DE1154209B - Stabfoermige Teilelektroden fuer Schweissen mit verdecktem Lichtbogen - Google Patents

Description

• Stabförmige Teilelektroden für Schweißen mit verdecktem Lichtbogen Beim elektrischen Schweißen mit verdecktem Lichtbogen (Unterpulver-Schweißen) werden so gut wie ausschließlich Elektroden mit einem verhältnismäßig kleinen Durchmesser gebraucht, weil man Unterbrechungen durch Austauschen der Elektroden vermeiden will. Bei kleinen Durchmessern ist es nämlich möglich, Drähte mit großer Länge zu gebrauchen, die zu Ringen zusammengerollt sind. Bei größeren Durchmessern kann man dagegen, wenn man von Drahtringen ausgeht, nicht einen gleichmäßigen und sicheren Vorschub des Schweißdrahtes erreichen, weil es schwierig ist, den Draht beim Vorschieben geradezurichten. Bereits eine sehr kleine Winkelabweichung des Drahtes kann verursachen, daß das Schweißmetall neben die Fuge zu liegen kommt. Diese Gefahr wird um so größer, je größer der Durchmesser des Drahtes wird.
• Diese Schwierigkeiten bedingten, daß man im praktischen Betrieb nur Drähte mit kleinem Durchmesser verwendet. Hiermit sind aber viele Nachteile verbunden. So kann z. B. die Abschmelzgeschwindigkeit nicht so gesteigert werden, wie es erwünscht wäre, da man den schwachen Draht nicht mit allzu hohen Strömen belasten kann. Außerdem erhält man besonders bei größeren Blechen ein zu breites Schmelzbad, wenn der angewendete Elektrodendurchmesser nicht der jeweiligen Blechdicke entspricht.
• Um die genannten Schwierigkeiten zu vermeiden, verwendet man stabförmige Teilelektroden, die im Schweißautomaten zu einer endlosen Elektrode zusammengesetzt werden. Bei diesen Elektroden ist man in der Wahl des Durchmessers frei, aber es entsteht die Aufgabe, die Teilelektroden einmal in einer in mechanischer und elektrischer Hinsicht befriedigenden Weise miteinander zu verbinden und zum anderen die Verbindung so zu gestalten, daß sich die durch die Verbindung bedingten Kosten in tragbaren Grenzen halten.
• Nach einem bekannten Vorschlag hat man am einen Ende der Teilelektrode einen konischen Zapfen angedreht und am anderen Ende eine konische Bohrung angebracht. in die der konische Zapfen der folgenden gleich ausgebildeten Teilelektrode hineingesteckt werden kamt. Abgesehen davon, daß die hier erforderliche ganz besonders maßgerechte Ausbildung der Elektrodenendcn sehr teuer ist, ist die mechanische Verbindung sehr unsicher und die Gefahr einer Abweichung der Achsrichtung der verbundenen Einzelelektroden von der vorbestimmten genauen Richtung auf den Schweißpunkt sehr groß, weil sie allein von der Genauigkeit abhängt, in der Zapfen und Bohrung hergestellt sind. Nach einem anderen bekannten Vorschlag wird eine schwalbenschwanzförmige Verbindung der Teilelektroden verwendet, d. h. das eine Ende ist als Nut, das andere Ende als Feder ausgebildet. Diese Teilelektroden können aber nicht durch eine axiale Bewegung eingesetzt werden, sondern nur durch eine seitliche Bewegung senkrecht zur Vorschubrichtung. Die schwalbenschwanzförmigen Endteile müssen wieder sehr genau und maßgerecht sein. Dadurch ist ihre Herstellung auch sehr teuer. Mit dieser bekannten Verbindungsart ist ferner ein automatischer Ablauf der Arbeitsvorgänge zum mechanischen Verbinden der Einzelelektroden miteinander nicht ohne weiteres möglich.
• Die Erfindung geht von Teilelektroden aus, die am einen Ende eine Nut und am anderen Ende eine Feder haben und deren Querschnitt in für Elektroden bekannter Weise länglich, z. B. elliptisch ausgebildet ist. Erfindungsgemäß sind die Teilelektroden so ausgebildet, daß Nut und Feder der mit länglichem, z. B. elliptischem Querschnitt ausgebildeten Teilelektrode so gestaltet sind, daß die Feder in der Achsrichtung der Elektrode in die Nut der vorhergehenden Teilelektrode einführbar ist und mindestens eine Hinterschneidung hat, die eine mechanische Verformung des Nutenquerschnittes zuläßt. Vorzugsweise ist die Feder schwalbenschwanzföranig und die Nut mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt ausgebildet, und die Nutenwände sind so gestaucht, daß sie über den Umfang der Teilelektrode vorstehen.
• Die erfindungsgemäß ausgebildeten Teilelektroden habe mehrere Vorteile gleichzeitig. Nut und Feder können durch Stanzen hergestellt werden, so daß ihre Herstellung billig wird. Die Verbindung erfolgt durch eine mechanische Verformung, so daß die mit einem Stanzvorgang erreichbare Genauigkeit ausreicht. Die elektrische Verbindung wird durch einen Schweißvorgang erreicht, der als Mittelding zwischen einer Lichtbogen- und einer Widerstandsschweißung angesehen werden kann. Die Teilelektroden können in ihrer Bewegungsrichtung ineinandergesetzt werden, wobei die elliptische Formgebung der Teilelektrode die richtige Lage der Elektroden zueinander sicherstellt. Das gleiche gilt auch für die mechanische Verformung und für den Schweißvorgang.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigt Fig. 1 zwei Teilelektroden vor der mechanischen Verformung und Fig. 2 die gleichen Teilelektroden nach der Verformung und Verschweißung der beiden.
• Die beiden aufeinander folgenden Teilelektroden sind in der Zeichnung mit 1 und 2 bezeichnet. Das in der Zeichnung obere Ende jeder Elektrode ist so geformt, daß es eine in der Längsachse der Elektrode liegende Nut 3 bildet bzw. zwei die Nut begrenzende segmentförmige Vorsprünge. Diese sollen vorzugsweise etwas kegelig sein, d. h. nach dem Ende der Elektrode zu über den Umfang der Elektrode vorspringen. Das untere Ende jeder Elektrode ist so geformt, daß ihr Mittelteil eine Nase oder Feder 4 bildet, deren Breite an der Basis kleiner ist als an der Spitze. Die Nase bzw. die Nut 3 werden vorteilhafterweise durch Stanzen oder Schneiden geformt. Hierdurch werden die die Nut begrenzenden verbleibenden Teile der Elektrode etwas nach außen gebogen, gerechnet von der Längsachse der Elektrode aus. Die Elektroden haben einen länglichen, vorzugsweise elliptischen Querschnitt.
• Die stabförmigen Elektroden werden in einem hier nicht gezeigten Magazin aufbewahrt, von welchem sie so vorgeschoben werden, daß keine Unterbrechung der Reihe vorkommt. Dabei wird die Nase 4 der folgenden in die Nut 3 der vorhergehenden Elektrode eingeführt. Die Treibräder 8 liegen an der zwischen innen befindlichen Elektrode mit einem Druck an, der ausreichend ist, um die für den Vorschub erforderliche Reibungskraft zu ergeben. Dieser Druck führt auch die Verformung der die Nut 3 begrenzenden Teile herbei, so daß die Nut 3 und die Nase 4 sich anpassen. Während des weiteren Vorschubs der Elektroden nehmen diese die in Fig. 2 gezeigte Lage ein. Hierbei fließt der Schweißstrom über die Stoßstelle der beiden Elektroden. Wegen des verhältnismäßig hohen Übergangswiderstandes der Stoßstelle kommt eine Wärmeentwicklung zustande; die einmal ein begrenztes Zusammenschweißen des erwärmten Materials herbeiführt und zum anderen die weitere Verformung der vorragenden Teile des oberen Endes jeder Elektrode bei ihrem Durchgang durch die seitlichen Druckbacken 5 erleichtert. Das Verfahren zur Verbindung beider Elektroden bildet so ein Zwischending zwischen Lichtbogenschweißen, Widerstandsschweißen und einer mechanischen Verbindung. Die Backen 5 werden von den Federn 6 oder einer anderen geeigneten Vorrichtung gegen die Elektroden gepreßt. Der Schweißstrom wird durch die Gleitkontaktvorrichtung 7 zugeführt, deren Kontaktfläche vorteilhaft aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht.
• Die seitlichen Druckbacken 5 müssen eine in Abhängigkeit vom Drahtdurchmesser und von den angewendeten Schweißströmen stehende Länge haben. Die Län-e muß dabei so abgepaßt werden, daß die Stoßstelle der Elektrode Zeit hat, beim Durchgang abzukühlen. Die Abkühlung kommt einmal dadurch zustande, daß die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden Backen die Wärme besser leiten als die umgebende Luft, und zum anderen dadurch, daß der Schweißstrom zum größten Teil an der Stoßstelle vorbei durch die Backen fließt.
• Wie bereits hervorgehoben, ist es wichtig, daß die verwendete Elektrode einen ovalen oder langgestreckten Querschnitt hat, d. h. eine solche Form, daß man ihr eine bestimmte Richtung im Raum geben kann. Diese Formgebung stellt die richtige Lage der Mektroden zueinander sicher. Sie begünstigt auch den Stromübergang, da die Berührungsfläche der Elektroden mit der Kontaktanordnung 7 und den Druckbacken 5 verhältnismäßig groß wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Stabförmige, blanke und mit einer Nut am einen und einer Feder am anderen Ende ausgebildete Teilelektrode für Schweißen mit verdecktem Lichtbogen zur Verwendung .in Schweißautomaten, in denen die Teilelektroden zu einer endlosen Elektrode zusammengesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Nut (3) und Feder (4) der mit länglichem, z. B. elliptischem Querschnitt ausgebildeten Teilelektrode (2) so gestaltet sind, daß die Feder (4) in der Achsrichtung der Elektrode in die Nut (3) der vorhergehenden Teilelektrode einfahrbar ist und mindestens eine Hinterschneidung hat, die eine mechanische Verformung.des Nutenquerschnittes zuläßt.
2. 2. Teilelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (4) schwalbenschwanzförmig und die Nut (3) mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt ausgebildet und die Nutenwände so gestaucht sind, daß sie über den Umfang der Teilelektrode vorstehen.
3. 3. Vorrichtung zum Zusammenfügen von Teilelektroden nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch vor der Stromzuführung (7) zur endlosen Elektrode angeordnete Antriebsrollen (8) für den Vorschub der Elektrode und für die mechanische Verformung der Nutenwände und durch in der Vorschubrichtung hinter der Stromzuführungsstelle (7) angeordnete federbelastete und elektrisch leitende Druckbacken (5) für die zusätzliche Verformung der erhitzten Nutenwände und für ihre kurzfristige Entlastung vom Schweißstrom. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 649 205, 656 833, 687 941, 891593; 900 982, 904 806, 954 817; USA.-Patentschriften Nr. 1873 847, 2 019 970, 2034259.