(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) T3 (1) Int. Cl. B23K9/173 B23K3/38 (06.01) (06.01) (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej Europejski Biuletyn Patentowy 08/33 EP B1 (4) Tytuł wynalazku: Sposób spawania łukowego () Pierwszeństwo: DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 06/40 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 01/09 (73) Uprawniony z patentu: Linde Aktiengesellschaft, München, DE (72) Twórca (y) wynalazku: PL/EP T3 Matz Christoph, Unterschleissheim, DE Miklos Ernst, Kirchheim, DE Sapia Wolfgang, Unterschleissheim, DE (74) Pełnomocnik: Polservice Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o. rzecz. pat. Tylińska Irena Warszawa skr. poczt. 33 Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 1 49P2333PL00 EP B1 1 2 Przedmiotem wynalazku jest sposób spawania przy pomocy co najmniej dwóch topliwych elektrod, do których przykładane są co najmniej dwa różne potencjały, przy czym wspólne jeziorko spawalnicze jest tworzone przez elektrodę przesuwającą się jako pierwsza i co najmniej jedną elektrodę przesuwającą się za nią i przy czym dla elektrody przesuwającej się jako pierwsza stosuje się większą średnicę niż dla elektrody przesuwającej się za nią. Do spawania łukowego w osłonie gazu ochronnego stosowane są różne sposoby spawania. Obok metody z elektrodą topliwą, do której zalicza się spawanie łukowe w osłonie gazu aktywnego chemicznie i spawanie łukowe w osłonie gazu obojętnego, występuje także spawanie wolframowe w osłonie gazu obojętnego, spawanie plazmowe i spawanie łukiem krytym. W celu zwiększenia wydajności w ostatnich latach w coraz większym stopniu stosowane są wysoko wydajne technologie spawania. Wysoko wydajne technologie spawania wykorzystujące z reguły elektrody topliwe wyróżniają się w stosunku do konwencjonalnego spawania metalu w osłonie gazowej wyższą wydajność stapiania elektrody. Jako elektrody stosuje się do tych celów, albo druty o bardzo dużych średnicach, albo szybkość przesuwania drutów jest wyższa niż w przypadku konwencjonalnego spawania metalu w osłonie gazu ochronnego. Wyższe wydajności stapiania elektrody przekładają się na wyższe szybkości spawania lub wyższe objętości spoiny w porównaniu do technologii tradycyjnych. Podstawy wysoko wydajnego spawania metalu

3 2 w osłonie gazowej zostały bliżej opisane w fiszce niemieckiego stowarzyszenia Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e.v., DSV (wrzesień 00 r.) i DSV (czerwiec 03 r.). 1 2 Obok tradycyjnej technologii spawania przy użyciu jednej elektrody topliwej używanej także przy spawaniu konwencjonalnym, w przypadku spawania wysokowydajnego występują także technologie, w przypadku których topią się dwie elektrody lub więcej, tak zwane procesy wielodrutowe. Stosuje się z reguły dwie elektrody topliwe, ale możliwe jest także zastosowanie trzech lub więcej elektrod. Elektrody topią się w oddzielnych łukach elektrycznych pod wspólną osłoną gazową i wspólnie ze stopionym materiałem obrabianego przedmiotu tworzą one wspólne jeziorko spawalnicze. Elektrody są przy tym rozmieszczone jedna za drugą patrząc w kierunku spawania, tak, że za elektrodą poruszającą się jako pierwsza następuje jedna lub kilka elektrod posuwających się za nią. Gdy stosowane są dwie elektrody i gdy do tych dwóch elektrod zostanie przyłożony wspólny potencjał, to mówi się o spawaniu dwudrutowym. Jeżeli natomiast do obydwóch elektrod zostaną przyłożone różne potencjały, to mówi się o spawaniu tandemowym. W celu zrealizowania spawania tandemowego potrzebne są więc dwie rury kontaktowe, dwa źródła prądu i dwa systemy sterowania, przy czym jednak źródła prądu mogą być ze sobą sprzężone i eksploatowane w systemie master-slave. Obok opisanych wyżej wysoko wydajnych technologii spawania przy użyciu dwóch lub kilku drutów, w przypadku których materiał ze stopionych elektrod

4 3 1 2 tworzy wspólne jeziorko stopionego metalu albo jeziorko spawalnicze występuje jeszcze jeden sposób mający na celu dostarczenie dużych ilości dodatkowego materiału w celu wypełnienia dużych spawanych objętości, a mianowicie spawanie w dwóch lub kilku warstwach. Dodatkowy materiał jest tu nanoszony warstwa za warstwą poczynając od warstwy na samym spodzie. Warstwa znajdująca się na samym spodzie zastyga zanim zostanie zespawana następna warstwa, tak, że nie następuje mieszanie warstw. Spawanie w kilku warstwach odbywa się zwykle po kolei. Możliwe jest jednak przemieszczenie dwóch lub więcej elektrod nad przedmiotem obrabianym, przy czym elektrody są oddalone od siebie na tyle, że wypełnienie spawalnicze wytworzone przez elektrodę przesuwającą się jako pierwsza jest już na tyle zastygnięte, że warstwa spawalnicza jest gotowa zanim następna elektroda wprowadzi do spoiny spawanej kolejny, stopiony, dodatkowy materiał. Sposoby spawania warstwami dla dużych objętości spawania, które wykonywane są nie w dwóch operacjach roboczych, lecz przy pomocy dwóch elektrod przesuwających się jedna za drugą ujawnione zostały na przykład w JP , JP lub w JP Obok wielkości odstępu między obydwoma elektrodami także zastosowanie drutu wypełniającego tworzącego żużel zapewnia tworzenie się warstw. W przypadku wszystkich technologii spawania w osłonie gazowej można stwierdzić, że technologie te wykazują stosunkowo niewielkie wtopienie w porównaniu do innych technologii spawania, a przede wszystkim w

5 4 porównaniu do technologii spawania łukiem krytym. Dotyczy to także technologii wielodrutowych. 1 2 Wytrzymałość połączenia spawanego zależy jednak głównie od głębokości i jakości wtopienia. Szczególnie wtedy, gdy konieczne jest pokrycie szczeliny o dużej szerokości i stopiwem musi zostać wypełniona przestrzeń o znacznej objętości, często nie można osiągnąć wystarczającego i równomiernego wypełnienia oraz wystarczająco głębokiego wtopienia, co jest warunkiem dobrego spojenia. W przypadku spawania metalem w osłonie gazowej można wywrzeć pewien wpływ na wtopienie poprzez dobór składu gazu ochronnego i szybkości spawania. Przy wyborze gazu ochronnego obok wtopienia należy jednak uwzględniać jeszcze inne czynniki, jak na przykład stabilność łuku elektrycznego, wyrzut kropli lub tworzenie się porów, tak, że na wtopienie można oddziaływać drogą doboru gazu ochronnego w sposób ograniczony. Poprawa wtopienia, którą można osiągnąć drogą zmniejszenia szybkości spawania, jest przeważnie niepożądana, ponieważ następstwem zmniejszenia szybkości spawania jest niższa wydajność. W przypadku stosowania dwóch lub kilku drutów wytrzymałość i obciążalność złącza spawanego zależy w decydującym stopniu od tego, czy tworzone jest wspólne jeziorko spawalnicze, czy też nie. Jeżeli podczas spawania nie powstaje wspólne jeziorko spawalnicze, to chodzi niejako o spawanie w kilku warstwach, chociaż poszczególne warstwy są nanoszone bardzo szybko jedna za drugą. Do każdego drutu spawalniczego należy tu przyporządkować jedną warstwę, ponieważ jeziorka

6 1 2 spawalnicze przyporządkowane do poszczególnych drutów zastygają oddzielnie od siebie, a tym samym nie dochodzi do przemieszania dodatkowego materiału. Te warstwy są wzajemnie spojone ze sobą, ale istnieje jednak podział spoiny spawanej na warstwy. To rozbicie na warstwy jest wyraźnie widoczne także na szlifowanych próbkach. Tworzenie się warstw prowadzi do uzyskania całych spoin spawanych, które często mają wyraźnie niższą jakość z punktu widzenia wytrzymałości i obciążalności niż spoiny spawane nie wykazujące rozbicia na warstwy i związane z tylko jednym jeziorkiem spawalniczym. Dlatego też zadaniem wynalazku jest stworzenie sposobu prowadzącego do uzyskania wystarczająco głębokiego wtopienia także przy wysokich szybkościach spawania, wypełniającego w zadowalający sposób przestrzenie spawane o dużej objętości przy wysokich szybkościach spawania i jednocześnie wytwarzającego zadowalające powierzchnie spoin i zapewniającego ponadto wysokie wytrzymałości i obciążalności, a tym samym wysoką jakość złącza spawanego. Zgodnie z wynalazkiem zadanie zostało rozwiązane za pomocą sposobu spawania przy użyciu co najmniej dwóch elektrod topliwych, do których przyłożone zostały co najmniej dwa różne potencjały, przy czym tworzone jest wspólne jeziorko spawalnicze przez elektrodę poruszającą się jako pierwsza i co najmniej jedna podążającą za nią elektrodę, przy czym dla elektrody poruszającej się jako pierwsza zastosowano większą średnicę elektrody w porównaniu do podążającej za nią elektrody, charakteryzujące się tym, że zastosowano

7 6 1 2 dwie elektrody rozmieszczone w odległości od siebie wynoszącej 3 do 7 mm, przy czym odległość elektrod przed procesem spawania, po wyregulowaniu położenia dyszy gazu ochronnego poprzez wysunięcie elektrod aż do obrabianego przedmiotu mierzona jest na zakończeniach elektrod dotykających obrabianego przedmiotu. Na skutek faktu, że w przypadku sposobu zgodnego z wynalazkiem powstaje wspólne jeziorko spawalnicze zapewnione jest, że złącze spawane spełnia najwyższe wymogi z punktu widzenia wytrzymałości i obciążalności. Z drugiej zaś strony, z uwagi na różne średnice elektrod, możliwe jest przyporządkowanie elektrodom różnych zadań, w wyniku czego spełnione mogą zostać w trakcie jednej operacji spawania wymogi stawiane wtopieniu, wypełnieniu dużych spawanych objętości i zadowalającym powierzchniom spoiny spawanej. Nieoczekiwanie okazało się mianowicie, że w przypadku sposobu zgodnego z wynalazkiem powstaje wprawdzie wspólne jeziorko spawalnicze, ale mimo wspólnego jeziorka spawalniczego możliwe jest przydzielenie zadań elektrodom. Zmieszanie się stopionego materiału z elektrod idzie z jednej strony tak daleko, że powstaje wspólne jeziorko spawalnicze, ale z drugiej strony naniesiony najpierw materiał pozostaje na dnie spoiny, a naniesiony na końcu materiał dodatkowy znajduje się na powierzchni spoiny. W następstwie tego możliwe jest przydzielenie zadań elektrodzie posuwającej się jako pierwsza i elektrodzie posuwającej się za nią mimo powstania wspólnego jeziorka spawalniczego. W sposobie zgodnym z wynalazkiem elektroda posuwająca się jako pierwsza jest odpowiedzialna za wtopienie i wypełnienie spawanej

8 7 1 2 przestrzeni. Ponieważ średnica elektrody posuwającej się jako pierwsza może być w sposobie zgodnym z wynalazkiem stosunkowo duża, to dla elektrody posuwającej się jako pierwsza może zostać wybrany bardzo duży prąd spawania. Wysoki prąd spawania zapewnia znowu głębokie wtopienie, w wyniku czego powstaje połączenie materiałowe spełniające bardzo wysokie wymagania jakościowe, przede wszystkim z punktu widzenia wytrzymałości. Ponadto ponieważ średnica elektrody posuwającej się jako pierwsza jest większa od średnicy elektrody (elektrod) posuwającej (posuwających) się za nią, to możliwe jest ustawienie bardzo wysokiej wydajności topienia się elektrody posuwającej się jako pierwsza, w wyniku czego bardzo duże spawane przestrzenie mogą zostać wypełnione stopiwem w sposób równomierny i bez porów. Do kształtowania powierzchni spoiny wykorzystywana jest natomiast elektroda posuwająca się za pierwszą elektrodą, szczególnie ostatnia elektroda. Tym samym, w przypadku użycia dwóch elektrod, elektroda posuwająca się jako pierwsza określa wtopienie, a elektroda posuwająca się za nią formuje powierzchnię spoiny. W przypadku zastosowania trzech lub więcej elektrod elektrody (elektroda), z których tworzone są warstwy środkowe, będą przyczyniać się głównie do poprawy wtopienia, ale częściowo także do ukształtowania powierzchni spoiny spawanej. Dlatego też średnica i wydajność topienia się środkowej elektrody (elektrod) winny zostać dobrane z uwzględnieniem tych obydwóch aspektów. W następstwie tego sposób według wynalazku umożliwia zastosowanie w elektrodzie (elektrodach)

9 8 1 2 posuwających się za pierwszą elektrodą mniejszych średnic niż w elektrodzie posuwającej się jako pierwsza, a średnice te mogą zostać zoptymalizowane z uwzględnieniem danego zadania. W szczególności dla ostatniej elektrody, przy której pomocy tworzona jest powierzchnia spoiny, wybierana jest średnica zapewniająca optymalne właściwości powierzchni spoiny i pozwalająca na uniknięcie przegrzania powierzchni spoiny. Ponieważ elektroda posuwająca się za pierwszą elektrodą ma mniejszą średnicę, więc parametry elektrody posuwającej się za pierwszą elektrodą mogą zostać nastawione w ten sposób, że można uniknąć przegrzania powierzchni spoiny. Tym samym można uniknąć silnego utlenienia się oraz bardzo dużej szorstkości powierzchni spoiny. Tym samym dzięki sposobowi zgodnemu z wynalazkiem możliwe jest ustawienie na tyle silnie różniących się od siebie parametrów elektrody poruszającej się jako pierwsza i elektrody posuwającej się za nią, że w ramach jednej operacji roboczej także przy bardzo wysokiej szybkości spawania mogą zostać spełnione sprzeczne ze sobą wymogi dotyczące wtopienia i powierzchni spoiny spawanej. Dzięki temu znacznemu rozszerzeniu ulegają możliwości zastosowania dla wysokowydajnego spawania z procesami wielodrutowymi, a przede wszystkim możliwości zastosowania dla tandemowych procesów spawalniczych. W korzystnym rozwiązaniu konstrukcyjnym wynalazku, dla elektrody poruszającej się jako pierwsza i elektrody (elektrod) posuwającej się za nią zastosowano różne szybkości przesuwania drutu. Szybkość przesuwania drutu ma duży wpływ na wydajność topienia się, w wyniku

10 9 czego dobór szybkości przesuwania drutu może skutecznie wspierać inne zalety wynalazku. 1 2 Korzystne jest zastosowanie dwóch elektrod oddalonych od siebie o 4 do 7 mm, korzystnie o do 7 mm, przy czym odległość elektrod mierzona jest przed rozpoczęciem procesu spawania, po ustawieniu położenia dyszy gazu ochronnego, poprzez wysunięcie elektrod aż do obrabianego przedmiotu, na zakończeniach elektrod dotykających obrabianego przedmiotu. Wyżej wymienione ustawienia są zalecane w celu powstania wspólnego jeziorka spawalniczego. Jeżeli natomiast wybierze się większą wartość odległości między elektrodami (z reguły będzie to wartość przekraczająca podane tu wartości), to wystąpią oddzielone od siebie jeziorka spawalnicze i w następstwie tego będziemy mieli do czynienia ze spawaniem w dwóch warstwach. W tym korzystnym rozwiązaniu konstrukcyjnym wynalazku zapewnione jest więc wspólne jeziorko spawalnicze, a ponadto elektroda poruszająca się jako pierwsza może spełnić wymogi w zakresie wtopienia i objętości spawanych przestrzeni, a elektroda posuwająca się za nią może spełnić wymogi dotyczące powierzchni spoiny. W korzystnym rozwiązaniu konstrukcyjnym wynalazku elektroda poruszająca się jako pierwsza ma średnicę leżącą pomiędzy 1,0 i 2,0 mm, korzystnie pomiędzy 1,2 i 1,6 mm. Przy średnicach elektrod o tej wielkości można osiągnąć głębokie wtopienie i wypełnienie spawanych przestrzeni o dużej objętości także przy wysokich szybkościach spawania. Dla zgodnego z wynalazkiem sposobu szczególnie przydatne są elektrody drutowe, przede wszystkim elektrody z pełnego drutu.

11 1 2 Ponadto korzystne jest, że ostatnia z elektrod poruszających się za pierwszą elektrodą ma średnicę mniejszą o co najmniej 0,1 mm, korzystnie o co najmniej 0,2 mm, od średnicy elektrody poruszającej się jako pierwsza. Okazało się, że konieczna jest taka właśnie minimalna różnica średnic, aby można było wykorzystać zalety wynalazku. Korzystnie elektrody usytuowane są jedna za drugą w kierunku spawania. W celu lepszego mostkowania szczelin lub w przypadku styków nakładających się na zakładkę może być jednak korzystne obrócenie elektrod w kierunku przeciwnym do kierunku spawania. Przeważnie zalecany jest tu kąt od do w stosunku do kierunku spawania. W sposobie zgodnym z wynalazkiem szczególnie korzystne jest wykorzystywanie jako gazu ochronnego argonu, helu, dwutlenku węgla, tlenu lub mieszaniny dwóch lub więcej wymienionych wyżej składników. Przy użyciu gazu ochronnego składającej się z tych składników najlepiej uwidaczniają się zalety wynalazku. Korzystne jest przy tym, aby gaz ochronny zawierał 3 do 40 % objętościowych dwutlenku węgla, korzystnie do 2 % objętościowych, szczególnie korzystnie 8 do % objętościowych. Zawartość dwutlenku węgla w gazie ochronnym zapobiega tworzeniu się porów i ułatwia także odgazowanie po zakończeniu procesu spawania. Ponadto dwutlenek węgla zapewnia dobre dostarczanie ciepła do obrabianego przedmiotu. W wyniku głębokiego wtopienia, jakie można osiągnąć przy pomocy sposobu zgodnego z wynalazkiem, konieczne jest dobre dostarczanie ciepła i unikanie powstawania porów na całym obszarze głębokości

12 wnikania, aby uzyskać połączenie o wysokiej jakości. Wyższa od podanej zawartość dwutlenku węgla wywiera jednak negatywny wpływ na strukturę powierzchni spoiny, ponieważ wraz ze wzrostem zawartości dwutlenku węgla znacznemu zwiększeniu ulegają procesy utleniania na powierzchni. Korzystne jest przy tym, aby gaz ochronny zawierał do 60 % objętościowych helu, korzystniej do 0% objętościowych a najkorzystniej, gdy jego zawartość wynosi do 3 % objętościowych. Zawartość helu z uwagi na wysokie przewodnictwo cieplne helu, poprawia dostarczanie ciepła gazu ochronnego do obrabianego przedmiotu i w wyniku tego poprawia wytrzymałość i obciążalność całej spoiny. Zbyt wysoki udział helu prowadzi jednak do niestabilności łuku elektrycznego, co ma negatywny wpływ na jakość procesu spawania. Korzystne jest przy tym, aby gaz ochronny zawierał 1 do 1 % objętościowych tlenu, korzystnie 3 do % objętościowych, zwłaszcza korzystnie 3 do % objętościowych. Tlen w gazie ochronnym działa podobnie, jak dwutlenek węgla, ale z uwagi na silniejsze utleniające oddziaływanie może on być dodawany w niższych stężeniach niż dwutlenek węgla. Obok czystych gazów, dla sposobu według wynalazku nadają się przede wszystkim mieszaniny dwuskładnikowe składające się z dwutlenku węgla i argonu, tlenu i argonu lub helu i argonu lub mieszaniny trójskładnikowe składające się z dwutlenku węgla lub tlenu z helem i argonem. Stosowane mogą być też mieszaniny czteroskładnikowe składające się z dwutlenku węgla, tlenu, helu i argonu. Korzystne jest przy tym

13 12 zachowanie opisanych wyżej udziałów w objętości. Skład i proporcje mieszaniny winny być ustalane z uwagi na dane zadanie spawalnicze i związane są ze spawanymi elementami i materiałami dodatkowymi. 1 2 W korzystnym rozwinięciu wynalazku stosowany jest tren gazowy. Stosowanie trenu gazowego oznacza, że obok gazu ochronnego otaczającego łuk elektryczny i skierowanego na jeziorko spawalnicze stosowany jest także inny strumień gazu ochronnego. Ten inny strumień gazu skierowany jest stosunkowo słabym strumieniem objętości na obrabiany przedmiot i pokrywa świeżą spoinę. Świeża spoina charakteryzuje się tym, że jeziorko spawalnicze już zastygło, ale jeszcze nie zostało schłodzone. Dzięki zastosowaniu trenu gazowego zapewnia się więc, że także w trakcie schładzania spoina znajduje się w osłonie gazu ochronnego. Ponieważ, przy zgodnym z wynalazkiem sposobie do wypełnienia spawanych przestrzeni o dużej objętości bardzo dużo materiału z elektrod musi zostać stopione i wprowadzone do spoiny spawanej i w związku z tym schłodzenie spoiny spawanej trwa stosunkowo długo, więc w wielu przypadkach korzystne jest zastosowanie trenu gazowego. W korzystnym wykonaniu wynalazku, elektroda poruszająca się jako pierwsza działa w trybie łuku z natryskowym przenoszeniem materiału, a ostatnia z elektrod posuwających się za nią działa przy zastosowaniu techniki impulsowej. W innym korzystnym wykonaniu elektroda poruszająca się jako pierwsza i elektrody posuwające się za nią funkcjonują w oparciu o technikę impulsową.

14 13 Jest przy tym celowe, aby technika impulsowa generowała pulsy synchroniczne i pulsy przesunięte w fazie lub pulsy asynchroniczne. Możliwe są jednak pulsy synchroniczne i w jednakowej fazie. 1 2 Sposób zgodny z wynalazkiem nadaje się szczególnie dla stali, przede wszystkim dla stali o dużych grubościach ścianek. Wykazuje ona swoje zalety przede wszystkim przy spawaniu zbiorników stalowych, a szczególnie przy spawaniu szwów obwodowych. To zadanie spawalnicze stawia wymogi, które mogły zostać spełnione dopiero przez sposób zgodny z wynalazkiem. Sposób zgodny z wynalazkiem nadaje się jednak również dobrze do wykonywania spoin pachwinowych i spoin czołowych. Spoiny pachwinowe i spoiny czołowe do łączenia elementów stalowych o dużej grubości ścianek są często niezbędne w przemyśle stoczniowym, tak, że sposób zgodny z wynalazkiem wykazuje swoje zalety także w dziedzinie budowy statków. Za pomocą zgodnego z wynalazkiem sposobu możliwe jest łączenie z dużą szybkością także elementów o grubych ściankach, przy czym zawsze powstają spoiny związane ze wspólnym jeziorkiem spawalniczym. Sposób ten nadaje się szczególnie do łączenia grubych blach o grubości w przedziale od 3 do mm. Zalety te ujawniają się przede wszystkim podczas spawania butli gazowych na gazy sprężone lub skroplone (np. butli na propan lub butan). W dalszym ciągu wynalazek zostanie bliżej opisany na podstawie przykładowej wersji konstrukcyjnej pokazanej na figurze 1. Na podstawie figury 2 wyjaśniony zostanie sposób określenia odległości między

15 14 elektrodami. Figura 3 pokazuje szlif spoiny spawanej wykonanej za pomocą zgodnego z wynalazkiem sposobu. 1 2 Figura 1 pokazuje schematycznie dyszę gazu ochronnego 1 do spawania obrabianego przedmiotu 2, posiadającą dwie rurki kontaktowe 3 i 3, dwie elektrody 4 i 4 z dwoma mechanizmami do przesuwania drutu do przodu i. Ponadto pokazane zostały przyłącza dla przyłożenia potencjałów 6 i 6 oraz wspólne jeziorko spawalnicze 7. Kierunek spawania został oznaczony strzałką 8, a jeziorko spawalnicze zastygłe po spawaniu w spoinę zostało oznaczone jako 9. Na obrabiany przedmiot 2 skierowana jest dysza gazu ochronnego 1, w której znajdują się obydwie elektrody topliwe 4 i 4. Między elektrodą 4 i obrabianym przedmiotem 2 oraz między elektrodą 4 i obrabianym przedmiotem 2 palą się dwa niezależne od siebie łuki elektryczne otoczone wspólną osłoną gazu ochronnego dostarczaną przez dyszę gazu ochronnego 1. Obydwie elektrody tworzą w obrabianym przedmiocie 2 wspólne jeziorko spawalnicze 7. Obydwie niezależne od siebie elektrody 4, 4 prowadzone są przez dwie oddzielne rurki kontaktowe 3 i 3 podłączone do dwóch różnych źródeł prądu, w wyniku czego na elektrodach powstają dwa różne potencjały 6 i 6. Ponadto obydwie elektrody 4 i 4 dysponują dwoma niezależnymi od siebie mechanizmami do przesuwania drutu do przodu i. Zgodnie z wynalazkiem elektroda poruszająca się jako pierwsza 4 ma większą średnicę od elektrody poruszającej się za nią 4. Obydwie elektrody 4 i 4 są ustawione jedna za drugą w kierunku spawania. Jako elektrody stosuje się na przykład elektrody drutowe o

16 1 1 2 średnicy wynoszącej 1,6 i 1,2 mm. Najlepiej jest ustawić szybkość przesuwania drutu do przodu wynoszącą od do m/min. Prąd spawania najlepiej jest ustawić na wartości leżące w przedziale od 80 do 00 A, korzystnie od 0 do 400 A, a napięcie spawania na wartości leżące w przedziale od 1 do 0 V, korzystnie od do 40 V. W przypadku stosowania impulsowego łuku elektrycznego wartości te uważa się za wartości średnie. Często może być korzystne stosowanie obydwóch elektrod 4 i 4 w trybie master-slave, przy czym elektroda poruszająca się jako pierwsza 4 jest prowadzącym masterem. Przy takim doborze parametrów szybkość spawania leży w przedziale od 0 do 0 cm/min. Na mieszaninę gazu ochronnego nadaje się szczególnie mieszanina składająca się z 8 do 2 % objętościowych dwutlenku węgla i argonu w pozostałym udziale objętości, a szczególnie preferowana jest mieszanina składająca się z 8 do 2 % objętościowych dwutlenku węgla, do 40 % objętościowych helu i argonu w pozostałym udziale objętości. Obok mieszanin dwu- i trójskładnikowych z dwutlenku węgla, argonu i ewentualnie helu, w przypadku których szczególnie preferowane są podane wyżej udziały, korzystne jest stosowanie mieszanin trójskładnikowych składających się z tlenu, helu i argonu w proporcji wynoszącej 3 do % objętościowych tlenu, do % objętościowych helu i reszty argonu. Stosowane są jednak na przykład także mieszaniny dwuskładnikowe składające się z dwutlenku węgla lub tlenu i argonu, mieszaniny trójskładnikowe składające się z dwutlenku węgla, tlenu i argonu oraz mieszaniny czteroskładnikowe składające się z dwutlenku

17 16 węgla, tlenu, helu i argonu. Mieszaniny gazu ochronnego wspomagają przy tym sposób zgodny z wynalazkiem i prowadzą ku temu, że ujawniają się w szczególny sposób zalety wynalazku. 1 2 Na podstawie Figur 2a i b wyjaśniony zostanie dalej sposób określenia odległości miedzy elektrodami. Odnośniki z figur 1 i 2 są ze sobą zgodne. Dysza gazu ochronnego 1 z elektrodami 4 i 4 umieszczana jest nad obrabianym przedmiotem 2 na wysokości niezbędnej w procesie spawania (patrz fig. 2a). Następnie elektrody 4 i 4 są w wyniku uruchomienia mechanizmu przesuwania drutów do przodu tak długo wysuwane z dyszy gazu ochronnego aż dotkną obrabianego przedmiotu 2 (patrz fig. 2b). Odcinek między obydwoma punktami, w których zakończenia elektrod dotykają obrabianego przedmiotu, to odległość d. Teraz elektrody są znowu przesuwane w swoje położenie wyjściowe drogą przesunięcia drutu przy stałej dyszy gazu ochronnego 1. Następnie rozpoczyna się spawanie. Odległość może zostać wyregulowana drogą przesunięcia elektrod lub w przypadku, gdy elektrody, jak to pokazano na fig. 2, ustawione są w stosunku do siebie pod kątem, drogą zmiany kąta. Przy równoległym prowadzeniu elektrod, jak to pokazano na fig. 1, odległość d jest we wszystkich miejscach jednakowa i w związku z tym może ona zostać zmierzona bez dotykania obrabianym przedmiotem dyszy gazu ochronnego. W korzystnych wersjach konstrukcyjnych wynalazku przyjmuje się odległość wynoszącą 3 do 12 mm, przy korzystnie 4 do mm, a szczególnie korzystnie do 7 mm.

18 17 Figura 3 pokazuje szlif spoiny spawanej wykonanej za pomocą sposobu zgodnego z wynalazkiem. Wyraźnie widoczne są obydwie blachy nasunięte jedna na drugą w celu zespawania i mające teraz zakładkę. Po szlifie nie widać, że spoina spawana została wykonana za pomocą sposobu będącego przedmiotem wynalazku, ponieważ danego szlifu nie można odróżnić od szlifu na spoinie spawanej wykonanej przy pomocy tylko jednej elektrody. Jedynie głębokie wtopienie przy dużej grubości blachy pokazuje, że nie może tu chodzić o tradycyjną spoinę spawaną. Tym samym szlif pokazuje wyraźnie, że w przypadku sposobu zgodnego z wynalazkiem mamy do czynienia z procesem spawania z tylko jednym jeziorkiem spawalniczym. 1 Linde Aktiengesellschaft Pełnomocnik:

19 18 49P2333PL00 EP B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób spawania przy pomocy co najmniej dwóch topliwych elektrod (4, 4 ), do których przykładane są co najmniej dwa różne potencjały (6, 6 ), przy czym wspólne jeziorko spawalnicze (7) jest tworzone przez elektrodę przesuwającą się jako pierwsza (4) i co najmniej jedną elektrodę przesuwającą się za nią (4 ) i przy czym dla elektrody przesuwającej się jako pierwsza (4) stosuje się większą średnicę w porównaniu z elektrodą przesuwającą się za nią (4 ), znamienny tym, że zastosowano dwie elektrody we wzajemnej odległości (d) wynoszącej 3 do 7 mm, przy czym odległość (d) elektrod (4, 4 ) przed procesem spawania, po wyregulowaniu położenia dyszy gazu ochronnego (1) poprzez wysunięcie elektrod (4, 4 ) aż do obrabianego przedmiotu (2) mierzona jest na zakończeniach elektrod dotykających obrabianego przedmiotu. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dla elektrody przesuwającej się jako pierwsza i elektrody (elektrod) przesuwającej (przesuwających) się za nią stosowane są różne szybkości przesuwania drutu do przodu.

20 19 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosowane są dwie elektrody znajdujące się w odległości (d) od siebie wynoszącej 4 do 7 mm, korzystnie do 7 mm. 4. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 3, znamienny tym, że elektroda przesuwająca się jako pierwsza (4) ma średnicę leżącą pomiędzy 1,0 i 2,0 mm, pomiędzy 1,2 i 1,6 mm.. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 4, znamienny tym, że ostatnia z elektrod (4 ) przesuwających się za pierwszą elektrodą ma średnicę mniejszą o co najmniej 0,1 mm, korzystnie o 0,2 mm od średnicy elektrody przesuwającej się jako pierwsza (4). 6. Sposób według jednego z zastrz. 1 do, znamienny tym, że elektrody ustawione są w kierunku spawania (8) jedna za drugą. 7. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 6, znamienny tym, że jako gaz ochronny stosowany jest argon, hel, dwutlenek węgla, tlen lub mieszanina dwóch lub więcej wymienionych wyżej składników. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że gaz ochronny zawiera 3 do 40 % objętościowych dwutlenku węgla, korzystnie do 2 % objętościowych, zwłaszcza korzystnie 8 do % objętościowych. 9. Sposób według zastrz. 7 albo 8, znamienny tym, że gaz ochronny zawiera do 60 % objętościowych helu, korzystnie do 0 % objętościowych, zwłaszcza korzystnie do 3 % objętościowych.

21 . Sposób według jednego z zastrz. 7 do 9, znamienny tym, że gaz ochronny zawiera 1 do 1 % objętościowych tlenu, korzystnie 3 do % objętościowych, zwłaszcza korzystnie 3 do % objętościowych. 11. Sposób według jednego z zastrz. 1 do, znamienny tym, że używany jest tren gazowy. 12. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 11, znamienny tym, że elektroda (4) przesuwająca się jako pierwsza działa w trybie łuku z natryskowym przenoszeniem materiału, a ostatnia z elektrod (4 ) posuwających się za nią działa z zastosowaniem techniki impulsowej. 13. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 11, znamienny tym, że elektroda przesuwająca się jako pierwsza i elektrody posuwające się za nią (4, 4 ) działają z zastosowaniem techniki impulsowej. 14. Sposób według zastrz. 13 znamienny tym, że przy użyciu techniki impulsowej generowane są pulsy synchroniczne i pulsy przesunięte w fazie lub pulsy asynchroniczne. 1. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 14, znamienny tym, że spawane są szwy obwodowe na zbiornikach stalowych. 16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że spawane są butle gazowe. Linde Aktiengesellschaft Pełnomocnik:

22

23

24