P 123 – Elektrogas-Engspaltschweißen mit bandförmigem Zusatzwerkstoff für senkrechte Schweißpositionen

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Beschreibung

P 123 – Elektrogas-Engspaltschweißen mit bandförmigem Zusatzwerkstoff für senkrechte Schweißpositionen

Trotz einiger wesentlicher Fortschritte auf dem Gebiet der mechanisierten Hochleistungsschweißverfahren für Vertikalnähte großer Anschlußmaße herrscht für diesen  Anwendungsfall immer noch das Elektroden-Handschweißen und MIG / MAG-Schweißen im Großbehälter-, Schiff – und Schwermaschinenbau der deutschen und auch internationalen Industrie vor. Die Nachteile dieser Verfahren sind bekannt: geringe Abschmelzleistungen von 2-3 kg / h, die Gefahr von Fehlern in der Schweißverbindung aus Gründen mangelnder Sorgfalt und Aufmerksamkeit des Schweißers, hohe Personal kosten infolge einer qualifizierten Ausbildungsnotwendigkeit des Schweißers in Verbindung mit der durch die erreichbare Abschmelzleistung begrenzten Arbeitsgeschwindigkeit und oft sogar die mangelnde Verfügbarkeit einer genügend großen Anzahl ausreichend qualifizierter Schweißer.
Der Schritt zur Mechanisierung des Verschweißens senkrechter Stumpfnähte nicht – und niedriglegierter Baustähle führte zu der Entwicklung der Elektrogas – und  Elektroschlackeverfahren. Für Blechdicken von etwa 8 bis 40 mm nimmt das Elektrogasschweißverfahren eine besondere Stellung ein. Im Gegensatz zum manuellen  Handschweißen, egal ob E – Hand oder MIG /MAG, bieten sich vom Prozeß technologischen Gesichtspunkt her deutliche Vorteile in Bezug auf Fehlerfreiheit und Gleichmäßigkeit der Nahtausbildung , da der menschliche, nicht zu vermeidende Unsicherheitsfaktor durch den Maschineneinsatz auf ein geringes Maß reduziert wird. Aber selbst gegenüber anderen teil – oder vollmechanisierten Verfahren, wie z.B. dem UP – Schweißen in Wannenlage, besitzt das Verfahren Vorteile, da das Schmelzbad, bedingt durch die Konzeption des Prozesses, lange Zeiträume zum Entgasen zur Verfügung hat und durch Ausnutzung der Schwerkraft diese Effekte in der senkrechten Position noch weiter unterstützt werden.
Des Weiteren lassen sich viele Fügeaufgaben, etwa die des Fertigens von zylindrischen Schüssen aus Segmenten, wesentlich einfacher und schneller lösen, wenn die einzelnen Segmente senkrecht stehend verschweißt werden können. Es entfallen nämlich aufwendige Positionier – und Abstützungsmaßnahmen, die zum Verschweißen der Bleche in Wannenlage nötig sind und je nach Bauteildimensionen und Wandstärke erhebliche Probleme bereiten können.
Zieht man darüber hinaus wirtschaftliche Gesichtspunkte mit in Betracht, etwa die hohe Leistungsfähigkeit des Verfahrens sowie relativ geringe Investitionskosten bei der Neuanschaffung von Elektrogas – Schweißausrüstungen, werden die Vorteile in Bezug auf wirtschaftliches Fertigen deutlich. Daß sich das Verfahren, trotz der oben angeführten Argumente, noch nicht (zumindest in Deutschland ) weitverbreitet durchsetzen konnte, liegt an dem relativ hohen Energieeintrag des Verfahrens in den Grundwerkstoff, der auf höherem Niveau angesiedelt ist als z. B. der beim UP-Schweißen. Gelingt es, das Konzept des Elektrogasschweißens dahingehend zu modifizieren, daß unter Beibehaltung der Vorteile, wie hohe Nahtqualität, hohe Reproduzierbarkeit der Schweißergebnisse, hohe Abschmelzleistungen, einfache Bedienbarkeit sowie einfache Nahtvorbereitung, die Nachteile des hohen Energieeintrages in den Grundwerkstoff vermieden werden , würde ein Schweißverfahren angeboten werden können, das selbst im Vergleich zu anderen, heute allgemein eingesetzten Verfahren, wie z.B. dem UP-Schweißen, konkurrenzfähig wäre, unter Umständen sogar deutliche Vorteile in technologischer, wirtschaftlicher und metallurgischer Hinsicht bietet.
Um dieses Ziel zu erreichen, wurde in dem durchgeführten Vorhaben die Verwendbarkeit von bandförigem Zusatzwerkstoff zum Elektrogasschweißen untersucht. Hierbei sollte das Band parallel zu den Blechkanten in den Spalt eingeführt werden um speziell für die senkrechte Zwangsposition die charakteristischen Eigenschaften des Bandes als Zusatzwerkstoff bestmöglich auszunutzen.

Veröffentlichung:
1987

Autoren:
Prof. Dr.-Ing. F. Eichhorn, Dipl.-Ing. Pyrasch