PROCESS AND APPARATUS FOR MANUFACTURING DIMENSIONALLY ACCURATE WORKPIECES BY ARC WELDING

Abstract: 1. A method of connecting metal components to a butt seam by TIG welding of the processed root face and possibly by the application of filler layers likewise by TIG welding, characterized in that for the production of dimensionally accurate components for nuclear systems, in particular nuclear carrier structures, the components on the root face which is to be welded are provided with a butt surface having a width of at least 5 mm and the latter are pressed against one another, that the electrodes which do not fuse are symmetrically centred on the root face which is to be welded, that the root face is then through-welded simultaneously from both sides in a manner known per se with equal welding current set for the two electrodes and contrived to be such that the transverse dimensions of the common fusion bath with respect to the direction of the electrodes do not exceed the width of the butt surface, and that following the cooling of the welding bath of the root face the filler layers are applied symmetrically and simultaneously to both sides.

Description: Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von inassge- nauen Bauteilen durch Lichtbogenschweissen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von massgenauen Bauteilen für kerntechnische Anlagen durch Lichtbogenschweissen, wobei eine Stumpfnaht zwischen zwei Teilen gleichzeitig von zwei Seiten mit einem Schmelzbad geschweisst wird. Bei einem aus der deutschen Offenlegungsschrift 15 40 760 bekannten Verfahren zum Lichtbogenschweissen von Blechen wird das gemeinsame Schmelzbad von beiden Seiten mit abschmelzenden, automatisch zugeführten Drahtelektroden gespeist. Dabei sollen im Zentrum des Lichtbogens bis zu 10 000ob erreicht werden und ein einziger Arbeitsgang zum Verschweissen von dicken Blechen bis über 30 mm Stärke ausreichen. Als Anwendungsgebiet sind der Behälterbau und der Schiffsbau genannt. Hier sind aus Wirtschaftlichkeitsgründen hohe Äbschmelzleistungen wün- schenswert und Toleranzen im Millimeterbereich üblich. Bei der Herstellung von Bauteilen für kerntechnische Ablagen kommt es dagegen zur Erfüllung der an die Bauteile gestellten Forderungen, wie Funktionstüchtigkeit, Festigkeit usw. auf eine genaue Masshaltigkeit an. So unterliegen solche Bauteile, insbesondere durch die Erwärmung zwischen Raumtemperatur und den Betriebstemperaturen von 3000C oder mehr, hohen Beanspruchungen. Ausserdem sind viele Bauteile von kerntechnischen Anlagen insbesondere Kerntragstrukturen wie Kerngitter, Rern- umfassungen oder dergleichen aus nichtrostendem Stahl hergestellt, der ohnehin besondere Erfordernisse an die Verarbeitung stellt. Die Bauteile sind auch meist so gross, dass sie nur mit erheblichen Kosten nach einer Schwei ssung nachgearbeitet werden.köunen, um die erforderliche Masshaltigkeit zu erreichen. Die vorstehend erörterten Schwierigkeiten werden erfin dungsge#ss dadurch vermieden, dass die zu verschweissenden Teile mit einer mindestens 5 mm breiten Stossfläche aneinandergedrilckt werden, dass der Bereich der Stossfläche von beiden Seiten nach dem WiG-Verfahren mit nicht abschmelzenden Elektroden verschweisst wird, wobei die Abmessungen des Schmelzbades nicht grösser als die Breite der Stossfläche sind, und dass bei Schweissnähten, die dicker als die Breite der Stossfläche sind, FEllagen nach dem Erkalten der Schweissung der Stossfläche aufgeschweisst werden. Bei der Erfindung liegen die zu verschweissenden Teile mit der breiten Stossfläche ohne Spalt aneinander an, so dass sie gut fixiert werden können. Zum Beispiel können sie mit einer Vorspannung von 10 kp/m2-oder mehr aneinandergedrückt werden, wobei die Grösse der Stossfläche kleine Flächenpressungen ergibt. Mindestens soll die Fest legung beim Schweissen so starr sein1,dass#die dabei auftretenden Kräfte ohne Lageänderung und Verformung der Teile aufgenommen werden. Ausserdem werden die von der Schweissung ausgehenden Xräf- te begrenzt, weil die Abmessungen des Schmelzbades und damit die Wärmeeinbringung in bezug auf die Breite der Stossfläche und damit auf die Haltekraft festgelegt sind. Daraus ergibt sich ein verzugsfreies Schweissen der Stossfläche, das noch durch den Einsatz des WIG-Impuls- schweissens mit seiner optimalen Sclnnelzbadbeherrschung in allen Zwangslagen der Naht und durch die Verwendung von Helium als Schutzgas wirkungsvoll unterstützt werden kann, weil Helium bei tiefem Einbrand geringe Schmelzbadabmessungen ergibt und damit die geringstmt5g- lichen Schädigungen des Grundwerkstoffs, zum Beispiel durch Dendritenbildung, zur Folge hat. Zur Verbesserung der Schmelzbadstruktur kann man auch einen Zusatzwerkstoff einsetzen, und zwar vorzugsweise in Form eines Blechstreifens, der zwischen den zu verschwei Benden Teilen festgeklemmt wird. Die Erfindung ist somit etwas ganz anderes als das Schweissen nach der eingangs genannten deutschen Offenlegungsschrift, denn dabei stehen sich Enden der miteinander zu verschweissenden Teile ait Abstand gegenüber, und der dazwischen gebildete Spalt wird in voller Breite der Teile mit zugeführtem Schweissmaterial gefüllt, das als Lichtbogenelektrode dient und deshalb schon wegen der Zuführungsbewegung keinen ruhigen Fusspunkt für einen genau dosierten Lichtbogen gewährleisten kann. In der deutschen Offenlegungsschrift 15 40 760 ist sogar darauf hingewiesen, dass das Werkstück gar nicht an der Führung des Schweiss stromes beteiligt zu sein braucht. Wie geSunden wurde, können die Breiten der Stossflächen, die in erster Linie mit nach Grösse und Zeitverlauf glei caem Strom über die beiden nicht abschmelzenden Elektroden verschweisst werden, noch erheblich grösser als 5 mm sein und zum Beispiel 10 bis 15 mm betragen. Sie sollten Jedenfalls mindestens ein Viertel der Dicke der zu verscbweissenaen Teile betragen, damit eine massgenaue FestlegWAg auch bei einer weiteren Bearbeitung, insbesondere bei den F'u1lagenschweissungen erhalten bleibt. Die fijr. dickere Teile vorgesehene Füllagenschweissung nach dem Erkalten der SchweiBung der Stossfläche braucht nicht etwa erst bei Raumtemperatur vorgenommen zu werden, sondern sie kann ohne Beeinträchtigung der MaBhaltigkeit ausgeführt werden, wenn das Bauteil beim Aufbringen der Füllschweissung zum Beispiel nicht mehr als 100 C warm ist. Dies gilt besonders dann, wenn die Fu¯llagen*chweissung mit kleinerer Leistung als die Schwei ssung der Stossfläche erfolgt, so dass die Wärmeeinbringung und die darauf beruhende Gefahr eines Verzuges entsprechend kleiner ist. PEr die Uberwachung der Güte der Schweissnaht sowie zur Protokollierung kann man das erfindungsgemässe Verfahren so ausführen, dass beim Schweissen der Stossfläche wesentliche Schweissdaten, insbesondere der Verlauf des Schweissstromes über die nicht abschmelzenden Elektroden, registriert werden. Zum Beispiel können die Scbweissdaten magnetisch aufgezeichnet werden. Hierbei erleichtert der kurzschlussfreie Schweissstrom des WIG-Impulsverfahrens die genaue Aufzeichnung des Stromes, die unter Umstän den auch mit der automatischen Regelung der Lichtbogenlänge über den Spannnngsabfall zusammengefasst werden kann. Ferner sind auch Wegmarkierungen denkbar, die eine räumliche Zuordnung der Schweissdaten ermöglichen. Zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung kann man vorteilhaft eine Einrichtung verwenden, bei der eine Aufnahmevorrichtung für die zu verschweissenden Teile eine Platte umfasst, die quer zu der zu schweissenden Stossfläche verläuft und eine Ausnehmung für eine Lehre aufweist, mit der die Platte und die zu verschweissenden Teile aufeinander auszurichten sind, bei der an der Platte Befestigungsmittel zum Verbinden der Platte und der Teile angebracht sind und bei der an der Platte gemeinsame Zentrierbohrungen oder -zapfen für die Lehre und eine Schweissmaschine mit einer quer zu der Platte bewegbare Halterung sitzen,*die zwei Schweissköpfe mit den nicht abschmelzenden Elektroden trägt. Mit der neuen Einrichtung kann man die notwendige Ausrichtung zwischen den zu verschweissenden Teilen und der Schweissmaschine, die gerade für das erfindungsgemässe Verfahren mit seiner geringen und gezielten WÅarmeein- bringung wesentlich ist, ohne grossen Messaufwand mit der erforderlichen Genauigkeit erhalten, weil die Platte als relativ leichtes Bauteil direkt mit der Lehre in bezug auf die zu schweissende Stossfläche justiert und fixiert werden kann. Wird dann nach dem Abbau der Lehre die Schweissmaschine mit ihrer Halterung aufgesetzt, so ist sie durch die Platte nach dem Sitz der Lehre zentriert, und es kann sofort ohne Nachrichten ge schweisst werden. Ebenso kann die Halterung auch für Kontrollen und Prüfungen abgehoben und dann ohne erneutes Ausrichten wieder aufgesetzt werden, weil die justierte Platte fixiert geblieben ist. Die zu vers,chweiBenden Teile können mit Hilfe der Platte selbst ausgerichtet und aneinandergedrUckt werden. Besonders bei grossen Teilen kann es aber noch günsti- ger sein, dazu eine Einsparinvorrichtung zu verwenden, die dann ihrerseits selbst oder über die zu verschwei Senden Teile mit der Aufnahmevorrichtung verbunden wird. Die Einspannvorrichtung kann ohne Rücksicht auf die Befestigung und Bewegung der Schweissmaschine allein auf das Ausrichten und Festhalten der zu schweissenden Teile hin ausgelegt werden. Die Halterung kann zweiteilig ausgebildet sein, wobei Jeder Halterungsteil einen Schweisskopf trägt und auf einer parallel zu der Stossfläche liegenden Spindel als Wandermutter angeordnet ist. Die beiden Halterungsteile können im Prinzip einzeln an der Platte der Aufnahmevorrichtung zu befestigen sein. Noch günsti- ger ist es Jedoch, dafür einen gemeinsamen Rahmen zu verwenden, der als stabiler Grundkörper der Scbweissmaschine dient. Insbesondere kann die Halterung symmetrisch mit einer durch die Stossfläche verlaufenden Symmetrieebene sein. Diese Symmetrie ist auch für die im folgenden genannten weiteren Merkmale vorteilhaft. Die beiden Spindeln können über ein gemeinsames form schlüssiges Antriebsglied mit einem Motor verbunden sein. Als formschlüssiges Antriebsglied eignet sich insbesondere ein Zahnriemen. Die Schweissköpfe#können an der Halterung schwenkbar befestigt sein. Damit kann man 'unterschiedliche Neigungen der nicht abschmelzenden Elektroden gegenüber dem Verlauf der Stossfläche einstellen, um die unter Umständen von der Materialbeschaffenheit abhängende optimale Richtung des Lichtbogens und des Schmelzbades einzustellen. Dies gilt besonders für den Fall, dass die Schweissung der Stossfläche ohne Schweissdrahtzusatz erfolgt und dann für Füllagen mit Schweissdrahtzusatz gearbeitet wird. An der Platte können zwei Seilrollen beweglich befestigt sein, die aeveils auf einer Seite der Stossfläche liegen und Versorgungsleitungen zu den Schweissköpfen firhren. Di e Versorgungsleitungen umfassen Eabel zur FUh- rung des Schweissstrcies und gegebenenfalls Messleitun- gen aber auch Schläuche, die ein Schutzgas, insbesondere das schon erwähnte Helium, zur Schweissstelle führen. Sie können ferner StroxzuSuhrungsleitungen einschlie Ben, die den Schweifköpfen zugeordnete Motoren für den Schweissdrahtvorschub und evtl. Elektrodenbewegungen speisen. Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei zeigen die Fig. 1 und 2 die Einrichtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung in einer Seitenansicht und einem Horizoutalschnitt, Fig. 3 die Schweissnaht mit geschweisster Wurzel im Massstab 1:1, Fig. 4 einen Vertikalschnitt und Fig. 5 eine Draufsicht der Einrichtung mit unterschiedlichen Einzelheiten, Fig. 6 und 7 eine zu der Einrichtung gehörende Einspannvorrichtung in einer Draufsicht und einem Vertikalschnitt in grösserem Massstab. Das zu schweissende Werkstück ist ein Rerngitter 1 zur Halterung von Brennelementen in einem Druckwasserreaktor, das aus austenitischem Stahl besteht und aus Profilstäben#2 und 3 zusammengeschweisst wird, wie in der DE-PS 2 549 432 angegeben ist. Zum Schweissen werden die Gitterteile 2 und 3 mit einer nicht dargestellten Einspannvorrichtung gegeneinander gepresst, wie durch die Pfeile 5 und 6 angedeutet ist. Die Anpresskraft kann einen Druck von zum Beispiel 100 kp/cm2 ausmachen, der auf die Stossfläche 8 zwischen den Teilen 2 und 3 wirksam wird. Die Grösse der Stossfläche 8 ist gegeben durch die Breite B der Stossfläche und die Höhe H der miteinander zu verscbweissenden Teile. Die Breite B beträgt mindestens 5 mm, beim Ausfuhrungsbeispiel liegt sie bei 10 mm. Dies ergibt bei einer Höhe H von 400 mm eine Fläche von 40 cm2. Daraus ergibt sich eine Anpresskraft von 4000 kp. Auf die verspannten Teile 2 und 3 wird eine Schweissmaschine 9 mit. einer einstellbaren Halterung 10 gesetzt, deren Arme 11 und 12 zu beiden Seiten über die Teile 2 und 3 greifen. Die Arme 11, 12 tragen zwei gegenüberliegende Schweissköpfe 14 und 15 mit stabförmigen Wolframelektroden 16 und 17, die sich fluchtend gegenüberlie- gen. Die Schweissköpfe 14 und 15 werden entsprechend dem WIG Impulsverfahren mit Hilfe eines nicht dargestellten Steuergerätes aus zwei gleichen Schweissstromquellen möglichst synchron mit einem pulsierenden Schweissstrom gespeist, beispielsweise mit etwa 120/200 Ampere und einstellbaren Schweisstaktzeiten von 0,25 sec. und 0,35 sec. Damit wird der Bereich der Stossfläche 8 als Schweissnaht ohne Schweissdrahtzusatz durchgeschweisst. Bei der angegebenen.Schweissstromstärke hat das gemeinsame Schmelzbad 19 (Fig. 3), d.h. der jeweils erweichte Bereich der aneinander gedrückten Teile 2 und 3, in seinem annähernd kreisförmigen 4uerschnitt einen grössten Durchmesser von etwa 5 mm. Die Halterung 10 wird dabei, wie durch die Pfeile 20 angedeutet ist, mit einer Geschwindigkeit von etwa 15 cm/min entweder von oben nach unten oder von unten nach oben über die Höhe H des Bauteils 1 geführt. Da die Teile 2 und 3 30 mm dick sind, werden nach dem Schweissen der Wurzel entsprechend der Stossfläche 8 FLililagen eingebracht, mit der die verbleibenden Ausnehmungen 21 und 22 aufgefüllt werden. Zu diesem Zweck wird den WIG-Schweissköpfen 14 und 15 mit den Elektroden 16 und 17 je eine Schweissdrahtzuführung 23 und 24 zugeordnet. Der Schweissdraht 25 bzw. 26 wird dann im Lichtbogen, der von den Elektroden 16 und 17 ausgeht, symmetrisch und gleichzeitig auf beiden Seiten abgeschmolzen. Dabei kann die Halterung 10 oder jeder einzelne der Schweissköpfe 14, 15 und der Drahtzuführungen 23, 24 innerhalb des Bereiches der Naht so pendeln, dass die Schweissnaht bei einer Bewegung der Halterung 10 über die Höhe H gleichmässig aufgefüllt wird. Dieses Pendeln kann mechanisch oder elektromagnetisch bewirkt werden. Das Pendeln kann unter Umständen schon bei dem Durchschweissen der Wurzel an der Stossfläche 8 erfolgen, das im übrigen nicht immer ohne Schweissdrahtzusatz ausgeführt werden muss. Zum Beispiel ist es manchmal vorteilhaft,das Gefüge in der Schweissnaht durch beim Schweissen zugeführten Werkstoff zu beeinflussen. Dieser Zusatz zur Erzielung optimaler Schmelzbadanalysen kann auch in Form von Blechstreifen in der Stossstelle ausgebildet sein, die zwischen den Teilen 2, 3 beim Zusammenspannen festgeklemmt werden. Der Schweissdraht 25, 26 kann kalt oder mit Erwärmung zugeführt werden, wie dies für die chemische Zusammen-setzung und im Hinblick auf die Korrosionseigenschaften günstig ist. Ausserdem erfolgt das Schweissen mit einer Schutzgasatmosph#re, die auf den zu verschweissenden Werkstoff und gegebenenfalls auch auf die Nahtform eingestellt wird. Beim Ausführungsbeispiel hat der Schweissdraht-Werkstoff die Nummer 1.4551 nach DIN 17007. Als Schutzgas wird Helium verwendet. Daraus ergibt sich die in Fig. 3 ersichtliche Grösse des Schmelzbades 19, das durch den schraffierten Bereich angedeutet ist. Man erkennt, dass¯- dieser Bereich, der räumlich annähernd rotationssymmetrisch ist, klein gegenüber den Abmessungen der zu verschweissenden Teile 2, 3 ist. Deswegen sind auch die zu einem Verzug führenden Beanspruchungen klein. Die in Fig. 4 bis 7 gezeigten Einzelheiten einer Einrichtung zum Llchtbogenschweissea nach der Erfindung gehen über die vorstehend schematisch erläuterte SchweiB- maschine 9 deswegen hinaus, weil sie auch die Einspannung des Bauteils 1 berücksichtigen und das Ausrichten der Schweissmaschine 9 zum Bauteil 1 ermöglichen. Dabei zeigt die Fig. 4 Einzelheiten der Schweissmaschine 9 und die Fig. 5 Einzelheiten einer zum Ausrichten verwendeten Lehre. Das Kerngitter 1 mit seinen beiden Teilen 2 und 3 ist in einer anhand der Fig. 6 und 7 später beschriebenen Einspannvorrichtung 28 ausgerichtet und eingespannt. Mit dieser ist es in einer Aufnahmevorrichtung 29 festgelegt, die als wesentliches Element eine Platte 31 umfasst. An der Oberseite der Platte 31 sind Kranösen 32 vorgesehen, so dass die Aufnahmevorrichtung 29 auf das Kerngitter 1 abgesenkt werden kann. Die Platte 31 besitzt eine Ausnehmung 34, durch die der Bereich der Stossfläche 8 von oben zugänglich ist. An den der Stossfläche 8 benachbarten Ausnehmungen 21 und 22 der Teile 2 und 3 kann mit Hilfe einer in Fig. 5 weitgehend gestrichelt gezeichneten Lehre 35 die Platte 31 auf das Kerngitter 1 ausgerichtet werden. Die Lehre 35 umfasst eine Grundplatte 36 mit zwei Armen 37 und 38, in denen Je zwei eXzentrisch gelagerte Scheiben 39 und 40 in Richtung der Ausnehmungen 21, 22 übereinan- der liegen. Durch Drehung um die exzentrischen Achsen werden die Scheiben 39, 40 in die Ausnehmungen 21, 22 gepresst, so dass die Grundplatte 36 eine definierte Le- ge, zum Beispiel genau rechtwinklig zur ebenen Stossfläche 8 des Rerngitters 1 hat. Dann wird die Platte 31 nach der Grundplatte 36 ausgerichtet. Zu diesem Zweck werden die Platten 31, 36 mit Distanzblöcken 41 gegeneinander distanziert und über Fuhrungsstifte 42 und 43 gegen seitliche Verschiebungen miteinander verankert. Dann wird die Platte 31 an der Oberseite des Kerngitters 1 über Distanzbolzen 45, 46 und 47 abgestützt, die in der Platte 31 als Schrauben verstellbar sind. Schliesslich wird die Platte 31 mit hydraulisch betätigten Elemmbacken 48 und 49 festgespannt, die fluchtend zueinander auf gegenüberliegenden Seiten der Platte 31 sitzen und am Teil 2 einerseits und Teil 3 andererseits angreifen. Die Klemmstellung und damit die exakte Befestigung der Platte 31 wird dann mit Exzenterknebeln 50 und 51 gesichert. Die Ausrichtung der Teile 2 und 3 aufeinander erfolgt mit Hilfe der Einspannvorrichtung 28. Zu dieser gehört nach den Fig. 6 und 7 eine ebene Spannplatte 54, die durch gitterförmig angeordnete Rippen 55 und 56 versteift ist und eine Vielzahl von gleichen Gewindebohrungen 57 aufweist. Mit den Bohrungen 57 werden mit Je vier Schrauben 58 Spanten 59 befestigt, die sich rechtwinklig zur Spannplatte 54 erstrecken und in den Achsrichtungen des Kerngitters- 1 gegenüberliegen. Die Spanten 59 tragen entweder Stützleisten 60 oder einstellbare Druckschrauben 61 mit gelenkig befestigten Köpfen 62 zum Aufbringen der Halte- und Vorspannkraft für die Teile 2 und 3. Die richtige Höhenlage der Teile 2, 3 ist durch Distanzschrauben 63 festgelegt. Nach dem Festklemmen der ¯Aufnahmevorrichtung 29 auf den Teilen 2 und 3 wird die Lehre 35 durch die #Öff nung 34 abgebaut, wobei ein Hebezeug an nösen 64 angreift. Nunmehr wird auf die Platte 31 die Halterung 10 der Schweissmaschine 9 aufgesetzt, so dass mit Hilfe von identischen Führungsstiften 42, 43 (Fig. 5) und Distanzstücken von vornherein, d.h. ohne weiteres Ausrichten, die richtige Zuordnung zu den zu verschweisenden Teilen 2 und 3 des Kerngitters 1 gegeben ist. Die Schweissmaschine 9 anfasst, wie Fig. 4 zeigt, eine Tragplatte 65, die den wesentlichen Teil der Halterung 10 bildet und auf die Platte 31 entsprechend der Grundplatte 36 der Lehre 35 ausgerichtet ist. Die Tragplatte 65 ist über Führungsstangen 66 mit unteren Abschlussblechen 67 verbunden, so dass eine praktisch zweiteilige Halterung gebildet wird. Dazwischen sind auf. gegenüber- liegenden Seiten des Kerngitters 1 zwei Spindeln 68 und 69 angeordnet, die dicht unterhalb der Platte 65 Zahnräder 70 und 71 aufweisen. Die Zahnräder 70, 71 sind durch einen Zahnriemen 72 verbunden. Deshalb drehen sich die beiden Spindeln 68, 69 synchron, wenn sie von einem auf der Platte 65 sitzenden Getriebemotor 75 in Bewegung gesetzt werden. Auf den Spindeln 68, 69 sitzen als Wandermuttern zwei Halterungsteile 76 und 77, an denen zwei Schweissköpfe 78 und 79 mit horizontalen GelenEachsen schwenkbar befestigt sind. Die Schweissköpfe 78, 79 umfassen in glei- cher symmetrischer Anordnung stiftförmige Elektroden 80 aus Wolfram sowie Düsenkörper 81 für das als Schutzgas verwendete Helium, das den Schweissköpfen 78 und 79 über Schläuche 82 und 83 zugeführt wird. Die Schläuche 82, 83 sind, wie die Fig. 4 deutlich zeigt, über Seilrollen 84 und 85 geführt, die oberhalb der Platte 65 an Schwenkhebeln 86 und 87 sitzen. Die Schwenkhebel stützen sich über einen Träger 88 an der Platte 65 ab. Sie stehen unter der Wirkung von Beder- beinen 89 und 90, die sie von der Platte 65 wegzudrücken suchen, damit die Schläuche 82 und 83 ständig straff geführt sind. Die den Schweisskopfen 78 und 79 abgekehrten Enden der Schläuche sind in Anschluss- buchsen 91 und 92 befestigt, die auf der Platte 65 sitzen und von äusseren Reliumquellen gespeist werden. Parallel zu den Schläuchen 82, 83 verlaufen nicht dargestellte Leitungen für den Schweissstrom, die mit den Elektroden 80 verbunden sind. Sie können ebenfalls zu denAnSchlussbuchsen 91, 92 führen, wo vorzugsweise Steck- verbindungen für den Anschluss von nicht weite#r dargestellten Generatoren für den Schweiss strom vorgesehen sind. Den Schweissköpfen 78 und 79 sind Prungseinrichtungen 93 und 94 zugeordnet, die mit Rollen 95 bzw. 96 für die Zuführung von drahtförmigem Zusatzwerkstoff 97 vorgesehen sind, der durch sich verJüngende Rohre 98 und 99 in den Bereich der Elektroden 80 geführt werden kann. Die Rollen 95 und 96 können gemeinsam oder ein zeln angetrieben werden, wenn die Schweissung mit Zusatzwerkstoff erfolgen soll. Als Antrieb eignet sich unter Umständen die Drehbewegung der Spindeln 68 und 69, womit zugleich eine tfbereinstimmung lait der Vorschubbewegung der Schweissköpfe 78 und 79 gegeben ist. Wie man sieht, ist die neue Einrichtung symmetrisch zu der strichpunktierten Mittellinie 100 in der Stossfläche 8 angeordnet. Deshalb kann mit ihr durch gleichzeitiges Schweissen mit geringer Erwarmung eine Verbindung der Teile 2 und 3 hergestellt werden, die einen praktisch verrachlässigbaren Verzug zur Folge hat. Nach dem Schwei Ben der Stossfläche 8 kann dann mit der gleichen Einrichtung das Auflegen von FEllagen erfolgen, wobei der Schweissstrom die beim Schweissen der Stossflache 8 vorgesehene maximale Stromstärke von 200 Ampere nicht überschreitet. Da das Schweissen der FEllagen ausserdem nach dem AbkWhlen der geschweissten Stossfläche vor sich geht, kann auch das Auftragen der FEllagen nicht zu sonst praktisch unvermeidlichen Wärmedehnungen führen, die einen Schweissverzug zur Folge haben. Die Schweissmaschine 9 kann zum Beispiel zu Uberprtifungen der Schweissnaht ohne weiteres aus der Öffnung 34 der Platte 31 herausgezogen werden, da sie danach jederzeit ohne zusätzliches Ausrichten wieder auf die Platte 31 aufgesetzt werden kann, die mit dem zu schweissenden Eerngitter 1 über die Elemmbacken 48, 49 verbunden bleibt. 19 Patentansprüche 7 Figuren

Claims: Patentansprilche 1. Verfahren zum Herstellen von massgenauen Bauteilen für kerntechnische Anlagen, insbesondere von Kerntrag strukturen, durch Lichtbogenschweissen, wobei eine Stumpfnaht zwischen zwei Teilen gleichzeitig von zwei Seiten mit einem Schmelzbad geschweisst wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die zu verschweissenden Teile mit einer mindestens 5 mm breiten Stossfläche aneinandergedrückt werden, dass der Bereich der Stossfläche von beiden Seiten nach dem WIG Verfahren mit nicht abschmelzenden Elektroden verschweiss wird, wobei die Abmessungen des Schmelzbades quer zur Richtung der Elektroden nicht grösser als die Breite der Stossfläche sind, und dass bei Schweissnähten, die dicker als die Breite der Stossfläche sind, Fullagen nach dem Erkalten der Schweissung der Stossfläche aufgeschweisst werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Breite der Stossfläche mindestens ein Viertel der Dicke der zu verschweissenden Teile beträgt. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Schweissung der Stossfläche mit nach Grösse und Zeitverlauf gleichem Strom über die beiden nicht abschmelzenden Elektroden vorgenommen wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2, oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Schweissung der Stossfläche mit Helium als Schutzgas vorgenommen wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mit den zu verschweissenden Teilen ein Blechstreifen zur Beeinflussung der Material struktur des Schmelzbades festgeklemmt wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Füll- schweissungen mit kleinerer Leistung als die Schweissung der Stossfläche erfolgen. 7 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis #, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mindestens die SchweiBung.der Stossfläche durch WIG-Impulsschweissen ausgeführt wird. 8. Verfahren nach Anspruch 7, d a t u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Regelung der SchweiS- strompulsation mit der Regelung des Elektrodenabstandes kombiniert wird. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass beim Schwei ssen der Stossfläche wesentliche Schweissdaten, insbesondere der Verlauf des Schweissstromes über die nicht abschmelzenden Elektroden, registriert werden. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Teile mit einer Vorspannung von 10 kp/mm2 oder mehr aneinander- gedrückt werden. 11. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Aufnahmevorrichtung (29) für die zu verschweissenden Teile (2, 3) eine Platte (31) umfasst, die quer zu der zu schweissenden Stossfläche (8) verläuft und eine Ausnehmung (34) für eine Lehre (35) aufweist, mit der die Platte (31) und die zu verschweissenden Teile (2,3) aufeinander auszurichten sind, dass an der Platte (31) 3efestigungs'mittel (48, 49) zum Verbinden der Platte (31) und der Teile (2, 3) angebracht sind und dass an der Platte (31) gemeinsame Zentrierbohrungen oder -zapfen (42, 43) für die Lehre (35) und eine Schweissmaschine (9) mit einer quer zu der Platte (31) bewegbaren Halterung (10) sitzen, die zwei Schweissköpfe (78, 79) mit den nicht abschmelzenden Elektroden (80) trägt. 12. Einrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h ce k e n n z e i c h n e t, dass die zu verschweissenden Teile (2, 3) in einer Einspannvorrichtung (28) sitzen, mit der die Teile (2, 3) zueinander ausgerichtet sind und an der Stossfläche (8) aneinandergedrückt werden. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, dass die Einspannvorrichtung (28) über die zu verschweissenden Teile (2, 3) mit der Auf#ia1#evorrichtung (29) verbunden ist. 14. Einrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Hal- terung (10) zweiteilig ausgebildet ist, wobei Jeder Halterungsteil (76, 77) einen Schweisskopf (78, 79) trägt und auf einer parallel zu der Stossfläche (8) liegenden Spindel (68, 69) als Wandermutter angeordnet ist. 15. Einrichtung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die beiden Halterungs- teile (76, 77) an einem gemeinsamen Rahmen (65) geführt sind, der mit der Platte (31) der Aufnah@evor- richtung (29) zu verbinden ist. 16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die beiden Spin deln (68, 69) über ein gemeinsames formschlüssig'es Antriebsglied (72) mit einem Motor (75) verbunden sind. 17. Einrichtung nach einem der Anspräche 11 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, dass die Schweissköpfe (78, 79) schwenkbar an der Halterung (10) befestigt sind. 18. Einrichtung nach einem der Anspräche 11 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass an der Platte (65) zwei Seilrollen (84, 85) beweglich befestigt sind, die Jweils auf einer Seite der Stossfläche (8) liegen und Versorgungsleitungen (82, 83) zu den Schweissköpfen (78, 79) führen. 19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis -18, g e k e n n z e i c h n e t d n r c h eine symmetrische Ausbildung mit einer durch die Stossfläche (8) verlaufenden Synetrieebene.

Inventors: STEINKAMP, ECKHARD, TAUTZ, JURGEN, Tautz, Jürgen
Applicants: KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1979
Main classification: B23K9
IPC codes: B23K9