Unter der allgemeinen Bezeichnung »Schweißstraßen<< werden diejenigen Einrichtungen zusammengefaßt, deren man sich beim maschinellen Schweißen von Blechen in überlappter Naht mittels Wassergases bedient.

Die Ueberlappungsschweißung hat gegenüber dem autogenen Schweißen und dem elektrischen Schweißen mit Lichtbogen den Vorzug, daß das Material nur bis zu der sogenannten Schweißtemperatur erhitzt wird, die erheblich tiefer liegt als die Schmelztemperatur. Sofern das Erhitzen der Ueberlappungsnaht auf Schweißtemperatur eine Lockerung im Gefüge herbeiführt, wird das Material durch das Ausschmieden oder Abwalzen der Blechdoppelung auf die einfache Blechstärke wieder gut verdichtet. Die autogen oder mittels des elektrischen Lichtbogens hergestellte Naht besteht dagegen aus eingeschmolzenem Material, das beim Schweißen von Blechen durch Schmieden oder Walzen nur wenig oder gar nicht verdichtet werden kann und das deshalb auch niemals annähernd so gleichmäßig, dicht und zähe sein wird wie das volle (ungeschweißte) Blech. Die überlappte Naht wurde früher ausschließlich im Koksfeuer geschweißt, das in neuerer Zeit mehr und mehr durch den Wassergasbrenner verdrängt wird. Der Hauptvorzug in der Anwendung des Wassergases besteht gegenüber dem Schweißen im Koksfeuer darin, daß die Naht in ihrer ganzen Stärke gleichmäßiger erhitzt wird, weil die Wärme von beiden Seiten zugeführt wird. Hierdurch wird ein gründliches Durchschweißen des Bleches und eine hohe Festigkeit der Naht gewährleistet. Bei zweckentsprechendem Mischungsverhältnis von Gas und Luft wirkt die Wassergasflamme außerdem desoxydierend auf das Eisen ein, so daß die zu verbindenden Flächen rein bleiben und die Schweißung innig wird. Da sich keine Schlacken bilden, die auf dem Eisen haften und in dieses eingeschmiedet werden, und da ferner keine Gruben in das Eisen einbrennen, so sieht die Schweißnaht auch viel sauberer aus als beim Arbeiten mit Koks. Allerdings muß Sorge getragen werden,

1) Auszug aus der Abhandlung: Schweißen und Hartlöten, mit besonderer Berücksichtigung der Blechschweißung von C. Diegel, techn. Direktor der Akt. Ges. Julius Pintsch; Verhandlungen des Vereines zur Beförderung des Gewerbfleißes 1908. In Buchform herausgegeben von Leonhard Simion, Berlin.

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daß die während des Abhämmerns der Schweißstelle sich bildenden Eisenoxyde (Hammerschlag) rechtzeitig entfernt und nicht eingeschmiedet werden. Ferner ist mit der Anwendung von Wassergas eine erhebliche Ersparnis an Arbeitzeit verbunden. Beim Schweißen im Koksfeuer wird das Material von einer Seite erhitzt, und das darf nur langsam vor sich gehen, weil das Blech sonst auf der Feuerseite verbrennt, bevor die Schweißhitze vollständig durchgedrungen ist. Beim Arbeiten mit Wassergas kann man dagegen mittels zweier Brenner von beiden Seiten heizen, so daß die Naht in kürzerer Zeit in ihrer ganzen Stärke auf gleichmäßige Schweißtemperatur gebracht wird. Die Brenner sind leicht beweglich und können sehr rasch etwas von der Schweißstelle abgehoben werden, um die Temperatur der Schweißnaht schnell und bequem zu beobachten und zu regeln. Da die Flamme keinen Ruß bildet, so arbeitet es sich mit Wassergas auch sehr reinlich. Blechstärken von 10 bis 25 mm liegen für die Wassergasschweißung am günstigsten; Bleche von geringerer Stärke als 4 mm lassen sich überhaupt nicht mehr mit Wassergas schweißen.

Durch das Erhitzen der Naht auf Schweißtemperatur allein wird bekanntlich noch keine Verschweißung erzielt. Hierzu ist vielmehr das Zusammenschlagen oder Zusammendrücken der Ueberlappung erforderlich. Dies geschah bei der Blechschweißung noch vor kurzer Zeit ausschließlich mit Handhämmern. Erst im Laufe der letzten Jahrzehnte ist mit der Einführung des Wassergases die Handschweißung zum Teil durch das Arbeiten mit dem Maschinenhammer oder der Druckwalze ersetzt worden, das rascher geht und dennoch innige Verschweißung gewährleistet. Mehr als 30 mm dicke Bleche müssen maschinell geschweißt werden, weil das Schlagen mit der Hand nicht mehr genügend wirksam ist. Aber auch für schwächere Bleche ist das Schweißen unter dem Krafthammer vorzuziehen.

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Die Einrichtung einer Schweißstraße mit Ham merbetrieb ist in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt. Der in der Längsnaht zu schweißende Zylinder C liegt auf zwei Paaren von Rollen des Wagens g, so daß er leicht um seine Längsachse gedreht werden kann. Die Rollen sind seitlich und auch in der Höhenrichtung für größere oder kleinere Durchmesser der zu schweißenden Blechzylinder verstellbar eingerichtet. Mit dem Wagen g läßt sich der Zylinder C leicht in seiner Längsrichtung verschieben, z. B. mittels der Winde w oder einer Vorrichtung, die durch Preßwasser betrieben wird. Nach Erzeugung der Schweißhitze durch die

beiden Gasbrenner a,a wird der Zylinder um etwa 60° um seine Längsachse gedreht, bis die Schweißstelle über den als Amboß dienenden Sattel f zu liegen kommt. Dieser ist alsdann mittels des Zylinders e durch Preßwasser oder in andrer Weise rasch soweit anzuheben, bis der zu schweißende BlechSobald das der Fall zylinder fest auf dem Sattel aufliegt. ist, tritt der Hammer b in Tätigkeit, der mittels des Handrades d in der Längsrichtung der Naht verschoben werden kann. Für die nächste Schweißhitze ist der Zylinder C dann um deren Länge mit dem Wagen g weiterzuschieben. Gestattet die Einrichtung der Schweißstraße eine Längsverschiebung des Zylinders um 3 m, so können, wenn man ihn ein

Fig. 3 und 4.

verbleibt stets in seiner Lage zur Längsachse des Druckwasserzylinders. Die Rolle wird durch Winkelhebel und Zahnräder oder Riemen angetrieben. Zum leichteren Drehen um seine Längsachse ist das Schweißstück auf Querrollen gelagert, die in Federn so aufgehängt sind, daß sie dem Druck der Schweißrolle nach unten folgen können, den Blechzylinder aber vom Amboß abheben, sobald die Walze nach oben zurückgeht.

Gas

und Luft

mal um seine senkrechte Achse dreht, Schüsse von 6 m Länge geschweißt werden. Die einzelnen Schüsse sind dann durch Rundschweißnähte bis zu der gewünschten Länge des Hohlkörpers zu verbinden.

Eine andre Ausführung der beschriebenen Schweißstraße ist die, daß der Amboẞsattel fest stehen bleibt, dagegen der Wagen g durch Wasserdruck oder mittels elektrischer Motoren soweit gesenkt wird, bis das Schweißstück C fest auf dem Sattel aufliegt. Werden die Brenner aa oben, links vom Amboẞsattel f, angeordnet, so fällt das Drehen des Zylinders beim Schweißen fort und dieser wird nur in seiner Längsrichtung bewegt, um die Schweißstelle abwechselnd zwischen die Brenner und auf den Amboß zu bringen.

Die Schweißung mittels Druckwassers unterscheidet sich von der Hammerschweißung dadurch, daß die Schweißstelle nicht gehämmert, sondern durch eine unter hohem Wasserdruck stehende Walze zusammengepreßt wird. Fig. 3 und 4 zeigen die Skizze einer solchen Schweißvorrichtung. Die Schweißrolle (Walze) wird durch einen darüber stehenden Preßwasserzylinder nach unten auf das Schweißstück gedrückt. Der Amboß, der dem Drucke der Schweißrolle zu widerstehen hat, ruht auf einem starken Wagen, der in der Längsrichtung des zu schweißenden Zylinders durch Wasserdruck oder in andrer Weise verschiebbar ist, um die Schweißstelle zwischen Amboß und Wassergasbrennern hin und her bewegen zu können. Der Amboß

Druckwasser

Unter D. R. P. Nr. 180552 vom September 1904 ist eine Verbesserung geschützt, wonach an Stelle der Schweißrolle ein pendelnd aufgehängter sektorförmiger Ausschnitt aus einer Walze von großem Halbmesser verwendet wird. Infolge der letzteren Eigenschaft drückt der Sektor auf eine so große Fläche des Schweißstückes, daß ein Ausweichen und Verschieben des in der Schweißhitze weichen Eisens, wie das bei Anwendung der Rolle eintritt, nicht zu befürchten ist. Fig. 5 stellt eine mit Schweißsektor versehene Einrichtung dar. Fig. 6 gibt das Sektorstück vergrößert wieder und läßt seine Lagerung und seitliche Führung erkennen. Beim Schweißen liegt der Zylinder C mit seiner Längsnaht zwischen Amboßf und Sektor d. Dieser wird durch die mit Druckwasser betriebene Vorrichtung b stark nach unten gepreßt, kann aber gleichzeitig in der Längsrichtung der Schweißnaht verschoben werden, indem er oben auf der Gleitbahn c und den Differentialrollen's, s geradlinig fortbewegt wird, während seine untere, kreisförmige Fläche sich

13. März 1909.

liegen kommt. Auf diesen wird er soweit um seine Längsachse gedreht, bis die Längsnaht zwischen den Brennern a, a, Fig. 6, für die nächste Schweißung erhitzt werden kann. Bei der Anordnung der Brenner a nach Fig. 5 unterbleibt die Drehung. Diese Einrichtung erfordert nur eine Längsverschiebung des Zylinders von links nach rechts und zurück, um die Schweißstelle abwechselnd zwischen die Brenner und auf den Amboß zu bringen.

Fig. 6.

Sektor.

von

Die Einrichtung nach Fig. 5 und 6 wird vielfach zum Schweißen Leitungsröhren aus Flußeisen verwendet und hat sich für diesen Zweck gut bewährt. Ein neueres deutsches Reichspatent schützt für diese Schweißmaschine die Anwendung eines zweiten Walzensektors, der an seiner Spitze mit dem oberen Ende des eigentlichen Schweißsektors d, Fig. 6, drehbar verbunden ist, und dessen kreisförmige Flälager c abrollt. che sich oben am WiderHierdurch wird die in der Gleitbahn c, Fig. 6, trotz Anordnung des Rollenlagers ss vorhandene größere Reibung beträchtlich vermindert.

C

α

a

Für größere Blechstärken als etwa 20 mm wird der Krafthammer der Druckwassereinrichtung vorzuziehen sein, weil letztere zur Erzielung genügender Widerstandsfähigkeit sehr stark ausgeführt werden müßte, damit aber vermutlich unhandlich und teuer würde. hammer lassen sich noch Bleche von etwa 80 mm Stärke Mit Wassergas und Kraft

403

cbm

Die Formen und Abmessungen der geschweißten Hohlkörper sind sehr verschieden. Mit dem Fortschreiten der Technik des Blechschweißens sind auch die Anforderungen der Industrie an diesen Fabrikationszweig gewachsen, namentlich seitens des Schiff- und des Maschinenbaues, der Gas-, Papier- und chemischen Industrie und der Küstenbeleuchtung. Das Schweißen von Blechröhren für Wasserleitungszwecke hat sich bereits zu einem Massenverfahren entwickelt, das in Sonderschweißereien betrieben wird. schüsse werden in diesen Fabriken bis zu 40 m Länge ausDie einzelnen Rohrgeführt. Größere Längen lassen sich mit der Eisenbahn nicht mehr befördern. Der äußere Durchmesser der Schweißkörper wird für Fabriken, die ausschließlich auf die Beförderung mit der Eisenbahn angewiesen sind, durch das Bahnprofil auf rd. 3,15 m beschränkt. Die Fabrikation an sich gestattet jedoch die Anfertigung von Hohlkörpern in beliebigen Durchmessern, soweit die Werkstatteinrichtungen ausreichen.

Fig. 7 bis 16 stellen einige Stücke dar, die von der Blechschweißerei der Aktiengesellschaft Julius Pintsch in Fürsten

2500

Längsachse einen rechten Winkel bildete,

2) durch das Biegen von Stäben, die in gleicher Weise entnommen waren,

3) durch das Sprengen geschweißter Kessel mit innerem Wasserdruck.

Ueber die Ausführung dieser Prüfungen und ihre Zweckmäßigkeit bei geschweißten Blechen ist folgendes anzuführen:

die durch Versuche ermittelt sind:

bei 0,15 vH Si und 0,20 vH Mn überhaupt nicht schweißbar,

nicht genügend schweißbar, gut schweißbar,

0,15 »

>> 0,45

gut schweißbar,

«

در

sehr gut schweißbar. Die Festigkeit und Zähigkeit der Blechschweißnähte ist ermittelt worden:

1) durch die Prüfung von Zerreißstäben, die aus geschweißten Blechzylindern derart herausgehobelt wurden, daß die Schweißnaht in die Mitte des Stabes fiel und mit dessen

Prüfung von Blechschweißnähten mit Hülfe von Zerreißstäben.

Die Stäbe sind größeren geschweißten Blechen zu entnehmen. Werden die Stäbe erst entnommen und dann geschweißt, so läßt sich die Naht von allen vier Seiten anheizen und ausschmieden. Ein solcher Stab wird bei der Prüfung leicht zu günstige Zahlen ergeben, namentlich dann, wenn seine Enden vor dem Schweißen angestaucht worden sind.

Die aus geschweißten Blechen entnommenen Zerreißstäbe sollten zur Hälfte ohne Bearbeitung auf den breiten Seiten geprüft werden, um die Festigkeit der Naht einwandfrei erkennen zu lassen, während die zweite Hälfte der Stäbe zur Bestimmung der Bruchdehnung dient und auf allen Seiten bearbeitet wird. Ermittelt man die Bruchdehnung an den ersteren, auf den breiten Seiten nicht bearbeiteten Stäben, so ergibt sie in der Regel keinen Maßstab für die Zähigkeit des Materials in der Schweißnaht. Dies ist eine Folge davon, daß die Stäbe meistens ungleichmäßig stark sind. Entstammen sie einem Bleche, das überlappt unter dem Hammer geschweißt wurde, so ist die eigentliche Naht fast immer etwas schwächer als der übrige Teil des Stabes, und die Bruchdehnung fällt erheblich geringer aus, als sie dem Material

C. Diegel: Das Schweifsen von Blechen auf Schweifsstrafsen und die Prüfung der Schweifsnähte.

Fig. 19 und 20.

Zwei Querschnitte durch die Längsnaht eines mit Wassergas überlappt unter dem Hammer geschweißten Zylinders aus 10 mm starkem Flußeisenblech.

Vergrößerung etwa 1,75 fach.

Der Verlauf der Naht ergibt sich nur annähernd aus der Einzeichnung.

Fig. 21.

Vergrößerung etwa 2 fach. Querschnitte durch die Längsnähte autogen (mit Sauerstoff und Azetylen) geschweißter Zylinder aus Flußeisenblech von 2, 6 und 9 mm Stärke.