CH148203A

CH148203A - Verfahren zum Schweissen und Schmelzen von Metallen mittelst des elektrischen Lichtbogens.

Info

Publication number: CH148203A
Authority: CH
Inventors: Aktiengesellsc Farbenindustrie
Original assignee: Ig Farbenindustrie Ag
Priority date: 1928-03-14
Filing date: 1929-02-21
Publication date: 1931-07-15

Description


  Verfahren zum Schweissen und Schmelzen von     Iletallen    mittelst des elektrischen  Lichtbogens.    Es ist bekannt, bei der elektrischen     Licht-          bogenschweissung    Zusatzelektroden zu ver  wenden, die mit einem Überzug aus Leitern  zweiter Klasse versehen sind.

   Dieser Mantel,  der aus den Oxyden von Magnesium, oder     von          Calcium,    oder     Baryum,    oder den Silikaten  von Natrium oder Aluminium, oder aus den       Karbonaten    von Natrium, oder     Caleium,        Li-          ibium    oder Magnesium, mit     Wasserglasbin-          dung    einerseits, aus     Desoxydationsmetallen,     wie Nickel, Blei, Titan, Aluminium und der  gleichen, die beispielsweise in Form feiner  Späne oder in Pulverform verwendet werden,  anderseits besteht, soll schwerer abschmelzen  als der Draht selbst,

   so     dass    das Abschmelz  ende kraterartig während der     Schweissung     gestaltet wird. Hierdurch tritt eine starke  Beruhigung des     Lielitbogens        und    ein gutes       "Einbrennen"    desselben ein, da das Wandern  des Bogens durch den Leiter zweiter Klasse  unterdrückt wird. Durch die Desoxydations-    mittel soll der Ablauf der     inetallurgischen     Vorgänge im Lichtbogen günstiger gestaltet  werden.  



  Es ist ferner schon vorgeschlagen wor  den, bei der elektrischen     Liebtbogenschwei-          ssung    und     -schmelzung    eine Erhöhung der  Leitfälligkeit der     Lichtbogenatmosphäre     zwecks Herabsetzung der Spannung     dadureh     herbeizuführen,     dass    man der     Lichtbogen-          atmosphäre    Natrium- oder     Lithiumsalze    zu  führt.  



  Es wurde nun gefunden,     dass    man beim  Schweissen und Schmelzen von Metallen     mit-          telst    des elektrischen Lichtbogens die Span  nung -des letzteren um einen wesentlich  höheren Betrag herabsetzen kann, wenn man  gemäss der vorliegenden Erfindung zur     Er-          höliung    der Leitfähigkeit der     Lichtbogen-          atmosphäre    ein Material verwendet, das ein       Alkalimetall,    dessen Atomgewicht minde  stens<B>39</B> ist, enthält und so beschaffen ist,

             dass    sieh im Lichtbogen ein bei     Liehtbogen-          temperatur    wenig     zersetzlicher    und nur lang  sam verdampfender Stoff in fein verteiltem  Zustande befindet, von welchem aus die       Lichtbogenatmosphäre    stark mit Elektronen  versetzt wird.

   Es hat sich gezeigt,     dass    durch  Verwendung eines solchen Materials eine Er  höhung der Leitfähigkeit erzielt wird, wel  che die Beständigkeit, der elektrischen Ent  ladung besonders dann vermehrt, wenn die  Unterhaltung derselben schwieriger ist, so  zum Beispiel bei der     Schweissung    mit Wech  selstrom, in Schutzgasen oder bei der     Schwei-          ssung    von Aluminium, Magnesium, Kupfer,  Nickel und ihren Legierungen, sowie auch  bei der     Abschmelzschweissung.    Das Material  kann zum Beispiel Salze des Kaliums und  anderer     Alkalimetalle    von     höhergm    Atom  gewicht enthalten, welche Salze zweckmässig  halogenfrei sind.

   Als im Lichtbogen wenig       zersetzlicher    Stoff kommen Metalloxyde in  Betracht, deren Schmelzpunkt so hoch liegt,       dass    sie im Lichtbogen möglichst hohe Tem  peraturen annehmen können, bevor das  Schmelzen     bezw.    Verdampfen beginnt, zum  Beispiel die Oxyde von Titan,     Molybdän,     Uran, Wolfram, Chrom, Aluminium oder  Eisen. Diese Oxyde können dann einfach  mit den genannten     Alkalisalzen    vermischt  werden.

   Man kann aber     aueli    mit beson  derem Vorteil solche Salze verwenden, die  chemische Verbindungen der genannten     Al-          kalimetalle    mit Verbindungen der vorer  wähnten Metalle sind, also zum Beispiel       titansaures    Kalium, oder     Kaliumferroeyanid.     Das     titansaure    Kalium dissoziiert unter dem       Einfluss    der     Lichtbogenhitze    in     Titanoxyd,     welches sich als Elektronenstrahler betätigt,  und in Kalium, welches als Ion auftritt. Das       Kaliumferroeyanid    dissoziiert in Eisenoxyd  und Kalium und übt eine analoge Wirkung  aus.  



  Bei der     Lichtbogenschweissung    ahne  Schutzgas kann das genannte Material     iii     Form einer Lösung auf den Zusatzdraht,       bezw.    auf die Elektrode dünn aufgestrichen  werden. Auch kann es in     Pastenform    auf die  Elektrode, oder zum Beispiel bei Abschmelz-         sehweissungen    auf die zu verbindenden  Werkstücke (Bleche) aufgestrichen werden.  In letzterem Fall kann man Elektroden ver  wenden, die mit     Leitern-zweiter    Klasse um  mantelt sind. In beiden Fällen geht das Ma  terial in die     Lichtbogenatmosphäre    über und  erhöht dann die Leitfähigkeit.

   Oder es kön  nen hohle Elektroden mit dem Material ge  füllt werden, das dann ebenfalls in die     Licht-          bogenatmosphäre    übergeht. Bei     Lichtbogen-          schweissung    mit     Schutzgasatmosphäre    kön  nen die benützten Stoffe entweder in der be  schriebenen Weise als Paste auf den Elek  troden Verwendung finden oder in fein ver  teiltem Zustand in die     Schutzgasatmosphäre     eingeführt werden. Benützt man neben dein  Lichtbogen noch die Knallgasflamme, so  können die genannten Stoffe in diese Flamme  vor oder nach der Mischung der Brenngase  eingeführt werden.  



       Dass    mit dem beschriebenen Verfahren  tatsächlich eine ganz erhebliche Erhöhung  der Leitfähigkeit der     Lichtbogenatmosphäre     und damit, eine entsprechende Herabsetzung  der Spannung des Lichtbogens erzielt wird,  zeigen die Ergebnisse der folgenden Ver  gleichsversuche:  Zwei zu schweissende Werkstücke, von  welchen das eine mit dem einen Pol einer       Wechselstromquelle    von üblicher Perioden  zahl verbunden war, wurden mit einer Paste  bestrichen, die aus     Strontium-Wolframat    und       Kupfer-Wolframat,    sowie aus Wasserglas  als     Pastenträger    zusammengesetzt war.

   Der  andere Pol des Lichtbogens war durch eine  blanke     Eisenschmelzelektrode    gebildet.     Die          Schweisssielle    war durch eine Knallgas  flamme erwärmt, welche auch die     Licht-          bogenatmosphäre    bildete. Die Stromstärke  betrug<B>80</B>     Ampere    und die erforderliche  Spannung<B>50</B> bis<B>70</B> Volt.  



  Wurden die gleichen Werkstücke bei im  übrigen gleicher Anordnung mit einer Paste  aus<B>60</B> Teilen     Kalium-Titanat    und 40 Teilen       Kaliumehromat    mit Wasserglas als     Pasten-          träger    bestrichen, so betrug bei gleicher  Stromstärke von<B>80</B>     Amp6re    die erforderliche  Spannung nur<B>30</B> Volt.

Claims

PATENTANSPRUCH I, Verfahren zum Schweissen und Schmel zen von Metallen mittelst des elektrischen Liehtbogens, bei welchem zur Herabsetzung der Spannung Stoffe in die Lichtbogen- atmosphäre eingeführt werden, die deren Leitfähigkeit erhöhen, dadurch gekennzeich net, dass man zu diesem Zweck ein Material verwendet, das ein Alkalimetall, dessen Atomgewicht mindestens39 ist, enthält und so beschaffen ist,

dass sieh im Lichtbogen ein bei Liehtbogentemperatur wenig zersetz- lieher und nur langsam verdampfender Stoff in fein verteiltem Zustande befindet, von welchem aus die Lichtbogenatmosphäre stark niii Elektronen versetzt wird.

UNTERANSPRüCHE: 1 . Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass man minde stens ein Salz eines derartigen Alkali- metalles im Gemisch mit mindestens einei Metallsauerstoffverbindung verwendet, die im Lichtbogen wenig zersetzlich ist. -2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch1, dadurch gekennzeich net, (lass man das Alkalimetallsalz im Gemisch mit mindestens einer Sauer stoffverbindung des Titans verwendet.

3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch1, dadurch gekennzeich net, dass man das Alkalimetallsalz im Gemisch mit mindestens einer Sauer- stoffverbindung des Urans verwendet. 4.

Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch1, dadurch gekennzeich net, dass man das Alkalimetallsalz im Gemisch mit mindestens einer Sauer stoffverbindung des Molybdäns verwen det.' 5- Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch1, dadurch gekennzeich net, dass man das Alkalimetallsalz im Gemisch mit mindestens einer Sauer stoffverbindung des Wolframs verwen det.

6. Verfahren nach Patentanspruch I' und Unterauspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass man das Alkalimetallsalz im Gemisch mit mindestens einer Sauer stoffverbindung des Chroms verwendet. Verfahren nach Patentanspruch I uncl Unteranspruch1, dadurch gekennzeich net, dass man das Alkalimetallsalz im Gemisch mit mindestens einer Sauere stoffverbindung des Aluminiums ver wendet.

8. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch1, dadurch gekennzeieb- net, dass man das Alkalimetallsalz im Gemisch mit mindestens einer Sauer.- stoffverbindung des Eisens verwendet.

9. -Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass man minde stens ein Salz verwendet, das eine che mische Verbindung mindestens eines Al- kalimetalles. dessen Atomgewicht min destens39 ist, mit mindestens einer Me- tallsauerstoffverbindung darstellt, die im Lichtbogen wenig zersetzlich ist. 10. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass man eine mit einer Lösung des Materials bestrichene Elektrode verwendet.

11. Verfahren nach, Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass man eine als Hohlstab ausgebildete Elektrode verwen det, worin das Material eingefüllt wurde. 12. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass man eine mit einer das Material enthaltende Pastebe- strichene Elektrode verwendet. 13. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass man das Werkstück mit einer das Material ent haltenden Paste bestreicht. 14.

Verfahren nach Patentanspruch1 und Unteranspruch13, dadurch gekennzeich net, dass man eine Elektrode verwendet, die mit einem Leiter zweiter Klasse uni- mantelt ist. 15. Verfahren nach Patentanspruch I, bei dem eine Schutzgasatmosphäre verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Material in fein verteiltem Zustand in die Seliutzgasatmospbäre eingeführt wird. 16. Verfahren nach Patentanspruch I, bei dem neben dem Lichtbogen eine Knall gasflamme verwendet wird, dadurch ge kennzeichnet, dass das Material in fein verteiltem Zustand in die Knallgas flamme eingeführt wird.

17. Verfahren nach Patentanspruch. I und Unteranspruch16, dadurch gekennzeich net, dass das Material vor der Mischung der Komponenten des Knallgasgemisches einer dieser Komponenten zugeführt wird. PATENTANSPR-UCH II: Elektrode zur Ausführung des Verfah rens nach Patentanspruch.1, dadurch gekenn zeichnet, dass sie ein Alkalimetall, dessen Atomgewicht mindestens39 ist, sowie einen Bestandteil enthält, der im Lichtbogen wenig zersetzlich. ist und darin nur langsam- ver dampft.

UNTERANSPRüCHE. 18. Elektrode nach Patentanspruch II, da durch. gekennzeichnet, dass sie einen Ge- halt an einem Gemisch mindestens eines Alkalimeiallsalzes und mindestens einer im Lichtbogen beständigen, darin nur langsam verdampfenden Metallsauerstoff- verbindung aufweist.

19. Elektrode nach Patentansprueh IT, da durch gekennzeichnet, dass sie einen Ge- 'halt an mindestens einem Alkalimetall- sa.lz aufweist, das eine Verbindung min destens eines Alkalimetalles mit minde stens einer Metallsauerstoffverbinduno, darstbIlt, die im Lichtbogen nicht zer- setzlich ist und darin langsam verdampft.

0. Elektrode nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass sie mit einer Lösung einer die erwähnten Bestandteile- enthaltenden Substanz bestrichen ist.* 21. Elektrode nach Patentauspruch II, da- dureh gekennzeichnet, dass sie mit einer die erwähnten Bestandteile enthaltenden Paste bestrichen ist. 2. Elektrode nach Patentanspruch11, da durch gekennzeichnet, dass sie als Hohl stab ausgebildet ist, der mit einem die erwähnten Bestandteile enthaltenden Ma terial gefüllt ist.