DE1196807B - Nichtabschmelzende Schutzgaslichtbogen-Schweisselektrode mit verjuengtem Lichtbogenende - Google Patents

Nichtabschmelzende Schutzgaslichtbogen-Schweisselektrode mit verjuengtem Lichtbogenende

Info

Publication number
DE1196807B
DE1196807B DEH42330A DEH0042330A DE1196807B DE 1196807 B DE1196807 B DE 1196807B DE H42330 A DEH42330 A DE H42330A DE H0042330 A DEH0042330 A DE H0042330A DE 1196807 B DE1196807 B DE 1196807B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrode
arc
diameter
welding
cylindrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEH42330A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Guenther Lehnert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hackethal Draht Kabel Werke AG
Original Assignee
Hackethal Draht Kabel Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hackethal Draht Kabel Werke AG filed Critical Hackethal Draht Kabel Werke AG
Priority to DEH42330A priority Critical patent/DE1196807B/de
Priority to US188145A priority patent/US3201563A/en
Publication of DE1196807B publication Critical patent/DE1196807B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0205Non-consumable electrodes; C-electrodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

  • Nichtabschmelzende Schutzgaslichtbogen-Schweißelektrode mit verjüngtem Lichtbogenende Die Erfindung betrifft eine nichtabschmelzende, negativ gepolte Gleichstromlichtbogen-Schweißelektrode runden Querschnitts zum kontinuierlichen Stumpfschweißen dünner Bleche unter Schutzgas ohne Schweiß- oder Flußmittel, mit einem Lichtbogenende kleineren Durchmessers als der Elektrodenschaft.
  • Zur kontinuierlichen Verschweißung dünner, zu einem Schlitzrohr verformter Bleche durch elektrische Gleichstromlichtbogenschweißung, bei der das Schlitzrohr die Gegenelektrode bildet, werden vielfach nichtabschmelzende, zylinderförmige Elektroden verwendet. Durchweg erfolgt hierbei die Verschweißung unter Schutzgas, um den Zutritt von Luftsauerstoff zur Schmelze zu verhindern. Die Elektrode ist dann zentrisch innerhalb einer der Schutzgasführung dienenden Düse angeordnet, die den Schutzgasschleier auf die Schmelze leitet.
  • Meist genügt die Standzeit solcher Elektroden nicht den zu stellenden Ansprüchen, die durch die Abzugsgeschwindigkeit des Schlitzrohres und die durch die zur Erzielung einer einwandfreien Schweißnaht erforderliche Strombelastung gegeben sind. Der Durchmesser der Elektrode darf nicht zu groß sein, um ein Wandern des Lichtbogens am unteren Elektrodenende und eine dadurch verursachte unregelmäßige und schlechte Schweißnaht zu verhindern. Die Folge ist, daß meistens die Elektrode sich bereits nach kurzer Zeit zufolge der verhältnismäßig hohen Strom- und Wärmebelastung verbiegt und dadurch unbrauchbar wird.
  • Eine weitere große Schwierigkeit ergibt sich daraus, daß sich meistens bereits nach kurzer Zeit am Umfang der Elektrode in unmittelbarer Nähe des Lichtbogens ein sogenannter Bart ansetzt, der durch Kondensation im Lichtbogen verdampfter Metallteilchen entsteht. Meistens wird die Elektrode nämlich, um ein schnelles Verbiegen durch die hohe Strombelastung zu verhüten, unnötig dick gemacht. Die Folge ist, daß die Elektrode bereits dicht oberhalb des Lichtbogens durch die gute Wärmeableitung nach oben über den dicken Elektrodenschaft so kalt ist, daß sich die im Lichtbogen verdampften Metallteilchen durch Kondensation an der Elektrode niederschlagen. Dieser Vorgang geht verhältnismäßig schnell vor sich; der sogenannte Bart wächst zusehends und krümmt sich nach unten zum Lichtbogen hin, wodurch Teilchen des Bartes im Lichtbogen versprühen. Der Lichtbogen wird dadurch unstabil, er wandert hin und her und springt teilweise auf den Bart über, wodurch die Herstellung einer sauberen Schweißnaht unmöglich wird. Aus obigen Erläuterungen ist zu folgern, daß die Elektrode. oberhalb des Lichtbogens und in seiner unmittelbaren Nähe so dünn sein muß, daß die Wärmeableitung nach oben nicht so schnell vonstatten geht, andererseits aber wiederum nicht so dünn sein darf, daß sie sich unter dem Einfluß der Wärmebelastung verbiegt oder gar versprüht.
  • Man hat zur Umgehung dieser Schwierigkeiten versucht, die Elektrode am unteren Ende spitz zu formen, um einmal den Lichtbogen möglichst zu konzentrieren, andererseits aber eine nicht zu schnelle Wärmeableitung nach oben zu haben. Diese Maßnahme führte nicht zum gewünschten Erfolg, weil die untere Spitze der Elektrode zufolge der hohen Wärmebelastung abbrannte, wodurch die gleichen Erscheinung, wie oben beschrieben, in verstärktem Umfang auftraten.
  • Eine andere Möglichkeit schien darin zu liegen, das untere Ende der Elektrode abzurunden. Es ergab sich aber, daß dann der Lichtbogen auf dem abgerundeten Ende hin und her wanderte, wodurch sich eine unsaubere Schweißnaht ergab.
  • Es wurde auch bereits versucht, die Elektrode nach unten hin stufenförmig abzusetzen. Es zeigte sich aber, daß an dem durch die Stufe am Umfang der Elektrode gebildete Ring sich sehr schnell ein Bart ansetzte, dadurch, daß an dieser Stelle eine plötzliche, verhältnismäßig starke Abkühlung der Elektrode eintrat.
  • Elektroden mit einem Kegelstumpf als Lichtbogenende führten ebenfalls nicht zu dem gewünschten Erfolg.
  • Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, die sich aus den obigen Darlegungen ergibt, daß nämlich die Elektrode einerseits so stabil, d. h. so dick am unteren Ende sein muß, daß sie sich unter der Wärmebelastung nicht verbiegt, andererseits aber wieder so dünn sein muß, daß die Wärmeableitung nach oben nicht zu schnell vonstatten geht.
  • Die Erfindung besteht danach darin, daß der Durchmesser des zylindrischen Schaftes in einem Kegel mit etwa 20° Spitzenwinkel auf ein dünneres zylindrisches Ende übergeht, dessen Durchmesser so bemessen ist, daß der Kathodenfleck die Stirnfläche des Elektrodenendes ganz oder doch nahezu ganz ausfüllt, damit der Lichtbogen ruhig brennt, und dessen Länge so bemessen ist, daß die Temperatur des zylindrischen Ansatzes niedriger als die Schmelztemperatur des Elektrodenwerkstoffes, aber höher als die Siedetemperatur der Schweiße ist, damit sich kein Schweißgut auf der Elektrode niederschlagen kann.
  • Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß das Verhältnis des Durchmessers des zylindrischen Ansatzes zu seiner Länge und zum Schaftdurchmesser gleich oder doch annähernd gleich 1: 2,5 ist.
  • In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Elektrode dargestellt. Der Elektrodenschaft nimmt zum Ende der Elektrode hin allmählich über den Konus d auf einen kleineren zylindrischen Durchmesser a ab, wobei das untere Ende der Elektrode eine ebene Kreisfläche bildet.
  • Bekanntlich herrschen im Kern des Lichtbogens außerordentlich hohe Temperaturen, die einen Zerfall der Gasmoleküle des aus der Schmelze kommenden Metalldampfes in Ion und Elektron zur Folge haben. Die erfindungsgemäße Elektrode ist negativ gepolt, die positive Gegenelektrode bildet das Schlitzrohr. Das negativ geladene Elektron wandert also auf das Schlitzrohr und gibt dort seine Energie ab, wodurch eine erwünschte Erhöhung der Schmelzwärme erreicht wird. Das positiv geladene Ion wandert nach oben zur Elektrode hin aus dem Lichtbogen heraus, reißt irgendwo aus der Elektrode ein Elektron heraus und bildet mit diesem zusammen ein neues Gasmolekül. Wäre nun die Elektrode dicht oberhalb des Lichtbogens durch falsche Formgebung bereits genügend abgekühlt, so würde dieses Gasmolekül an der Elektrode kondensieren und zu der oben beschriebenen Bartbildung führen.
  • Durch die Erfindung ist sichergestellt, daß die nach obiger Erläuterung außerhalb des Lichtbogens sich neubildenden Gasmoleküle an der Elektrode nicht kondensieren können. Das Ansetzen etwa doch kondensierender Gasmoleküle wird zusätzlich bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Elektrode noch dadurch verhindert, daß durch den schlanken Elektrodenkonus der Schutzgasstrom innerhalb der Düse, in der die Elektrode in bekannter Weise konzentrisch angeordnet ist, stetig und ohne Wirbelbildung an der Elektrode entlang nach unten geführt wird. Hierdurch werden etwa kondensierende Gasmoleküle durch den Schutzgasstrom von der Elektrode gewissermaßen weggerissen und können sich nicht an der Elektrode setzen.
  • Die Erfindung sei beispielsweise an Hand eines in der Praxis einwandfrei arbeitenden Schweißverfahrens erläutert. Das Material des zu verschweißenden Schlitzrohres hat eine Siedetemperatur von 2700° C, das Elektrodenmaterial hat einen Schmelzpunkt von 3400° C. Die Elektrodenabmessungen wurden nun in Abhängigkeit von der erforderlichen Schweißstromdichte und der dadurch gegebenen Wärmebelastung so gewählt, daß die Temperatur des unteren Elektrodenendes kleiner als 3400° C, aber größer als 2700° C ist. Es steht also für das untere Elektrodenende c nur ein Temperaturbereich von etwa 700° C zur Verfügung, innerhalb dessen die Temperatur des Elektrodenendes schwanken darf. Im gewählten Ausführungsbeispiel wurde dies dadurch erzwungen, daß das Verhältnis a : c = a : b = 1: 2,5 gewählt wurde, wobei die Spitze des Konus d einen Winkel von a = 20° bildet. Die untere Kreisplatte der Elektrode war dabei von dem Kathodenfleck fast völlig ausgefüllt, wodurch nicht nur eine sehr gute und gleichmäßige Wärmebelastung des unteren Elektrodenendes erreicht wurde, sondern auch das so unerwünschte Wandern oder Springen des Lichtbogens verhindert war. Der Lichtbogen brannte vollkommen ruhig und gleichmäßig.
  • Voraussetzung bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Elektrode ist, daß der übergang vom Elektrodenschaft zum Konus und vom Konus zum unteren Elektrodenende gleichmäßig, d. h. ohne Rillen und Vorsprünge, verläuft. Insbesondere auch nur schwache Rillen an den übergangssteilen führen zu Querschnittsschwächungen, die den erwünschten allmählichen und gleichmäßigen Wärmeabfluß nach oben stören.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Nichtabschmelzende, negativ gepolte Gleichstromlichtbogen-Schweißelektrode runden Querschnittes zum kontinuierlichen Stumpfschweißen dünner Bleche unter Schutzgas ohne Schweiß-oder Flußmittel, mit einem Lichtbogenende kleineren Durchmessers als der Elektrodenschaft, dadurch-gekennzeichnet, da.ß der Durchmesser (b) des zylindrischen Schaftes in einem Kegel (d) mit etwa 20° Spitzenwinkel («) auf ein dünneres zylindrisches Ende (c) übergeht, dessen Durchmesser (a) so bemessen ist, daß der Kathodenfleck die Stirnfläche des Elektrodenendes ganz oder doch nahezu ganz ausfüllt, damit der Lichtbogen ruhig brennt, und dessen Länge (c) so bemessen ist, daß die Temperatur des zylindrischen Ansatzes (a, c) niedriger als die Schmelztemperatur des Elektrodenwerkstoffes, aber höher als die Siedetemperatur der Schweiße ist, damit sich kein Schweißgut auf der Elektrode niederschlagen kann.
  2. 2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Durchmessers (a) des zylindrischen Ansatzes zu seiner Länge (c) und zum Schaftdurchmesser (b) gleich oder doch annähernd gleich 1: 2,5 ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 813193, 2 863 983, 2 863 984; William M. Conn, »Die Technische Physik der Lichtbogenschweißung«, Berlin /München 1959, S. 25 und 153.
DEH42330A 1961-04-18 1961-04-18 Nichtabschmelzende Schutzgaslichtbogen-Schweisselektrode mit verjuengtem Lichtbogenende Pending DE1196807B (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEH42330A DE1196807B (de) 1961-04-18 1961-04-18 Nichtabschmelzende Schutzgaslichtbogen-Schweisselektrode mit verjuengtem Lichtbogenende
US188145A US3201563A (en) 1961-04-18 1962-04-17 Welding electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEH42330A DE1196807B (de) 1961-04-18 1961-04-18 Nichtabschmelzende Schutzgaslichtbogen-Schweisselektrode mit verjuengtem Lichtbogenende

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1196807B true DE1196807B (de) 1965-07-15

Family

ID=7154817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEH42330A Pending DE1196807B (de) 1961-04-18 1961-04-18 Nichtabschmelzende Schutzgaslichtbogen-Schweisselektrode mit verjuengtem Lichtbogenende

Country Status (2)

Country Link
US (1) US3201563A (de)
DE (1) DE1196807B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0381115A1 (de) * 1989-01-30 1990-08-08 Fuji Photo Film Co., Ltd. Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Bohnen aus Metall

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7781701B2 (en) * 2005-06-13 2010-08-24 Lincoln Global, Inc. Electrode tip

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2813193A (en) * 1955-11-30 1957-11-12 Westinghouse Electric Corp Arc welding
US2863983A (en) * 1956-01-19 1958-12-09 Union Carbide Corp Gas shielded arc welding torch
US2863984A (en) * 1957-05-31 1958-12-09 Union Carbide Corp Gas shielded arc torches

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1324337A (en) * 1919-12-09 Ralph e
US2769079A (en) * 1954-09-21 1956-10-30 Amalgamated Growth Ind Inc High-temperature electric torch
US2890109A (en) * 1958-05-05 1959-06-09 Titanium Metals Corp Melting refractory metals
US3019330A (en) * 1960-10-19 1962-01-30 Frank C Guida Electrode for inert gas shielded electric welding and cutting

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2813193A (en) * 1955-11-30 1957-11-12 Westinghouse Electric Corp Arc welding
US2863983A (en) * 1956-01-19 1958-12-09 Union Carbide Corp Gas shielded arc welding torch
US2863984A (en) * 1957-05-31 1958-12-09 Union Carbide Corp Gas shielded arc torches

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0381115A1 (de) * 1989-01-30 1990-08-08 Fuji Photo Film Co., Ltd. Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Bohnen aus Metall
US5506387A (en) * 1989-01-30 1996-04-09 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method and apparatus for splicing metal webs

Also Published As

Publication number Publication date
US3201563A (en) 1965-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1244627B (de) Plasma-Spritzvorrichtung
DE2306022A1 (de) Plasmabrenner mit achsialzufuhr des stabilisierenden gases
DE3241476A1 (de) Verfahren zur einleitung von ionisierbarem gas in ein plasma eines lichtbogenbrenners und plasmabrenner zur durchfuehrung des verfahrens
EP0168810B1 (de) Schweissbrenner zum Plasma-MIG-Schweissen
DE1564328A1 (de) Plasmastrahlgenerator
DE1006986B (de) Verfahren zum Lichtbogenschweissen mit abschmelzender Elektrode und mit inertem Schutzgas oder unter Pulver
DE102014003634A1 (de) Verfahren zum Wolfram-Inertgasschweißen
DE1196807B (de) Nichtabschmelzende Schutzgaslichtbogen-Schweisselektrode mit verjuengtem Lichtbogenende
DE2228701A1 (de) Verfahren und Schweißgerat zum Licht bogenschweißen mit abschmelzender oder nicht abschmelzender Elektrode
DE2362870C3 (de) Zirkoniumhältige Lötverbindung, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung derselben
DE2333433A1 (de) Verfahren zur elektrischen schweissung mit uebertragenem plasma und schweissbrenner zur durchfuehrung des verfahrens
EP1158632A1 (de) Mittelektrode mit Edelmetallarmierung
DE2329533A1 (de) Elektrode, insbesondere keramikelektrode, fuer glasschmelzoefen
DE935262C (de) Hochvakuum-Roentgenblitzroehre, bei der einer kegelfoermigen Anode eine hohlkegelfoermige Kathode gegenuebersteht
DE2430817B2 (de) Elektrode fuer lichtbogenoefen
DE805899C (de) Wolframelektrode zum Schweißen von Metallen und Verfahren zu ihrer Herstellung
AT129099B (de) Elektronenröhre.
DE2504365A1 (de) Schweissbolzen
DE695446C (de) Fluessigkeitsschalter mit Elektroden aus poroesem Metall
DE1288176B (de) Lichtbogenabweisende Schutzarmatur fuer Isolatoren, insbesondere fuer Isolatorenketten
DE1564123A1 (de) Einrichtung zum Erzeugen eines heissen Plasmastrahles
DE607007C (de) Elektrische Leuchtroehre mit Gluehkathode und einem im Gefaessinneren angeordneten, mit der Anode leitend verbundenen und bis in die Naehe der Kathode reichenden Zuenddraht
DE7530148U (de) Schutzgasschweissbrenner mit einer gasduese
DE1176298B (de) Hitzebestaendige Elektrode fuer inertgasgeschuetztes Lichtbogenschweissen
AT232352B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Überziehen oder Schweißen mit Hilfe eines Lichtbogens