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DE2534278C2 - Tungsten inert gas welding process - Google Patents

Tungsten inert gas welding process

Info

Publication number
DE2534278C2
DE2534278C2 DE2534278A DE2534278A DE2534278C2 DE 2534278 C2 DE2534278 C2 DE 2534278C2 DE 2534278 A DE2534278 A DE 2534278A DE 2534278 A DE2534278 A DE 2534278A DE 2534278 C2 DE2534278 C2 DE 2534278C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
welding
pulse
reduced
inert gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2534278A
Other languages
German (de)
Other versions
DE2534278A1 (en
Inventor
Friedrich 4200 Oberhausen Krüger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Babcock AG
Original Assignee
Deutsche Babcock AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Babcock AG filed Critical Deutsche Babcock AG
Priority to DE2534278A priority Critical patent/DE2534278C2/en
Publication of DE2534278A1 publication Critical patent/DE2534278A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2534278C2 publication Critical patent/DE2534278C2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/16Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/167Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a non-consumable electrode
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/09Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
    • B23K9/091Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits
    • B23K9/092Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits characterised by the shape of the pulses produced

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Ve-fahren zum Schweißen nach dem Wolfram-Inertgas-Verfah.en mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches I.The invention relates to a process for welding according to the tungsten inert gas process with the features of the preamble of claim I.

Ein derartiges Verfahren kann automatisch ablaufen. Für das Verschweißen von Rohren können dazu z. B. Geräte (US-PS 34 00 237) verwendet werden, die auf den Rohrenden festgeklemmt werden. Über einen Motor mit Getriebe wird die Wolfram-Elektrode um die Rohre herum geführt, wobei eine schrittweise Bewegung über eine entsprechende Steuerung eigchalten werden kann. Die Elektrode wird auf den Radius der am Rohr anliegenden Klemmbacken ausgerichtet. Damit bleibt ihr Abstand von der Schweißstelle unveränderlich. Durch eine Gasdüse wird ein Strahl eines inerten Gases auf den Lichtbogen gerichtet. Die Geräte können mit und ohne Zuführung von Zusatzdraht ausgerüstet sein.Such a process can run automatically. For the welding of pipes z. B. Devices (US-PS 34 00 237) are used, which are clamped onto the pipe ends. Via an engine With a gear, the tungsten electrode is guided around the tubes, with a step-by-step movement can be switched on via a corresponding control. The electrode is set to the radius of the am Pipe aligned clamping jaws. This means that their distance from the welding point cannot be changed. A jet of an inert gas is directed onto the arc through a gas nozzle. The devices can be equipped with and without feed of additional wire.

Die langsame Zurücknahme des Stromes nach Abschluß der Schweißnaht, der sogenannte Stromabfall, dient dazu, die Bildung von Endkratern zu vermeiden. Bei dem bekannten Verfahren wird während der impulsmäßigen Zurücknahme der Schweißkopf während des Durchganges des Grundstromes, die sogenannte Grundstromzeit, mit der gleichen Geschwindigkeit vorwärts bewegt, wie während der Durchführung der Schweißnaht.The slow reduction of the current after completion of the weld, the so-called current drop, serves to avoid the formation of end craters. In the known method, during the impulsive Withdrawal of the welding head during the passage of the basic current, the so-called Basic current time, moving forward at the same speed as when performing the Weld.

Beim Schweißen von Rohren aus unlegierten oder niedrig legierten Stählen zeigten sich Lunker in dem Ende der Schweißnaht, die von der Rohrinnenseite ausgingen, und bis in die Mitte der Schweißnaht reichten.When welding pipes made of unalloyed or low-alloy steels, voids appeared in the End of the weld that started from the inside of the pipe and reached into the middle of the weld.

Derartige Materialfehlcr sind, da sie die Festigkeit in der Schweißnaht erheblich herabsetzen, unzulässig. Das bekannte Verfahren ließ daher keine automatische Schweißung von Rohren aus unlegierten und niedrig legierten Stählen zu. Es zeigte sich weiterhin, daß die senannten Lunker immer dann auftraten, wenn derSuch material defects are impermissible because they reduce the strength in the weld seam considerably. That known methods therefore did not allow automatic welding of pipes from unalloyed and low alloy steels too. It was also found that the burnt cavities always appeared when the

Werkstoff gerade noch durchgeschweißl war, also imMaterial was just welded through, i.e. in

ersten oder zweiten abfallenden Punkt des Stromabfalls.first or second falling point of the current drop.

Weiterhin ist durch die DE-OS 22 15 646 eineFurthermore, DE-OS 22 15 646 is a

Schweißanlage bekannt, mit der Schweißungen nach dem Wolfram-Inerigas-Verfahren und mit inipulsinoduliertcn Sehweißslrom durchgeführt werden können.Known welding system, with the welding according to the tungsten-inert gas process and with inipulsinodulationscn Sehweißslrom can be carried out.

Dort wird /war nach Erreichen des vorbestimmten Abscnkschweißstromweries ebenfalls die Rcluivgeschwindigkcit zwischen Schweißkopf und WerkstückThere is / was after reaching the predetermined ancillary welding current also the rate of return between welding head and workpiece

id gestoppt. Da aber /unächs; bei abnehmender Schweißstromstärke die Rclativgeschwindigkcit zwischen Schweißkopf und Werkstück gleich genalten wird, muß damit gerechnet werden, daß sich bereits vor Beendigung der Relativbewegung Lunker in der Schweißnaht gebildet haben.id stopped. But there / no matter; with decreasing welding current strength the relative speed between the welding head and the workpiece must be the same It can be expected that there will be cavities in the weld seam before the relative movement has ended have formed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren auf das Verschweißen von unlegierten oder niedrig legierten Stählen auszudehnen, indem die Bildung von Lunkern in dem Ende der Schweißnaht vermieden wird.The invention is based on the object of applying the aforementioned method to the welding of Unalloyed or low alloy steels expand by the formation of voids in the end of the Weld seam is avoided.

Das geschieht durch die im Palentanspruch 1 im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale.This is done by the features specified in Palent claim 1 in the characterizing part.

Dieses Verfahren vermeidet die Nachteile des bekannten Verfahrens, erfordert aber einen gewissen Regelaufwand. In Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß während des Stromabfalls der Schweißkopf und das Schweißstück angehalten werden. Die Geschwindigkeit des Schweißkopfes gegenüber dem Werkstück wird also auf Null herabgesetzt. Bei einer nach diesem Verfahren hergestellten Schweißnaht hat das Schweißbad im letzten Schweißpunki noch genügend Zeil für eine Abkühlung. Mi! seiner Hilfe werden nicht nur die Bildung von Endkratern vermieden, sondern es entstehen auch keine Poren in der Sehweiß-This method avoids the disadvantages of the known method, but requires a certain amount of control effort. In a further development of the invention it is therefore proposed that during the current drop Weld head and workpiece are stopped. The speed of the welding head opposite the workpiece is therefore reduced to zero. In the case of a weld seam produced using this method the weld pool still has enough space to cool down at the last welding point. Wed! be of his help not only avoided the formation of end craters, but there are also no pores in the

v, naht während des Stromabfalls. Das Verfahren ist im übrigen einfach in seiner Durchführbarkeit. v, approaching during the power failure. The method is, moreover, easy to carry out.

Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß während des Siromabfalls der lmpulsstrci und der Grundstrom bzw. die diesen Strömen entsprechenden Zeiten und die Bewegung zwischen Schweißkopf und Werkstück nicht mehr im vorgegebenen Verhältnis standen.The invention was based on the knowledge that during the sirom drop of the impulse strci and the base current or the times corresponding to these currents and the movement between welding head and workpiece were no longer in the prescribed ratio.

Als Folge davon wurde angesehen, daß das Schweißbad zu schnell abgekühlt und daß dadurch Lunker entstehen, die zu der Bildung von Poren führen. Einer geringeren Impulsstromstärke wurde nun ein geringerer Abstand zur nächstfolgenden Schweißstelle zugeordnet, so daß das Schweißbad langsamer abkühlte. Der gleiche Effekt wird erreicht, wenn bei angehaltenem Schweißkopf die gleiche Stelle mit abfallendem StromimpulsAs a result, it was considered that the weld pool cooled too quickly and that this resulted in voids, which lead to the formation of pores. A lower pulse current became a lower one Distance to the next welding point assigned so that the weld pool cooled down more slowly. The same The effect is achieved when the welding head is stopped the same point with a falling current pulse

so mehrfach aufgeschmolzen und wieder abgekühlt wird.so is melted and cooled again several times.

Die Erfindung sei anhand des nachfolgend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbcispieles erläutert. Es zeigtThe invention is based on what is described below and exemplary embodiment shown in the drawing explained. It shows

Fig. 1 dasStromslärkc-Zcit-Diagramm.Fig. 1 is the Stromslärkc-Zcit diagram.

Fig. 2 das Gesehwindigkeiis-Zeit-Diagramm nach dem erfindungsgemäßen Verfahren undFIG. 2 shows the visual wind speed-time diagram according to the method according to the invention and FIG

Fig. 3 das Geschwindigkeits-Zeit-Diagranim gemäß einer anderen Ausführungsform.3 shows the speed-time diagram according to another embodiment.

Zum Verschweißen von Kessclrohrcn. beispielsweiseFor welding boiler tubes. for example

ho der Stahlqualität St 35.8, mit einem Durchmesser von 44,5 mm und 3,6 mm Wanddickc wurde ein Handschwcißgerüt ohne Zusatzdrahtzuführting bekannter Bauart verwendet, wie es in der Beschrcibungsanlcitung erwähnt wurde. Zunächst wird mit einem Impulsstromho of steel quality St 35.8, with a diameter of 44.5 mm and 3.6 mm wall thickness became a manual welding device used without additional wire feed of known type, as it is in the Beschrcibiblcitung was mentioned. First is with a pulsed current

ir> mil einer Stromstärke von Ip = 72 Ampere bei stillstehendem Schweißkopf tier erste Schweiüpunkl der Naht geschweißt. Danach wird der Strom auf den Grunclstrom mit einer Stromstärke von Ig = 20 Ampere /u-ir> with an amperage of Ip = 72 amperes at standstill Welding head is welded at the first weld of the seam. After that, the current is on the Grunclstrom with a current of Ig = 20 amps / u-

rückgenommen. Bei dieser Stromstärke brennt gerade noch der Lichtbogen, während gleichzeitig das Schweißbad erkaltet. Während dieser Zeit T wird,wie aus Fi g. 2 hervorgehl, der Schweißkopf mit einer Geschwindigkeit Vum einen vorgegebenen Weg weilerge- r> dreht und danach mit dem Impulsstroni erneut geschweißt. In dieser durch die Linienzuge 1 und 2 gekennzeichneten Schritt-Impuls-Folge schweißt man nun Punkt Tür Punkt, wobei sich die einzelnen Punkte überlappen. IUwithdrawn. At this amperage, the arc just burns while the weld pool cools down at the same time. During this time T , as shown in FIG. 2 hervorgehl, the welding head at a speed Vum a predetermined path weilerge- r> rotates and then welded again with the Impulsstroni. In this step-impulse sequence, identified by the lines 1 and 2, one now welds point-door point, whereby the individual points overlap. IU

Nach Abschluß der Schweißnaht wird der Schweißstrom zur Vermeidung von Endkratern impulsmäßig zurückgenommen. Während diesem, durch den Linienzug 3 wiedergegebenen, Strorsabfall wird bei gleichbleibendem Grundstrom der Impulsstrom stufenweise gesenkL Damit sich nach dem letzten Schweißpunkt der Naht keine Lunker bilden, wird der Schweißkopf angehalten (Linie 4). Die Schweißkopfgeschwindigkeit ist gleich Null.After the welding seam has been completed, the welding current is reduced in pulses to avoid end craters. During this, represented by the line 3, Strorsabfall is with constant Base current The pulse current is gradually reducedL So that after the last welding point of the seam If no cavities form, the welding head is stopped (line 4). The welding head speed is the same Zero.

In F i g. 3 ist noch durch die Linie 5 der Fall angedeutet. daß der Schweißkopf auch während des Stroniab-FaIIs weitergedreht wird. Dabei wird die Geschwindigkeit des Schweißkopfes im gleichen Verhältnis von Impulsstrom zu Grundstrom herabgesetzt.In Fig. 3 the case is also indicated by the line 5. that the welding head also during the Stroniab case is rotated further. The speed of the welding head is in the same ratio of pulse current reduced to base current.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur beim Schweißen von Rohren, sondern auch bei jedem anderen vollautomatischen Wolfram-Inerigas-Schweißen angewendet werden.The method according to the invention can be used not only for welding pipes, but also for everyone other fully automatic tungsten inert gas welding be applied.

Hierzu 1 Blau ZeichnungenFor this 1 blue drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Schweißen nach dem Wolfram-Inertgas-Verfahren, bei dem ein unveränderlicher Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück eingehalten wird, bei dem zur Durchführung der Schweißung einem niedrigeren Grundstrom periodisch wiederkehrende Stromimpulse überlagert werden, zwischen dem Schweißkopf und dem Werkstück eine intermittierende Relativbewegung herrscht, deren jeweilige Bewegungspause zeitlich mit der jeweiligen Stromimpulsdauer übereinstimmt und bei dem nach Vollendung der Schweißnaht der Strom unter Fortsetzung des Schweißvorganges langsam zurückgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach Auftreten eines Stromimpulses mit einer gegenüber dem zeitlich vorangehenden Stromimpuls verminderten Imniilshöhe dit Geschwindigkeit der Relativbewegune entsprechend dem jeweiligen Verhältnis von Impulsstromhöhe zu Grundstromstärke verringert wird.1. Process for welding using the tungsten inert gas process, where there is a constant distance between the electrode and the workpiece is adhered to, in which a lower base current is periodically used to carry out the weld recurring current pulses are superimposed between the welding head and the workpiece there is an intermittent relative movement, the respective pause in movement in time coincides with the respective current pulse duration and in which, after completion of the weld seam, the Current is slowly reduced while continuing the welding process, characterized in that that immediately after the occurrence of a current pulse with one opposite the temporal previous current impulse reduced Imniilshöhe the speed of the relative movement is reduced according to the respective ratio of the pulse current level to the base current level. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach Auftreten eines Stromimpulses mit einer gegenüber dem zeitlich vorangehenden Stromimpuls verminderten Impulshöhe die Geschwindigkeit der Relativbewegung zu Null wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that immediately after the occurrence of a current pulse with one opposite the temporal previous current pulse, pulse height reduced the speed of the relative movement Becomes zero.
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8110 Request for examination paragraph 44
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