DE1236693B - Umhuellte Lichtbogen-Schweisselektrode - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B 23 k

Deutsche KL: 21h -30/16

Nummer: 1236 693

Aktenzeichen: H 44817 VIII d/21 h

Anmeldetag: 7. Februar 1962

Auslegetag: 16. März 1967

Für die elektrische Lichtbogenschweißung werden umhüllte Schweißelektroden verwendet, deren metallischer Kerndraht im wesentlichen von einer nichtmetallischen Masse umhüllt ist. Derartige Schweißelektroden sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.

Eine bekannte Schweißelektrode ist mit einer Ummantelung versehen, die sich aus mehreren, konzentrisch angeordneten Mantelschichten aus jeweils verschiedenen Massen zusammensetzt, um dadurch den Schweißvorgang und die Güte der entstandenen Schweißnaht in bestimmter Weise zu beeinflussen.

Derartige Schweißelektroden werden z. B. nach dem Tauchverfahren hergestellt. Hierbei wird der Kerndraht durch Eintauchen in eine Masse mit einer ersten Umhüllung versehen, die durch Wiederholen der Tauchbeschichtung mit einer anderen Masse eine weitere Umhüllung erhält.

Es ist auch bekannt, derartige Schweißelektroden mit konzentrisch aufgebauter mehrschichtiger Umhüllung durch Umpressen des Kerndrahtes mit einem aus verschiedenen Massen zusammengesetzten Formling herzustellen.

Schweißelektroden dieser Art besitzen daher einen aus mindestens zwei verschieden zusammengesetzten Umhüllungsmassen bestehenden Mantel, wobei der Kerndraht vollständig von der ersten Umhüllungsmasse umschlossen ist.

Bei einer weiteren bekannten umhüllten Schweißelektrode ist die Ummantelung in Form von Segmenten eines Kreisringes um den Kerndraht angeordnet, wobei für die einzelnen Segmente oder für Gruppen von einzelnen Segmenten unterschiedliche Materialien Verwendung finden.

Ähnlich ist auch der Aufbau einer weiteren Ausführungsform einer Schweißelektrode, in deren blanken Elektrodendraht Längsausnehmungen oder Rillen eingebracht sind, die mit Schweißmittel ausgefüllt sind. Derartige Schweißelektroden sind nicht völlig ummantelt, sind jedoch auch in einer Ausführung bekannt, bei der ein zusätzlicher, die Schweißelektrode außen völlig einschließender Mantel vorgesehen ist.

Die bekannten umhüllten Schweißelektroden werden entweder der Forderung, eine gute Lichtbogenstabilität, oder der Forderung, ein günstiges Schweißbad zu erreichen, gerecht, wobei jedoch entweder die eine oder andere Forderung unzureichend erfüllt wird.

Um eine gute Lichtbogenstabilität zu erzielen, findet eine bestimmte Umhüllungszusammensetzung Verwendung, für deren Wirksamwerden eine mög-Umhüllte Lichtbogen-Schweißelektrode

Anmelder:

Holding Intercito S. A.,
Zürich-Oerlikon (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Wiemuth, Patentanwalt,

Düsseldorf-Oberkassel, Dominikanerstr. 37

Als Erfinder benannt:

Dr. August Willi, Glattbrugg;

Dr. Karl Gloor, Zollikon (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 17. November 1961 (13 388)

liehst großflächige Kontaktmöglichkeit an der Elektrodenoberfläche und ein ebenfalls möglichst großflächiger Kontakt mit dem metallischen Kerndraht erforderlich ist.

Andererseits ist es zur Erreichung eines metallurgisch günstigen Schweißbades notwendig, gewisse Umhüllungsbestandteile beizufügen, die sich auf die Lichtbogenstabilität ungünstig auswirken und den metallischen Kerndraht angreifen können. Bei den bekannten, an zweiter und vierter Stelle genannten Schweißelektroden mit sektorförmiger Aufteilung der Ummantelung würden diese zündungsunfreundliehen und auf den Kern nachteilig wirkenden Massen ebenfalls mit dem Kern in Berührung stehen und vom Strom durchsetzt werden, während bei der konzentrisch umhüllten Schweißelektrode der zuerst genannten Art ein elektrisch leitfähiger Pfad vom Kern zu einem lichtbogenstabilisierenden Umhüllungsbestandteil fehlt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine umhüllte Schweißelektrode zu schaffen, welche die erwähnten Mängel der bekannten umhüllten Schweißelektroden vermeidet und in sich im wesentlichen nur deren Vorteile vereinigt, nämlich die Gewährleistung einer guten Lichtbogenstabilität, der Zündungsfreundlichkeit und günstiger Schweißbadverhältnisse.

Ausgehend von einer umhüllten Schweißelektrode mit einem einen Kerndraht umfassenden Mantel aus mindestens zwei verschieden zusammengesetzten

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Umhüllungsmassen, wobei der Kerndraht vollständig lungspresse ist, erfindungsgemäß in der Weise, daß von einer ersten Umhüllungsmasse umschlossen ist, der Vorformling mit mehreren Ausnehmungen versieht die Erfindung vor, daß die zweite Umhüllungs- sehen wird, die mit einer zweiten Umhüllungsmasse masse und gegebenenfalls vorhandene weitere Um- ausgefüllt werden, wodurch ein aus verschiedenen hüllungsmassen strangförmig in der ersten Um- 5 Umhüllungsmassen bestehender Formling entsteht, hüllungsmasse angeordnet sind, wobei die erste dessen Teile im gleichen Querschnittsverhältnis zu-Umhüllungsmasse den Elektrodenmantel mindestens einander stehen und räumlich ähnlich angeordnet stellenweise bis an dessen Oberfläche durchsetzt. sind wie die Teile des Mantels der herzustellenden

Hierdurch ist erreicht, daß die stofflich erforder- Schweißelektrode, und daß der Formling in eine

liehe Bruttozusammensetzung der Umhüllung geo- 10 Elektrodenummantelungspresse mit konzentrischer

metrisch derart verteilt ist, daß eine elektrische Zuführung vom Elektrodendraht und Umhüllungs-

Brückenbildung gegeben ist, welche die Schweiß- masse eingesetzt und der Elektrodendraht in einem

elektrode zündfreundlich macht. Gleichzeitig werden Zug mit den verschiedenen Umhüllungsmassen ver-

die Nachteile der bekannten Sektoraufteilung der sehen wird.

Ummantelung behoben, indem ein voller Kontakt 15 In den Figuren sind Ausführungsbeispiele von

zwischen der gesamten Elektrodenumhüllungsober- umhüllten Schweißelektroden nach der Erfindung

fläche und der Kerndrahtoberfläche besteht und dargestellt. Es zeigt

trotzdem die metallurgisch notwendigen, für die F i g. 1 einen Querschnitt durch eine umhüllte Brückenbildung jedoch schädlichen Stoffe, unter- Schweißelektrode mit verschieden zusammengesetzgebracht werden können. Insbesondere können in 20 tem Mantel,

der Ummantelung Stoffe angeordnet werden, die mit F i g. 2 einen Preßling zur Herstellung einer um-

dem Kerndraht nicht in Berührung stehen dürfen hüllten Schweißelektrode gemäß F i g. 1 im Quer-

und die Brückenbildung hemmen könnten. schnitt.

Die erfindungsgemäß umhüllte Schweißelektrode F i g. 3 eine perspektivische Ansicht des Preßlings

vereinigt somit die Vorteile der beiden bekannten 25 gemäß F i g. 2,

Umhüllungsausführungen und vermeidet zugleich F i g. 4 einen Querschnitt durch eine andere um-

deren Nachteile. hüllte Schweißelektrode,

Wird z. B. als erste Umhüllungsmasse, die den F i g. 5 den Querschnitt eines Preßlings zur Her-Kerndraht unmittelbar umschließt, eine Zusammen- stellung einer Schweißelektrode gemäß F i g. 4,
setzung gewählt, die sich durch Zündfreundlichkeit 30 F i g. 6 eine perspektivische Ansicht des Preßlings oder gute Leitfähigkeit auszeichnet, so ergibt sich gemäß F i g. 5,

wegen der unmittelbaren Verbindung der Mantel- F i g. 7 einen Querschnitt durch eine andere Ausaußenfläche mit dem Kerndraht eine leicht wieder- führungsform einer umhüllten Schweißelektrode,
zündende Schweißelektrode auch dann, wenn die F i g. 8 einen Querschnitt durch einen Preßling zur strangförmig im Mantel eingelagerte zweite Masse 35 Herstellung der Schweißelektrode gemäß F i g. 7 und an sich ungünstig für das Wiederzünden ist. F i g. 9 eine perspektivische Ansicht des Preßlings

Darüber hinaus ist es möglich, ohne Nachteil gemäß Fig. 8.

Komponenten für die Ummantelungsmasse zu ver- Im einzelnen zeigt F i g. 1 den Kerndraht 1, der wenden, deren Anwesenheit in unmittelbarer Nähe von einer ersten Umhüllungsmasse 2 vollständig umdes Kerndrahtes, z. B. aus Gründen der Lichtbogen- 40 schlossen ist. Strangförmig in der ersten Umhüllungsstabilität, unerwünscht ist, indem diese Komponen- masse 2 ist die Umhüllungsmasse 3 angeordnet, woten nur der den Kerndraht nicht berührenden bei die einzelnen Stränge 3 a, 3 b und 3 c gleich oder zweiten Masse zugesetzt werden. Im übrigen können verschieden zusammengesetzt sein können. Aus für die Umhüllungsmassen der erfindungsgemäßen Fig. 1 ist zu ersehen, daß ein Teil der Außenfläche Schweißelektrode alle bekannten Zusammensetzun- 45 des Elektrodenmantels aus der Masse 2, ein anderer gen verwendet werden, beispielsweise auch metall- Teil aus der Masse bzw. den Massen 3 a bis 3 c pulverhaltige Zusammensetzungen. besteht und daß die erste, den Kerndraht vollständig

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der umschließende Umhüllungsmasse 2 den Mantel

Erfindung ist vorgesehen, daß die erste Umhüllungs- stellenweise bis an die Oberfläche durchsetzt,

masse die strangförmig in ihr angeordnete zweite 50 F i g. 2 zeigt einen Preßling 6, der zur Herstellung

Umhüllungsmasse vollständig umschließt, also die einer Schweißelektrode gemäß F i g. 1 mit der in der

erste Umhüllungsmasse den Elektrodenmantel nicht schweizerischen Patentschrift 349 354 beschriebenen

nur stellenweise bis an dessen Oberfläche durchsetzt. Elektrodenpresse verwendet werden kann. Der

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann Durchmesser der Elektrode in F i g. 1 beträgt norvorgesehen sein, daß die verschiedenen Umhüllungs- 55 malerweise etwa 5 bis 15 mm, während der Durchmassen mit voneinander unterscheidbaren Markie- messer des Preßlings je nach Abmessung der Presse rungselementen versehen sind, so daß der Aufbau z. B. zwischen 15 und 20 cm liegt. Der Preßling 6 der Schweißelektrode, insbesondere bei der Ferti- hat eine zentrale Bohrung 7, deren Durchmesser dem gung, kontrollierbar ist. Führungsrohr für den blanken Kerndraht in der

Die Herstellung der umhüllten Schweißelektroden 60 Elektrodenummantelungspresse entspricht. Der

nach der Erfindung kann in bekannter Weise unter Außendurchmesser des in F i g. 2 dargestellten Preß-

Verwendung eines Vorformlings aus einer Um- lings entspricht dem Durchmesser der Ladebohrung

hüllungsmasse mit einer zentralen Bohrung erfolgen, der Elektrodenummantelungspresse. Der Preßling 6

deren Weite dem Außendurchmesser des Führungs- besteht aus einem ankerartigen Formkörper 8 aus

rohres des blanken Kerndrahtes einer Elektroden- 65 einer ersten Ummantelungsmasse entsprechend der

ummantelungspresse entspricht, wobei der Außen- Masse2 in Fig. 1. Der ankerartige Formkörper8

durchmesser des Vorformlings gleich dem Durch- ist ein Hohlzylinder mit Einkerbungen oder im

messer der Ladebohrung der Elektrodenummante- Querschnitt runden Längsnuten zur Aufnahme der

Claims (1)

zweiten und gegebenenfalls weiterer Umhüllungsmassen in Form von strangartigen Einlagerungen 9 a bis 9 c entsprechend den Massen 3 a bis 3 c in Fig. 1. Zweckmäßigerweise wird der Formling oder Preßling 6 vorgeformt, z. B. als Vorformling 8 mit dem in F i g. 2 gezeigten ankerförmigen Querschnitt und den strangförmigen Formungen 9 a bis 9 c. Durch Zusammensetzung der Formlinge entsteht dann der hohlzylindrische fertige Preßling, dessen Aufbau auch aus der perspektivischen Ansicht gemäß F i g. 3 zu erkennen ist. Zur Herstellung des Preßlings kann jedoch auch so vorgegangen werden, daß in einer Fonnpresse ein Vorformling 8 eingesetzt, eine zweite Masse eingefüllt und der fertige Formling 6 durch Verpressen hergestellt wird. Aus den F i g. 1 bis 3 ist zu erkennen, daß das Flächenverhältnis und die Form der Anordnung der verschiedenen Massen im Preßling und in der Schweißelektrode gleich bzw. ähnlich ist. In F i g. 4 ist ein anderer Aufbau des Elektrodenmantels gezeigt, wobei die strangförmigen Einlagerungen im Elektrodenmantel einen nierenförmigen Querschnitt aufweisen. Auch in diesem Fall ist der Kerndraht 1 von einer ersten Umhüllungsmasse 5 vollständig umschlossen, während die zweite Umhüllungsmasse 4 in entsprechenden Einlagerungen 4 α bis 4 c angeordnet ist. In den F i g. 5 und 6 ist ein Preßling gezeigt, welcher zur Herstellung der Schweißelektrode gemäß F i g. 4 verwendet werden kann und eine Zentralbohrung 11 sowie einen aus einer ersten Ummantelungsmasse, entsprechend der Umhüllungsmasse 5 in F i g. 4, bestehenden Formteil 12 sowie drei Formteile 13 α bis 13 c, entsprechend den Massen 4 α bis 4 c in F i g. 4, aufweist. Bezüglich der Größen-Verhältnisse und der Herstellung des Preßlings bzw. der Schweißelektroden gilt das zu F i g. 1 bis 3 gesagte. In den F i g. 7 bis 9 ist in analoger Weise, wie oben der Aufbau einer anderen Schweißelektrode im Querschnitt nach Fig. 7, der Querschnitt und die perspektivische Ansicht eines zur Herstellung einer solchen Elektrode verwendbaren Preßlings nach F i g. 8 und 9 gezeigt. Bei der in F i g. 7 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schweißelektrode 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 umschlossenen strangförmigen Einlagerungen 16 α bis 16 c angeordnet ist, bestellt die gesamte Mantelaußenfläche dieser Schweißelektrode aus der auch den Kerndraht umschließenden ersten Masse 15. Obwohl in den F i g. 1 bis 9 jeweils nur drei Einlagerungen aus der zweiten Umhüllungsmasse gezeigt sind, können auch zwei oder mehr als drei strangförmige Einlagerungen mit entsprechend größerem oder geringerem Querschnitt vorgesehen sein. Fernerhin ist es möglich, eine Schweißelektrode gemäß F i g. 7 dadurch herzustellen, daß zunächst eine Schweißelektrode gemäß F i g. 1 gefertigt und diese dann nachträglich mit einer Schicht aus der Masse 2 vollständig umhüllt wird. Patentansprüche:

1. Umhüllte Lichtbogen-Schweißelektrode mit einem einen Kerndraht umfassenden Mantel aus . mindestens zwei verschieden zusammengesetzten Umhüllungsmassen, wobei der Kerndraht vollständig von einer ersten Umhüllungsmasse umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Umhüllungsmasse (3«, 3 b, 3 c; 4a, 4b, 4c; 9a, 9b, 9c; 13a, 13b, 13c; 16a, 16 b, 16 c; 20 a, 205, 20 c) und gegebenenfalls vorhandene weitere Umhüllungsmassen strangförmig in der ersten Umhüllungsmasse (2, 8, 5, 12,15,19) angeordnet sind, wobei die erste Umhüllungsmasse den Elektrodenmantel mindestens stellenweise bis an dessen Oberfläche durchsetzt.

2. Schweißelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Umhüllungsmasse (15, 19) die strangförmig in ihr angeordnete zweite Umhüllungsmasse (16 a, 16 b, 16 c; 20«, 20 b, 20 c) vollständig umschließt.

3. Schweißelektrode nach Anspruch 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Umhüllungsmassen mit voneinander unterscheidbaren Markierungselementen versehen sind.

4. Verfahren zur Herstellung der umhüllten Schweißelektrode nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche unter Verwendung eines Vorformlings aus einer Umhüllungsmasse mit einer zentralen Bohrung, deren Weite dem Außendurchmesser des Führungsrohres des blanken Kerndrahtes einer Elektrodenummantelungspresse entspricht, wobei der Außendurchmesser des Vorformlings gleich dem Durchmesser der Ladebohrung der Elektrodenurnmantelungspresse ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling mit mehreren Ausnehmungen versehen wird, die mit einer zweiten Umhüllungsmasse ausgefüllt werden, so daß ein aus verschiedenen Umhüllungsmassen bestehender Formling entsteht, dessen Teile im gleichen Querschnittsflächenverhältnis zueinander stehen und räumlich ähnlich angeordnet sind, wie die Teile des Mantels der herzustellenden Schweißelektrode, und daß der Formling in eine Elektrodenummantelungspresse mit konzentrischer Zuführung von Elektrodendraht und Umhüllungsmasse eingesetzt und der Elektrodendraht in einem Zug mit den verschiedenen Umhüllungsmassen versehen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 745 140, 868 546, 987, 1057704;
USA.-Patentschriften Nr. 1953 942, 2902 587.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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