmten Werkstücksoberfläche unter Druck anpassen können·. Es· besitzt somit eine solche Vorrichtung zum Schweißen von Rjundnähten an Rohren die Form eines aus Einzelmagneten und anderen Elementen bestehenden Gürtels., der offen- um das Rohr herumgelegt und durch Schließen seiner beiden Enden an die Rohroberfläche angepreßt wird. Mit einer solchen Vorrichtung lassen sich die Magnetsysteme zur Erzeugung- der Hilfsfelder sehr leicht, schnell und; doch mit der erforderlichen Genauigkeit an das Werkstück anlegen, gleichgültig, ob es sich um die eingangs besonders, hervorgehobenen Hilfsfelder nach dem. Hauptpatent handelt, also· um sogenannte »Außenfe'Mer«, oder um Hilfsfelder irgendeiner anderen Art, beispielsweise solche, die in der früher allgemein üblichen; Weise überwiegend durch das, Werkstück hindurch verlaufen.

Vorzugsweise werden die Druekstempel in ihrer Abmessung quer zur Nahtrichtung größer ausgeführt als die Magnetsysteme, wobei die Magnetpole durch Aussparungen der Druekstempel zur Werkstücksoberfläche hindurchgreifen.

Die Druekstempel bestehen, aus* nicht magnetisierbarem Werkstoff, damit sie die durch die Magnetsysteme erzeugten Feldler nicht beeinflussen. Wird zur Herstellung der Druekstempel ein leitender Werkstoff, beispielsweise Aluminium., benutzt, so wird durch Anbringung geeigneter Schlitze der für Wirbelströme hauptsächlich in Frage kommende Weg unterbrochen, damit diese Wirbel-Stromverluste in angemessenen Grenzen gehalten werden. Vorzugsweise kommt für die Druekstempel jedoch keramischer Werkstoff in Frage, der gleichzeitig den Vorteil hoher Temperaturbeständigkeit bietet und außerdem schweißtechnisch deshalb besonders günstig ist, weil infolge seiner geringen Wärmeleitfähigkeit dem Lichtbogen kaum Wärme entzogen, wird. Die Oberfläche des die Elektrode an das. Werkstück drückenden. Stempels erhitzt sich, vorübergehend sehr Stark, so daß die flüssige Schlacke nicht zu schnell erstarrt und sich infolgedessen nach beiden Seiten hin ausbreiten, kann. Gerade der letztgenannte Umstand macht sich bei der Überkopfschweißung besonders vorteilhaft bemerkbar. Bei Verwendung von Aluminium- oder Kupferdruckstempeln wird demgegenüber die flüssige Schlacke abgeschredit und dadurch an der Ausbreitung gehindert. Dieses wirkt auf das Schmelzbad derart ein, daß die Raupe zu schmal werden kann und daß auch Einbrandkerben entstehen können. Man kann diesen Nachteil bei solchen Lamellen jedoch dadurch ganz wesentlich mindern, daß zwischen die Elektrode und den Druekstempel ein Papier oder Pappstreifen eingelegt wird, und zwar kommt dieses hauptsächlich für die Überkopflage· in Frage, bei der die genannten Nachteile der Stempel aus Material hoher Wärmeleitfähigkeit stärker in die Erscheinung treten. Der zwischengelegte Streifen verkohlt zwar beim Durchgang des Lichtbogens, aber die Rückstände bleiben an der Stirnfläche des Druckstempels, haften und verhindern eine zu. schnelle Abkühlung der Schlacke, so- daß diese in der gewünschten Weise länger flüssig bleibt und sich nach den Seiten hin ausbreiten kann.

■Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigt

Fig. ι einen Schnitt quer zur Naht durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Aufsicht und

Fig. 3 einen Schnitt durch die Rundnaht eines Rohres mit einer aufgesetzten Vorrichtung dieser Ausführungsforai;

Fig. 4 veranschaulicht, ebenfalls in- einem Schnitt quer zur Naht (entsprechend Fig. 1), ein anderes Ausführungsbeispiel und

Fig. 5 das gleiche Ausführungsbeispiel in einem Schnitt längs der Rundnaht eines Rohres (entsprechend Fig. 3);

Fig. 6 stellt ein drittes Ausführungsbeispiel, und zwar für einen anderen Fall dar, wieder betrachtet in einem Schnitt quer zur Nahtrichtung, Fig. 7 das gleiche Ausführungsbeispiel in einem Schnitt längs der Ebene A-A in Fig. 6 und.

Fig. 8 eine·, Aufsicht auf den; Druekstempel dieser Vorrichtung;

Fig. 9, 10 und 11 stellen in den gleichen Ansichten ein. viertes Ausführungsbeispiel dar, während

Fig. 12 den Druekstempel dieser Vorrichtung in räumlicher Darstellung zeigt.

Das Ausführungbeispiel nach Fig. 1 dient zur Erzeugung eines das Werkstück 1', 1" quer zur Naht 2 durchsetzenden Steuerfeldes, dessen Aufgäbe es ist, den, Lichtbogen in Richtung auf diese Naht 2 abzulenken, so> daß ein guter Wurzeleinbrand erzielt wird. Die ummantelte Elektrode 3 ist in, die Naht 2 eingelegt und wird, mittels des Druckstempels 4 aus nicht magnetisierbareni Material, vorzugsweise Keramik, fest gegen, das Werkstück gedrückt. Die Erzeugung des Steuerfeldes erfolgt mit Hilfe eines Hufeisenmagneten 5, dessen beide Schenkel mit Erregerwicklungen 6 und 7 ausgestattet sind.

Wie Fig. ι und 2 zeigen, hait dier Druekstempel 4 in Richtung quer zur Naht 2 eine größere Abmessung als der Magnet 5. Der Druekstempel ist. um eine Anpassung an die gekrümmte Rohroberfläche zu ermöglichen, in schmale Lamellen 4', 4" usw. unterteilt. Die einzelnen Lamellen sind mit

Hilfe von. Stahlbändern 8 und 9, an deren Stelle auch StaMdrähte oder andere biegungsfähige Elemente benutzt werden können, miteinander zu einem kettenähnlichen Gebilde vereinigt. Die einzelnen Lamellen sind mit Aussparungen io und 11 versehen-, durch die die beiden Pole der Magneten 5 hindurchgreifen:, so daß sie sich, mit ihren Stirnflächen fest auf das Werkstück 1 aufsetzen, können. Die Aussparungen sind in diesem Falle an den Längskanten der Lamellen 4 angebracht, so> daß also zwischen je zwei Lamedien ein Magnetsystem hindurchgreift. Es können die Aussparungen statt an den Kanten natürlich auch innerhalb der Lamellenflächen angeordnet werden.

Die beiden, Enden des aus den Lamellen 4 und den Magneten 5 mit Hilfe der Stahlbänder 8 und 9 gebildeten Gürtels sind mittels einer starken Zugfeder 12 miteinander verbunden. Weiterhin ist ein leicht lösbarer und schließbarer Verschluß 13 vorgesehen, der in diesem Falte als einfacher, mit Handgriffen versebener Hakenverschluß ausgebildet ist, so· daß der geöffnete Gürtel außen, um das Rohr 1 herumgelegt und durch Einhaken des Verschlusses 13 entgegen der Zugkraft der Spannfeder 12 geschlossen und fest gegen die Rohroberfläche angepreßt werden kann.

Der freie Abstand des Druekstempels-4 von der Rohroberfläche ist durch die frei herausragende Höhe der eingelegten. Elektrode 3 bestimmt. Andererseits aber sollen in diesem Falle die beiden Magnetpole die Werkstücksoberfläche sicher und fest berühren. Aus diesem Grunde sind die Aussparungen 10 und 11 so groß ausgeführt, daß die hindurchgesteckten Magnetpole frei auf und nieder spielen können, und es sind die Joche der einzelnen Magneten durch Federn 14 miteinander verbunden, durch deren Spannung die Magneten in radialer Richtung angepreßt werden.

Das Ausfübrungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 ist für Schweißungen bestimmt, bei denen der Lichtbogen nicht durch einen das Werkstück 1 durchsetzenden Kraftfluß, wie im ersten Fall, gesteuert wird, sondern durch ein -im wesentlichen oberhalb der Werkstücksoberfläche quer zur Nahtrichtung verlaufendes Außenfeld gemäß dem Hauptpatent. Die beiden Schenkel des Magneten 15 tragen wieder Wicklungen 16 und ιχ, und an. .die Stirnflächen dar beiden, Magnetschenkel sind winklig gebogene starke Eisenbleche 18 und 19 angesetzt, zwischen deren beiden, zurückgebogenen Emdteilen sich das genannte¹ Außenfeld ausbildet. Zum Andrücken, der Elektrode 3 dient ein wieder vorzugsweise aus Keramik hergestellter Drucksternpel 20, dessen unterer Teil entsprechend der Form der Polschuhe verbreitert ist, · so daß er den Raum zwischen den beiden Polschuhstirnfiächeni ausfüllt. Der Fuß dieses Keramikstempels 20 schirmt also gleichzeitig die beiden Polschuhe 18 und 19 gegen den Lichtbogen- ab, was· sehr wesentlich! ist, weil die Polschuhe bei zu großer Erhitzung ihre magnetischen Eigenschaften verlieren würden·.

In die durch, die Polschuhei. außen.· gebildeten Winkel sind Füllstücke 21 und 22 aus nicht magnetisierbarem Werkstoff, beispielsweise also ebenfalls Aluminium oder Keramik, eingepaßt. Die die einzelnen Lamellen verbindenden Stahlbänder 23 und 24 sind mittels Messingschraüben 25 und 26, die gleichzeitig auch, zum Halten der Polschuhe 18 und 19 dienern, befestigt.. Da beim Arbeiten mit Außenfeld die Polschuhe 18 und 19 in der Regel in geringem Abstand oberhalb- der Werkstücksoberfläche Hegen, damit der Fluß durch das Werkstück möglichst ldein gebalten wird und sich · ein starkes Außenfeld ausbilden kann·, entfällt hier die .gesonderte federnde Anbringung der einzelnen Magnete. Es sind die Magneten vielmehr, wie dargestellt, mit dem zugeordneten Druckstempel 20 zu einer starren Einheit verbunden, die sich, als Ganzes auf die Elektrode 2 stützt. Der Druckstempel 20 ist hierbei am Joch des Magneten 15 verstellbar befestigt, so daß die richtige Höhe sehr genau, einjustiert werden kann. Außerdem wird hierdurch ein leichtes Auswechseln, der Druckstempel auch im Verbände des Magnetgürtels ermöglicht.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 bis 8 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der ein Hilfspol oberhalb- dar Elektrode angeordnet ist. Der die Elektrode 3 gegen, das- Werkstück 1 pressende Diruckstempel 27 besteht auch hier vorzugsweise aus Keramik. Der Magnet 28, dessen beide Schenkel zur Erzeugung eines, das Werkstück ι durchsetzenden· Steuerfeldes, wieder mit ■ Erregerwicklungen; 6 und 7 versehen, sind, greift mit seinen beiden, Polen .auch hier durch Aussparungen 29 und 30 dies Druckstempels 27 hindurch, um sich, mit den- Polstirnflächeini auf das Werkstück fest aufzusetzen. Abweichend von dem ersten, Ausführungsbeispiel, bei dem gemäß Fig. 2 die Magnetschenkel jeweils an der Trennfuge iqo zwischen, zwei benachbarten Teilstückeni hindurchgehen, sind hier gemäß Fig. 8 die Aussparungen 29 und 30 von den Rändern der Lamellen 27 in, deren Mitte verlegt. Besteht dieser lameilenförmige Druckstempel 2J aus, leitendem Werkstoff, beispielsweise Aluminium, so- sind:, wie in Fig. 8 dargestellt, zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten Schilitze 31 und; 32 vorzusehen, die von diesen, Durchitrittsöffnungen 29 und: 30 ausgehen und Kurzsohlußstromkrerse um die Magnetpole herum verhindern. Diese Schlitze können, entweder, wie der links gezeichnete Schlitz 31, nach außen oder, wie d:er rechts gezeichnete· Schlitz 32, parallel zur Nahtrichtung angebracht werden.

Da der Polschuh 35 des mittleren Magnet-Schenkels 33 scbneidenförmig zugeschärft und. mit dieser Schneide parallel zur Elektrode 3 diohit oberhalb dieser angeordnet= ist, ist die Lamelle 2"j oberhalb der Elektrode 3 mit einer Rille 36 versehen. Die Herstellung' des Druckstempels 27 aus, Keramik ist in diesem Falle besonders vorteilhaft, weil nicht nur das Auftretietii feldschwächender Wirbelströme verhindert wird, sondern durch die wärmeisolierende Eigenschaft einer solchen Zwischenschicht aus Keramik der Pol 35 gegen die Hitze des Lichtbogens, abgeschirmt wird. Auch

bei diesem Ausführungsbeispiel sind' die einzelnen Elemente miteinander fest, aber biegungsfäliig verbunden. Um zwei verschieden© Möglichkeiten zu veranschaulichen, ist auf der linken, Seite der Fig. 6 und. 8 ein· Stahlseil 37 gezeichnet, das mittels einer Klemmvorrichtung· erfaßt wird, und auf der rechten Seite entsprechend den vorherigen Ausführungsbeispielen ein Stahlband 38.

Fig. 7 zeigt einen· Schnitt in der Ebene A-A ίο durch den. mittleren! Magnetschenkel 33. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß der Magnetpol 35 in Nahtrichtung wesentlich größer bemessen ist als der Magnetschenkel 33 selbst, damit die Polschuhe 35 der einzelnen Teilstücke sich möglichst lückenlos aneinander anschließen..

Die Magneten, können aus massivem Rundeisen oder aus Transformatorenblechen hergestellt sein. In letzterem Falle sind beim Schweißen mit Wechselstrom die Wirbelstromverluste geringer. Es sei jedoch erwähnt, daß das Entstehen gewisser Wirbelstromverluste nicht nachteilig· zu sein braucht. Die zur Verfügung· stehende Lichtbogenspannung reicht praktisch meist aus, bei Parallelschaltung zum Lichtbogen auch, die Wirbelstrom-Verluste in. dem Magnetkörpern, zu decken, so daß man. bei Minderung dieser Verluste doch, nur gezwungen wäre, die überschüssige Spannung durch Erhöhung des Ohmschen Widerstandes der Spulen· bzw. durch Vorschaltwiderstände zu vernichten. Auch tragen die Wirbelstromverluste zur Verbesserung des cos φ bei. Wenn es jedoch darauf ankommt, die einzelnen Magnet- und. Anpreßkörper möglichst leicht, klein und in sich geschlossen, auszuführen, werden die Magnetkerne zweckmäßigerweise aus gestanzten, verlustarmen Transformatorenblechen, zusammengesetzt. Ein solches auf wirtschaftliche Serienfertigung abgestimmtes Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 9 bis 12 dargestellt, und zwar in, Fig. 9 betrachtet in Richtung der Naht, wobei der rechte untere Teil als Schnitt durch die Symmetrieebene gezeichnet ist, in, Fig. 10 in einer Aussicht von. der Nahtseite her und in Fig. 11 in Aufsicht, während Fig. 12 des Druckstempels für sich allein in räumlieber Darstellung zeigt. Dieses Ausführungsbeispiel ähnelt hinsichtlich des von. ihm erzeugten magnetischen Hilfsfeldes demjenigen nach Fig. 4 und 5, und. zwar insofern·, als auch hier ein im wesentlichen, oberhalb der Werkstücksoberfläche etwa parallel zu. dieser verlaufendes Hilfsfeld (Außenfeld) erzeugt wird.

Der aktive Magnetkörper dieses Ausführungsbeispieles ist aus den beiden, Blechschnitten 40 und 41 aufgebaut, damit er durch Einschachtelung dieser Schnitte in den-Spulenkörper 55 leicht zusammengesetzt werden kann,. Die Deckbleche der beiden: Blechpakete 4c und 41 sind; wie Fig. 10 und Fig. 11 erkennen, lassen, etwas dicker ausgeführt und haben rechtwinklig abgebogene Enden 42 und; 43. Auf diese abgebogenen· Enden, sind rechteckige Polschuhe 44 mit Hilfe von Nieten 45 aufgenietet. Die Polschtthe bestehen ebenfalls aus dickerem, verlustarmem Eisenblech, und ihre Länge ist gleich, der Länge einer Teilung t. Die Enden der den. Magnetkörper bildenden Blechpakeite 40 und 41 stoßen also stumpf an. die Polschuhbleche 44. Die Niete 45 dienen gleichzeitig zur Befestigung von aus unmagnetischem Werkstoff bestehendem Blattfedern 46 und 47. Diese Blattfedern sind mit Aussparungen 48 versehen, so daß sie zu beiden Seiten außen um die Magnetschenkel 40 undi 41 herumgreifen. Die Blattfeder 46 eines jeden je einem Magnetschenkel zugeordneten Blattfedierpaares weist in, der Symmetrieebene ein Loch 49 auf, in das ein aus der anderen Feder 47 dieses Paares vorspringender Zapfen 50 hineingreift. Dieser Zapfen: 50 kann beispielsweise aus der Feder 47 herausgepreßt sein. Zwischen diesen beiden Blattfedern 46 und 47 läuft das dünne Stahlband 51 hindurch, das an. der mit dem Zapfen. 50 zusammentreffenden Stelle ebenfalls ein entsprechendes Loch aufweist. Der Zapfen 50, der also durch das Loch des Stahlbandes 51 bis in das Loch 49 hindurchgreift, hält somit das Magnetsystem unverrückbar an, den beiden Stahlbändern 51 fest, die je zwischen den beiden Blattfedern 46 und 47 festgeklemmt sind. An Stelle des dargestellten Zapfens 50 kann man natürlich auch andere Halterungselemente verwenden und die Befestigung beispielsweise mittels durchgesteckter Schrauben vornehmen,

Zum Andrücken, der Elektrode 54 an. das Werkstück dient auch hier ein Druckstempel 52, der vorzugsweise aus Keramik besteht. Er wird mittels eines federnd aufgesteckten Bügels 53, der mit seinen, beiden Enden; 58 einen der Magnetschenkel (hier den Magnetschenkel 40) zangenartig umfaßt, unverrückbar zwischen den beiden Polschuhen. 44 festgehalten;, und zwar dadurch, daß sich die beiden Zangenenden 58 des Bügels 53 auf die Oberkante des Klemmkörpers 47 auflegen. Will man den Druckstempel 52 herausnehmen, so braucht man nur die beiden Enden 58 des Bügels 53 etwas auseinanderzubiegen, so· daß dieser sich aus den Rillen des Druckstempelkopfes löst, worauf der Druckstempel 52 nach, unten herausfällt. Auf diese Weise, kann der Druckstempel auch im Verband des Magnetgürtels leicht ausgewechselt werden.

Die in Fig. 12 gegebene räumliche Darstellung des Druckstempeäs 52, bei dem· die auf die Elektrode drückende Stirnfläche mit einer Aussparung 57 versehen, ist, soll nur als. Ausführungsbeispiel dienen, denn selbstverständlich kommen auch für das Magnetsystem gemäß Fig. 9 bis 11 durchaus verschiedene Druckstempelformen in. Frage. Die die Elektrode 54 an das Werkstück dirückende Stirnfläche des Stempels ist je nach den- jeweils, vorliegenden Erfordernissen ausgebildet, kann, also beispielsweise, auch völlig eben sein, wie bei den vorher beschriebenen Magnetsystemen;. Die aus Fig. 9 und; Fig. 12 ersichtliche Ausstattung der Stirnfläche mit einer Aussparung 57 kommt vorzugsweise dann in Frage, wenn es sich um die Schweißung einer Auftragslliage bzw. dier obersten Decklage handelt, weil in diesem Falle eine zuver-

lässige Festlegung der Elektrode 54 und ihre Sicherung gegen, seitliche Verschiebungeil· angebracht' sein können.

Der Spulenkörper 55, dessen Breite ebenfalls der Teilung t entspricht, kann als Schutz gegen Beschädigungen eine Schutzkappe 56 aus unmagnetischem Werkstoff erhalten.

Dieses zuletzt beschriebene Magnetsystem eignet sich ganz besonders, als· Einheitsaufbauteil sowohl für Magnetgürtel für Gleichstrom- als auch für solche für Wechsdstromschweißung. Für beide Stromarten können zum Aufbau der Gürtel genau die gleichen; Konstruktionselemente verwendet werden,. Unterschiedlich sind für Gleich,- und für Wechselstrom nur die Windiungszahlen und: die DrahtS'tärken der Erregerspuilen. Aus diesem Grunde eignet sich das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 und 12 also ganz besonders für die Serienfertigung beider Gürteltypen in größeren Stückzahlen.

Die Unterteilung der auf eine Naht vorgegebener Länge aufzulegenden, Vorrichtung in einzelne Teigstücke hängt von der Krümmung der Werkstücksoberfläche ab. Handelt es sich um eine Naht

as einer Ebene, so ist eine Unterteilung nicht erfor- derlich. In diesem Falle kann der Andrückstempel als starre, die geradle Elektrode auf ihrer ganzen Länge berührende Leiste ausgebildet sein, wobei die mit dem Andrückstempel verbundenen einzelnen Magnetsysteme zweckmäßigerweise federnd angebaut sind, um Unebenheiten der Oberfläche auszugleichen. Der wichtigere Fall· ist das- Schweißen an gekrümmten Werkstücksobeirflächen, weil hier bei Anwendung der bisher bekannten Schweißverfahren besondere Schwierigkeiten; auftreten, deren Beseitigung die Aufgabe der Hilfsfeldeir ist. Bei Rohren mit Durchniesserni von etwa 15 bis 30 cm ist eine Lamellenbreite ■ bzw. Teilung von etwa 2 cm ausreichendi um ein genügend dichtes und gleichmäßiges. Anliegen des ganzen Magnetgürtels zu ermöglichen. Bei größeren Krümmumgsdurchmessern kann die Lamellenbreite ebenfalls größer gewählt werden. Da die Vorrichtung aber in der Praxis nicht für einen engen Durchmesserbereich, sondern möglichst allgemein verwendbar bemessen werden wirdi, ist es zweckmäßig, die Lamellenbreite entsprechend dem geringsten Rohrdurchmesser zu etwa 2 cm zu wählen, so daß mit einer solchen' Vorrichtung dann ohne Schaden auch beliebig größere Rohrduirchmesser geschweißt werden können¹.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung gestattet in einem einzelnen Arbeitsgang selbstverständlich nur das· Schweißen von Nahtteilen bis zu einer bestimmten größten Länge. Bei Verwendung eingelegter oder aufgelegter Elektroden ist aber die Länge der in einem einzigen Arbeitsgang zu schweißenden Naht ohnehin durch die Elektrodeneigenschaften begrenzt, und zwar liegt die größte Länge bei etwa 100 cm» Dieses schadet aber nichts-, denn beim Schweißen von Rundmähten an Rohren ist es ja doch zweckmäßig, die Naht durch zwei Halbrundßchweißungen zu erfassen, so daß mit dieser Unterteilung Rohre bis zu einem Umfang von etwa 200 cm bewältigt werden können. Bei Rohren von noch größeren Abmessungen bereist •es, keine Schwierigkeiten, die gesamte Naht ia eine entsprechende größere Anzahl· von Teilabschnitten zu unterteilen.

Eine¹ wichtige Eigenschaft der Vorrichtung gemaß der Erfindung ist die Möglichkeit, die Stärke der Hilfsfelder an den einzelnen Punkten der Naht unterschiedlich zu bemessen. Es- sind, ja doch die Schweißbedingungen, in den einzelnen Punkten, der Naht unter anderem von, der Neigung der Naht an der betreffenden Stelle gegenüber der Waagerechten abhängig. Dementsprechend ändern sich die Schweißbedingungen, fortlaufend mit abbrennendem Lichtbogen, der vorzugsweise im höchsten Punkt der Rundnaht, also in waagerechter Normallage, gezündet wird, um dann längs der abfallenden Naht durch die senkrechte Nahtlage hindurch zur waagerechten Überkopfllage weiterzuwandern. Die dabei durch die Neigungsänderung det Naht verursachten Unterschiede der Schiweißbedingungen, können leicht von vornherein durch entsprechende unterschiedliche Ausbildung der einzelnen Magnetsysteme so' berücksichtigt werden, daß die Schweißraupe längs· der gesamten Naht sich völlig gleichförmig ausbildet. Diese Anpassung der Feldstärken der Hilfsfelder an die örtlich unterschiedlichen Schweißbedingungen kann beispielsweise durch unterschiedliche Bemessung der die Hillfsfelder erregenden Magnetwicklungen erfolgen. Abgesehen davon aber können die einzelnen Konstruktionselemente des ganzen Gürtels untereinander völlig gleich ausgeführt werden,, wie beispielsweise die Magnetkörper nebst Polschuhen,, die Wickhingskörper, die Andrückstempel usw.

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum, Lichtbogen-Schweißen mit eingelegter¹ oder aufgelegter Elektrode unter Verwendung magnetischer Hilfsfelder nach Patent 959 040, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Erzeugen des bzw. der Hilfsfelder dienende Magnetsystem und ein Druckstempel (4, 20, 27, S²) ^aus nicht magnetisierbarem Werkstoff zum Andrücken der Elektrode an das Werkstück zu einer baulichen Einheit vereinigt sind, die fest auf die Naht aufgelegt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Lichtbogen-Schweißen von Nähten in gekrünimten Werkstücksoberflächen, insbesondere zum Schweißen, von Rundnähten an- Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Längsrichtung der Naht in eine größere Zahl quer zur Naht liegender schmaler Teilstücke unterteilt ist, die mittels biegungsfähiger Elemente, beispielsweise Stahlbänder oder -drähte, miteinander verbunden sind, so daß also die gesamte zu schweißende Nahtlänge durch einen Gürtel aneinandergereihter Druckstempel und Magnetsysteme überdeckt wird, die sich der gekrümm-

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ten, Werkstückoberfläche unter dem erforderlichen. Druck anpassen könneni.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit auf die Werkstücksobernäche aufgesetztem Magnetsystem bzw. Magnetsystemen zur Erzeugung eines das Werkstück quer zur Naht durch setzenden Steuerfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß quer zur Nahtrichtung die Breite des Druckstempels größer ist als diejenige des Magnetsysitems und daß die Magnetpole durch Aussparungen des breiten Druckstempels zur Werksitücksoberfläche bindiurchgreifenj gegen die sie sich unter dem Druck von Federn (14) anlegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 mit Drucksitempel aus elektrisch leitendem Werkstoff, beispielsweise Alumimium, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Kurzschlußsitiromkreisen der Druckstempel mit von den Diurchtrittsöffnungeti der Magnetpole ausgehenden Schlitzen (31, 32) versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksteimpel aus keramischem Werkstoff besteht.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche mit- oberhalb der Elektrode angeordnetem Magnetpol, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Pol (35) durch den zwischen ihm und der Elektrode! angeordneten Druckstempel gegen den Lichtbogen abgeschirmt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder folgenden zum Lichtbogen-Schweißen von Riundnähten an Rohren, gekennzeichnet durch eine starke Spannfeder (12), die die beideni Enden der Vorrichtung miteinander verbindet und die zum Anpressen der über ein Rohr gelegten Vorrichtung an die Rohroberfläche dient, sowie durch einen, in diesen Magnetgürtel eingebauten Verschluß, beispielsweise Hakenverschluß.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder folgernden, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetsysteme der einzelnen Abschnitte hinsichtJich ihrer Feldstärke unterschiedlich ausgebildet und bemessen sind, beispielsweise mit uniterschiedliehen Windungszahten dier Erregerwicklungen versehen sind, in· Anpassung an die längs der Schweißnaht unterschiedlichen Schweißbedingungen.

9. Vorrichtung nach einem, der vorangehenden Ansprüche, dadiurch gekennzeichnet, daß der Magnetkörper der einzelnen Magnetsysteme in an sich bekannter Weise aus Schnitten von Transformatorenblechen zusammengesetzt ist, die in den Spulenkörper eingeschachtelt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Bleche eines jeden Magnetschenkels, in Richtung zum Luftspalt länger bemessen und mit diesen überstehendien Enden rechtwinklig nach außen, abgebogen sind, während als. Polschuh ein auf die Stirnenden des betreffenden Blechpaketes aufgelegtes und· an die umgelegten Enden der beiden, äußeren Bleche angenietetes Polblech dient.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch je ein von· jedem Magnetschenkel bzw. -pol ausgehendes, vorzugsweise an die Polbleche angenietetes Blattfederpaar, zwischen dessen freien Enden ein die einzelnen Magnetsysteme miteinander verbindendes Stahlband hindurchgeführt und, dort mittels einer lösbaren Verbindung befestigt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die das Stahlband haltende lösbare Verbindung aus einem aus der einen Blattfeder in Richtung auf die andere Feder vorspringenden Zapfen besteht, während die andere Blattfeder sowie auch das· zwischen beiden Blattfedern befindliche Stahlband, an dieser Stelle ein. Loch aufweisen, so daß der durch beide hindurchgrei.fende Zapfen alle drei EIemente unverrückbar miteinander verbindet.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zwischen die beiden Magnetpole eingepaßten und von der Elektrodenseite aus einschiebbaren Druckstempel sowie durch eine diesen in, seiner Paßsitellung haltende gabelartige Klammer, die in Nuten des Druckstempels, federnd eingreift und sich ihrerseits· auf Teile des Magnetsystems stützt.

14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadiurch gekennzeichnet, daß der Druckstempel auf seiner Stirnfläche eine durchgehende, der Elektrode etwa entsprechende Rille aufweist, die die Elektrode insbesondere beim Schweißen von Auftragslagen bzw. oberen Decklagen gegen seitliche Verschiebung sichert.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 662 597.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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