Stahl und Eisen, Jg. 48, Heft 29

STAHL UND EISEN

Z E I T S C H R I F T F Ü R D A S D E U T S C H E E I S E N H Ü T T E N W E S E N

Herausgegeben vom Verein deutscher Eisenhüttenleute Geleitet von Dr.-Ing. Dr. mont. E. h. O. P e t e r s e n

unter verantwortlicher Mitarbeit von Dr. J.W. Reichert und Dr.M. Schlenker für den wirtschaftlichen Teil

HEFT 29 19. JULI 1928 48. J A H R G A N G

S tr e ifz ü g e durch die gesam te S ch w eiß tech n ik .

V on D irek tor F r a n z T ö p f l in D üsseldorf.

[Bericht Nr. 39 des Maschinenausschusses des Vereins deutscher Eisenhüttenleute*).]

(Fortschritte der letzten J a h r e im Gas- u n d elektrischen Lichtbogenschweißen. Elektrotrennen. P r ü fe n der Schw eißungen.

Schw eißstäbe u n d Elektroden. A u sb ild u n g der S c h w eiß m a n n sch a ß .)

I

Schm elzschweißung.

D ie P reßsch w eiß ung is t jen e Schw eißu ng, b ei der die Verbindung der beiden A rb eitsstü ck e un ter A n w endu ng von Druck in teig ig em Z u stan d e der V erbindu ngsstellen erfolgt, während bei der S ch m elzsch w eiß u ng die Z usam m en­

fügung der S ch w eiß stellen gew öh n lich ohne A n w endu ng von Druck in flüssigem Z u stand e m it oder ohn e V erw endung von S ch w eiß zu satzm itteln d u rchgefüh rt wird.

D ie P reßschw eißung, zu der die H am m ersch w eißu ng als Koksfeuer- oder W assergassch w eiß ung, die elektrisch e W iderstandsschw eißung u n d die T herm itp reßsch w eiß ung gehören, soll bei den folgen d en A u sfüh ru ngen n ich t b ehan delt, sondern es soll nur über die G asschm elzschw eiß ung, früher autogenes Schw eißen g en a n n t, u n d über die E lek tro- schmelzschweißung, d. h. die elektrisch e L ich tb o g en ­ schweißung, gesprochen w erden.

In der G asschm elzsch w eiß ung w ird h a u p tsä ch lich A z e ­ tylen als B renngas v erw en d et, das m it seiner F la m m e n ­ temperatur vo n un gefäh r 3 6 0 0 ° ein v orb ild lich es B renngas darstellt. E s w ird entw eder am V erb rau ch sorte in b ew eglich en oder feststehenden A zety len e n tw ick ler n nach dem Ver­

fahren: K arbid ins W asser oder W asser zum K arbid her­

gestellt oder v erd ich tet in F la sch en als sogenan n tes D isso u s­

gas bezogen. W ährend m an früher zur A zetylen erzeu gu n g Niederdruckentwickler bis 3 00 m m W S u n d M itteld ru ck ­ entwickler bis 1000 m m W S v erw en d ete, sin d heu te auf Grund der vo n W . R i m a r s k i 2) v o n der C h em isch-T ech­

nischen R eich san stalt d u rchgeführten V ersuche auch H o c h ­ druckentwickler bis zu 1 a t v o m D e u tsch en A zety len a u ssch u ß freigegeben worden. U eb er die V orzüge dieses hoh en Druckes (Ersparnis an S au erstoff) g eh en d ie M einungen der Schw eißfachleute noch sehr auseinan der. A u gen b lick lich werden die M itteld ru ck en tw ick ler am m eisten an gew end et.

D ie Frage, w ie w e it durch V erunreinigungen des Sauer­

stoffes und des B renngases der G asverb rauch und die G üte der Schw eißnaht b eein flu ß t w ird, is t in den le tz te n Jahren

*) Sonderdrucke sind vom Verlag Stahleisen m. b. H., Düssel­

dorf, Schließfach 664, zu beziehen.

9 Vgl. St. u. E. 44 (1924) S. 147/8.

2) Autogene Metallbearbeitung 21 (1928) S. 34/9.

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w ied erh olt erörtert worden. D ie A rb eiten v o n E . S t r e b 3) hab en vollk om m en e A u fkläru ng geb rach t u n d ergaben, daß Verunreinigungen des Sau erstoffes bis zu 5 % S tick sto ff un d ein F eu ch tig k eitsg e h a lt v o n 2,5 % im A z ety le n auf die S ch w eiß leistu n g n ich t so stark en E in flu ß ausüb en w ie die un gleich m äß ige A rbeitsw eise ein es g u ten D u rch sch n itts­

schw eißers. A u f die G üte der S ch w eiß n ah t h a t n a ch den V ersuchsergebnissen ein S tick sto ffg eh a lt bis zu 5 % im Sau erstoff und ein G ehalt bis zu 0,007 % H 2S un d 0 ,02 % P H 3 im A zety le n keine E inw irku ng g eze ig t. D iese V ersuche bew iesen , daß es n ich t n o tw en d ig ist, die R ein h eit der zum Schw eißen verw an d ten Gase bis zur h ö ch sten G renze zu steigern. E s is t v orteilh after, billigere G aserzeu gun gs­

k o sten zu erzielen. B eim au togen en Sch n eid en verm in d ert reiner Sau erstoff jedoch den G asverbrauch u n d den Z e it­

aufw and. B ei ein em Sau erstoff m it 96 % R e in h e it w ird für die g leich e S ch n ittleistu n g die 25fache M enge Sau erstoff verb rau ch t w ie b ei 9 9,5 % R einheitsgrad. E in e G as­

ersparnis v o n 10 % u n d eine M ehrleistung v o n 11,2 % kan n erzielt w erden, w en n Sau erstoff m it 99,5 % R ein h eit an S telle v o n Sau erstoff m it 99 % verw en d et wird.

In letz ter Z eit w ird für die V erw endung v o n L eu ch tgas zum Schw eißen v ie l gew orben. V ersuche hab en aber er­

geben, daß die F lam m en tem p eratu r des L eu ch tgases von 1800° zw ar zum S ch n eid en u n d L ö ten , aber n ic h t zum ein w and freien Schw eißen im B etrieb e v erw en d et werden k ann. A n den S ch w eiß stellen tra ten b ei au sgefü h rten B ieg e- u n d Zerreißversuchen n ich t g u t versch w eiß te S tellen auf, ob­

w oh l m it größter Sorgfalt g esch w eiß t w orden w ar. E rst durch H in zu m isch en v o n A zety len g a s in b ed eu ten d em Maße w ar es m öglich, einw andfreie Schw eißungen zu bekom m en.

B a u a rt u n d W irk un gsw eise der Schw eißbrenner is t b e­

k an n t. F ür B ren ngase m it gerin gem D ru ck (A zety len ) v er­

w en d et m an die Injektorbrenner, b ei denen der Sau erstoff das B ren ngas an sau gt, w äh rend für B ren ngase m it höherem D ruck (F la sch en a zety len , W asserstoff) M ischdüsenbrenner v erw en d et w erden. B esonders b ei Injek torb renn ern änd ert sich aber durch die allm äh lich e E rw ärm u ng des S ch w eiß ­ brenners die In jek tord ü se u n d dadurch auch das M isch u n gs­

v erh ä ltn is zw isch en Sau erstoff u n d B ren ngas. D er S au er­

stoffü bersch uß ste ig t, die S ch w eiß k osten w erd en h ö h er, die G üte der Schw eiße sin k t. Abb. 1 z eig t das M uster eines Injektorbrenners in V erbindung m it dem G a sen tw ick ler u n d der Sau erstoffflasche. B eim In jek torb ren n er w ir d das M isch ungsverhältnis v o n Gas u n d S au erstoff durch z w e i D rücke (E n tw ick ler-G asb eh älter, D r u c k m in d er v en til an der

3) Autogene Metallbearbeitung 21 (1928) S. 3/8.

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962 Stahl und Eisen. S tr e ifzü g e d u r c h d ie g esa m te S c h w e iß te c h n ik . 48. Jahrg. Nr. 29.

Sau erstoffflasche) b eein flu ß t. D ru ck m in d erven til an der S au erstoffflasch e u n d G asregelhahn am Brenner werden v om Schw eißer gew öhn lich nach E in sch ä tzu n g u n d G efühl geregelt. D u rch dauernde D ruckabnahm e in der S au erstoff­

flasch e m uß der Schw eißer ste ts regeln, d am it der vorge­

schriebene A rbeitsdruck ein geh alten un d der beim Schw eißen gefährliche Sauerstoffüberschuß verm ied en wird.

D iesem U ebelstan d su ch t das in den letzten Jahren stark bekäm p fte Fram averfahren abzuhelfen durch se lb sttä tig e,

U eberdruck in das L eitu n g sn etz befördert u n d a n s ta tt der bish erigen W asser Vorlage an jed e S ch w eiß stelle ein F ram a- v e n til an die L eitu n g an sch ließ t. D ie zen trale W asservor­

la g e w ird d an n am b esten zw isch en G asglock e u n d K o m ­ pressor ein g esch a ltet. D u rch die D ru ck g leich h eit der b eid en Gase is t der F ram asch w eißbren ner n ich t als In jek tor, sondern als M ischdüsenbrenner ausgeb ild et.

D ie E rfahrung h at n och n ich t überall b ew iesen , ob der F ram am ischb renn er im D au erb etrieb dem In jek torb ren n er überlegen ist. B ed eu te n d e S chw eiß fach ­ leu te, w ie P rofessor C. F . K e e l , B asel, un d andere sin d n och G egner, ob w oh l auch das K a iser-W ilh elm -In stitu t für E isen forsch u n g4) b ei V ersuchen g efu n ­ den h a t, daß das th eo retisc h e M i­

sch u n gsverh ältn is 1 :1 zw isch en Sauer­

sto ff un d A zety len u n d ein A rb eits­

druck v o n 0,2 bis 0,3 at erreicht w er­

den kann.

vom W illen u n d v o n der G eschicklichkeit des Schw eißers un abh ängige E in stellu n g auf die durch E rw ärm ung u n ­ beeinflußbare, unveränderliche E in h altu n g des richtigen M isch ungsverhältnisses zw ischen Sauerstoff und A zety len D as Fram averfahren beru h t auf der selb sttä tig en zw ang­

läu figen G leichstellun g des B etriebsdruckes der b eid en Gase m it nachfolgender selb sttä tig er und zw angläufiger G leich­

stellu n g der G asm engen nach dem th eoretischen M ischungs­

verh ältn is v o n 1 : 1 für die Schw eißflam m e. D as F ram a- v e n til (A bb. 2 un d 3) b este h t aus einer A zety len - un d ^ . einer Sauerstoffkam m er, zw ischen denen zw ei durch ’ einen L uftraum getren n te M em branen v o n gleichen D urchm essern angeordnet sind. D er B etrieb sd ru ck des

Abbildung 2. Framaventil, Schnitt Sau erstoffes ersetzt die F ed er des A zetylend ru ck -M ind er­

v en tils. D ie Z w an gläu figk eit zw ischen den beiden D rücken is t daher gesch affen . S in k t z. B. der Sauerstoffd ruck , so w ird auch das A z e ty le n v e n til gedrosselt und der A z e ty le n ­ druck entsp rech en d dem verm ind erten Sau erstoffd ru ck h erab gesetzt.

A u ch für M itteld ru ck -A zetylen erzeu ger is t das F ram a­

v e n til sehr geeign et. F ür N iederdruckentw ickler is t es be­

sonders b ei G roßschw eißbetrieben erstrebensw ert, einen K om pressor au fzustellen , der das A zety len m it etw a 0 ,5 at

Abbildung 3. Framaventil, Ansicht,

Jed en falls is t das F ra m a v en til un d der F ram asch w eiß ­ brenner der erste V ersuch, von der A u fm erk sam k eit des Schw eißers u n abh än gig zu w erden oder den Schw eißer zu e n tla sten , d a m it er n ich t m ehr dauernd auf die R egelu n g der G a sv en tile ach ten m uß , son dern seine ganze A u fm erk­

sa m k eit auf die S ch w eiß arb eit se lb st verw en d en kann.

A u ch auf dem G ebiete der p rak tisch en D urchführung der G asschm elzsch w eiß ung h a t eine N eu eru n g v ie l A u f­

sehen un d A u fregun g bei den S ch w eiß fach leu ten hervor­

gerufen. B ish er w ar b ei B lech en v o n 4 bis 15 nu n D ick e die sogen an n te L ink sschw eißu ng (A bb. 4) üblich. V om S ta n d des Schw eißers aus gesehen, w ird der Schw eißb renn er un d der vor diesem b efin d lich e S ch w eiß d rah t v o n rechts

n ach lin k s bew egt. D ie A b­

schrägung der Schw eißk anten w urde zu 2 x 4 5 ° = 9 0 ° aus­

geführt. E in T eil der F la m ­ m enw ärm e flie ß t in der R ich­

tu n g der B lechob erfläch e an die um geb en d e L u ft u n geh in ­ dert ab.

In H am b u rg is t nach einem B erich t v o n Professor H er­

m ann R i c h t e r 5) se it etw a 10 Jahren b ei ein igen B etrieb en die sogen an n te R ech tssch w eiß u n g nach A b b. 5 an gew en d et w orden, bei w elch er B renner u n d S ch w eiß d rah t v o m S ta n d ­ p u n k te des S chw eißers aus g eseh en v o n lin k s nach rechts g efü h rt werden. D ie S ch w eiß k an ten w erd en etw as w eniger a bgeschrägt, w odurch auch w en iger Z u sa tzm ittel n o tw en d ig sind. D ie F lam m e trifft fa s t sen k rech t die S ch w eiß fu ge, der Brenner wird in k lein en k reisartigen B ew egu n gen g efü h rt.

4) Autogene Metallbearbeitung 19~( 1926) S/261.

5) Schmelzschweißung 6 (1927) S.‘lll/4 u. 137/9.

19. Juli 1928. S tr e ifz ü g e d u rch d ie g esam te S c h w e iß te c h n ik . Stahl und Eisen. 963

Professor K eel h a t v o r Jah resfrist n ach A b schlu ß ein ­ gehender Versuche die neue R ech tssch w eiß u ng nach Abb. 6 du rchgebildet, die der G asschm elzschw eiß ung schw eißtechnische un d w ir tsch a ftlic h e V erbesserungen bringt.

Bei diesem V erfahren w erd en die B lech k a n ten nur m it etw a 2 x 30° abgeschrägt u n d nur etw a 1 m m voneinan der entfernt au fgelegt. D er B ren ner w ird v o m Schw eißerstand aus gesehen gerad linig von lin k s nach rech ts der N u te e n t­

lang geführt, der Z u satzd rah t m a ch t in der S chw eiß fu ge

eine kleine scheuernde B ew egu n g. D ie zu schw eißend en Arbeitsstücke m üssen hohl aufliegen, da m it zu B egin n des Schweißens ein klein es län glich es L och in der Schw eißfuge m it dem B renner ausgesch m olzen wird. D urch dieses

R ech tssch w eiß u n g bis zu 90 % höhere S ch w eiß leistu n g erhalten h ä tte 6). D iese bed eu ten d e M ehrleistung is t d ie F olge besserer W ärm eau snu tzu ng der Schw eißflam m e u n d der kleineren Schw eißfuge, da hierbei w eniger S c h w eiß ­ m ittel ein gesch m olzen w erd en m üssen. D ie F lam m e w ird v iel besser zum V orw ärm en un d S chm elzen der S c h w eiß - k an ten un d des Z usatzd rah tes verw en d et. M it diesen schw eißtech nischen V orteilen sin d aber n och b ed eu ten d e w irtsch aftliche V orteile verbunden. D er V erbrauch an

Z usatzd rah t is t geringer, der G asverbrauch sin k t, die Schw eißleistun g ste ig t b ed eu ten d . D ie A rb eitsstü ck e ver­

ziehen sich w eniger, da auf die L än gen ein h eit w eniger W ärm e zugeführt w ird, B lech e brauchen n ich t m ehr keilförm ig auseinan dergelegt zu w erden, da geringere W ärm eau sdeh­

nungen auftreten. A b b. 7 z eig t die B renner- u n d Z usatz- drah th altu n g nach dem K eelsch en Verfahren. A bb. 8 g ib t die versch iedene Lage der S chw eißn ähte w ieder. Jedenfalls hat die G asschm elzschw eißung durch dieses au sgezeich n ete Schw eißverfahren einen n euen A n trieb erhalten u n d w ird m anche A rb eitsgeb iete b eh alten , die son st aus Gründen der W irtsch aftlich k eit der E lek trosch m elzsch w eiß un g anh eim ­ gefallen w ären.

D ie vielfach e A n w endu ng der G asschm elzsch w eiß ung in der H erstellu n g v o n M assengegen stän den h a t auch den Bau von selb sttä tig en L ängsnah tschw eißm aschinen n otw en d ig Durchschm elzen der S ch w eißk an ten k om ­

men sie vollk om m en in Schm elzfluß und gew ährleisten einw andfreie Ver-

r fu f/v ä r fs s c /r n 'e //s e /7

Sc/7treföe/7 /ror/zew /a/er M ä/r/e f/7 se / 7 / rre c/ rfe r W a/rd

Abbildung 7. Brenner- und Zusatzdraht- Haltung nach Keel.

Abbildung 8. Verschiedene Lage der Schweißnähte.

schweißung. D er F la m m en k eg el ta u c h t d ab ei ganz in die N ut. D ie F lam m e b estreich t n ich t nur die F la n k en , sondern auch die u n teren F lä c h en der S ch w eiß k a n ten m it ihrer heißesten S telle so w irksam , daß eine schn elle Ver­

schw eißung m öglich ist. M an erreicht m it d iesem V erfahren bedeutend größere S ch w eiß leistu n gen . P rofessor H . R i c h t e r berichtete auf der letz ten T agu n g des D eu tsch en A z ety le n ­ vereins in D ü sseld orf, daß er m it der alten H am burger R echtsschw eißung bis zu 30 % größere S ch w eiß leistu n g gegenüber der L in k sschw eißu ng u n d bei der K eelsch en neuen

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PPase.

r/rase 1 Phase!

X/yopfscfo/fer Phase P

Abbildung 9.

Schweißung mit Drehstrom (Heemaf).

gem ach t. A uf der schw eiß­

tech n isch en K ölner F rü h ­ jahrsm esse 1927 sind solche M aschinen vorgefü hrt wor­

den. D er w assergekühlteS ch w eiß bren ner w ird auf ein em S ch lit- ten ähnlich w ie der Su pp ort auf einer H obelm asch in e w a g e­

rech t durch m ech anisch en A n trieb vorw ärts b ew egt. D u rch eine S ch altein rich tu n g lä u ft der Brenner nach B een d ig u n g der Schw eißarbeit se lb sttä tig zurück. D as W erk stü ck lagert in S p ann - u n d S tü tzstü c k e n in unverrückbarer Schw eißla^e.

964 Stahl und Eisen. S tr e ifzü g e d u rch d ie g esa m te S c h w e iß te c h n ik . 48. Jahrg. Nr. 29.

Es ist nicht möglich, eine allgemeine Regel aufzustellen, in welchem Falle eine selbsttätige autogene Längsnaht­

schweißmaschine, eine elektrische Punktschweißmaschine oder eine elektrische Nahtschweißmaschine geeigneter und wirtschaftlicher ist. Zu empfehlen ist, sich bei eintretendem Bedarf an die führenden Werke zu wenden, die solche Ma­

schinen hersteilen und mit Rat und Tat zur Seite stehen sowie ohne Schwierigkeiten Versuche zur Klarstellung durch­

führen. Im Betrieb sind jedenfalls unvergleichlich viel mehr elektrische als autogene Maschinen für solche Zwecke in Verwendung.

Das autogene Schneiden, aus dem sich erst später das autogene Schweißen entwickelt hat, ist bereits Allgemeingut aller Betriebe geworden und so bekannt, daß eine Beschrei­

bung des Verfahrens und des gewöhnlichen Schneidbrenners nicht notwendig ist.

Fortschritte sind beim S c h n e id e n v o n G u ß eisen ge­

macht worden. Wenn auch bereits vor 15 Jahren versucht wurde, Gußeisen durch Verbrennung von zugesetztem weichen Flußstahl zu schneiden, so kam man doch von diesem Verfahren wieder ab, da es zu unsaubere Schnitte ergab und die Kosten zu hoch waren. Erst vor kurzer Zeit gelang es, einen geeigneten Gußeisenschneidbrenner mit starken Heiz­

flammen und Hochdruck-Sauerstoffdüsen zu bauen, der sich ein beschränktes Anwendungsgebiet beim Verschroten von sperrigen Gußstücken usw. erobern wird. Ein vollkommen sauberes Schneiden ist auch mit diesem verbesserten Guß­

schneidbrenner nicht möglich, weil der Schmelzpunkt des Gußeisens bei ungefähr 1200° liegt, während die Verbren­

nung des Eisens bei ungefähr 1350° eintritt. Der Schneid­

brenner schmilzt daher größtenteils mit seinen Heizflammen das Gußeisen, während durch die Sauerstoffdüse das Schmelz­

gut weggeblasen wird.

Auch beim autogenen Schneiden ist man bestrebt, die Handarbeit des Arbeiters, wo angängig, durch mechanische Führung des Schneidbrenners zu ersetzen. Maschinen, durch die Gesenke und andere in der Form verwickelte Teile mit Hilfe einer Kopiereinrichtung sauber autogen aus­

geschnitten werden können, haben sich im Betrieb sehr gut eingeführt. Der Antrieb erfolgt je nach Größe der Maschine mittels Feder oder Elektromotor. Autogene Wellenschneidmaschinen sind ein notwendiges Rüst­

zeug der Werkstätte geworden. Bei diesen Maschinen wird der Brenner durch eine Parallelogrammführung stets in der einmal eingestellten Richtung gehalten. Der Sattel, in dem die Parallelführung und die zur Bewegung notwendige Schraubenspindel gelagert ist, wird durch eine Gelenkkette . an der zu schneidenden Welle gehalten.

Selbst Nietkopfbrenner sind durchgebildet und besonders im Schiffbau angewandt worden. Diese haben einen flachen Kopf zum Aufsetzen auf das Blech, sonst wirken sie wie ein gewöhnlicher Schneidbrenner. Die Anheizflamme trifft den Rand zwischen Nietkopf und Blech, nach Vorwärmung wird der Sauerstoffhahn geöffnet und der Nietkopf ab­

geschnitten. Der vor einigen Jahren aufgetauchte Druck- luft-Nietkopfentferner tritt mit diesem in starken Wett­

bewerb und scheint dem autogenen Brenner wirtschaft­

lich bedeutend überlegen zu sein.

Mehr noch als beim Gasschmelzschweißen sind in der Elektroschmelzschweißung in den letzten Jahren be­

deutende Fortschritte erzielt worden. Während vor Jahren die Elektroschweißerei größtenteils für Ausbesserungen ver­

wendet wurde, ist man heute so weit, neue Maschinenteile, Eisenbauteile, selbst ganze Hallen, Krane, Gasbehälter usw. mit Verwendung des neuen Maschinenelements, der Schweißverbindung, herzustellen. In Deutschland wird

hauptsächlich mit Gleichstrom geschweißt. Die Gleich­

stromschweißmaschinen, von den großen elektrotechnischen Firmen in einwandfreier Weise durchgebildet, sind bekannt.

Forschungsarbeiten des Fachausschusses für Schweißtechnik des Vereins deutscher Ingenieure sind durchgeführt worden, um mit Hilfe von Oszillographen die Aufnahme von Oszillo- grammen zu ermöglichen, um verschiedene Vorgänge, wie Kurzschluß, Zündung des Lichtbogens und Schweißvorgang, zu beobachten und für die weitere Vervollkommnung der Schweißmaschinen zu verwerten6).

Wenn auch der Wechselstrom-Schweißtransformator der Gleichstrom-Schweißmaschine wirtschaftlich überlegen ist, so ist dessen Anwendung im Betrieb nicht weit vorge­

schritten, da er die Drehstromnetze ungleichmäßig belastet und vielfach nur die Verwendung der teueren umhüllten Elektroden zuläßt. Es wird später bei den Ausführungen über die Wirtschaftlichkeit noch näher hierauf einge­

gangen werden.

Versuche mit Kleinkondensatoren, um den Leistungs­

faktor der Schweißumformer und besonders der Schweiß­

transformatoren zu erhöhen, haben gute Ergebnisse gehabt7).

Um die Belastung der Netzphasen gleich zu erhalten, hat die Firma „Heemaf“, Hengelo (Holland), ein sogenanntes Schweißrad nach Abb. 9 gebaut, das den Drehstrom auf Schweißspannung umformt. Zwei Phasen führen zu den zwei Schweißstäben einer Doppelelektrode, die dritte Phase führt zum Werkstück. Beim Schweißen entsteht ein Drehstromlichtbogen, der wegen der geeigneten Wahl der sekundären Windungszahlen die Netzphasen nahezu gleich belastet. Beim Anheben der Elektroden vom Werkstück muß der zwischen den beiden Elektroden noch brennende Lichtbogen durch einen am Elektrodenhalter sitzenden Knopfschalter unterbrochen werden. Die Vorteile dieses Verfahrens sind ein Leistungsfaktor von cos 9 = 0,8 und erhöhte Schweißgeschwindigkeit; außerdem tbleiben die Elektroden am Werkstück nicht kleben und dünne Bleche brauchen an den Schweißkanten nicht abgeschrägt zu werden.

Der Hauptnachteil scheint die Doppelelektrode und der zu­

gehörige Elektrodenhalter zu sein. Ein einwandfreier Elek­

trodenhalter, der lange Zeit den Werkstattbeanspruchungen standhält, ist heute überhaupt noch nicht vorhanden. Un­

ausbleibliche Verschmorungen erfordern ein frühzeitiges Aus wechseln. Wenn

nun bei der „Heemaf“- Schweißeinrichtung an der Schweißzange zwei Elektroden, die vor­

einander geschützt sein müssen, sitzen, so wer­

den nach nicht langer

Betriebs zeit Störungen

am Elektrodenhalter

auftreten. Jedenfalls

hat dieses Verfahren im Betriebe bis jetzt noch keine weite Verbreitung gefunden.

Urehstrom

pr/m.

s e k

C /e trfro d e n fM e/a// u. Meta//

oe/er HoO/eu /Hern!/)

W e rk stü c k

Abbildung 10. Drehstrom-Schweiß­

bogentransformator.

Ein anderes Verfahren mit dem Drehstrom-Schweiß­

transformator Z ack nach Abb. 108) will ebenfalls die drei Phasen des Drehstromnetzes gleichmäßig belasten, und zwar dadurch, daß es gleichzeitig mit zwei Elektroden schweißt und eine Phase an das Arbeitsstück anschließt.

6) Zwanglose Mitteilungen des Fachausschusses für Schweiß­

technik 1927.

7) Autogene Metallbearbeitung 20 (1927) S. 242.

8) Autogene Metallbearbeitung 20 (1927) S. 73.

19. Juli 1928. S tr e ifz ü g e d u r c h d ie g esa m te S c h w e iß te c h n ik . Stahl und Eisen. 965

Zack kann mit seinem Transformator das Bernados- und das Slavianoff-Verfahren vereinigen, d. h. er kann mit der einen Elektrode in der einen Hand mit der Kohle den so­

genannten Wärmelichtbogen und mit der anderen Elektrode (Metall) in der anderen Hand den sogenannten Schweiß­

lichtbogen ziehen. Er will also den einen Lichtbogen zum Vorwärmen und den anderen zum Mederschmelzen verwen­

den. Ferner kann er mit seinem Transformator noch mit je einer Elektrode an zwei Schweißstellen einphasig, also nach dem Slavianoff-Verfahren, oder mit zwei Metall­

elektroden gleichzeitig schweißen.

Auf der Kölner Frühjahrsmesse 1927 wurde dieses Ver­

fahren gezeigt. Es ist sicherlich schwierig für den Schweißer, die Elektroden (Kohle und Metall) mit beiden Händen zu führen. Vorderhand hat man jedenfalls den Eindruck, daß die Güte der Schweißung mit den Schweißungen durch Gleichstrom nicht auf gleicher Stufe steht, und der Vorteil der Stromersparnis sehr teuer erkauft wird. Gerade jetzt, wo die Schweißtechnik selbst noch in Entwicklung begriffen ist, ist es am wichtigsten, die Güte der Schweiße zu steigern.

Das Anlernen der Schweißer wird mit diesem Verfahren auch schwieriger sein. Der Erfinder soll Ergänzungspatente eingereicht haben, die ein besseres Schweißen ermöglichen sollen. Einzelheiten sind bisher nicht bekannt geworden.

Einen anderen Weg zur Vervollkommnung der Schweiß­

technik stellt die Lichtbogenschweißung mit atomarem Wasserstoff dar, die von der General Electric Company in Amerika patentrechtlich geschützt und von der AEG, Berlin, übernommen und weitergebildet worden ist (Abb.11).

Man führt hierbei dem elektrischen Lichtbogen Wasser­

stoff zu; der Lichtbogen spaltet das Wasserstoffmolekül in Atome. Bei diesem Vorgang wird eine verhältnismäßig große Wärmemenge dem Lichtbogen durch die Spaltung entzogen. Beim Auftreffen des zerlegten Wasserstoffes auf das Werkstück vereinigen sich die Wasserstoffatome wieder zu Molekülen. Die für die Spaltung der Atome auf gewendete Wärme wird wieder frei und kommt dem vor­

zuwärmenden Arbeitsstück zugute. Gute Vorwärmung des Arbeitsstückes ist ja auch beim gewöhnlichen Lichtbogen­

schweißen notwendig, um einwandfreie Schweißungen zu erzielen.

Außerdem wird noch von dem neuen Verfahren erhofft, daß die schädliche Einwirkung des Sauerstoffs und Stick­

stoffs der atmosphärischen Luft beim Schweißen unter Ein­

wirkung des einhüllenden Gasmantels vermieden wird.

Da Versuche mit reinem Wasserstoff gezeigt haben, daß sich der Lichtbogen auch bei erhöhter Spannung nur schwer halten läßt, hat die AEG unter Verwendung von Methanol (Methylalkohol) als Wasserstofferzeuger viele Versuche durchgeführt. Methanol verdampft bei 62° und spaltet sich

bei etwa 700° in H 2 + CO. Beim Schweißen mit dieser Gasmischung wurden Schweißspannungen verwendet, die doppelt so hoch waren wie die bisher üblichen.

Erst durch die Ausführung einer Sondervorrichtung wurde eine gleichmäßige Einhüllung des Lichtbogens er­

reicht. Durch die gute Wärmewirkung der Methanol­

schweißung war es möglich, Bleche bis 15 mm Stärke ohne Zuschärfen der Schweißkanten stumpf zu schweißen. Wie weit die Schweiße Wasserstoff aufnimmt und wie das recht­

zeitige Ausscheiden des Wasserstoffes im Betriebe erreicht wird, werden weitere Forschungen der AEG. aufklären.

Die beim Schweißen auftretenden Wärmespannungen sollen bei diesem Verfahren größer als beim gewöhnlichen Lichtbogenschweißen und kleiner als beim Gasschmelz­

schweißen sein. Die Selbstkosten für die Schweißstunde nach diesem Verfahren sollen doppelt so hoch wie bei der ge- wöhnlichenLichtbogenschweißung sein, dafür wird aber auch die Schweißleistung als doppelt so hoch angegeben9). Die AEG wird erst nach Abschluß der Versuche mit den Einrichtungen für das Schweißen mit atomaremWasserstoff in die Oeffentlich- keit kommen. In Betrieben, in denen viele Einzelumformer bei einer Anlage erforderlich sind, ist man dazu überge­

gangen, Vielfachumformer für 65 V konstante Spannung für eine größere Anzahl von Schweißstellen unter Be­

nutzung von Vorschalt- oder Regelwiderständen für jede Schweißstelle zu bauen, um dadurch die Beschaffungskosten herabzusetzen. Nach Untersuchen von A. D a n z 10) ist der Einzelumformer überall da dem Vielfachumformer über­

legen, wo der Nutzungsfaktor, d. h. das Verhältnis der Schweißzeit zur Arbeitszeit, nicht unter etwa 0,4 sinkt und wo der Strompreis je kWst nicht außergewöhnlich niedrig ist; schon bei einem Preis von 15 Pf./kWst ergibt der Einzel­

umformer erhebliche Ersparnisse im Jahr.

Die Elektroschmelzsehweißung wird heute bereits vielfach für Aufschweißarbeiten verwendet, um abgenutzte Teile durch Aufschweißen wieder verwendungsfähig zu machen. Versuche, um die Wirtschaftlichkeit dieser Arbeiten zu erhöhen, führten zu besonderen Maschinen— z. B. Spur­

kranz-Schweißmaschinen, um abgenutzte Radreifen auf­

zuschweißen— , die sich im Betrieb sehr gut bewährt haben.

Der zu schweißende Radsatz oder Rundkörper wird auf motorisch angetriebenen Rollen schräg gelagert, der Schweiß­

draht wird durch ein kleines Richtwalzwerk geradegerichtet und über Vorschubwalzen, die durch ein Relais angetrieben werden, zum Radreifen geführt. Das Relais bewirkt selbst­

tätige Regelung der Schweißdrahtzuführung. Nachdem eine Maschine gewöhnlich mit zwei Schweißköpfen ausgerüstet ist und ein Mann zwei Maschinen bedienen kann, ist die wirtschaftliche Bedeutung solcher Maschinen erklärlich.

Tatsächlich werden sowohl bei der Reichsbahn als auch in manchen großen Grubenbetrieben solche Maschinen ver­

wendet. Aber nicht nur runde Körper, sondern auch be­

liebig gestaltete Körper lassen sich mit Automaten schweißen, wenn durch große Massenerzeugung die Anschaffung einer solchen Maschine wirtschaftlich erscheint.

Aus dem Vorhergesagten ist zu ersehen, welche Wege ver­

sucht werden, um das Elektroschweißen zu vervollkommnen und die Möglichkeit zu schaffen, die Schweißtechnik noch rascher als bisher in der Technik und in die Betriebe einzu­

führen.

Als Gegenüberstellung zum autogenen Schneiden sei noch die Elektrotrennmaschine erwähnt (s. Abb. 12 bis 14) Das Verfahren beruht auf einer neuartigen Anwendung des elektrischen Lichtbogens in Verbindung mit einer

9) A-E-G-Hitt. (1927) S. 241/4.

10) Schmelzschweißung 6 (1927) S. 139/43.

Scfnvei/se . Werkstück

Abbildung 11.

Schweißung mit atomarem

Wasserstoff.

966 Stahl und Eisen. S tr e ifzü g e d u r c h d ie g esa m te S c h w e iß te c h n ik . 48. Jahrg. Nr. 29.

M etalltrennsäge. Zum U n terschied der zahnlosen R eib ­ sägen oder sogen an n ten M etalltrennsägen w ird bei der E lek trotren n m asch in e der zu schneidend e W erk stoff an der zu schn eidend en S telle durch elektrisch en L ich tbogen erh itzt. D er W erk stoff der S ch n ittfu ge w ird v erflü ssigt und durch die am U m fan ge eigen artig verzahn te Sch n eid ­ sch eib e entfernt. D ie Scheibe erw ärm t sich daher n ich t so stark wie bei der M etalltrennsäge und h a t infolged essen eine längere Lebensdauer. D ie S ch n ittleistu n g soll 200 bis 250 cm 3 in 40 bis 50 sek bei 1 k W st b etra g en 11). D ie M aschine wurde auf der L eipziger Frühjahrsm esse 1927 vorgeführt.

Schw ierigk eiten für den D au erbetrieb werden s e in :

1. D ie L ebensdauer der Isolierung des schw eren R ahm ens, in w elch em die Trennscheibe gelagert ist.

2. D ie beim Schn eid en vo n schw eren P rofilen , die der Scheibe eine stark w ech selnde E ingriffsfläche bieten , zur U n ter­

h altu n g der w irksam en Schneidflam m e notw en d ige Ver­

ringerung der V orschubgeschw indigkeit.

Ob diese Forderung vo n der B edien un gsm ann­

sch a ft im B etriebe leich t ein geh alten w erden kann, m uß die Z ukunft zeigen.

U m gute, einw and­

freie Schw eißen durch­

zuführen, is t es aber n ich t nur notw en dig,

tad ellos arbeitende Schw eiß Vorrichtungen oder Schw eißm aschinen zu verw enden, sondern auch größten W ert auf h o ch w ertige E lektroden g ed ach ten Zweck e n t­

sp rechend zu w ählen sind. B is v o r noch n ich t langer Z eit w ar m an der A n sich t, zum Schw eißen genüge jeder D raht, der m öglich st nichts k o sten sollte. E rst durch F eh lsch läge kam m an zur E rkenntn is, auf die A usw ahl

d e r Schne/dsctteit/e

Abbildung 13. Anordnung der Elektrotrennmaschine.

der S ch w eiß stäb e un d Schw eißelek trod en große Sorgfalt zu v erw en d en . D er Z usatzw erkstoff soll frei vo n R o st, Oel, Schlacken, L unker sein u n d m uß m it fehlerfreier O berfläche in ste ts gleichm äßiger B esch a ffen h eit un d gleichbleib en der D ick e g eliefert w erden. A u ch der G asgehalt sp ielt eine große R olle für die g u te V ersch w eiß barkeit. V on S täb en gleicher A n a ly se w erden diejen igen die besten Schw eißungen ergeben, die den g erin gsten G asgehalt haben.

D ie im m er m ehr steig en d en A nforderungen des M a­

schinenb aues un d der T ech nik an die W erkstoffe h a tten zur F o lg e, daß auch diesen höher oder für gew isse Z w ecke be-

n ) Schmelzschweißung 5 (1926) S. 20/7.

sonders legierten W erk stoffen entsp rech en d e S ch w eiß stäb e oder E lek trod en g esch affen w erd en m u ß ten , die in der Schw eiße gleich e oder ä h n lich e Z usam m en setzu n g und p h y sik a lisch e W erte w ie der W erk stoff ergeben. J e nach dem V erw en du ngszw eck des S ch w eiß d rah tes u n tersch eid et m an D rah t

1. für V erbindu ngsschw eißun gen , der für gew öhn liche A rbeiten n ied riggek oh lt, für besondere Z w ecke, z. B . F lu g ­ zeu gbau, m it N ick el oder anderen E lem en ten leg ie rt ist, zur V erb indu ng v o n rostsich eren S tä h len m it gleicher oder höherer L egieru ng w ie der rostsich ere W erk stoff;

2 für A u ftragssch w eiß u n gen , u m a b g en u tzte T eile durch A u fschw eißen w ieder geb rau ch sfäh ig zu m achen. D iese E lek trod en sin d je n ach gew ü n sch ter H ä rte der auf­

getragenen Schw eiße m it 0,5 bis 1,1 % C legiert. In g e­

w öh nlich en F ä llen w ird der m itte lg ek o h lte D r a h t m it dem D reh m esser bearbeitb are S ch w eiß u n gen v o n un ge­

fähr 200 B rin ellhärte ergeben, w äh rend der Sch w eiß ­ draht m it 1,1 % C nur schleifb are Sch w eiß u n gen ergeben wird. Zu b eachten is t , daß auch die Größe des W erk­

stü ck es die H ä rte der Schw eiße b eein flu ß t — große Stü ck e hab en größere A b sch reck w irk u ng u n d ergeben härtere A u ftragssch w eiß u n gen b ei so n st gleich en Ver-

Abbildung 14. Die Elektrotrennmaschine im Betrieb.

hältnissen . A ber auch die S ch w eiß d räh te fü r A u ftrags­

schw eißu ngen w erd en h eu te sch on v ielfa ch m it W olfram , M angan usw . leg ie rt, u m beson ders gegen Verschleiß w iderstand sfähige Schw eißen zu erzielen.

F ü r Grauguß verw en d ete m an bish er entw eder niedrig­

g ek oh lten S chw eißd rah t, w en n m an G rau guß stücke ohne Vorw ärm ung sch w eiß te un d h arte S tellen im U eb ergan g von G uß stück zur Schw eiße in K auf n ah m , oder b e n u tzte hoch- silizierte G uß stäbe, bei denen die V erb in d u n g der W erk­

stü ck e dasselbe G ußgefüge w ie die W erk stü ck e aufwies.

B ei diesen S chw eißu ngen sin d g rö ß ten teils die G ußstücke v o r dem Schw eißen vorgew ärm t w ord en, u m Spannungen, die in v erw ick elten G ußstücken b ereits v orh an d en sind oder durch das S ch w eiß en n och dazu k om m en , zu verm eiden.

D ie Steigerun g der G ü tew erte des G raugusses, z. B . Perlitguß, verlan gten auch hier V erb esseru ng der G üte der Grauguß­

schw eißstäbe.

So g in g die V erbesserung der S ch w eiß m asch in en und V orrichtu ngen durch die fü h ren d en F irm en H an d in Hand m it der G üteverbesserun g der S ch w eiß stä b e u n d E lektroden.

D u rch ein geh en de A rb eit der E lek trod en h ersteller w ird viel dazu b eigetragen w erden, den S iegeszu g der Schw eißtechnik fortzu setzen . J en e W erke, die die M öglich k eit der Ueber- w ach u n g des B lock es bis zum S ch w eiß d rah t h ab en , werden durch Z usam m en arb eit des H ü tte n m a n n es, des M etallurgen u n d des S ch w eiß fach m an n es am e h e sten dazu in der Lage sein. J e nach A rt der E lek tro d en u n ter sch eid et m an blanke un d u m m a n telte E lek trod en , zu d enen die geta u ch ten und u m w ick elten E lek trod en zu z äh len sind . B ei den getauchten E lek trod en w ird der M etallkern in ein G em isch der Z usatz- Eintritfseite

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Abbildung 12. Wirkungsweise der Elektrotrennmaschine.

7U Ipppu die fiir den ipwpils c

19. Juli 1928. S tr e ifz ü g e d u rch d ie g esa m te S c h w e iß te c h n ik . Stahl und Eisen. 967

Stoffe (K alk , K o h len sta u b , E ise n o x y d , W asserglas usw .) g etau ch t un d getro ck n et. V ielfach w erd en der T auchm asse noch L egieru n gselem en te b eigem isch t. D ie Z usam m en­

setzung solcher T au ch m assen w ird v o n den Lieferw erken geheim gehalten oder is t durch P a te n te g e sch ü tzt. D ie u m ­ w ickelten E lek tro d en h ab en m e ist einen u n legierten K ern, der m it w eißem oder b lau em A sb est u m w ick elt ist. F ü r b e ­ sondere L egierungen w ird en tw ed er der K ern leg iert, oder die verlangten E lem en te w erd en zw isch en den A sbestw in d u n gen in Pulverform m it ein em B in d e m ittel aufgetragen. D ie Frage, ob v o rteilh a fter blan k e oder u m w ick elte E lek trod en verw endet w erden sollen, lä ß t sich n ich t beantw orten. A ll­

gemein sei g esa g t, daß dort, w o m an m it blanken E lek trod en auskom m t, nur m it d iesen g esch w eiß t w erden soll, w eil das lästige A b klopfen der Sch lack e w egfällt, Schlackenein­

schlüsse verm ied en w erd en un d d a m it auch ein w irtsch a ft­

licher V orteil — blan ke E lek tro d en sind billiger als um ­ m antelte — v erb u n d en ist. In D eu tsch la n d un d A m erik a wird zu 90 % m it b lan k en E lek tro d en g esch w eiß t, w ährend sich in E n glan d v ielfa ch die u m w ick elten u n d in F rankreich und in der S chw eiz die g e ta u ch ten E lek trod en ein gebürgert haben. E in e F ach gru p p e des Schw eißau ssch usses des Vereins deutscher In gen ieure h a t in einer großen R eihe vo n Versuchen m it blan k en u n d u m h ü llten E lek trod en b e stä tig t gefunden, daß die V erw endu ng der teuren u m h ü llten Schw eißstäbe an S telle g u ter blanker E lek trod en b ei den allerm eisten V erb in d u n gssch w eiß u n gen w irtsch aftlich nicht gerechtfertigt is t12).

Für die S ch w eiß tech n ik is t es auß erordentlich w ich tig , die G üte der Schw eiße u n tersu ch en zu können. Schon der K onstrukteur m uß A n gab en hab en , w ie hoch er gesch w eiß te Teile beanspruchen k an n; er m uß auch w issen , w ie er sie ausbilden soll, um größ te E rsparnis un d g ü n stig ste F orm zum Schw eißen zu erreichen. E in e einfache U ebertragun g der N iet- u n d Schraub enverbindun g auf den S ch w eiß teil ist nicht richtig. D ie Gruppe für A rbeitsverfahren im F a ch ­

ausschuß für S ch w eiß tech n ik beim V erein deutscher In ­ genieure h a t sich daher in erster L in ie m it der A u fstellu n g von R ichtlin ien für die P rü fun g v o n S chw eißu ngen befaßt.

Prüfungen, die in der S c h w eiß w erk stä tte selb st angew andt werden, m üssen sehr ein fach sein, d a m it sie auch vom M eister oder vom Schw eißer durchgeführt w erd en kön nen, w ährend solche, die in der V ersu ch sa n sta lt b e n u tz t w erden, genau und auf w issen sch aftlich er G rundlage au fgebau t sind.

In der W erk sta tt w ird sch on die P rü fu n g der S ch w eiß ­ raupen, besonders b ei elektrisch er Sch w eißu ng, die V erschie­

denheit der Schw eißer u n d des S ch w eiß d rah tes erkennen lassen. G ute Schw eißer tragen die R au pen in gleichm äßiger Stärke auf, reißen den L ich tb o g en selten ab. B e i A u ftra g s­

schw eißungen w ird v ersu ch t, die S ch w eiß u n gen abzum eißeln , w obei sie sich n ich t g la tt abtrennen lassen dürfen. B e i guter E inbrandtiefe des Sch w eiß d rah tes m üssen beim A b m eißeln Stoffteile des W erk stückes m it der R au pe herausgerissen werden.

Auch ein fach e, g e ä tzte S ch liffe lassen sich aus g e ­ schw eißten S tü ck en herausarbeiten, die m it freiem A u ge oder m it dem Vergrößerungsglas die E in b ra n d tiefe, sch lech te B in ­ dungen, S chlackenein schlüsse usw . erk en nen la sse n . Solche makroskopischen U n tersu ch u n gen erfordern k ein e besonderen Kenntnisse der M etallograph ie, geben aber dem S ch w eiß fach ­ mann ganz w ertv o lle A u fschlü sse. D ie v o m F a ch a u ssch u ß au s­

gearbeiteten R ich tlin ien für Sch w eiß versuche befassen sich:

1. M it der V orbereitun g der V ersuchsstücke.

D ie B lech e w erd en fü r G assch m elzsch w eiß un g und elektrische L ich tb o g en sch w eiß u n g aus T afeln v o n K essel-

12) Zwanglose Mitteilungen des Y. d. I., Schweißausschuß.

blech gü te in einer L änge v o n 600 m m u n d einer B reite v o n 200 m m herau sgesch n itten . D ie V ersuche w erd en zw eck ­ m ä ß ig in zw ei R eih en m it B lech en v o n 6 m m u n d v o n 12 m m D ick e durchgeführt. D ie B lech e w erden an einer L än gsseite am b esten durch F räsen auf % ihrer Stärke u n ter einem W in k el v o n 30 ° abgeschrägt, so daß zw ei m it der abge­

sch rägten K a n te zu sam m en gelegte B lech e eine E in sch w eiß ­ furche vo n 60 ° bilden.

2. M it dem Schw eißen der V ersuchsstücke, a) G a s s c h m e l z s c h w e i ß e n .

D ie Versuche sin d m it Schw eißu ngen durchzuführen, die b ei dem S chw eißvorgang gehäm m ert werden, u n d m it solchen, bei denen dieses n ich t geschieh t.

Im letz ten F alle soll der A b stan d der zu versch w eiß en den B lech e am A n fang 2 m m u n d am E n d e 8 m m b etra g en . E s w ird fortlau fen d in einer R ich tu n g gesch w eiß t, d ie B lech e ziehen sich v o n selb st auf die erforderliche B reite der Schw eißfurche zusam m en. E in sp an n en der B lech e am A nfang m it K lem m en zum S ch u tz gegen V erziehen w ird em pfohlen.

W enn die Schw eißen gehäm m ert w erden, w as m it einem K ugelham m er v o n etw a 200 g G ew ich t auszu füh ren ist, so soll der A b sta n d der B lech e auf der ganzen L änge gleich ­ m äß ig 2 m m betragen. D as Schw eißen w ird dann in der M itte der B leche begon n en , ind em der Schw eißer v o n sich w eg sch w eiß t, un d zw ar zu n äch st die eine H ä lfte der Schw eißfuge, u n d n ach F er tig stellu n g dieser H ä lfte das B lech um d reht u n d w iederu m v o n der M itte aus die zw eite H ä lfte der F u ge fertig ste llt. D ie Brennergrößen sind entsprechend der B lechstärk e n ach den v o n den L iefer­

firm en der B renner h erausgegebenen T afeln zu w äh len. D ie Stärke des D rahtes soll b ei 6-m m -B lech en 4 nun, b e i 12-m m - B lech en 5 m m betragen. D er Schw eißvorgang darf durch G asm angel n ich t un terbrochen w erden.

b) E l e k t r i s c h e L i c h t b o g e n s c h w e i ß u n g . D er A b sta n d der B lech e von ein an d er b eträgt gleich ­ m äß ig v o n A n fang bis E n d e der Schw eißfu rche 2 m m . D ie S ch w eiß n ah t is t derart hoh l zu legen , daß die Sch w eiß ­ k a n ten u m 5 m m höher lieg en als die b eid en anderen L än gs­

k a n ten der B lech e, u m die au ftreten d en W ärm esp ann un gen auszugleichen. V or A u sfüh ru ng der Schw eißu ng sin d die B lec h e zu h eften . D ie H eftste lle n sollen derart schw ach sein , daß sie b ei dem nach folgen d en A u sschw eißen der F u g e vo llk o m m en auf geschm olzen w erd en u n d zu k ein en F eh l­

stellen A nlaß geben. D ie Schw eißarbeit is t lagen w eise über die ganze L änge der F urch e durchzuführen. J ed e L age is t sorgfältig zu reinigen, bevor die n äch ste aufgebracht wird.

B ei der letz ten L age k an n ein Sch w eiß w u lst zugelassen w erden, der aber b e i B lech en v o n 6 m m die H öhe, v o n 2 m m . b ei B lech en v o n 12 m m ein e solch e v o n 3 m m nach A b ­ k lop fen der Schlacke n ich t ü b ersteigen darf. D er Schw eiß ­ w u lst m uß ste ts ein g la ttes A b hob eln der Schw eißstellen zulassen, ohne daß F eh lstellen en tsteh en . A u f gu tes D u rch­

sch w eiß en is t zu a ch ten , ein N a ch sch w eiß en der U n terseite is t n ich t zulässig. D ie Schw eißfu ge so ll quer zum Schw eißer liegen. Ob dieser v o n rechts oder lin k s aus sch w eiß t, r ic h te t sich nach seiner G ew ohnh eit. D er M inuspol is t ste ts an die E lek trod e, der P lu sp o l an das B lech anzusch ließen. D er P lu sp o l soll an beide B lech e angeschlossen sein , u n d zw ar am E n d e der S ch w eiß n ah t. D er E lek trod en du rchm esser is t bei ein em 6-m m -B lech m it 4 nu n, Schw eißstrom stärk e 130 bis 135 A, b ei ein em 12-m m -B lech m it 5 m m , S ch w eiß ­ strom stärke 150 bis 160 A , zu w äh len.

3. M it dem P rüfverfahren.

Zur P rü fung des fertig en S tü ck es w ird ein ein fach er B iegeversu ch über dem S ch rau b stock v orgesch lagen , w en n

968 Stahl und Eisen. S tr e ifz ü g e d u r c h d ie g esa m te S c h w e iß te c h n ik . 48. Jahrg. Nr. 29.

keine g eeig n eten B iegevorrich tu n gen vorhand en sind. Zur P rü fu n g sin d aus den g eschw eiß ten T afeln 5 Streifen von 30 m m B reite u n d 400 m m Länge herauszuschneiden. D er übrige T eil der T afeln is t für etw aige N achprüfungen beim V ersagen des Versuches aufzubew ahren. A n fan g u n d E n d e der Schw eißfuge is t bei der P rüfung auszu schalten. V on den zu sam m engeschw eißten B lechen sin d deshalb an diesen S tellen Streifen v o n einer B reite vo n 10 m m abzuschneiden.

D ie K a n ten der V ersuchsstreifen sind zu brechen, Sch w eiß ­ w u lste in der un ter 2 zugelassenen H öh e sind n ich t zu entfernen.

D ie V ersuchsstreifen w erden nu n m it ein em E nd e so in den Schraubstock gesp an n t, daß die B iegu n g in die Schw eiß­

n a h t fällt. D as freie E n d e w ird m it einem daraufgesteck ten Rohr langsam von H and um gebogen, bis der erste A nbruch erfolgt. M it Gas geschw eißte V ersuchsstreifen m üssen sich auf ein en W inkel vo n m ind esten s 60 ° biegen lassen , ohn e A n ­ risse zu zeigen. D a im Schraubstock nur das B ieg en bis 90 °

m öglich ist, m uß der V ersuchsstreifen über diesen W in k el hinaus m it ein em H am m er zusam m engeschlagen oder m it irgendeiner Presse oder V orrichtung zusam m engebogen werden.

D ie P rü fu n g im Schraub stock is t sehr roh, da das B iegen vo n H an d n ich t g leich m äß ig durchgeführt w erden kann.

D esh alb w ird em pfohlen, besser eine ein fach e B iegevorrich ­ tu n g zu b enu tzen.

Blechstärke Halbmesser „r“ Stärke Durchmesser der Versuchsstreifen der Stempel der Stempel der Rollen

6 mm 6 mm 12 mm 90 mm

12 mm 12 mm 24 mm 60 mm

V ersuchsstreifen, bei denen der R iß n ich t in der Schw eiße, sondern u n m ittelb a r daneb en in der U eb ergan gsstelle auf- tr itt, sind bei der B eu rteilu n g au szu scheid en u n d durch je zw ei w eitere V ersuchsstreifen zu ersetzen. D ad u rch soll m it Sich erh eit fe stg estellt w erden, ob der R iß auf schlech te B e ­ sch affen h eit des W erk stoffes oder auf U n gesch ick lich k eit des Schw eißers zurückzuführen ist. V ersagen auch die beiden w eiteren V ersuchsstreifen, so is t die P rü fung m it anderen W erk stoffen zu w iederholen.

N ach der B iegep rü fu n g is t zw eck m äß ig die B iegu ng bis zum B ruch fortzu setzen . M an k an n dann m it b loß em A uge oder einer L up e feststellen , ob S ch lack en ein sch lü sse, H o h l­

stellen , V erbrennungen u. dgl. in der Schw eiße vorhand en sind . B esseren u n d gen au eren A u fsch lu ß erh ält m an aber durch m etallograp h isch e P rü fu n gen an Schliffen .

U m ein w and freie E rgeb n isse zu erzielen , is t es n o t­

w en d ig, diese W erk stattp rü fu n gen in der V ersu ch san stalt durch w eitere V ersuche nachzup rüfen . B e i den im L abo­

ratorium ausgefü hrten V ersuchen sin d in erster R eihe die Z erreißversuche anzuführen. D ie V ersuchsstreifen hierzu sollen a llseits b ea rb eitet w erd en , u m U n gleich m äß igk eiten in der H ö h e der S chw eißraup en au szu sch alten u n d genaue V ergleichsw erte zu erh alten. B e i dem Z erreißversuch is t die Streck grenze, die Z erreißfestigk eit, D e h n u n g u n d E in ­ schnürung zu b estim m en . Z w eck m äß ig is t es, da die M ei­

nu ngen auseinan dergehen, w elch e M arkenentfernungen bei den Z erreißstäben der D eh n u n g zugrund e zu leg en sind , fü r

die M arkenentfernung 30 m m , 50 m m un d die n ach d em in ter­

na tio n a len Zerreißstab zu w äh len. Z ah len tafel 1 zeig t eine solche Z usam m en stellun g v o n E rgeb n issen aus durchgeführten Zerreißversuchen m it zu sam m en gescliw eiß ten K esselb lechen, w äh rend Z ah len tafel 2 sehr w ertv o lle V ersuchsergebnisse w ied ergib t, die die F irm a Gebr. B öhler & Co., D üsseldorf, an nur aus Schw eiße b esteh en d en u n d d an n versch iedenen W ärm eb eh andlun gen u n terw orfen en Z erreißstäben ausge­

fü h rt h at. A u ch der E in flu ß des U eb ersch m ied en s der Schw eiße w urde fe stg este llt. M etallograph ische A ufnahm en kön n en solch e Z u sam m en stellu n gen n och w eiter ergänzen.

F ü r besondere F ä lle, z. B. bei V ersuchen für K essel­

schw eißu ngen, w ird m an auch W arm b iegeversu ch e durch­

füh ren, w ie auch der K erb sch lagb iegeversu ch A ufschluß über die Z äh igk eit der S ch w eiß e g eb en w ird. R ich tlin ien sin d bisher hierüber noch n ich t a u fg e ste llt w orden, w eil die M einungen der F a ch leu te n och sehr auseinan dergehen.

A u ch die Schlagzerreißprobe is t te ilw eise sch on an g ew a n d t, aber noch n ich t so w e it d u rch geb ild et w orden, u m R ic h t­

lin ien für deren A n w en d u n g b ei S ch w eiß v ersu ch en festleg en zu kön nen. A ls allgem ein er G ru nd satz se i fe stg eh a lte n : Zahlentafel 1. E rgebnisse von F e s tig k e its u n te rs u c h u n g e n g esch w eiß ter Stäbe.

Die Raupen wurden auf Blechstärke abgehobelt. Das Blech hatte 29,3 kg/mm2 Streckgrenze, 38,1 kg/mm2 Festigkeit und bei 200 mm 24,5, bei 100 mm 22 und bei 30 mm 23% Dehnung.

Stab Nr.

Zerreißstab

Streck­

grenze kg/mm2

Zerreiß­

festigkeit kg/mm2

Dehnung in % Markenentfernung 200 mm|100 mm| 30 mm

Ein­

schnü­

rung

Bri neilfest igkeit Blech ! Schweiße

125,3 26,5 35,4 18,5 11,1 5,0

I

59,5 ] 38,7 51,8

125,4 28,0 | 37,4 18,4 10,8 6,0

I

59,0 38,0 1 51,8

127,3 27,7 ! 36,6 21,7 12,7 6,7 41,7 i 39,5 | 46,3

127,4 27,9 37,6 : 24,1 13,4 ; 4,7 49,2 37,3 48,5

130,3 27,2 38,3 18,5 13,3 6,0 ! 56.5 38,7 49,6

130,4 M 3 i ^{25,2 35,8 19,2 11,3 5,3 59,4 38,7 48,5}

19. Juli 1928. S tr e ifz ü q e d u r c h d ie g esa m te S c h w e iß te c h n ik . Stahl und Eisen. 969

Zahlentafel 2. Festigkeit von nur aus Flußstahlsehweiße bestehenden Zerreißstäben (elektrische Schweißung).

. ■

tr..

Nr. Behandlung Festigkeit

kg/mm2 Dehnung

%

Brinell- zahl

40 geschweißt 41,4 5,4 114

41 geschweißt

und geglüht 34,7 10,3 95,5

42 geschweißt und

geschmiedet 40,7 12,0 112

! 43 geschweißt, geschmiedet und geglüht

36,8 19,5 101

D ie Schw eißungen m ög­

lichst so zu prüfen, w ie sie im G ebrauch bean ­ sprucht w erden. Man wird daher ste ts für ver­

schiedene Z w ecke g e­

schw eißte W erk stücke nach verschiedenen Ver­

fahren prüfen. B eisp iels­

weise sind gesch w eiß te Schienenstöße, w ie sie heute schon vielfa ch bei Straßenbahnen ange­

wandt werden, n ich t nur durch B ieg ev er­

such auf einer schw eren hydraulischen B ieg e­

presse bis zum B ruch beansprucht w orden, sondern v ielleich t zum ersten Male b ei der

Firma Gebr. B öhler & Co., D ü sseldorf, auch auf Schw in­

gungsfestigkeit geprü ft w orden. D ie g esch w eiß ten Schienenstöße w urden durch ein en K urbelan trieb auf ihre Eigenschw ingungszahl geb rach t un d bis zum B ruch den Eigenschw ingungen au sgesetzt. D a ß m an b ei solchen Ver­

suchen auch versch ied en e A rten v o n g esch w eiß ten S ch ien en­

stößen untersuchen un d w e rtv o lle V ergleiche ziehen k ann, soll nur erw ähnt werden. D ie v o n der R eich sb ah n v e r ­ suchsweise ein gefü hrte A u flageverb in du n g, b e i denen die Schienenunterlagsplatten zur V erm eidung der Schw äch un g der Schw ellen durch Schraub en löch er auf die Schw ellen aufgeschw eißt w erden, w erd en m it F allh am m er geprüft.

Die V ersuchsanstalt k a n n den S ch w eißfachm an n aber noch außerordentlich u n terstü tzen durch D u rchfü hrun g vo n chemischen A n a ly sen zur P rü fu ng der S ch w eiß stä b e un d Schweißelektroden. S ie k an n ferner durch A n a ly sen den durch das Schw eißen b ed in g te n V erlu st an L egieru n gs­

bestandteilen fe s ts te lle n ; sie kan n w eiterh in durch A n alyse feststellen, ob die Schw eiße b eim Sch w eiß vorgang sch ä d ­ liche B estan d teile au fgenom m en h a t u n d in w elch er M enge.

Die V ersuchsanstalt kan n m it H ilfe der M etallograph ie zahlreiche A u fschlüsse über S ch w eiß vorgän ge g e b en und durch M ikroaufnahm en belegen.

Alle diese P rü fverfahren b ed in gen en tw eder eine getrennte A n fertigu ng der P rü fstü ck e oder eine teilw eise Zerstörung des g esch w eiß ten W erk stü ck es. E in leu ch ten d war daher, daß m an s e it la n g em b estreb t w ar, solch e P rü f­

verfahren anzuw enden, die en tw eder g e tre n n te A n fertigu ng nicht notw en dig m achen oder Z erstöru ng des gesch w eiß ten Stückes verm eiden. Man h a t z. B . versu c h t, durch elek ­ trische W iderstandsm essun g F estig k eitsu n tersu ch u n g en durchzuführen. D as V erfahren k o n n te bish er noch n ic h t erfolgbringend an gew an d t w erden.

Auch die m agn etisch e U n tersu ch u n g , b ei der die A en d e- ning aes m agn etisch en F lu sses u n ter gleich b leib en d er magnetischer K raft b eo b a ch te t w u rd e, h a t k ein e genauen Schlüsse ziehen lassen. D ieses V erfahren is t desh alb auch besonders schw ierig für S ch w eiß u ngen a n zu w en d en, da Stoff und Stärke der S ch w eiß u n g g ew ö h n lich versch ied en sind.

Zahlreiche in den le tz te n Jahren du rchgefü h rte R ö n tg en ­ untersuchungen v o n S ch w eiß u n gen h ab en ergeben, daß mancherlei F ehler in einer S ch w eiß u n g fe s tg e s te llt werden können, wenn H oh lstellen oder L un ker im W erk stoff sind.

x x i x.43

R isse la ssen sich nur dann feststelle n , w en n sie angenäh ert in die R ich tu n g der Strahlen fallen . In der sch w eiß tech ­ nisch en V ersu ch san stalt W itten b erge der D eu tsch en R eich s­

bah n sin d in Z usam m enarbeit m it dem F ach au ssch u ß fü r S ch w eiß tech n ik des V ereins d eutsch er In gen ieure zahlreich e V ersuche in dieser H in sich t durchgeführt w o r d en 13); sie la ssen hoffen, daß im L a u f e der n ächsten Jahre doch die R ö n t­

g enun tersu ch un g so w e it verv o llk o m m n et un d verein fach t w ird, daß ihre A n w endu ng in der W erk stä tte leich ter m öglich ist. H o ffen tlich ge lin g t es, w en igsten s bis B lech stärk en v o n 50 bis 75 m m die R ön tgen u n tersuch u n g bald ausführen zu kön nen. V orderhand sin d n och die K o ste n solcher P rü f­

ein richtun gen sehr hoch, so daß die E in fü h ru n g schw ierig ist.

E in en b each ten sw erten V orschlag h a t K . D a e v e s 14) a u f der F a ch sitzu n g für S ch w eiß tech n ik 1926 in H am burg g e­

m acht, n äm lich H ohlkörper, w ie Trom m eln für H och dru ck ­ k essel, D ru ck b eh älter n ach der Schw eißu ng zun äch st einem D ru ck a u szu setzen , der sie etw as über die Streckgrenze b ean ­ sprucht. J ed e vorh an d en e sch lech te oder feh lerh a fte S te lle in der S chw eißu ng p la tz t b ei dieser B ean sp ru ch u n g auf un d m a ch t sich bem erkbar. T ritt hierb ei k ein e F eh lstelle auf, so h a t m an die Sicherh eit, daß der geprüfte T eil b is zur h ö ch sten v o m W erk stü ck aufzun eh m en den B ean sp ru ch u n g noch zu verlässig ist. N a ch der h oh en B ela stu n g w ird die g a n z e T rom m el v o llstä n d ig au sgeglü h t.

U eber die W i r t s c h a f t l i c h k e i t der S ch m elzsch w eiß u n g lassen sich k ein e allgem ein g ü ltig en G ru nd sätze a u fstellen . In jed em F a lle w erden sich die G esam tk osten für ein e S ch w eiß n a h t zu sam m en setzen aus den

1. L oh n k osten ,

2. K o sten der S ch w eiß stäb e oder E lek tro d en ,

3. E n erg iek o sten (G as u n d Sau erstoff oder elek trisch er Strom ),

4. H ilfsm ittelk o sten (A n lagekosten , V erzinsung, A b sch rei­

b u ng, W artu n g un d In stan d h altu n g).

D ie L o h n k o sten sin d u n m ittelb ar abh än gig v o m Z e it­

b edarf der S ch w eiß arb eit, über den leider n och zu w en ig ein w and freie Zahlen aus den B etrieb en vorliegen . W . S t r e - l o w h a t w ertv o lle Zahlen aus seiner T ä tig k e it im Sch iffb au v erö ffen tlich t16), die auch V ergleiche zw isch en M e te n u n d Schw eißen e n th a lten . B e i E r m ittlu n g der G e-

13) Das Eisenbahnwerk (1927) Nr. 22.

14) Z. V. d. I. 70 (1926) Sonderheft Schweißtechnik, S. 4.

15) Masch.-B. 6 (1927) S. 549/53 n. 664/6.

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