Verfahren zum Elektro-Schlackeschweißen Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Elektro-Schlackeschweißen. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein
aufsteigendes Schweißbad unter einer Schlackedecke erzeugt, wobei die Schweißwärme
hauptsächlich als Widerstandswärme beim Durchgang des Stromes durch die Schlacke
gebildet wird. Ein ähnliches Schweißverfahren ist das aluminothermische Schweißverfahren,
bei dem jedoch die Schweißwärme (außerdem auch noch das metallische Schweißgut)
durch eine chemische Umsetzungsreaktion in der Schlacke gebildet wird. Beide Verfahren
werden hauptsächlich zum Schweißen größerer Nahtquerschnitte benutzt.Electro-slag welding method The invention relates to a
Electro-slag welding method. In this known method, a
A rising weld pool is generated under a slag cover, whereby the welding heat
mainly as resistance heat when the current passes through the slag
is formed. A similar welding process is the aluminothermic welding process,
in which, however, the welding heat (also the metallic weld metal)
is formed by a chemical conversion reaction in the slag. Both procedures
are mainly used for welding larger seam cross-sections.
Es ist auch schon bekannt, einen Elektro-Schlackeschweißvorgang durch
einen aluminothermischen Zündsatz einzuleiten. Da beim Elektro-Schlackeschweißen
im allgemeinen jedoch die Wärmeleistung ausreicht, um eine befriedigende Schweißverbindung
zu erzielen, lag die Notwendigkeit nicht auf der Hand, die aluminothermische Reaktion
über die bloße Einleitung des Elektro-Schlackeschweißvorganges hinaus fortzusetzen.
Wenn jedoch sehr dicke Platten stumpfgeschweißt oder große Hohlstellen in Gußstücken
oder Schmiedestücken ausgefüllt werden sollen, dann kann eine erhöhte Wärme- und
Schweißgutdarbietung erwünscht sein. Dieses Bedürfnis befriedigt das erfindungsgemäße
Verfahren. Es besteht darin, daß der Schweißvorgang in bekannter Weise durch einen
aluminothermischen Zündsatz eingeleitet wird und daß auch weiterhin exotherm reagierende,
an sich bekannte Schweißzusatzwerkstoffe der Schweißstelle zugeführt werden, so
daß die Schweißwärme sowohl aus der elektrischen Widerstandswärme von Elektrode,
Schlacke und Schweißgut wie aus der chemischen Umsetzungswärme der Zusatzwerkstoffe
erzeugt und das Schweißgut sowohl durch den abschmelzenden Elektrodendraht wie durch
die aluminothermische Umsetzung geliefert wird. Dieses Verfahren zeichnet sich also
durch eine besondere Leistungsfähigkeit aus.It is also already known to carry out an electro-slag welding process
initiate an aluminothermic primer. As with electro-slag welding
In general, however, the heat output is sufficient to produce a satisfactory welded joint
To achieve this, the need for the aluminothermic reaction was not at hand
to continue beyond the mere initiation of the electro-slag welding process.
However, if very thick plates are butt-welded or large voids in castings
or forgings are to be filled, then an increased heat and
Weld metal presentation is desirable. This need is satisfied by the invention
Procedure. It consists in that the welding process in a known manner by a
aluminothermic primer is initiated and that exothermic reacting,
per se known welding filler materials are fed to the weld, so
that the welding heat from both the electrical resistance heat of the electrode,
Slag and weld metal such as from the chemical heat of conversion of the filler metals
generated and the weld metal both through the consumable electrode wire and through
the aluminothermic implementation is delivered. So this procedure stands out
through a special performance.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden
an Hand der Zeichnung beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are set out below
described on the basis of the drawing.
B i 1 d 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht die Verschweißung
von kreuzweise zu verbindenden Werkstücken; B i 1 d 2 stellt in einer Seitenansicht
dicke Platten dar, die stumpf verschweißt werden; B i 1 d 3 ist ein Schnitt längs
der Linie A-A des Bildes 2; B i 1 d 4 ist eine Seitenansicht, aus der eine Auftragsschweißung
eines Materials ersichtlich ist, das eine konkave Aussparung aufweist.B i 1 d 1 shows the weld in a perspective view
of workpieces to be connected crosswise; B i 1 d 2 represents in a side view
thick plates that are butt welded; B i 1 d 3 is a longitudinal section
the line A-A of image 2; B i 1 d 4 is a side view showing a build-up weld
a material can be seen which has a concave recess.
In B i 1 d 1 sind die zu verbindenden Werkstücke 1 im richtigen Abstand
relativ zur Dicke der Platten stumpf zusammengestellt und so angeordnet, daß das
Schweißen in vertikaler Richtung vom Boden nach oben erfolgen kann. Nachdem die
zu verbindenden Werkstücke 1 so vorbereitet sind, wird die Spitze eines Elektrodenstabes
2 im Augenblick des Beginns der Schweißung in Berührung mit der Bodenplatte der
Schweißfuge gebracht, wobei eine kleine Menge einer aluminothermischen Mischung
3 auf den Boden aufgebracht wird. Dadurch wird ein Lichtbogen zwischen der Spitze
der Elektrode und der Bodenplatte erzeugt, wodurch die Thermitmischung gezündet
wird und in 2 bis 3 Sekunden ein schmelzflüssiges Metall 4 und eine schmelzflüssige
Schlacke 5 entstehen, die durch die Reaktionswärme bei einer Temperatur von etwa
2700° C erzeugt werden. Der Elektrodenstab 2, der zum Teil in die aluminothermische
Mischung 3 reicht, wird durch die Reaktionswärme geschmolzen und hilft mit, das
schmelzflüssige Metall 4 zu bilden. Der Elektrodenstab 2 wird kontinuierlich in
die schmelzflüssige Schlacke 5 nachgeschoben, während der elektrische Strom fließt.
Die dabei in der Elektrode 2 der schmelzflüssigen Schlacke 5 und dem geschmolzenen
Metall 4 erzeugte Widerstandswärme vermehrt die durch die aluminothermische Reaktion
gebildete Wärme.
Der Lichtbogen wird nur für einen Augenblick während
der Zündung der aluminothermischen Mischung gebildet. Nachdem durch die aluminothermische
Reaktion schmelzflüssiges Metall und schmelzflüssige Schlacke erzeugt worden sind,
wird der Elektrodenstab hauptsächlich durch die Widerstandswärme der schmelzflüssigen
Schlacke geschmolzen. In diesem Augenblick werden zweckmäßige Mengen der Thermitmischung,
eines Legierungsgranulats und Metallschrott kontinuierlich oder intermittierend
zugegeben, so daß mehr Reaktionswärme erzeugt werden kann.In B i 1 d 1, the workpieces 1 to be connected are at the correct distance
butted together relative to the thickness of the plates and arranged so that the
Welding can be done in the vertical direction from the ground up. after the
to be connected workpieces 1 are prepared, the tip of an electrode rod
2 in contact with the bottom plate of the at the start of the welding
Brought weld seam, taking a small amount of an aluminothermic mixture
3 is applied to the ground. This creates an arc between the tip
generated by the electrode and the base plate, causing the thermite mixture to ignite
becomes and in 2 to 3 seconds a molten metal 4 and a molten metal
Slag 5 are created by the heat of reaction at a temperature of about
2700 ° C can be generated. The electrode rod 2, which is partly in the aluminothermic
Mixture 3 is enough, is melted by the heat of reaction and helps with that
molten metal 4 to form. The electrode rod 2 is continuously in
the molten slag 5 pushed in while the electric current flows.
The in the electrode 2 of the molten slag 5 and the molten
Resistance heat generated by metal 4 increases the heat generated by the aluminothermic reaction
formed warmth.
The arc will only last for an instant
the ignition of the aluminothermic mixture. After going through the aluminothermic
Reaction molten metal and molten slag have been generated,
the electrode rod is mainly due to the heat of resistance of the molten liquid
Slag melted. At this moment, appropriate amounts of the thermite mixture,
an alloy granulate and metal scrap continuously or intermittently
added so that more heat of reaction can be generated.
Damit das schmelzflüssige Metall 4, das sich mit fortschreitendem
Schweißvorgang bildet, nicht durch den Zwischenraum der zu verbindenden Teile ausströmen
kann, sind wassergekühlte Gleitschuhe 6 oder ein Mantel 7 aus Stahl vorgesehen,
wie dies aus den B i 1 d e r n 2 bis 4 ersichtlich ist, wobei diese Teile mit fortschreitendem
Schweißvorgang allmählich nach oben geschoben werden. Wenn jedoch überschüssige
Schlacke 5 erzeugt wird, dann wird sie durch eine Kerbe 8 abgezogen, die im oberen
Rand des Stahlmantels vorgesehen ist.So that the molten metal 4, which moves with advancing
Welding process does not flow out through the space between the parts to be connected
can, water-cooled sliding shoes 6 or a jacket 7 made of steel are provided,
as can be seen from the B i 1 d e r n 2 to 4, these parts with progressive
Welding process can be gradually pushed upwards. However, if excess
Slag 5 is generated, then it is drawn off through a notch 8 in the upper
Edge of the steel jacket is provided.
Die Kanten der zu verbindenden Teile und die Aussparungen der auszufüllenden
Teile brauchen vor dem Schweißen nur wenig bearbeitet und nicht entrostet zu werden.
Da in der aluminothermischen Mischung metallisches Aluminium verwendet wird, kann
eine grobe Struktur des erstarrenden Metalls verhindert werden, und da die Erstarrung
wegen der hohen Wärmeentwicklung langsam erfolgt, ist das schmelzflüssige Metall
9 immer mit Schlacke bedeckt und enthält praktisch keine Blasen.The edges of the parts to be connected and the recesses of the parts to be filled
Parts only need to be processed a little before welding and do not need to be derusted.
Since metallic aluminum is used in the aluminothermic mixture, can
a coarse structure of the solidifying metal can be prevented, and since the solidification
Due to the high heat generated slowly, the metal is molten
9 always covered with slag and contains practically no bubbles.