DE2018921B2 - Verfahren zum Herstellen einer Schweißverbindung mit hohem Nahtfaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren im Sinne des Oberbegriffs des Patentanspruchs.

Sie dient in erster Linie dazu, endlose, über Walzen umlaufende schmiegsame Transportbänder aus dünnem Kaltwalzstahl durch Verschweißen der Bahnenden herzustellen, wie sie zur Herstellung von Fußbodenbahnen dienen. Derartige Transportbänder sind vor allem an der Schweißstelle sehr hoch dauerbeansprucht.

Danach zielt also die Erfindung auf das Schweißverbinden von dünnem Kaltwalz-Stahlband, z. B. 1 mm stark, durch Verschweißen seiner Querkanten mit einem hohen Schweißnahtfaktor von mindestens 8O°/o sowie ohne Verlust der hohen Bandfestigkeit neben der Naht. Und zwar wird eine Schutzgas-Schmelzschweißung verwendet, wie dies bei derartigen Blechen, z. B. im Karosseriebau, üblich ist. Außerdem muß beim Schweißen darauf geachtet werden, daß die Erwärmung eng lokalisiert bleibt, damit neben der Naht ein Festigkeitsabfall verhindert wird. Vom Oberbegriff des Patentanspruchs ist als nächstgelegener Stand der Technik die Lehre der deutschen Patentschrift 10 85 981 angesprochen, der ein Aneinanderschweißen der Querkanten eines im Verhältnis zu seiner Breite dünnen Warmwalz-Stahlbands zu Grunde liegt, das einem Rohrwerk für die Hc;. '..'lung geschweißter Nahtrohre zuläuft. Der angestrebte hohe Nahtfaktor soll dort durch induktives Erhitzen der Querkanten, anschließendes Preßschweißen durch Gegeneinanderpressen der Querkanten in Verbindung mit einem gesenkbegrenzten Anstauchen der Querkanten, durch anschließendes spangebendes Entfernen der Schweißwülste mittels Stählen und anschließendes Abwälzen der Verbindungsstelle auf Banddicke in Nahtrichtung erreicht werden. Das spangebende Bearbeiten dient zum Entfernen von Schlacken, Zunder, Verunreinigungen etc. und damit zum Vorbereiten der Vergütungsphase durch Abwalzen. Dort kommt also durch das Schweißen zunächst eine großquerschnittige Verbindungsnaht zu Stande, deren Stärke schließlich durch das Abwälzen auf Blechdicke vermindert wird. Ein Querschnittsverlust, wie er durch ein Verschweißen des Bands ohne Stauchen eintreten würde, wird also bereits im bekannten Fall vermieden.

Die vorstehend geltend gemachte Aufgabe wird durch die kennzeichnende Maßnahme nach dem Patentanspruch gelöst. Da die verdickte Nahtstelle keine Verunreinigungen aufweist, kann sie als Ganzes auf Banddicke eingeebnet werden.

Es steht nur die Gesamtkombination der Anspruchslehre unter Schutz.

Zum Stande der Technik ist noch folgendes zu

sagen:

Während beim Stande der Technik nach der deutschen Patentschrift 10 85 981 das Erhitzen der Bandenden im Zuge induktiver Einwirkung durch Mitteloder Hochfrequenzwärme dadurch auf den Schweißbereich beschränkt wird, daß im Bereich der Stoßkanten an beiden Seiten der Bänder Paßstücke aus einem Werkstoff mit etwa gleichem elektrischem Widerstand, aber wesentlich höherem Schmelzunkt, als ihn der Bandwerkstoff aufweist, vorgesehen sind, sind ferner zum Stande der Technik gehörende Maßnahmen bekannt, bei denen die Wärmeerzeugung auf den Schweißnahtbereich mittels eines Brenners dadurdi begrenzt wird, daß an diesen Stellen wärmeableitende Metallteile vorgesehen sind (vgl. L)SA.-Patentschriften 18 40 737, 26 31 215). Eine derartige Begrenzung des Wärmeflusses von der Naht weg findet auch im Falle der Erfindung statt, um die Bereiche neben der Naht möglichst kühl zu halten, damit die guten Festigkeitseigenschaften des Kaltwalz-Stahlbands möglichst gewahrt bleiben.

Man kennt auch bereits das Kaltanstauchen von Bandkanten beim Herstellen von Nahtrohren zur Verstärkung der Naht. Hierbei sollen Festigkeitsverluste durch Schweißeinbrand verhindert werden (vgl. USA.-Patentschnft 17 65 368). Dort bleibt die Anstauchung bzw. Verdickung bestehen; sie ist also nicht wie bei der Erfindungsgattung nur vorübergehender Art.

Bekannt ist es auch, Bleche zu Schlitzrohren zu biegen und nahtzuschweißen, wobei an der Schweißstelle Schweißverluste gebildet werden, die durch ein anschließendes Warmwalzen von außen und innen beseitigt werden (vgl. USA.-Patentschrift 20 44 491). Bekannt ist ferner das Herstellen breiter Bänder, und zwar Warm- und Kaltwalzbänder, durch Aneinanderschweißen mehrerer schmaler Bänder der Breite nach und anschließendes Walzen unter Dickenverminderung, bei dem die Naht völlig verschwindet und ein hoher Nahtfaktor erreicht wird (vgl. deutsche Patentschrift 625 584).

An Hand der Zeichnung wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Abmessungsänderung der Stahlbandkante beim Anstauchen.

F i g. 2 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung zur Beschränkung des Wärmeflusses auf den Schweißnahtbereich.

Da die Fließgrenze der kaltgewalzten Stahlbänder bei 110 bis 120 kg/mm² liegt, sind die erforderlichen Stauchkräfte sehr hoch. Die beim Stauchen entstehende Stauchbreite b und Stauchtiefe t sind für eine bestimmte Blechstärke von der Stauchhöhe h abhängig. Die einzelnen Größen sind in F i g. 1 für ein Stahlband 2 gezeigt. In der nachstehenden Tabelle sind für eine Stärke des Bands 2 von 1 mm die bei

verschiedenen Stauchhöhen A erzielbaren Stauchbreiten b aufgeführt.

Stauchhöhe h

0,7 mm
1,0 mm
1,5 mm

Stauchbreite b

1,6 bis 1,75 mm 1,5 bis 1,8 mm 2,0 bis 2,4 mm

Die Stahlbänder, beispielsweise aus einem Stahl der Weikatoffnummer 4301, werden nach dem Anstauchen ihrer Schweißkanten auf einer Platte 1, die beispielsweise aus Stahl bestehen kann, so angeordnet, daß die Sdiwsißkanten längs der Ebene 3 aneinanderstoßen, wie es in F i g. 2 dargestellt ist. In die Platte 1 ist ein Klotz S aus gut wärmeleitendem Material, beispielsweise Kupfer, eingelassen, der eine Ausnehmung 6 hat, in der die aneinanderliegenden, angestauchten Schweißkanten der Stahlbänder 2 zu liegen kommen. Dieser Kupferklotz 5 sorgt zusammen mit zwei weiteren auf den Stahlbändern 2 zu beiden Seilen der auszubildenden Schweißnaht angeordneten Kupferklötzen 4 dafür, daß der beim Schweißen erzeugte Wärmefluß auf den Nahtstellenbereich beschränkt bleibt, da die in die Bänder abfließende Wärme sofort durch die Kupferklötze abgeführt wird. Die oberen Kupferklötze 4 werden soweit wie möglich an die Schweißkanten herangeschoben, wobei die Grenzen durch die beginnende Anstauchung und den für das Schweißen erforderlichen Raum festgelegt sind.

Wegen der beim Verschweißen auftretenden Warmespannungen müssen die Bänder 2 fest eingespannt sein. Diese Einspannvorrichtung ist in Fig. 2 nicht gezeigt. Die Spannkräfte wirken jedoch zweckmäßigerweise auf die Kupferklötze 4, so daß die Stahlbänder 2 in gutem Kontakt mit den Kupferklötzen 4 für eine günstige Wärmeableitung stehen,
ίο Nachdem die Stahlbänder in der beschriebenen Art und Weise angeordnet sind, werden sie miteinander verschweißt. Da durch die Anstauchung genügend verschweißbares Material vorhanden ist, nimmt man die Verschweißung nach dem Argonarc-Verfahren vor. Durch die Wärmeableitung durch die Kupferklötze 4 und 5 wird die wärmebeeinflußte Zone so klein wie möglich gehalten.

Nach dem Schweißen werden die Klötze 4 entfernt und die Schweißnaht wird durch Einwirkung von Beize von dem entstandenen Zunder und der Anlauffarbe befreit. Daraufhin wird die Schweißnaht verfestigt, indem sie in Nahtrichtung gewalzt wird.

Die nach diesem Verfahren hergestellten endlosen Stahlbänder behalten vorteilhafterweise die mechanics sehen Eigenschaften der kaltgewalzten Bänder an den Verbindungsstellen im wesentlichen bei. Festigkeitsprüfungen haben gezeigt, daß der Schweißfaktor bei mehr als 8O°/o liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Herstellen einer Schweißverbindung mit hohem Nahtfaktor zwischen den Querkanten von Walzband, bei dem die Querkanten des Bands durch Anstauchen verdickt werden und nach dem Schweißen ein Verfestigen des Stauch- bzw. Nahtbereichs durch Einebnen dieses Bereichs auf Banddicke mittels Abwalzens in Nahtrichtung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge des Herstellens einer Schutzgas-Schnielzschweißverbindung an dünnem, z. B. 1 mm dickem Kaltwalzband das Anstauchen der Cuerkanten vor dem Schweißen in kaltem Zustand des Bands erfolgt, ferner beim späteren Schweißen der Wärmefluß auf den Stauch- bzw. Nahtbereich beschränkt und das Einebnen dieses Bereichs allein durch das Abwälzen durchgeführt wird. »0