Verfahren zum Schweissen und Schweissbrenner zur Durchführung des Verfahrens. Es ist bekannt, mittels atomaren Wasser stoffes oder Edelgas, Metalle, Oxyde usw. zu schweissen bzw. zu schmelzen. Hierzu wird in der Technik in der Regel mit- einem Brenner gearbeitet, der im wesentlichen aus zwei Wolframelektroden besteht, die derart ange ordnet sind, dass jede Elektrode mit Wasser stoff oder Edelgas, der aus einer konzentri schen Düse ausströmt, bespült wird. Das aus strömende Gas wird somit in ,den Lichtbogen hineingeblasen, wobei sich die Elektroden in freier Atmosphäre befinden. Man ist zu einer derartigen Arbeitsweise bzw. Ausgestaltung der Schweissbrenner gezwungen, da der Bren ner von der Hand des Schweissers geführt wird.
Der Brennerkopf dieser im Verkehr be findlichen Schweissgeräte ist bei den einzelnen Modellen verschieden. Meist werden Schweiss brenner benutzt, bei denen die Elektroden unter einem Winkel von 30-60 angeordnet sind und denen Wasserstoff oder Edelgas durch eine Düse zugeführt wird, die konzen trisch um die Elektrode angeordnet ist.
Es sind auch Schweissbrenner bekanntgeworden, bei denen aus einer einzelnen zentralen Düse Wasserstoff oder Edelgas in den Lichtbogen eingeblasen wird; um diese Düse ist dann in diesem Falle eine zweite Düse angeordnet, aus der ebenfalls Wasserstoff oder Edelgas aus tritt, jedoch mit geringerer Strömungs geschwindigkeit und geringerem Druck, im Gegensatz zu der um die Elektroden zu innerst angeordneten zentralen Düse, aus der Gas mit hoher Geschwindigkeit bei hohem Gasdruck ausströmt. Durch diese Anordnung will man Gas sparen.
Es hat sich gezeigt, dass durch derartige Anordnungen, die im einzelnen verschieden ausgebildet sein mögen, bei denen aber stets der Lichtbogen, wohl zunächst durch ein Gas geschützt, praktisch aber in freier Atmo sphäre brennt, ein einwandfreies Schweissen nicht gewährleistet wird, weil das Schutzgas, zum Beispiel Wasserstoff, wenigstens zum Teil, selbst verbrennt, hierbei Wasserdampf bildet, ,der seinerseits durch Strömungswirbel und Diffusion in den Lichtbogen eindringen kann. Im Lichtbogen dissoziiert der Wasser dampf in elementarem Wasserstoff und ele mentarem Sauerstoff, in Gase also, die in diesem Zustand hochreaktionsfähig sind.
An der Oberfläche des zu schweissenden Werk stückes befindet sich somit eine Gasatmo sphäre, bestehend aus Wasserstoff, Wasser dampf, Sauerstoff und Stickstoff mit den ver schiedensten Energiegehalten. Die Gegenwart von Sauerstoff wirkt sich naturgemäss auf die Güte der Schweissnaht und in der Hand habung des Brenners ungünstig aus.
So ist es bekannt, dass es im allgemeinen nicht möglich ist, dickere Stäbe aus Chrom-Nickel-Legierun- gen, vorzugsweise aus Legierungen mit 15 bis ")00/o Chromgehalt, in dickeren Schichten ein wandfrei zu schweissen, es treten meist Schlackennester auf, auch ist die Dehnung im allgemeinen ungleichmässig und genügt nicht den geforderten mechanischen Bean- spruehungen. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schweissverfahren, das sich dadurch auszeich net, dass die zum Schutze der Elektroden übliche Schutzgasatmosphäre durch eine wei tere,
die Oxydation hindernde Gasatmosphäre eines nicht brennbaren Mediums geschützt wird. Der Schweissbrenner zur Ausübung des Verfahrens ist durch eine ringförmige Gas austrittsdüse und mindestens eine diese um gebende weitere Austrittsdüse für die Schutz gase gekennzeichnet.
In der Zeichnung ist ein Brenner zur Durchführung des neuen Verfahrens in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen Fig. l einen Vertikalschnitt und Fig. 2 einen Horizontalschnitt gemäss der Linie 17-17 in der Fig. 1.
Der Schweissbrenner weist zwei geneigt. zu einander angeordnete Elektroden 5 und 6, zum Beispiel aus Wolfram, auf, die von je einem Rohr 14 umgeben sind und welche einer- ends bei 1 bzw. 2 düsenförmig verjüngt aus gebildet sind. Ferner sind die Rohre 14 von konzentrischen Ringen 3 und 4 umgeben, zwi schen welchen je ein Ringraum 16 und 15 ge bildet ist. Der Ringraum 15 steht mit einer Leitung 11 und der Ringraum 16 mit einer Leitung 12 in Verbindung. Die Rohre 14 sind an eine Leitung 10 angeschlossen.
Es sei noch erwähnt, dass zwischen den beiden Elektroden 5 und 6 ein Isolierkörper 13 angeordnet ist.
Im Betrieb brennt zwischen den beiden Elektroden ein Lichtbogen 7, welcher von durch die. Düsen 1, 2 strömendem Wasserstoff umgeben ist. Unter Einwirkung des Licht bogens dissoziiert der Wasserstoff. Damit nun dieser reaktionsfähige Wasserstoff nicht ver brennt, strömt aus den Düsen 3 bzw. 4 j e ein nichtbrennbares Gas. Aus der Düse 3 strömt zweckmässigerweise Stickstoff oder ein Edel gas und aus der Düse 4 Kohlensäure oder ein kohlensäurehaltiges Gas. Dadurch wird der Zutritt von Luft zum Wasserstoff verhindert und die die Schweissstelle 9 schützende Was serstoffatmosphäre selbst vor Oxydation ge schützt.
Diese Schutzgase können die Oxyda- tion hemmende Zusätze und ähnlich wirkende Stoffe, wie zum Beispiel Tetrachlor-Kohlen stoff usw., enthalten. Ferner kann die äussere Schutzgasatmosphäre Wasserdampf enthalten.
Um eine Entkohlung beim Schweissen von Stählen durch die Wasserstoffatmosphäre zu verhindern, ist es naturgemäss möglich, den Wasserstoff in an sich bekannter Weise in geringen Konzentrationen mit. einem flüchti gen Kohlenwasserstoff zu versetzen. VN ährend es mit bekannten Wasserstoff-Schweissbren nern praktisch nicht möglich ist, Aluminium legierungen ohne Flussmittel zu schweissen, ist dies nach dem beschriebenen Verfahren ohne weiteres durchführbar.
Es ist. unter anderem auch gelungen, 30-40 mm, dicke Chrom- Nickelstäbe mit. 2011/1) Chromgehalt zu ver schweissen, bei einem Festigkeitsabfall von nur 15-180/o, bei einer Dehnung von 50 bis 650/o. Auch ist es nach dem neuen Verfahren möglich, beispielsweise eine kleine Fläche auf einem Chrom-Nickel-Stück längere Zeit, 5 Minuten und länger, flüssig zu halten, ohne dass eine Oxydation des Chromes wahrgenom men werden konnte.
Das beschriebene Verfahren ist überall dort. mit Vorteil anzuwenden, wo es sich um die Herstellung von Schweissnähten bei stark beanspruchten ZVerkstücken handelt. Es kann insbesondere zum Anschweissen von Schaufeln benutzt werden, und zwar an Schaufelrädern von Turbinen und von Turbo- Kompressoren, ferner bei Brennkammern von Gasturbinen, des weiteren, um plattierte Bleche zu schweissen, wie sie in der chemischen Industrie üblich sind, sowie für viele andere \feile.
Das Verfahren ist nicht beschränkt auf die Verwendung von Handbrennern, es kann auch durch automatische Schweissanlagen ausge führt werden.