DE1115382B - Verfahren zum Schutzgas-Lichtbogenschweissen mit zwei Draht-Elektroden unter Kohlendioxyd - Google Patents

Description

• Verfahren zum Schutzgas-Lichtbogenschweißen mit zwei Draht-Elektroden unter Kohlendioxyd Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum. Schutzgas-Lichtbogenschweißen mit zwei in Schweißrichtung hintereinandergeführten abschmelzenden Draht-Elektroden und mit C02 als Schutzgas, bei dem die beiden Elektroden an getrennten Gleichstromquellen liegen und die gemeinsame Schutzgasdüse einen inneren öffnungsumriß aufweist, der aus je einem Kreis um die Elektrodenachse als Mittelpunkt und den gemeinsamen Tangenten zusammengesetzt ist.
• Die Erfindung bezweckt, Maßnahmen und Mittel anzugeben, die es ermöglichen, ein solches Verfahren mit gutem Erfolg durchzuführen, d. h. derart, daß beim Schweißen kein störendes Spritzen auftritt, eine Schweißraupe mit einem wenig konvexen Profil entsteht und daß bei hoher Stromstärke ohne übermäßigen Einbrand unter angemessenem Verbrauch von Kohlendioxyd schnell geschweißt werden kann.
• Gemäß der Erfindung bleiben die Vertiefungen im Schmelzbad, die sich unter den beiden Lichtbögen bilden, durch einen Damm aus flüssigem Schweißmaterial dadurch getrennt, daß die beiden Elektroden in einem Achsabstand von mindestens der halben und höchstens in an sich bekannter Weise der einfachen Düsen-Öffnungsleiste angeordnet werden.
• Vorzugsweise beträgt bei einem Elektrodendrahtdurchmesser von 1,5 bis 2 mm der Abstand der Elektrodenachsen 8 bis 15 mm bei einer Düsen-Öffnungsbreite von etwa 7,5 mm.
• Es ist zwar bereits bekannt, für zwei hintereinander arbeitende Lichtbögen eine gemeinsame Schutzgasdüse anzuwenden, wobei die beiden Elektroden in einem Abstand gleich der Öffnungsbreite der Gasdüse angeordnet sind und wobei der Ö%fnungsumriß der Gasdüse dadurch gebildet ist, daß um die beiden Elektrodenachsen je ein Kreis gezogen ist, welche durch die gemeinsamen Tangenten verbunden sind. Jedoch wird bei diesem bekannten Brenner zusätzlich zu den beiden Lichtbögen zwischen Elektrode und Werkstück noch ein dritter Lichtbogen zwischen den beiden Elektroden gezogen, und die Elektroden sind auch nicht abschmelzende.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Achsabstand der Elektroden maximal gleich der Öffnungsbreite der Gasdüse und minimal gleich der halben Öffnungsbreite.
• Bei niedrigeren Stromstärken, z. B. 350 A, ist der kleinere Abstand, etwa 8 mm, und bei höheren Stromstärken, z. B. 700 A, der größere Abstand, etwa 15 mm, zu bevorzugen.
• Der Elektrodendraht kann an Stelle eines runden Querschnitts auch einen abgeplatteten Querschnitt aufweisen.
• Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt die Lage der Schutzgasdüse in bezug auf eine nicht vorbearbeitete I-Naht; Fig. 2 ist ein schematischer Längsschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 3; Fig. 3 zeigt eine Untenansicht der Düse, während Fig. 4 eine Untenansicht einer anders bemessenen Düse zeigt; Fig. 5 erläutert das neue Verfahren: eine Momentaufnahme (im Längsschnitt) während der Schweißung auf einer flachen Platte; Fig. 6 zeigt eine Lage der Elektroden, die gemäß der Erfindung unerwünscht ist: Die beiden Tropfen sind im Begriff zusammenzufließen, wodurch sich ein sie verbindender Steg aus flüssigem Metall ergibt, der sich schwer ablöst.
• Fig. 1 zeigt als Beispiel zwei Platten 1 und 2 mit einer Dicke, die in der Größenordnung von 12 bis 40 mm sein kann. Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Verschweißen schwerer Platten und ähnlicher Werkstücke. Gemäß Fig: 1 soll eine I-Naht dadurch hergestellt werden, daß der ersten Schweißraupe ein Einbrand gegeben wird, der etwas größer als die halbe Plattendicke ist, wonach das Werkstück umgekehrt und die.zweite Raupe in -der -gleichen Weise gelegt wird.
• Über der I=Naht ist eine Schweißdüse dargestellt; die mit zwei gegeneinander isolierten Führungsrohren 6 und 7 für zuzuführende drahtförmige Elektroden 8 und 9 versehen ist. Die Führungsrohre 6 und 7 sind von einem Gehäuse 10 umgeben (siehe auch die Fig. 2 und 3). Dem Innern dieses Gehäuses 10 kann in nicht dargestellter Weise Kohlensäure als Schutzgas zugeführt werden.
• In Fig. 1 wird der untere Rand des Gehäuses in einem Abstand von etwa 25 mm über, den Platten 1 und 2 angeordnet.
• Wie aus den Fig. 1, 5 und 6 hervorgeht, liegen die Elektroden 8 und 9, in der Längsrichtung der Naht betrachtet, hintereinander. Die Fig. 5 und 6 sind somit schematische Längsschnitte durch eine Naht während der Bearbeitung.
• Durch die Pfeile q ist die Bewegungsrichtung des Schweißkopfes angegeben. Der Kopf befindet sich an einer Maschine, die an der Naht entlang bewegt werden kann. Solche Maschinen sind an sich bekannt.
• Aus den Fig. 3 und 4 geht hervor; daß die Mündung des Gehäuses im Querschnitt die Gestalt zweier Kreise Cl und C2 mit gleichem Halbmesser R aufweist, deren Mittelpunkte M1 und M2 in einem Abstand voneinander liegen, der größer als R und kleiner als 2R ist; die Kreise sind durch parallel verlaufende gemeinsame Tangenten r1 und r2 verbunden. Die Elektroden 8 und 9 gehen durch die Mittelpunkte M1 und M2.
• Die Gestalt des Querschnitts durch die Mündung der Düse 10; wenn M,. M, gleich 2R ist, ist in Fig. 4 dargestellt; eine Düse mit M1 M2 C 2R zeigt Fig. 3.
• Bei Filmaufnahmen mit 1000 Aufnahmen in der Sekunde hat es sich herausgestellt, daß gut geflossene und flache Schweißraupen mit nur wenigen Spritzern erhalten werden, wenn, wie in Fig. 5 dargestellt ist, die Elektroden 8 und 9 so weit voneinander liegen, daß die Vertiefungen 11 und 12 im flüssigen Metall 13 unter den Schweißbögen 14 und 15, welche Vertiefungen durch den Kathodenfleckdruck entstehen, durch einen Damm 16 aus flüssigem Schweißmetall voneinander getrennt sind. In dieser Lage schmelzen die Elektroden ab, ohne einander zu hindern.
• Wenn dagegen der ElektrodenabstandM1M2 so kurz ist, daß sich eine gemeinsame Vertiefung 17 (Fig. 6) unter den Elektroden bildet, so ergibt sich eine Tropfenabspaltung zur Mitte hin zwischen den Elektroden, bei der häufig gemeinsam sehr große Schweißmetalltropfen gebildet werden, die längere Zeit hängenbleiben, wodurch ein regelmäßiger und gerichteter Tropfenübergang ausgeschlossen ist.
• Im Vergleich zu zwei gesonderten Mundstücken mit einem kreisförmigen Mündungsquerschnitt hat der Rand des Gehäuses 10 (s. Fig. 3) einen geringeren Flächeninhalt, an dem Spritzer haften können, und der C02 Verbrauch ist um einen Prozentsatz verringert, der proportional dem Flächeninhalt x-2y in Fig. 3 ist. Im Grenzfall nach Fig. 4, bei dem X=0 ist, ist der Querschnitt der Düse im Vergleich zu derjenigen zweier gesonderter Düsen mit je einem Querschnitt gleich dem Kreis C1 bzw. C2 zwar um 149/o vergrößert und somit die lineare Geschwindigkeit des aus dem Mundstück ausströmenden C02 Gases um etwa 149/o niedriger, aber der gesamte Gasschutz wird verbessert, weil auf der Linie A-B (Fig. 4) kein Schutz vor der Luft erforderlich ist. -Infolgedessen genügt mit Rücksicht auf diesen Faktor eine um 259/a geringere C02 Menge, so daß insgesamt - noch 25 - 14 = 119/o weniger C 02 verbraucht werden müssen.
• Es ist leichter, die Düse nach Fig. 4 (und auch nach Fig. 3) rein zu halten, weil zwischenliegende Wände, wie sie bei zwei Düsen vorhanden sind, fortfallen und die Wände der Doppeldüse bei A und B weiter vom@Schweißbogen entfernt sind. Ausführungsbeispiele 1. Zwei unbearbeitete 16 mm dicke Platten aus Flußstahl wurden geheftet und in der Weise der Fig.1 verschweißt. Die Schweißgeschwindigkeit betrug 1,50 m/Min.; die beiden Drähte hatten einen Durchmesser von 2 mm; es wurde mit der Gleichstromplusklemme an den Elektroden geschweißt. Die Stromstärke war 2 - 600 A und die Bogenspannung 36 V. Die CO 2 Zufuhr zum gemeinsamen Mundstück betrug 301/Min.; der Abstand zwischen den beiden Elektroden war 12 mm. Nachdem die erste Schweißraupe gelegt worden war, wurde das Werkstück gewendet und dann in der gleichen Weise die zweite Schweißraupe gelegt. Die Oberfläche dieser Schweißraupen erwies sich als wenig konvex und gut ausgeflossen; die Durchschweißung war vollständig.
• Wurde der gleiche Versuch mit nur einer Elektrode in Einzeldüse wiederholt, so stellte sich heraus; daß bei einer Schweißgeschwindigkeit von 0,75 m/Min. die Oberfläche der Schweißraupen konvexer und weniger schön war.
• 2. Zwei 13 mm dicke Flußstahlplatten wurden senkrecht zueinander befestigt und dann in Wannenlage mit Hilfe der C02-Doppeldüse verschweißt. Die beiden Drähte hatten einen Durchmesser von 1,6 mm, die Stromstärke war 2 - 550 A und die Bogenspannung 39 V. Die Kohlensäurezufuhr war 301/Min. Die Schweißgeschwindigkeit ließ sich innerhalb weiter Grenzen ändern, z. B. zwischen 0,5 und 1,5 m/Min. Die erhaltenen Nahthöhen schwankten dabei zwischen 10 und 5 mm. In sämtlichen Fällen ergab sich eine einwandfreie, gut ausgeflossene Schweißraupe mit positivem Wurzeleinbrand. Mit Hilfe des Einzelbrenners mit der halben Schweißgeschwindigkeit ließ sich dagegen kein guter Erfolg erzielen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Schutzgas-Lichtbogenschweißen mit zwei in Sehweißrichtung hintereinandergeführten abschmelzenden Draht Elektroden und mit C02 als Schutzgas, bei dem die beiden Elektroden an getrennten Gleichstromquellen liegen und die gemeinsame Schutzgasdüse einen inneren Öffnungsumriß aufweist, der aus je einem Kreis um die Elektrodenachse als Mittelpunkt und den gemeinsamen Tangenten zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (11,12) im Schmelzbad, die sich unter den beiden Lichtbögen (14, 15) bilden, durch einen Damm (16) aus flüssigem Schweißmaterial getrennt bleiben dadurch, daß die beiden Elektroden (8, 9) in einem Achsabstand von mindestens der halben und höchstens in an sieh bekannter Weise der einfachen Düsen-öffnungsbreite(2R) angeordnet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Elektrodendrahtdurchmesser von 1,5 bis 2 mm der Abstand der Elektrodenachsen (8, 9) 8 bis 15 mm beträgt bei einer Düsen-Öffnungsbreite von etwa 7,5 mm. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1032 863, 934 297; deutsche Auslegeschrift Nr. 1007 448.