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Stabförmige Schweisselektrode für automatische Schweissmaschinen
Beim elektrischen Schweissen mit bedecktem Lichtbogen, dem sogenannten"Maulwurfschweissen", werden so gut wie ausschliesslich Elektroden mit einem verhältnismässig kleinen Durchmesser gebraucht, weil man Unterbrechungen durch Austauschen der Elektroden vermeiden will. Bei kleinen Durchmessern ist es nämlich möglich, Drähte mit grösserer Länge zu gebrauchen, die zu Ringen zusammengerollt sind.
Bei grösseren Durchmessern kann man dagegen, wenn man von Drahtringen ausgeht, nicht einen gleich- mässigen und sicheren Vorschub des Schweissdrahtes erreichen auf Grund der Schwierigkeit, den Draht nach dem Vorschieben gerade zu richten. Eine sehr kleine Winkelabweichung des Drahtes kann die Wirkung haben, dass das Schweissmetall an der Seite der Fuge niedergelegt wird. Natürlich wird die Wirkung grösser, je grösser der Durchmesser ist.
Die oben erwähnten Umstände haben mit sich gebracht, dass man im praktischen Betrieb gezwungen war, nur Drähte mit kleinem Durchmesser anzuwenden. Mit der Verwendung solcher Drähte sind jedoch viele Nachteile verbunden. So kann z. B. die Abschmelzgeschwindigkeit nicht so gesteigert werden, wie es erwünscht wäre, da man den schwachen Draht nicht mit allzu hohen Strömen belasten kann. Besonders bei gröberen Blechen hat man ausserdem ein zu breites Schmelzbad erhalten, weil der angewendete Elektrodendurchmesser nicht der aktuellen Blechdicke entsprach.
Viele Vorschläge für diesbezügliche Lösungen sind gemacht worden, aber in der Praxis hat es sich erwiesen, dass die einzige Möglichkeit, in industriellem Massstabe Fugen herzustellen, bei denen die Breite des Schmelzbades der Dicke des Schweissguts entspricht, die ist, umhüllte Elektroden zu verwenden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine stabförmige Schweisselektrode für automatische Schweissmaschinen, die mit bedecktem Lichtbogen arbeitet. Es ist eine Schweissmaschine bekannt, in der die aufeinanderfolgenden Schweisselektroden durch eine Schwalbenschwanzverbindung miteinander verbunden werden. Diese Maschine könnte aber nicht vollautomatisch arbeiten, weil die neu ankommenden Elektroden von Hand den in der Maschine laufenden Elektroden zugeführt werden müssten. Es war also auf Grund der Schwalbenschwanzverbindung allein nicht möglich, eine vollautomatische Maschine zu bauen.
Bei vorliegender Erfindung wird auch die Schwalbenschwanzverbindung ausgenützt, aber hiezu kommt noch, dass die Elektroden, die in der Maschine verwendet werden, einen langgestreckten Querschnitt haben, was auch an sich bekannt ist. Durch diese Kombination ist es aber erst möglich, die Elektroden aus einem Magazin in der Maschine automatisch herauszuholen und mit der letzten Elektrode, die in der Maschine läuft, durch Schwalbenschwanzverbindung zu verbinden. Dies wird dadurch möglich, dass die Einzelelektrode einen ovalen oder anders langgestreckten Querschnitt hat und an einem Ende zu einer Zunge ausgebildet ist, während sie am andern Ende zu zwei Zungen ausgebildet ist, die eine zu der erstgenannten Zunge passende Nute bilden.
Da der Querschnitt der Elektroden langgestreckt ist, sind die Zungen der Elektroden in dem Magazin alle in derselben Richtung gerichtet und auch in der gleichen Richtung wie die Zungen von den Elektroden, die schon in der Schweissmaschine laufen. Ein vollautomatisches Zuführen und Zusammenfügen ist deshalb ohne weiteres möglich. Die hinzukommenden Elektroden können entweder von der Seite oder von oben eingeführt werden, eben dank dem Umstand, dass alle Zungen dieselbe Orientierung haben.
Die Erfindung soll im folgenden näher erläutert werden unter Hinweis auf die beigefügte Figur, in der 1 eine Elektrode bezeichnet, die geschmolzen werden soll. Mit 2 wird die darauf folgende Elektrode
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bezeichnet. Das obere Ende der Elektrode 1 ist so ausgebildet, dass eine Nut 3 in der Mittelpartie der Elektrode erhalten wird, welche Nut von zwei Zungen begrenzt wird. Das untere Ende der Elektrode 2 ist so geformt, dass dessen Mittelteil eine Zunge bildet, deren Breite an der Basis kleiner ist als an der Spitze. Die Elektrode 2 wird von den Vorschubrollen 8 vorgeschoben, wodurch auch die Elektrode 1 nach unten geschoben wird. Der Schweissstrom wird durch die Gleitkontaktanordnung 7 übergeführt, deren Kontaktfläche vorteilhafterweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ausgeführt ist.
Nach ihrem Durchgang durch die Kontaktanordnung 7 passiert die Elektrode die seitlichen Druckbacken 5, die auch vorzugsweise aus gut leitendem Material hergestellt sind. Die Backen 5 werden von den Federn 6 oder irgendeiner ändern zweckmässigen Anordnung gegen die durchlaufende Elektrode zusammengepresst.
Die stabförmigen Elektroden werden zweckmässig in einem hier nicht gezeigten Magazin aufbewahrt, von welchem sie so vorgeschoben werden, dass keine Unterbrechung der Kontinuität vorkommt. Dabei wird die Zunge 4 in die Nut 3 eingeführt. Die Zunge bzw. die Nut können vorteilhafterweise durch Stanzen oder Schneiden hergestellt werden. Hiedurch werden die die Nut umgebenden, verbleibenden Teile der Elektrode etwas nach aussen gebogen, gerechnet von der Mittellinie der Elektrode. Die Treibräder 8 liegen an der zwischen ihnen befindlichen Elektrode mit einem Druck an, der ausreichend ist, um die für den Vorschub erforderliche Reibungskraft zu ergeben. Dieser Druck führt auch eine gewisse Deformierung der die Nut 3 umgebenden Teile herbei, so dass die Nut 3 und die Zunge 4 besser zusammenpassen.
Während des fortgesetzten Vorschubs der Elektroden werden diese die auf der Figur gezeigte Lage einnehmen. Hiebei wird der ganze Schweissstrom über die Fuge zwischen den Elektroden strömen. Wegen des verhältnismässig hohen Kontaktwiderstandes in dieser Fuge kommt eine Wärmeentwicklung zustande, die teils ein gewisses Zusammenschweissen des erwärmten Materials herbeiführt und teils eine fortgesetzte Deformierung der herausragenden Teile des oberen Endes der Elektrode 1 beim Durchgang dieses Endes zwischen den seitlichen Schweissbacken 5. Das Zusammenfügen der Elektroden erfolgt also zum Teil durch Lichtbogenschweissen, Widerstandsschweissen und eine mechanische Verbindung.
Die seitlichen Druckbacken 5 müssen eine gewisse Länge haben in Abhängigkeit von den Drahtdimensionen und den angewendeten Schweissströmen. Die Länge muss dabei so bemessen werden, dass die Fuge der Elektrode Zeit hat, beim Durchgang abzukühlen. Die Abkühlung kommt teils dadurch zustande, dass die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden Backen die Wärme besser leiten als die umgebende Luft, und teils dadurch, dass der Schweissstrom zum grössten Teil an der Fuge vorbei durch die Backen fliesst.
Wesentlich ist, wie früher hervorgehoben, dass die verwendete Elektrode einen ovalen oder langgestreckten Querschnitt hat, d. h. so eine Form, dass man ihr eine bestimmte Richtung im Raum geben kann. Eine solche Form bedeutet unter anderem, dass die Stromüberführung vereinfacht wird, da die an den Kontaktflächen anliegende ebene Fläche verhältnismässig gross wird.