Fluidumgekühlter Elektrodenhalter zum Schweissen mit gasumhülltem Lichtbogen. Bei handbetätigten Schweissapparaten, die mit Hilfe eines gastumhüllten elektrischen Lichtbogens arbeiten, ist eine innere Fluidum kühlvorrichtung besonders wünschenswert. Beim elektrischen Schweissen mit gasumhüll tem Lichtbogen wird zwischen einer Dauer elektrode, die gewöhnlich aus Wolfram be steht., und dem Arbeitsstück ein Lichtbogen von ausserordentlich hoher Stromstärke gebil det. Das den Lichtbogen tragende Elektroden ende und das geschmolzene Metall sind von einer Hülle inerten, monatomischen Gases, ge wöhnlich Argon, umgeben.
Dadurch wird das Sehweissmetall vor Oxydation und anderer atmosphärischer Verunreinigung geschützt, wodurch die fertige, geschweisste Oberfläche glatt, sauber und. gleichmässig wird. Zufolge der ausserordentlich hohen Schweisstempera tur am Kopf des Schweissgerätes besteht eine beträchtliche Gefahr, dass sieh der Arbeiter die Hand verbrennt, in der er das Gerät hält, und die Möglichkeit, dass der Kopf des Ge rätes schmilzt, sofern keine Kühlvorrichtung vorgesehen ist.
Diese Kühlvorrichtung soll bei von Hand betätigten Schweissapparaten ganz im eigent lichen Schweissgerät eingeschlossen sein, damit der Arbeiter eine grössere Bewegungsfreiheit hat, ohne von vorspringenden Fluidumleitun gen behindert zu werden.
Die Konstruktion eines inwendig gekühlten Schweissgerätes bzw. Elektrodenhalters für Schweissen mit. gasumhülltem Lichtbogen bietet viele Schwierigkeiten. Der Halter selbst soll leicht und schlank sein, damit er leicht. gehandhabt werden kann. Ausserdem soll die Halterwandung aus relativ dickem Isolier material hergestellt sein, um den Arbeiter vor Verbrennungen und elektrischen Schlägen zu schützen. Aus diesen Gründen steht im Halter nur ein sehr beschränkter Raum für die Zu fuhr von elektrischem Strom, Gas und Kühl fluidum zur Verfügung.
Weiter soll, wenn der Schweisskopf eine aus Metall bestehende Leitdüse für die Gas abgabe aufweist, diese Düse vom Schweissstrom elektrisch isoliert sein, um eine unerwünschte Lichtbogenbildung zwischen Düse und Ar beitsstück zu verhindern. Beim Verwenden innerer Kühlmittel liegen die Fluidumleitun gen notwendigerweise nahe an den stromfüh renden Leitungen und sind gewöhnlich selbst aus elektrisch leitendem Material hergestellt. Es bestehen daher Schwierigkeiten für das Fluidumkühlen der Düse, da die Gefahr be steht, dass auch die Düse stromführend wird.
Demgegenüber ist der vorliegende fluidum gekühlte Elektrodenhalter zum Schweissen mit gasumhülltem Lichtbogen, mit einem hohlen Isolierhandgriff, einer Gas- und zwei Flui- dumleitungen in diesem Griff, von welchen Leitungen wenigstens eine den elektrischen Strom leitende Mittel aufweist, diese Leitun gen mit thermisch und elektrisch leitenden Leitungsteilen des Schweisskopfes, die in elek trisch leitender Verbindung mit den strom- führenden Mitteln stehen, kommunizieren, und der Endteil der Gasleitung wenigstens eine Gasaustrittsöffnung aufweist und mit, einer am Gasauslassende der Gasleitung befestigten elektrisch leitenden, die Schweisselektrode ein spannenden Vorrichtung, dadurch gekenn zeichnet,
dass eine einen Leitungsteil (27) des Schweisskopfes mit Reibungsschluss um fassende elastische und elektrisch isolierende Dichtung und eine .das austretende Gas lei tende Düse vorgesehen sind, wobei diese Düse den Gasauslass umschliesst und einen die Dichtung im Abstand umgebenden Zylinder teil aufweist, ferner gekennzeichnet durch wenigstens zwei im Abstand voneinander an geordnete Dichtungsteile, die den Raum zwi schen der Innenfläche des Düsenzylinderteils und der Aussenfläche der Dichtung axial abdich ten zum Bilden wenigstens eines fluidumdich ten Durchlasskanals zwischen diesen Flächen, wobei die Dichtung wenigstens eine Öffnung aufweist, die mit dem Innern des Endteils jeder Fluidumleitung und dem Durchlasskanal in Verbindung steht, damit Fluidum durch diese zirkulieren kann.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Elektrodenhalter nach dem ersten Beispiel, Fig. 2 einen zu Fig. 1 senkrechten Teil schnitt durch den Schweisskopf nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt durch den Schweisskopf nach der Linie 3-3 der Fig. 2 und Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Sehweisskopf des zweiten Beispiels.
Der Elektrodenhalter des ersten Beispiels nach Fig. 1 bis 3 weist einen hohlen Isolier- griff 10 mit einem dickeren Teil 11 auf, der verjüngt in einen engen Halsteil 12 übergeht. Eine Gasleitung 13 und ein Paar Kühlflui dumröhren 14 und 15 durchsetzen den Griff 10. Die Leitung sowie die beiden Röhren sind vorzugsweise in einen sich rückwärts erstrek- kenden, biegsamen Isolierschlauchteil und einen elektrisch leitenden Röhrenteil unter- teilt. Im Griffteil 1.1 ist. ein Isolierschlauch 16 z. B. mittels eines Klemmdrahtes 17 an ein Rohr 18 angeschlossen, das den Griffhalsteil 12 durchsetzt und aus elektrisch leitendem Material, z. B. Kupfer, besteht. Der Schlauch 1.6 und das Rohr 18 bilden die Gasleitung 13.
In gleicher Weise ist ein Paar Isolierschläuche 19 und 20 im Griffteil 11 mittels Klemmrin gen 21 bzw. 22 mit einem. Paar elektrisch lei tenden Röhren 24 bzw. 23 verbunden, und diese Schläuche und Röhren bilden Teile der Fluidumleitungen 15 und 14. Die leitenden Röhren 18, 23 und 24 sowie der diese um schliessende Isoliergriffhalsteil 12 sind vor zugsweise aus etwas biegsamen Materialien hergestellt, so dass ein Durchbiegen des --gan zen Halses in verschiedenen Winkeln möglich ist, wodurch der Schweisskopf auch an weniger zugängliche Schweissstellen gebracht werden kann. Die Röhren 18, 23 und 24 können z. B. aus biegsamem Kupfer und der Griffhalsteil 12 aus gummiähnlichem Material hergestellt. sein.
Ein elektrisches Leitungskabel 25 durch setzt wenigstens einen der Schläuche, z. B. 20, und ist z. B. durch Hartlöten an das leitende Rohr 23 angeschlossen, das innerhalb des Schlauches 20 festgehalten ist.. >_ m die Strom aufnahmefähigkeit zu erhöhen, sind die Röh ren 18, 23 und 24 vorzugsweise alle in gegen seitig elektrisch leitendem Kontakt im Hals 12 des Isoliergriffes 10. Diese Röhren leiten den elektrischen Strom zum Schweisskopf A. Dieser ist am Griff vorzugsweise unter einem stumpfen Winkel befestigt, wie in Fig. 1 dar gestellt, damit der elektrische Lichtbogen vom Arbeiter weggebogen wird und um die Hand habung des Schweisskopfes in Ecken und andern relativ schwer zugänglichen Stellen zu erleichtern.
Die Konstruktion des Schweisskopfes -l selbst. ist in Fig. 2 und 3 und auch in Fig. 1 dargestellt. Ein inneres, axiales, elek trisch leitendes Röhrenstüek 26, das als f,'as- zuleitung dient, ist von einem grösseren äussern, elektrisch leitenden Röhrenstüeh 27 umgeben. Die beiden Röhrenstüeke 26, 27 sind durch ein Paar axialer Scheidewände 28 in konzentrischem Abstand voneinander ge halten, wie am besten aus Fig. 2 und 3 her vorseht, die dicht zwischen die Aussenfläche des Röhrenstückes 26 und die Innenfläche des Röhrenstückes 27 eingesetzt sind und mit diesen Stücken zwei Fluidumkanäle 29 und 30 bilden.
Jeder dieser Kanäle weist einen Auslass 31 auf, der am besten aus Fig. 2 lind 3 ersichtlich ist. Obschon aus nachstehend angeführten Gründen vorzugsweise die kon zentrischen Röhrenstücke 26, 27 zum Bilden der beiden Fluidumkanäle 29, 30 verwendet. werden, können letztere auch eine andere Querschnittsform aufweisen und im Schweiss kopf an einer andern Stelle angeordnet sein.
Eine elastische Isolierdichtung 32, deren Innendurchmesser etwas kleiner als der Aussendurchmesser des Röhrenstückes 27 ist und somit zwecks Bildens einer fluidumdich ten Abdichtung mit diesem satt an diesem an liegt, umschliesst dicht den untern Endteil. des Röhrenstückes 27. Zwei mit den Auslässen 31 ausgerichtete Öffnungen 33 sind in der Wandung der Dichtung 32 vorgesehen. Zu folge seiner Elastizität funktioniert die Dich tung 32 nicht nur als Isolierelement, sondern auch als eine hermetische Abdichtung, wie nachstehend erklärt ist.
Wegen der ausser ordentlich hohen Temperaturen, denen die Dichtung 32 während des Schweissens ausge setzt ist, besteht es vorteilhafterweise aus einem gummiähnlichen Isoliermaterial, das hohen Temperaturen ohne Schmelzen oder Auflösung standhalten kann. Beispiele solcher passender, elastischer Materialien, die hohen Temperaturen standhalten, sind: Polytetra- fluorät.hylen, Polymonochlortrifluoräthylen und Siliconegummi.
Das als Gaszuleitung dienende Röhren stück 26 endigt in einem zylindrischen Teil 34, das ein mit Gewinde versehenes und offenes Endteil aufweist zur Aufnahme einer axial angeordneten Schweisselektrode 35. Diese Elektrode kann axial durch den zylindrischen Teil 34 in die Gaszuleitung 26 eingeführt wer den. Elektrodenhalter aus elektrisch leitendem Material, mit einer teilweisen geschlitzten Spannpatrone 36 und einem diese festhalten- den Konus 37, sind auch vorgesehen. Die Spannpatrone ist gleitbar auf der Schweiss elektrode 35 montiert und funktioniert in be kannter Weise zwecks Umfassens der Elek trode und zum Abdichten des offenen Endes des zylindrischen Gliedes 34, wenn der Teil 37 auf dieses Ende aufgeschraubt ist, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt.
Eine Anzahl von Gas- auslässen 38 sind in einem Flansch 39 des zylindrischen Gliedes 34 gebildet, um. Gas um die eingespannte Elektrode 35 abzugeben.
Ein Mundstück 40 aus metallischem oder keramischem Material umgibt die zylindrische Dichtung 32 und weist einen zylindrischen Teil 41 und einen verjüngten offenen End- teil 42 auf, welch letzterer vorzugsweise ab nehmbar ausgebildet ist und über das Ende der Dichtung 32 vorspringt. Das Ende des Mundstückes 42 ist vorzugsweise in das Ende des Düsenteils 41 eingeschraubt, wie darge stellt, und dient dazu, aus den Auslässen 38 austretendes Gas um die Elektrode 35 zu leiten.
Indem die Düse mit einem abnehmbaren End- teil ausgerüstet ist, kann mit ein und dem selben Teil 41 eine Anzahl von Düsenendteilen 42 mit verschieden grossen Öffnungen und somit ein und derselbe Schweisskopf mit Elek troden von verschiedenem Durchmesser ver wendet werden.
Der Durchmesser der innern Umfangs fläche des Düsenteils 41 ist etwas grösser als der Aussendurchmesser der Dichtung 32. Die Innenfläche des Düsenteils 41 bildet mit der Aussenfläche der Dichtung 32 wenigstens einen fluidumdichten Durchflusskanal.
Eine geeignete Konstruktion ist in Fig. 1 und 2 dargestellt und weist zwei voneinander distanzierte, ringförmige, von der Innenfläche des Düsenteils 41 vorspringende Rippen 43 auf, die sich dicht gegen die Aussenfläche der Dichtung 32 anlegen zwecks Bildens eines fluidumdichten Ringkanals 44 zwischen dem Teil 41 und der Dichtung 32. Obschon die Vorsprünge 43 vorzugsweise mit dem Düsen teil. 41 aus einem Stück gearbeitet sind, kön nen sie auch als Einzelteile hergestellt. sein.
Durch diesen Ringkanal 44 kann Fluidum in Richtung der in Fig. 2 gezeigten Pfeile über einen Serienweg vom einen Fluidumkanal 29 durch den Kanal 44 und zurück in den andern Fluidumkanal 30 strömen, wodurch der Teil 41 der Düse 40 gekühlt wird.
In der Variante nach Fig. 4 ist eine Wärmeabschirmung vorgesehen, um eine ge wöhnliche Dichtung 32', das heisst eine solche, die keine hohen Temperaturen aushält, ver wenden zu können, wobei auch ein anderes Mitteldargestellt ist, um neben dem Düsenteil 41' einen Ringkanal 44' zu bilden. Die elasti sche Isolierdichtung 32' weist zwei vonein ander distanzierte, ringförmige Rippen 43' auf, die von ihrer Aussenfläche vorspringen und sich dicht gegen die Innenfläche des zylin drischen Düsenteils 41.' legen.
Diese Innen fläche, die Aussenfläche der Dichtung 32' und die Dichtungsrippen 43' bilden einen Ring kanal 44', der dieselbe Funktion hat wie der Ringkanal 44 in Fig. 1 bis 3, nämlich im Düsenteil 41' die Fluidumzirkulation zu er möglichen. Eine Isolierunterlagsscheibe 45, be stehend aus einem wärmebeständigen Material, wie oben angeführt., ist zwischen dem Düsen- endteil 42 (Fig. 4) und der Dichtung 32' ein gesetzt. Diese Scheibe 45 schirmt den der Wärmequelle zugekehrten Endteil der Dich tung 32' vor unmittelbarem Kontakt. mit den ausserordentlich hohen Temperaturen, die wäh rend des Schweissens an der Elektrode erzeugt werden.
Da. der übrige Teil der Dichtung 32' mittels des durch den Ringkanal 44' fliessen den Fluidums gekühlt wird, kann die Dich tung 32' z. B. aus gewöhnlichem Gummi her gestellt sein. Ähnliche Wärmeschirme können auch im Schweisskopf A der Fig. 1 verwendet werden, wodurch auch die Dichtung 32 des ersten Beispiels aus gewöhnlichem elastischem Isoliermaterial hergestellt sein kann.
Ein elektrisch leitendes Verbindungsglied 46 dient zum Verbinden der Fluidum- und Gas leitungen im Griff 10 mit denjenigen im Schweisskopf A. Die eine Seite dieses Gliedes 46 ist z. B.. durch Hartlöten fluidumdicht an den im Handgriff 10 untergebrachten Lei tungen 18, 23 und 24 befestigt.
Diese Leitun gen sind mittels drei winklig abgebogenen, im Verbindungsied 46 gebildeten Kanälen mit den entsprechenden Leitungen 26, 29 und 30 im Schweisskopf A verbunden. Die im Hand griff angeordnete Gasleitung 18 steht mit der im Schweisskopf A befindlichen Gasleitung 26 durch einen zentralen abgebogenen Kanal 47 in Verbindung und die Handgriff-Flui dumleitungen 23, 24 mit den Schweisskopf- Fluidumleitungen 29 bzw. 30 durch abgebo gene Kanäle 48 bzw. 49, die auf jeder Seite des Gaskanals 46 angeordnet. sind.
Die im Schweisskopf und im Handgriff untergebrach ten Gas- und Fluidumleitungen sind als sepa rate, mittels des Kupplungsgliedes 46 mitein ander verbundene Glieder dargestellt, da sie als solche leichter montiert werden können. Natürlich können aber die Schweisskopfleitun gen auch als Endteile der Handgriffleitungen ausgebildet sein.
Beim Gebrauch des in Fig. 1 dargestellten Elektrodenhalters wird durch die Gasleitun- gen 13, 26 ein als Absebirmitng dienendes Edelgas, z. B. Argon, zugeführt und durch die Gasauslässe 38 in den das Gas leitenden Düsenendteil 42 abgegeben. Ein Kühlfluidum, z. B. Wasser, fliesst unter mässigem Druck in die Leitung 14 und zirkuliert nacheinander durch einen Serienweg, bestehend aus der Lei tung 29, Ringkanal 44, Rückleitung 30 und Leitung 15, aus der das Fluidum austritt.
Der elektrische Strom wird durch das Kabel<B>25,</B> die elektrisch leitenden Leitungen 18, 23 und 24, das elektrisch leitende Kupplungsglied 46, die elektrisch leitenden Leitungen 26, 27 und den elektrisch leitenden Elektrodenhalter, be stehend aus den Gliedern 34, 36 und 37, zuge führt. Das verwendete Fluidum ist. vorzugs weise elektrisch nicht leitend. Wenn aber Was ser verwendet wird, sollte es soweit als mög lich frei von elektrisch leitenden Verunreini gungen sein.
Ein wichtiger Vorteil dieses verbesserten Elektrodenhalters ist, dass er von gedrängter Bauart und für das Schweissen mit. gasumhüll tem Lichtbogen leicht zu handhaben ist. Weiter ist er von einfacher Konstruktion, mit einer vollständig eingeschlossenen Vorrich tung. Indem. die im Schweisskopf axial ange- ordnete Gasleitung 26 von zwei sieh gleich weit erstreckenden Fluidumleitungen 29 und 30 umgeben wird, zirkuliert das Fluidum unmit telbar neben den Gliedern, die in direkter wärmeleitender Verbindung mit der Schweiss elektrode stehen, wodurch die während des Schweissens erzeugte Flitze rasch zerstreut und abgeleitet wird.
Ferner weisen alle Gas- und Kühlmittelleitungen im Schweisskopf zusam men nur eine kleine Querschnittsfläche auf und nehmen nur sehr wenig Platz ein. Durch Verwenden einer mit Öffnung versehenen, elastischen Isolierdichtung 32 zwischen den innern stromführenden Leitungen und der konzentrisch dazu angeordneten Düse wird sowohl die Düse vom Schweissstrom isoliert und der grössere Teil der Düse selbst gekühlt. Zufolge seiner Elastizität funktioniert diese Meldung sowohl zur Verhinderung eines Gas verlustes durch die Rückseite des Düsenzylin derteils, wie auch zur Verhinderung eines Kühlmittelverlustes in den von ihm dicht um schlossenen Endteilen der Innenleitungen.
Der gezeigte und beschriebene Schweiss kopf kann leicht zum Gebrauch für maschi nelle wie auch für handbetätigte Schweissappa rate ausgebildet werden. Die Kühlvorrichtung kann ohne weiteres für viele verschiedene Arten von Gasschneid- und assehweissappa- raten ausgebildet werden.
Fluid-cooled electrode holder for welding with a gas-coated arc. In the case of hand-operated welding devices that work with the aid of a gas-enclosed electric arc, an inner fluid cooling device is particularly desirable. When electrical welding with gas-enveloped arc is between a permanent electrode, which is usually made of tungsten, and the workpiece, an arc of extremely high amperage gebil det. The electrode end carrying the arc and the molten metal are surrounded by an envelope of inert, monatomic gas, usually argon.
This protects the welding metal from oxidation and other atmospheric contamination, making the finished, welded surface smooth, clean and. becomes even. As a result of the extremely high welding temperature at the head of the welder, there is a considerable risk that the worker will burn the hand in which he is holding the device, and the possibility that the head of the device will melt if no cooling device is provided.
This cooling device should be completely enclosed in the actual welding machine in the case of manually operated welding machines so that the worker has greater freedom of movement without being hindered by projecting Fluidumleitun conditions.
The construction of an internally cooled welding device or electrode holder for welding with. gas-sheathed arc presents many difficulties. The holder itself should be light and slim so that it is light. can be handled. In addition, the holder wall should be made of relatively thick insulating material to protect the worker from burns and electric shocks. For these reasons, only a very limited space is available in the holder for the supply of electricity, gas and cooling fluidum.
Furthermore, if the welding head has a metal guide nozzle for the gas delivery, this nozzle should be electrically isolated from the welding current in order to prevent undesired arcing between the nozzle and work piece. When using internal coolants, the Fluidumleitun conditions are necessarily close to the Stromfüh-generating lines and are usually themselves made of electrically conductive material. There are therefore difficulties for fluid cooling of the nozzle, since there is a risk that the nozzle will also become live.
In contrast, the present fluidum-cooled electrode holder for welding with a gas-enveloped arc, with a hollow insulating handle, a gas and two fluidum lines in this handle, of which lines at least one has the electrical current conductive means, these lines with thermally and electrically conductive Line parts of the welding head, which are in electrically conductive connection with the current-carrying means, communicate, and the end part of the gas line has at least one gas outlet opening and is characterized by an electrically conductive device attached to the gas outlet end of the gas line, the welding electrode an exciting device ,
that a line part (27) of the welding head with a frictional connection is provided with elastic and electrically insulating seal and a nozzle that conducts the gas exiting, this nozzle enclosing the gas outlet and having a cylinder part surrounding the seal at a distance, further characterized by at least two spaced apart sealing parts, which axially seal the space between the inner surface of the nozzle cylinder part and the outer surface of the seal to form at least one fluidumdich th passage channel between these surfaces, the seal having at least one opening that communicates with the interior of the End portion of each fluid bypass and the passage is in communication, so that fluid can circulate through them.
Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing, namely: FIG. 1 shows an axial section through an electrode holder according to the first example, FIG. 2 shows a part perpendicular to FIG. 1, cuts through the welding head along the line 2-2 of FIG. 1, 3 show a cross section through the welding head along the line 3-3 in FIG. 2 and FIG. 4 shows a longitudinal section through the welding head of the second example.
The electrode holder of the first example according to FIGS. 1 to 3 has a hollow insulating handle 10 with a thicker part 11 which tapers into a narrow neck part 12. A gas line 13 and a pair of cooling fluid tubes 14 and 15 pass through the handle 10. The line and the two tubes are preferably divided into a backwardly extending, flexible insulating tube part and an electrically conductive tube part. In the handle part 1.1 is. an insulating tube 16 z. B. connected by means of a clamping wire 17 to a tube 18 which penetrates the grip neck part 12 and made of electrically conductive material, for. B. copper. The hose 1.6 and the pipe 18 form the gas line 13.
In the same way, a pair of insulating tubes 19 and 20 in the handle part 11 by means of Klemmrin gene 21 and 22 with a. Pair of electrically lei border tubes 24 and 23 connected, and these hoses and tubes form parts of the fluid bypasses 15 and 14. The conductive tubes 18, 23 and 24 and the isolating grip neck part 12 are preferably made of slightly flexible materials before the entire neck can be bent at various angles, which means that the welding head can also be brought to less accessible welding points. The tubes 18, 23 and 24 can e.g. B. made of flexible copper and the grip neck portion 12 made of rubber-like material. his.
An electrical line cable 25 through at least one of the hoses, e.g. B. 20, and is e.g. B. connected by brazing to the conductive tube 23, which is held within the hose 20 ..> _ m to increase the current capacity, the Röh Ren 18, 23 and 24 are preferably all in mutually electrically conductive contact in the neck 12 of the Insulating handle 10. These tubes conduct the electrical current to the welding head A. This is preferably attached to the handle at an obtuse angle, as shown in Fig. 1, so that the electric arc is bent away from the worker and around the handling of the welding head in corners and to facilitate other places that are relatively difficult to access.
The construction of the welding head -l itself is shown in FIGS. 2 and 3 and also in FIG. An inner, axial, electrically conductive tube piece 26, which serves as a feed line, is surrounded by a larger outer, electrically conductive tube piece 27. The two Röhrenstüeke 26, 27 are held by a pair of axial partitions 28 at a concentric distance from each other ge, as best from Fig. 2 and 3 provides ago, which are inserted tightly between the outer surface of the tubular piece 26 and the inner surface of the tubular piece 27 and with These pieces form two fluid channels 29 and 30.
Each of these channels has an outlet 31, which can best be seen in FIGS. 2 and 3. Although for the reasons given below, the concentric tubular pieces 26, 27 are preferably used to form the two fluid channels 29, 30. the latter can also have a different cross-sectional shape and be arranged at a different point in the welding head.
An elastic insulating seal 32, the inner diameter of which is slightly smaller than the outer diameter of the tubular piece 27 and thus for the purpose of forming a fluidumdich th seal with this rests on this, tightly encloses the lower end part. of the tubular piece 27. Two openings 33 aligned with the outlets 31 are provided in the wall of the seal 32. Due to its elasticity, the device 32 functions not only as an insulating element, but also as a hermetic seal, as explained below.
Because of the exceptionally high temperatures that the seal 32 is set out during welding, it is advantageously made of a rubber-like insulating material that can withstand high temperatures without melting or dissolution. Examples of suitable elastic materials that can withstand high temperatures are: polytetrafluoroethylene, polymonochlorotrifluoroethylene, and silicone rubber.
Serving as a gas supply tube piece 26 ends in a cylindrical part 34 which has a threaded and open end part for receiving an axially arranged welding electrode 35. This electrode can be axially inserted through the cylindrical part 34 into the gas supply line 26 who the. Electrode holders made of electrically conductive material, with a partially slotted clamping cartridge 36 and a cone 37 holding it in place, are also provided. The collet is slidably mounted on the welding electrode 35 and functions in a known manner to encompass the elec trode and to seal the open end of the cylindrical member 34 when the part 37 is screwed onto this end, as shown in Figs .
A number of gas outlets 38 are formed in a flange 39 of the cylindrical member 34 to. Discharge gas around the clamped electrode 35.
A mouthpiece 40 made of metallic or ceramic material surrounds the cylindrical seal 32 and has a cylindrical part 41 and a tapered open end part 42, which the latter is preferably designed to be removable and projects over the end of the seal 32. The end of the mouthpiece 42 is preferably screwed into the end of the nozzle part 41, as illustrated, and is used to conduct gas escaping from the outlets 38 around the electrode 35.
Since the nozzle is equipped with a removable end part, a number of nozzle end parts 42 with openings of different sizes and thus one and the same welding head with electrodes of different diameters can be used with one and the same part 41.
The diameter of the inner circumferential surface of the nozzle part 41 is slightly larger than the outer diameter of the seal 32. The inner surface of the nozzle part 41 forms at least one fluid-tight flow channel with the outer surface of the seal 32.
A suitable construction is shown in FIGS. 1 and 2 and has two spaced-apart, annular ribs 43 projecting from the inner surface of the nozzle part 41, which lie tightly against the outer surface of the seal 32 in order to form a fluid-tight annular channel 44 between the part 41 and the seal 32. Although the projections 43 preferably part with the nozzle. 41 are made from one piece, they can also be manufactured as individual parts. his.
Fluid can flow through this annular channel 44 in the direction of the arrows shown in FIG. 2 via a series path from one fluid channel 29 through channel 44 and back into the other fluid channel 30, whereby part 41 of nozzle 40 is cooled.
In the variant according to FIG. 4, a heat shield is provided in order to be able to use a conventional seal 32 ', that is to say one that cannot withstand high temperatures, with another center being shown in addition to the nozzle part 41' Form ring channel 44 '. The elastic insulating seal 32 'has two annular ribs 43' which are spaced apart from one another and which protrude from their outer surface and fit tightly against the inner surface of the cylindrical nozzle part 41. ' lay.
This inner surface, the outer surface of the seal 32 'and the sealing ribs 43' form an annular channel 44 ', which has the same function as the annular channel 44 in Fig. 1 to 3, namely in the nozzle part 41' the fluid circulation to he possible. An insulating washer 45, made of a heat-resistant material as mentioned above, is inserted between the nozzle end part 42 (FIG. 4) and the seal 32 '. This disc 45 shields the end portion of the device 32 'facing the heat source from direct contact. with the extraordinarily high temperatures that are generated on the electrode during welding.
There. the remaining part of the seal 32 'is cooled by means of the fluid flowing through the annular channel 44', the device can you 32 'z. B. made of ordinary rubber ago. Similar heat shields can also be used in the welding head A of FIG. 1, as a result of which the seal 32 of the first example can also be made from conventional elastic insulating material.
An electrically conductive connecting member 46 is used to connect the fluid and gas lines in the handle 10 with those in the welding head A. One side of this member 46 is z. B .. by brazing fluidum-tight to the lines housed in the handle 10 Lei 18, 23 and 24 attached.
These lines are connected to the corresponding lines 26, 29 and 30 in the welding head A by means of three angled channels formed in the connecting member 46. The gas line 18 arranged in the handle is connected to the gas line 26 located in the welding head A through a central bent channel 47 and the handle fluids 23, 24 with the welding head fluid bypasses 29 and 30 through bent channels 48 and 49, respectively arranged on each side of the gas duct 46. are.
The th gas and fluid diversions in the welding head and in the handle are shown as a sepa rate, by means of the coupling member 46 mitein other connected members, as they can be more easily mounted as such. Of course, the welding head lines can also be designed as end parts of the handle lines.
When using the electrode holder shown in FIG. 1, a noble gas, e.g. B. argon, is supplied and discharged through the gas outlets 38 into the nozzle end part 42 which conducts the gas. A cooling fluid, e.g. B. water, flows under moderate pressure into the line 14 and circulates successively through a series path, consisting of the Lei device 29, annular channel 44, return line 30 and line 15 from which the fluid emerges.
The electrical current is through the cable <B> 25, </B> the electrically conductive lines 18, 23 and 24, the electrically conductive coupling member 46, the electrically conductive lines 26, 27 and the electrically conductive electrode holder, be standing from the members 34, 36 and 37, supplied. The fluid used is. preferably electrically non-conductive. But if water is used, it should be free of electrically conductive contamination as far as possible, please include.
An important advantage of this improved electrode holder is that it is compact and easy to weld. gas-sheathed arc is easy to handle. Next, it is of simple construction, with a fully enclosed device. By doing. The gas line 26, which is axially arranged in the welding head, is surrounded by two fluid diversions 29 and 30 which extend equally far, the fluid circulates immediately next to the members that are in direct heat-conducting connection with the welding electrode, whereby the streak generated during welding is rapid is dispersed and diverted.
Furthermore, all gas and coolant lines in the welding head together have only a small cross-sectional area and take up very little space. By using an opening, elastic insulating seal 32 between the internal current-carrying lines and the nozzle arranged concentrically therewith, both the nozzle is isolated from the welding current and the larger part of the nozzle itself is cooled. Due to its elasticity, this message works both to prevent gas loss through the back of the Düsenzylin derteils, as well as to prevent a loss of coolant in the end parts of the inner lines tightly closed by him.
The shown and described welding head can easily be designed for use for maschi nelle as well as for hand-operated welding machines. The cooling device can easily be designed for many different types of gas cutting and welding apparatus.