Umhüllte Schweisselektrode Für die elektrische Lichtbogenschweissung wer den umhüllte oder ummantelte Elektroden verwen det, deren metallischer Kerndraht im wesentlichen von einer nichtmetallischen Masse umhüllt ist. Durch entsprechende Wahl der Zusammensetzung des Um mantelungsmaterials kann der Schweissvorgang und die Güte der entstehenden Schweissnaht beeinflusst werden.
Da es für verschiedene Schweisszwecke günstig ist, wenn der Elektrodenmantel nicht aus einer gleich- mässig zusammengesetzten einzigen Umhüllungs masse, sondern aus zwei oder mehr verschieden zu sammengesetzten Umhüllungsmassen besteht, wur den schon zahlreiche Versuche unternommen, um eine optimale Ausbildung derartig inhomogen um mantelter Elektroden zu erzielen. So sind z. B. Man telelektroden bekannt, die nach dem Tauchverfahren hergestellt werden. Hierbei wird der Kerndraht durch Eintauchen in eine Masse mit einer ersten Umhüllung versehen, die durch Wiederholung der Tauchbe schichtung mit einer anderen Masse wiederum über schichtet wird.
Auf diese Weise werden Elektroden mäntel aus verschieden zusammengesetzten überein anderliegenden Schichten erhalten. Es ist auch be kannt, derartige Mantelelektroden mit konzentrisch aufgebauter mehrschichtiger Umhüllung durch Um pressen des Kerndrahtes mit einem aus verschiede nen Massen zusammengesetzten Formling oder Press- ling herzustellen.
Mantelelektroden dieser Art besitzen daher einen aus mindestens zwei verschieden zusammengesetzten Umhüllungsmassen bestehenden Mantel; der Kern draht ist vollständig von der ersten Umhüllungsmasse umschlossen.
Bei einer derartig aufgebauten Elektrode bildet die äusserste Schicht einen geschlossenen Aussen- mantel, wobei eine oder mehrere Schichten aus ande rem Material zwischen dem Kerndraht und dem Aus senmantel liegen. Diese Abschirmung kann u. U. nachteilig sein und man hat daher versucht, den Elek trodenmantel nicht mehr aus konzentrisch übereinan derliegenden Schichten aufzubauen, sondern die ver schiedenen Massen in Form von Segmenten eines Kreisringes um den Kerndraht anzuordnen. Derartige Mantelelektroden weisen jedoch auch bestimmte Nachteile auf, weil beide bzw. alle Umhüllungsmas sen mit dem Kerndraht in Berührung stehen.
Die vorliegende Erfindung soll nun sowohl die Nachteile der konzentrisch als auch der segmentför- mig mit verschiedenen Massen ummantelten Elektro den vermeiden.
Die umhüllte Schweisselektrode gemäss der vor liegenden Erfindung besitzt einen einen Kerndraht umfassenden Mantel aus mindestens zwei verschie den zusammengesetzten Umhüllungsmassen, wobei der Kerndraht vollständig von einer ersten Umhül lungsmasse umschlossen ist, und ist dadurch gekenn zeichnet, dass die zweite Umhüllungsmasse und gege benenfalls vorhandene weitere Umhüllungsmassen strangförmig in der ersten Umhüllungsmasse ange ordnet sind, wobei die erste Umhüllungsmasse wenig stens stellenweise bis an die Oberfläche des Mantels reicht.
Gemäss einer Ausführungsform der erfindungsge- mässen Elektrode ist die zweite Umhüllungsmasse strangförmig derart in der ersten Umhüllungsmasse angeordnet, dass die erste Umhüllungsmasse sowohl den Kerndraht vollständig umfasst als auch die ge samte Aussenfläche des Mantels darstellt.
Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die zweite Umhüllungsmasse rinnenartig in der ersten Umhüllungsmasse eingebettet. Zur Herstellung der erfindungsgemässen Schweiss- elektroden wird vorzugsweise so gearbeitet, dass man aus einer ersten Umhüllungsmasse einen Vor- formling oder Vorpressling mit einer zentralen Boh rung formt, deren Weite dem Aussendurchmesser des Führungsrohres des blanken Kerndrahtes einer Elek trodenummantelungspresse entspricht, wie sie bei spielsweise im Schweizer Patent Nr. 349 354 be schrieben ist.
Der Aussendurchmesser des Vorpress- lings ist dabei zweckmässigerweise gleich dem Durch messer der Ladebohrung der Elektrodenummante lungspresse. Der Vorpressling besitzt rinnenartige Ausnehmungen oder Kanäle. Diese Ausnehmungen oder Kanäle können dann mit einer zweiten oder allenfalls weiteren Umhüllungsmasse gefüllt bzw. mit entsprechend geformten Körpern ergänzt werden. Die kanalförmigen Ausnehmungen können z. B. als ex zentrische Bohrungen oder Kanäle mit nichtkreisför migem und beispielsweise ovalem Querschnitt im Vorpressling aus der ersten Umhüllungsmasse oder rinnenförmige Ausnehmungen im Aussenteil des Vorpresslings sein.
Auf diese Weise entsteht ein aus verschiedenen Umhüllungsmassen bestehender Formling oder Pressling, der in einer Elektrodenum mantelungspresse gemäss der oben angegebenen Schweizer Patentschrift mit konzentrischer Zufüh rung von Elektrodendraht und Umhüllungsmasse verarbeitet werden kann. Auf diese Weise entstehen Mantelelektroden aus verschiedenen Umhüllungs massen, die im gleichen Querschnittsverhältnis zuei- ander stehen und räumlich ähnlich angeordnet sind, wie im oben beschriebenen Pressling. Dabei kann es zweckmässig sein, die verschiedenen Massen des Presslings mit Markierungsmitteln zu versehen, so dass der Aufbau des Presslings und der frisch ge pressten Elektrode kontrollierbar ist.
Die erfindungsgemässe Mantelelektrode ist an hand der beiliegenden Zeichnungen in Form einiger bevorzugter Ausführungsformen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Mantelelek trode mit verschieden zusammengesetztem Mantel; Fig. 2 einen Pressling zur Herstellung einer Man telelektrode gemäss Fig. 1 im Querschnitt; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Presslings gemäss Fig. 2; Fig. 4 einen Querschnitt durch eine andere Man telelektrode; Fig. 5 den Querschnitt eines Presslings zur Her stellung einer Elektrode gemäss Fig. 4; Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Presslings gemäss Fig. 5;
Fig. 7 einen Querschnitt durch eine andere Aus- führungsform. der Mantelelektrode; Fig. 8 einen Querschnitt durch einen Pressling zur Herstellung der Elektrode gemäss Fig.7 und Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des Presslings gemäss Fig. 8.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 den Kerndraht 1, der von einer ersten Umhüllungsmasse 2 vollständig um- schlossen ist. Strangförmig in der ersten Umhüllungs masse 2 ist die Umhüllungsmasse 3 angeordnet, wobei die einzelnen Stränge 3a, 3b und 3c gleich oder verschieden zusammengesetzt sein können. Aus Fig. 1 ist ohne weiteres zu ersehen, dass ein Teil der Aussenfläche des Elektrodenmantels aus der Masse 2, ein anderer Teil aus der Masse bzw. den Massen 3a-c besteht, und dass die erste, den Kerndraht voll ständig umschliessende Umhüllungsmasse den Man tel stellenweise bis an die Oberfläche durchsetzt.
Fig. 2 zeigt einen Pressling 6, der zur Herstellung einer Elektrode gemäss Fig. 1 mit der in der Schwei zer Patentschrift Nr. 349 354 beschriebenen Elektro denpresse verwendet werden kann. Es ist zu bemer ken, dass der Durchmesser der Elektrode in Fig. 1 normalerweise etwa 5-15 mm beträgt, während der Durchmesser des Presslings je nach Abmessung der Presse z. B. zwischen 15 und 20 cm liegt. Der Press- ling 6 besitzt eine zentrale Bohrung 7, deren Durch messer dem Führungsrohr für den blanken Kerndraht in der Elektrodenummantelungspresse entspricht. Der Aussendurchmesser des in Fig.2 dargestellten Presslings entspricht dem Durchmesser der Ladeboh rung der Elektrodenummantelungspresse.
Der Press- ling 6 besteht aus einem ankerartigen Formkörper 8 aus einer ersten Ummantelungsmasse entsprechend der Masse 2 in Fig. 1. Der ankerartige Formkörper 8 ist ein Hohlzylinder mit Einkerbungen oder im Quer schnitt runden Längsnuten zur Aufnahme der zweiten und gegebenenfalls weiterer Umhüllungsmassen in Form von strangartigen Einlagerungen 9a-c entspre chend den Massen 3a-c in Fig. 1. Zweckmässiger- weise wird der Formling oder Pressling 6 vorgeformt, z. B. als Vorformling 8 mit dem in Fig. 2 gezeigten ankerförmigen Querschnitt und den strangförmigen Formlingen 9a-c.
Durch Zusammensetzung der Formlinge entsteht dann der hohlzylindrische fertige Pressling, dessen Aufbau auch aus der perspektivi schen Ansicht gemäss Fig. 3 zu erkennen ist. Zur Herstellung des Presslings kann jedoch auch so vor gegangen werden, dass in einer Formpresse ein Vor formling 8 eingesetzt, eine zweite Masse eingefüllt und der fertige Formling 6 durch Verpressen herge stellt wird. Aus den Fig. 1-3 ist zu erkennen, dass das Flächenverhältnis und die Form der Anordnung der verschiedenen Massen im Pressling und in der Elektrode gleich bzw. ähnlich ist.
In Fig. 4 ist ein anderer Aufbau des Elektroden mantels gezeigt, wobei die strangförmigen Einlage rungen im Elektrodenmantel einen nierenförmigen Querschnitt aufweisen. Auch in diesem Fall ist der Kerndraht 1 von einer ersten Umhüllungsmasse 5 vollständig umschlossen, während die zweite Umhül lungsmasse 4 entsprechend den Einlagerungen 4a-c angeordnet ist.
In den Fig. 5 und 6 ist ein Pressling im Quer schnitt und in perspektivischer Ansicht gezeigt, wel cher zur Herstellung der Elektrode gemäss Fig. 4 ver wendet werden kann und eine Zentralbohrung 11, sowie einen aus einer ersten Ummantelungsmasse (entsprechend der Umhüllungsmasse 5 in Fig. 4) be stehenden Formteil 12 sowie drei Formteile 13a-c (entsprechend den Massen 4a-c in Fig.4) besitzt. Bezüglich der Grössenverhältnisse und der Herstel lung des Presslings bzw. der Elektroden gilt das zu Fig. 1-3 Gesagte.
In den Fig. 7-9 sind, in analoger Weise wie oben der Aufbau einer anderen Mantelelektrode im Quer schnitt (Fig. 7), der Querschnitt und die perspektivi sche Ansicht eines zur Herstellung einer solchen Elektrode verwendbaren Presslings (Fig.8 und 9) gezeigt.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemässen Elektrode ist der Kerndraht 1 von einer ersten Masse 15 vollständig umgeben. Auch bei dieser Ausführungsform durchsetzt die Masse 15 stellenweise den Mantel bis an dessen Oberfläche. Da die zweite Umhüllungsmasse 16 in Form von drei vollständig von der Masse 15 um schlossenen strangförmigen Einlagerungen 16a-c angeordnet ist, besteht die gesamte Mantelaussenflä che dieser Elektrode aus der auch den Kerndraht um- schliessenden ersten Masse 15.
Es ist zu bemerken, dass, obwohl in den Fig. 1-9 jeweils nur drei Einlagerungen aus der zweiten Umhüllungsmasse gezeigt sind, auch zwei oder mehr als drei strangförmige Einlagerungen mit entspre chend grösserem oder geringerem Querschnitt vorge sehen sein können. Fernerhin ist es möglich, eine Mantelelektrode gemäss Fig. 7 dadurch herzustellen, dass zunächst eine Mantelelektrode gemäss Fig. 1 gefertigt und diese dann nachträglich mit einer Schicht aus der Masse 2 vollständig umhüllt wird.
Die neuen Mantelelektroden ermöglichen erhebli che schweisstechnische Vorteile. Wählt man z. B. als erste Umhüllungsmasse (d. h. die den Kerndraht um- schliessende Masse) eine Zusammensetzung, die sich durch gutes Wiederzünden oder gute Leitfähigkeit auszeichnet, so erhält man wegen der direkten Ver bindung von Mantelaussenfläche und Kerndraht eine leicht wiederzündende Mantelelektrode auch dann, wenn die strangförmig im Mantel eingelagerte zweite Masse an sich ungünstig für das Wiederzünden ist.
Fernerhin ist es möglich, ohne Nachteil Kompo nenten für die Ummantelungsmasse zu verwenden, deren Anwesenheit in unmittelbarer Nähe des Kern drahtes, z. B. aus Gründen der Lichtbogenstabilität unerwünscht ist, indem man diese Komponenten nur der den Kerndraht nicht berührenden zweiten Masse zusetzt. Im übrigen können für die Umhüllungsmasse der neuen Mantelelektrode alle für diesen Zweck be kannten Zusammensetzungen verwendet werden, ein- schliesslich der metallpulverhaltigen Zusammenset zungen.