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Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstellbaugruppe des drehbaren Schweisskopfes einer elektrischen Schweisspistole, der einen die Schweisselektrode abstützenden Brennerhalter, der mittels eines Längsschlittens parallel und mittels eines Querschlittens senkrecht zur Drehachse des Schweisskopfes verstellbar ist und schwenkbar um eine Schwenkachse ist, die senkrecht zur Drehachse des Schweisskopfes und zur Verstellrichtung des Querschlittens verläuft und eine Zusatzdrahtdüse am Ende eines Drahtführungsrohres aufweist, die parallel zur Drehachse des Schweisskopfes sowie senkrecht dazu verstellbar ist und schwenkbar um eine Schwenkachse ist, die senkrecht zur Drehachse des Schweisskopfes und zur Verstellrichtung des Querschlittens verläuft.
Derartige Schweisspistolen dienen zum Schweissen von Rohren, wobei sich der Schweisskopf im allgemeinen um die Rohrachse dreht. Damit die Schweisselektrode relativ zur Drehachse des Schweisskopfes auf den Rohrdurchmesser eingestellt werden kann, ist der Brennerhalter, der die Schweisselektrode und gegebenenfalls deren Schutzgasdüse trägt, mittels eines mit dem Schweiss- kopf drehbaren Querschlittens zur radialen Verstellung der Schweisselektrode querverstellbar. Damit der Anstellwinkel gegenüber der Schweissnaht verstellt werden kann, ist eine Schwenkverstellbarkeit des Brennerhalters mit der Schweisselektrode um eine senkrecht zur Verstellrichtung des Querschlittens und der Drehachse des Schweisskopfes verlaufende Achse vorhanden.
Zur Einstellung des Elektrodenabstandes von der Schweissnaht ist ausserdem die Axialverstellbarkeit des Brennerhalters der Schweisselektrode erforderlich. Ferner ist an derartigen Schweisspistolen für das Schweissen mit einem Schweisszusatzdraht eine an der Schweisselektrodenspitze mündende Zusatzdrahtdüse vorgesehen, die in denselben Verstellrichtungen wie die Schweisselektrode selbst verstellbar, und ausserdem relativ zur Schweisselektrode um eine zu dieser senkrechten Achse schwenkverstellbar ist, so dass der Zusatzdraht wahlweise in unterschiedlichem Abstand seitlich der Elektrodenspitze zugeführt werden kann.
Damit die Verstellbaugruppe, die all diese Verstellmöglichkeiten zu verwirklichen hat, nicht zu kompliziert aufgebaut und zu unübersichtlich wird, sind bei bekannten Schweisspistolen der vorliegenden Art die Verstellvorrichtungen des Brennerhalters und die Verstellvorrichtungen der Zusatzdrahtdüse voneinander wirkungsmässig getrennt. Dies bedeutet aber, dass nach jeder Verstellung des Brennerhalters die Zusatzdrahtdüse gesondert nachgestellt werden muss.
Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine Verstellbaugruppe der eingangs angeführten Art zu schaffen, welche mit einer minimalen Anzahl von Verstellvorrichtungen für den Brennerhalter und die Zusatzdrahtdüse auskommt und an welcher ein gesondertes Nachstellen der Zusatzdrahtdüse nach einer Verstellung des Brennerhalters nicht erforderlich, jedoch zur Änderung der Relativstellung der Zusatzdrahtdüse zur Schweisselektrode möglich ist. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die Zusatzdrahtdüse in einem Schwenkhalter gehalten ist, der um die Schwenkachse der Zusatzdrahtdüse schwenkverstellbar auf dem Brennerhalter angeordnet ist, der um seine Schwenkachse schwenkverstellbar auf dem Längsschlitten gehalten ist, welcher an dem Querschlitten parallel zur Drehachse des Schweisskopfes an einer Stellvorrichtung verstellbar geführt ist.
Da gemäss der Erfindung der Schwenkhalter der Zusatzdrahtdüse auf dem Brennerhalter schwenkverstellbar abgestützt ist und dieser seinerseits um seine Schwenkachse schwenkverstellbar, in Axialrichtung des Schweisskopfes längsverstellbar und in Radialrichtung des Schweisskopfes querverstellbar ist, werden alle drei Verstellbewegungen auf die Zusatzdrahtdüse übertragen, so dass deren Nachstellung - es sei denn zur Änderung ihrer Relativstellung zur Schweisselektro- de-überflüssig ist. In den meisten Fällen bleibt die Relativstellung der Zusatzdrahtdüse zur Schweisselektrode dieselbe, falls sie für vergleichbare, sich wiederholende Schweissaufgaben einmal festgelegt ist. Durch die Erfindung ist die Verstellarbeit einfacher und kann in wesentlich kürzerer Zeit durchgeführt werden.
Da die Verstellung der Schweisselektrode und der Zusatzdrahtdüse gemeinsam erfolgt, ist ausserdem die Verstellgenauigkeit erhöht, was letztlich zur Verbesserung der Schweissqualität führt. Da ferner gemäss der Erfindung für die Zusatzdrahtdüse gesonderte Verstellvorrichtungen für die Radialverstellung, die Axialverstellung und die Schwenkverstellung bei gleichbleibender Relativlage von Zusatzdrahtdüse und Elektrode entfallen, ist die Verstellbaugruppe übersichtlich und kann in kompakter kleiner Baugrösse im beengten Raum des Schweisskopfes einer Schweisspistole bei gleichwohl hoher Bedienungsfreundlichkeit gut zugänglich untergebracht werden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass zwischen der der Schweiss- elektrode abgewendeten Rückseite des Brennerhalters oder vorzugsweise der Rückseite des Schwenk- halters der Zusatzdrahtdüse und der Antriebswelle des Schweisskopfes, die am Ende eines Hohl- wellenabschnittes eine Stirnplatte aufweist, an welcher der Querschlitten in einer unterschnit- tenen Führungsnut geführt ist, eine Feder (Drahtführungsrohr) eingespannt ist, deren Federkraft im wesentlichen parallel zur Drehachse des Schweisskopfes wirkt. Durch die Feder ist in der Axialrichtung das Lagerspiel sämtlicher Verstellvorrichtungen im wesentlichen beseitigt, so dass die Reproduzierbarkeit der Verstellvorgänge bei hoher Präzision begünstigt wird.
Wenn die Feder von dem mit dem Gewindeschaft der Zusatzdrahtdüse gekuppelten Drahtzuführungsrohr gebildet ist, welches federnd verbiegbar ausgebildet ist und federnd ausgebogen zwischen dem Gewindeschaft der Zusatzdrahtdüse und dem dem Schweisskopf abgewendeten Ende eines Hohlwellenabschnittes der Antriebswelle des Schweisskopfes eingespannt ist, entfällt nicht nur eine gesonderte Feder mit ihrer Abstützvorrichtung, sondern es entstehen auch keine scharfen Knicke und Ausbiegungen im Drahtführungsrohr, so dass die Einführung des Zusatzdrahtes in die Zusatzdrahtdüse und der Vorschub des Drahtes begünstigt sind. Für die Axialverstellung wird durch die Ausbiegung des Drahtführungsrohres eine Vorratsschleife gebildet, die den Verstellweg überbrückt.
Das federnd abbiegbar ausgebildete Drahtführungsrohr kann insbesondere eine Schraubenfeder sein, deren Federwindungen in der gestreckten Lage des Drahtführungsrohres ohne wesentliche Zwischenspalte aneinander anliegen.
Ferner kann der Schaft der Zusatzdrahtdüse ein Gewindeschaft sein, der in dem Schwenkhalter verschiebbar geführt ist und auf den an der Rückseite des Schwenkhalters eine Stellmutter geschraubt ist, an welcher die Zusatzdrahtdüse unter dem Druck der Feder (Drahtführungsrohr) gegen die Rückseite des Schwenkhalters gedrückt ist, wodurch für die Drahtzuführdüse zusätzlich zu ihrer Schwenkverstellbarkeit relativ zur Schweisselektrode ihre einfache Längsverstellbarkeit gegeben ist. Die Stellmutter auf dem Gewindeschaft der Drahtzuführdüse dient als Endanschlag, durch welchen die eingestellte Lage der Drahtzuführdüse definiert ist.
Weist die Stellvorrichtung des Längsschlittens eine Exzenterscheibe auf, die in einer senkrecht zur Verstellrichtung des Längsschlittens verlaufende Quernut desselben angeordnet und mit ihrem senkrecht zur Verstellrichtung des Längsschlittens und des Querschlittens abstehenden Exzenterzapfen einen in der Verstellrichtung des Längsschlittens verlaufenden Führungsschlitz durchgreift und in dem Querschlitten drehbar abgestützt ist, so gestattet dies bei kleiner Baugrösse eine hohe Verstellgenauigkeit. Am Ende des Exzenterzapfens oder in dessen Verlängerung an der ihm abgewandten Seite der Exzenterscheibe ist ein Betätigungskopf ausgebildet, beispielsweise ein Vierkant, an welchem die Exzenterscheibe zur Längsverstellung des Längsschlittens um die Achse des Exzenterzapfens verdreht werden kann.
Für sämtliche Verstellvorrichtungen sind vorzugsweise entsprechende Skalen vorgesehen. Eine zusätzliche Skala, die an dem brennerseitigen, mit dem Schweisskopf drehbaren Stirndeckel der Schweisspistole parallel zur Verstellrichtung des Querschlittens verläuft, ist vorteilhaft, weil dadurch der Radialabstand der als Zeiger mit der Skala zusammenwirkenden Elektrodenspitze von der Drehachse des Schweisskopfes auch dann abgelesen werden kann, wenn nach entsprechender Schwenkverstellung des Brennerhalters die Schweisselektrode einen Winkel mit der Axialrichtung bildet und daher der am Querschlitten abgelesene Zahlenwert nicht mit dem tatsächlichen Radialabstand der Elektrodenspitze von der Drehachse des Schweisskopfes übereinstimmt.
Die Erfindung wird an Hand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die aus den Zeichnungen in ihren Einzelheiten ersichtlich ist. Es zeigt : Fig. 1 eine teilweise geschnittene Stirnansicht einer elektrischen Schweisspistole von vorn, Fig. 2 den Längsschnitt durch den vorderen, den Schweisskopf enthaltenden Teil des Rohres der Schweisspistole entsprechend der Schnittlinie in Fig. l, wobei Teile der Verstellbaugruppe zur Verstellung des Brenners im Schnitt dargestellt sind, Fig. 3 eine der in Fig. 2 entsprechende Seitenansicht der Verstellbaugruppe in der Aussenansicht, Fig. 4 die Seitenansicht der Verstellbaugruppe in der Aussenansicht von der entgegengesetzten Seite als in Fig. 3 her, Fig. 5 die Draufsicht auf die Verstellbaugruppe entsprechend der Ansicht von
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fes von vorne.
Die elektrische Schweisspistole --2-- weist am vorderen Ende ihres rohrförmigen Gehäu- ses --25, 26-- den Schweisskopf --1-- auf, der um die Achse des rohrförmigen Gehäuses drehbar angetrieben ist und eine Schweisselektrode --3-- mit einer diese umgebenden Schutzgasdüse --3D-- sowie eine Zusatzdrahtdüse --8-- aufweist, durch welche der durch ein Drahtführungsrohr --9-zugeführte Schweisszusatzdraht an die Schweisselektrode --3-- herangeführt ist. Die Schweiss-
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schwenkverstellbar.
Für diese Verstellungen weist der Schweisskopf-l-eine Verstellbaugruppe auf, über welche die Schweisselektrode --3-- mit ihrer Schutzgasdüse --30-- und die Zusatzdrahtdüse --8-- an einer Stirnplatte --31-- (Fig.2) abgestützt sind, die am vorderen Ende eines Hohlwellenabschnittes --19-- der Antriebswelle --15-- angeflanscht ist.
Die Verstellbaugruppe weist einen Querschlitten --6-- auf, der mit seinem Schlittenfuss --49-- in einer Führungsnut --16-- der Stirnplatte --31-- mittels einer Stellspindel --45-- parallel zu einer Radialebene des Schweisskopfes längsverstellbar ist. Auf dem Querschlitten --6-- ist ein Längsschlitten --5-- parallel zur Drehachse des Schweisskopfes verstellbar. Auf dem Längsschlitten-5-ist ein die Schweisselektrode --3-- mit ihrer Schutzgasdüse --30-- aufnehmender Brennerhalter --4-- um eine senkrecht zur Drehachse des Schweisskopfes und zur Verstellrichtung des Querschlittens --6-- verlaufende Achse --7-- schwenkverstellbar.
Auf dem Brennerhalter --4-- ist ein Schwenkhalter --11-- für die Zusatzdrahtdüse --8-- um eine parallel zur Schwenkachse --7--
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hintere Ende ihres Schaftes ist das Kupplungsende des Drahtführungsrohres --9-- aufgeschraubt, welches berührungsfrei durch ein Langloch --59-- in der Stirnplatte --31-- hindurchläuft. Das Drahtführungsrohr --9-- ist flexibel und verläuft in dem Hohlwellenabschnitt --19-- der Antriebswelle --15-- ausgebogen, so dass es allen Verstellbewegungen der Zusatzdrahtdüse --8-folgen kann.
Die durch den Schlittenfuss --49-- verlaufende Stellspindel --45-- des Querschlittens --6-- ist in einem Spindelbock --46-- (Fig.1) abgestützt, der an der Stirnplatte --31-- festgelegt ist.
Wie aus den Fig. 3 bis 7 ersichtlich, ist der Querschlitten --6-- im Querschnitt T-förmig und bildet mit seinem T-Fuss eine Fülhrungsrippe --80-- (Fig.7), die gleitend in eine längs des Längs-
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gebildet ist, mit welcher der Längsschlitten in der eingestellten Lage an dem Querschlitten festgelegt werden kann. Im Boden der Führungsnut --61-- verläuft ausserdem ein Führungsschlitz --23--, durch welchen ein Exzenterzapfen --22-- einer mit diesem die Stellvorrichtung --12-- für die Verstellung des Längsschlittens --5-- gegenüber dem Querschlitten --6-- bildenden Exzenterscheibe --20-- gleitend hindurchragt. Der Exzenterzapfen --22-- ist in einer Bohrung (Fig. 2) des Querschlittens --6-- drehbar gelagert und axial mittels eines Sprengringes am freien Ende des Exzenterzapfens --22-- am Querschlitten --6-- festgelegt.
Die Exzenterscheibe --20-- ist gleitend in einer Quernut --21-- (Fig.6) in der der Führungsnut --61-- abgewendeten Unterseite des Längsschlittens --5-- aufgenommen, so dass sie mit ihrem Umfangsrand an den Seitenflächen der Quernut --21-- anliegt. Mittels der Exzenterscheibe --20-- und des Führungsstiftes --33-- werden somit der Längsschlitten --5-- und der Querschlitten --6-- zusammengehalten,
der mit seinen Seitenflanschen gleitend an der der Quernut --21-- des Längsschlit- tens --5-- abgewendeten Seite desselben an dem Längsschlitten --5-- anliegt. Koaxial mit dem Exzenterzapfen --22-- ist an der diesem abgewendeten Seite der Exzenterscheibe --20-- ein Betätigungskopf --32-- in Form eines Vierkants zur Verstellung der Exzenterscheibe --20-- um ihren Exzenterzapfen --22-- und damit zur Längsverstellung des Längsschlittens --5-- gegenüber dem
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Querschlitten --6-- durch das Zusammenwirken der Umfangsfläche der Exzenterscheibe --20-- mit den Seitenwänden der Quernut --21-- ausgebildet.
An dem dem Querschlitten --6-- abgewendeten Ende des Längsschlittens --5-- ist der Brennerhalter --4-- mit seiner Schwenkachse --7-- schwenkverstellbar abgestützt. Im Abstand von der Schwenkachse --7-- ist ein kreisbogensegmentförmig verlaufendes Langloch --54--, dessen Krümmungsmittelpunkt mit der Schwenkachse --7-- zusammenfällt, in dem Längsschlitten --5-- ausgebildet. In dem Langloch --54-- ist ein vom Schaft einer Feststellschraube gebildeter Führungsstift --55-- des Brennerhalters --4-- gleitend gelagert. Am freien Ende der Schwenkachse --7-ist eine Befestigungsschraube-62- (Fig. 2) zur axialen Festlegung der im Längsschlitten drehbaren Schwenkachse --7-- angebracht.
Oberhalb der in den Brennerhalter --4-- mit der Schutzgasdüse --30-- eingeklemmten Elektrode --3-- ist auf dem Brennerhalter --4-- der Schwenkhalter --11-- um eine parallel zur Schwenkachse --7-- des Brennerhalters --4-- verlaufende Schwenkachse --10-- schwenkverstellbar abgestützt.
Im Abstand von der Schwenkachse --10-- ist im Schwenkhalter --11-- ein kreisbogensegmentförmiges Langloch-53- (Fig. 5) ausgebildet, dessen Krümmungsmittelpunkt mit der Schwenk- achse-10-- zusammenfällt und durch welches die Spannschraube --37-- hindurchläuft, mit welcher der Brenner im Brennerhalter --4-- lösbar verklemmt werden kann und welche gleichzeitig zur Festlegung des Schwenkhalters --11-- in seiner jeweiligen Schwenklage dient.
Der Schwenkhalter --11-- weist eine Bohrung auf, in welcher eine Isolierbuchse --63-- (Fig. 2) sitzt, durch welche die aus einem Kupferrohr ausgebildete Zusatzdrahtdüse --8-- mit ihrem Gewindeschaft --17-- gegenüber dem Brennerhalter der'im Schweissbetrieb auf Schweissspannung liegt, elektrisch isoliert hindurchgeführt ist. Das Ende des Gewindeschaftes --17-- der Zusatzdrahtdüse --8-- ist mit einer Kupplungshülse --35-- verschraubt, in welchem das zugeordnete Ende des Drahtführungsrohres --9-- festgelegt ist.
Zwischen der Kupplungshülse --35-- und dem Schwenkhalter --11-- sitzt eine Stellmutter --18--, die einen mit der Rückseite --14-- (Fig.3) des Schwenkhalters --11-- zusammenwirkenden Anschlag bildet, der die Längsstellung des Drahtzu- führrohrs --8-- bestimmt, die durch entsprechende Schraubverstellung der Stellmutter --18-- einstellbar ist. Die Isolierbuchse --63-- steht etwas über die Rückseite des Schwenkhalters --11-zur elektrischen Isolierung der Stellmutter --18-- hinaus.
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--9-- istSchwenkhalters gedrückt wird. Ausserdem wird diese Federkraft auf den Brennerhalter --4--, den Längsschlitten --5--, deren Stellvorrichung --12-- und den Querschlitten --6-- übertragen, so dass in der Axialrichtung der Federkraft jegliches Lagerspiel in der Verstellbaugruppe beseitigt ist.
Zur elektrischen Isolierung des Drahtführungsrohres --9-- sind in das Langloch --59-- (Fig. 2) eine Isolierbuchse --71--, und in den Hohlwellenabschnitt --19-- ein Isolierrohr --72-eingesetzt.
Der Schweisskopf ist in einem Schutzrohr --25-- untergebracht, welches stirnseitig auf die Nabe --26-- der Antriebswelle --15, 19-- aufgeschraubt ist und beidseitig jeweils ein verhältnismässig grosses Fenster --56-- aufweist, so dass die Verstellbaugruppe des Schweisskopfes --1-- gut zugänglich ist und die an den Verstellvorrichtungen angebrachten Skalen abgelesen werden können. Die Skala --47-- (Fig. 1) des Querschlittens --6-- ist an einer mit der Stirnplatte --31-verschraubten, die Führungsnut für den Schlittenfuss --49-- des Querschlittens --6-- an der Unterseite begrenzenden Führungsleiste --44-- angebracht. Der Querschlitten --6-- weist einen mit der Skala --47-- zusammenwirkenden Markierungsstrich --48-- auf.
Die Anzeigeskalen für die Axialstellung des Brenners, dessen Schwenkstellung und die Schwenkstellung des Schwenkhalters --11-gegenüber dem Brennerhalter --4-- sind sämtlich an derselben Seite der Verstellbaugruppe ange-
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bracht (Fig. 4). Die Skala --42-- für die Axialstellung des Brenners ist an dem Längsschlit- ten --5- ausgebildet, während an dem Querschlitten der zugeordnete Markierungsstrich --43-- ausgebildet ist. Die Skala --40-- für die Schwenkstellung des Brenners ist ebenfalls am Längsschlitten --5-- ausgebildet und wirkt mit einem entsprechenden Markierungsstrich --41-- am Brennerhalter --4-- zusammen.
Entsprechend ist die Skala --38-- für die Relativschwenkstellung der Zu- satzdrahtdüse --8-- zur Schweisselektrode an einer Stirnfläche des Schwenkhalters --11-- angebracht und wirkt mit einem zugeordneten Markierungsstrich --39-- am Brennerhalter --4-- zusammen.
Vorn auf dem Schutzrohr-25-sind Axialstützen-28- (Fig. 2) mittels eines Stellrings --27-- axial verstellbar abgestützt. Die Axialstützen --28-- bilden den Axialabstand der Schweisselektrode zu einer Schweissstelle bestimmende Anschläge beispielsweise für das stirnseitige Einschweissen von Rohren eines Rohrbündelwärmeaustauschers in dessen Rohrplatte. Hiebei wird der Schweisskopf an einem in das einzuschweissende Rohr gesteckten Zentrierdorn zentriert, der auf einen Zentrierdornhalter --29-- geschraubt wird, welcher mit dem Stirndeckel --24-- des Schweiss- kopfes verschraubt ist.
Der Stirndeckel --24-- ist über ein Abstandssegment-51- (Fig. 2) mit der Stirnplatte --31-- der Antriebswelle --15, 19-- des Schweisskopfes drehfest verbunden und in einem Kugellager im vorderen Ende des Schutzrohres --25-- drehbar gelagert, so dass er sich mit dem Schweisskopf um dessen Drehachse dreht. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, weist der Stirndeckel --24-ein Stirnfenster --70-- für den Brenner auf. Das Fenster --70-- verläuft mit seinem einen Rand parallel zur Verstellrichtung des Querschlittens --6-- des Schweisskopfes und der Schwenkebene des Brennerhalters --4--.
An diesem Rand ist eine zusätzliche Skala --57-- angebracht, an welcher ein Markierungsstrich --58-- am Brennerhalter --4-- oder einer von diesem abstehenden Anzeigezunge oder die Spitze der Schweisselektrode --3-- als Zeiger zusammenwirkt. Dadurch kann der Radialabstand der Spitze der Schweisselektrode --3-- von der Drehachse des Schweisskopfes unmittelbar an der Skala --57-- abgelesen werden, wenn der Brennerhalter --4-- aus seiner NullLage herausgeschwenkt ist und daher der aktuell vorliegende Radialabstand der Elektrodenspitze
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der Skala --57-- abgelesen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verstellbaugruppe des drehbaren Schweisskopfes einer elektrischen Schweisspistole, der einen die Schweisselektrode abstützenden Brennerhalter, der mittels eines Längsschlittens parallel und mittels eines Querschlittens senkrecht zur Drehachse des Schweisskopfes verstellbar ist und schwenkbar um eine Schwenkachse ist, die senkrecht zur Drehachse des Schweisskopfes und zur Verstellrichtung des Querschlittens verläuft und eine Zusatzdrahtdüse am Ende eines Drahtführungsrohrs aufweist, die parallel zur Drehachse des Schweisskopfes sowie senkrecht dazu verstellbar ist und schwenkbar um eine Schwenkachse ist, die senkrecht zur Drehachse des Schweisskopfes und zur Verstellrichtung des Querschlittens verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzdrahtdüse (8) in einem Schwenkhalter (11) gehalten ist, der um die Schwenkachse (10)
der Zusatzdrahtdüse (8) schwenkverstellbar auf dem Brennerhalter (4) angeordnet ist, der um seine Schwenkachse (7) schwenkverstellbar auf dem Längsschlitten (5) gehalten ist, welcher an dem Querschlitten (6) parallel zur Drehachse des Schweisskopfes (1) an einer Stellvorrichtung (12) verstellbar geführt ist.