DE1254267B - Verfahren zur Zufuehrung einer oder mehrerer Gaskomponenten zu einem Gasgemisch, insbesondere beim Plasmaschneiden und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 23 k

Deutsche Kl.: 21 h - 30/02

Nummer: 1254 267

Aktenzeichen: M 70144 VIII d/21 h

Anmeldetag: 7. Juli 1966

Auslegetag: 16. November 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuführung einer oder mehrerer Gaskomponenten zu einem Gasgemisch, welches in Verbindung mit einem elektrischen Lichtbogen zum Erhitzen, Schmelzen, Schweißen oder Schneiden von Werkstücken, insbesondere zum Plasmaschneiden von NE-Metallen, dient, wobei diese Gaskomponenten dem Gasgemisch erst nach der Zündung des Lichtbogens zugeführt werden. .. Verfahren der vorstehenden Art können beispielsweise beim elektrischen Lichtbogenschweißen unter Schutzgas Anwendung finden. Insbesondere ist hier jedoch an das Plasmaschneiden von NE-Metallen, beispielsweise Aluminium, gedacht, wobei der Lichtbogen mit Hilfe eines durch eine Hochfrequenzspannung ionisierten Gasstrahles gezündet wird. Dieser ionisierte Gasstrahl stellt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Elektrode und dem Werkstück her. Die Folge ist das Überspringen eines Lichtbogens zwischen diesen beiden Polen.

Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß ein zu hoher Wasserstoffanteil im Gasgemisch eine Ionisierung desselben verhindert und damit eine Zündung des Lichtbogens unmöglich macht. Da jedoch beispielsweise beim Schneiden von Aluminium ein hoher Wasserstoffanteil in Plasma unerläßlich ist, um eine einwandfreie Schneidqualität zu erzielen, wobei das Plasma zweckmäßig mehr als 30% Wasserstoff gas enthält, zündet man den Plasmabrenner mit niedrigem Wasserstoffgehalt und steigert dann erst die Wasserstoffbeimengung. Dieser Vorgang wurde bisher manuell vorgenommen und stellt ein umständliches Verfahren dar, welches einer Automatisierung des gesamten Schneidvorganges hinderlich entgegensteht.

Der Erfindung liegt nun «die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden. Zur Lösung des Problems wird gemäß der Erfindung für das eingangs genannte Verfahren vorgeschlagen, daß die Zufuhr der Gaskomponenten zum Gasgemisch durch den nach der Zündung des Lichtbogens im Lichtbogenstromkreis fließenden Strom ausgelöst wird.

Der vorstehende Erfindungsgedanke ermöglicht vorteilhaft das Einsparen von menschlichen Arbeitskräften sowie die Eingliederung des Vorganges der Lichtbogenerzeugung in den chronologischen Ablauf eines automatisierten Plasma-Schneid- bzw. -Schweißvorganges. Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im einzelnen ist grundsätzlich beliebig und kann durchaus mit üblichen Mitteln erfolgen. Vorzugsweise wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgeschlagen, die durch ein Magnetventil zur Steuerung des Gaskomponentenstromes und ein Strom-Verfahren zur Zuführung einer oder mehrerer
Gaskomponenten zu einem Gasgemisch,
insbesondere beim Plasmaschneiden
und Vorrichtung zur Durchführung '. ■

des Verfahrens

Anmelder:

MesserGriesheim G< m. b. H.,

Frankfurt/M., Hanauer Ländstr. 300 : ..:. L

Als Erfinder benannt:

Fred Plötner, Dörnigheim über Hanau

relais gekennzeichnet ist, welches im Lichtbogenstromkreis angeordnet ist und zur Betätigung des Gaskomponenten-Magnetventils dient.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand eines schematischen Schaltbildes veranschaulicht.

In einem Lichtbogenstromkreis 10 ist ein Plasma-Schneidbrenner mit 11, das Werkstück mit 12 und eine Gleichstromquelle mit 14 bezeichnet. Ein Schützkontakt 15 dient zum Öffnen bzw. Schließen des Lichtbogenstromkreises 10.

Die Zuführung der Gase zum Plasmabrenner 11 erfolgt durch eine Gasleitung 16. Es handelt sich dabei um Stickstoff und Wasserstoff. Das Plasma besteht also aus einem Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch. Entsprechend münden in die Gasleitung 16 eine Stickstoffleitung 17 und eine Wasserstoffleitung 18, die an nicht dargestellte Druckgasbehälter angeschlossen sind. Die Zufuhr der Gase wird durch Magnetventile 19, 20 gesteuert. Das Stickstoff-Magnetventil 19 wird durch Schließen eines in einer Steuerspannungsleitung 23 angeordneten Schützkontaktes 15 α geöffnet. Entsprechend öffnet sich das Wasserstoff-Magnetventil 19 durch das Schließen eines in einer Steuerspannungsleitung 24 eingebauten Schützkontaktes 22 α.

Der Vorgang der Erzeugung eines Lichtbogens zwischen der Elektrode des Plasmabrenners 11 und dem Werkstück 12 beginnt mit einem gleichzeitigen Schließen der Schützkontakte 15 und 15 a. Dadurch baut sich einerseits zwischen der Elektrode des Plasmabrenners 11 und dem Werkstück 12 eine Spannung auf, wobei jedoch der durch den Luftspalt zwischen den Teilen 11,12 gegebene hohe Widerstand zunächst die Bildung eines Lichtbogens zwischen denselben verhindert, andererseits strömt

709 688/334

Stickstoffgas in den Plasmabrenner 11, wird dort gebündelt und trifft als Gasstrahl auf die Werkstückoberfläche auf. Der Stickstoff-Gasstrahl wird durch eine Hochfrequenzspannung, erzeugt in einem Generator 26, ionisiert. Dadurch verringert sich der Widerstand zwischen Elektrode und Werkstück derart, daß nunmehr zwischen diesen beiden Polen ein Lichtbogen überspringen kann. Damit ist der Stromkreis 10 geschlossen, und es fließt ein Strom. Dieser Strom erregt ein Stromrelais 22, welches den Schützkontakt 22a schließt und damit das Wasserstoff-Magnetventil 19 öffnet, so daß dem Plasmastrahl und dem bereits gezündeten Lichtbogen nunmehr der zum Ablauf des Schneidvorganges noch fehlende WassersloiT zugeführt wird.

Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, reduzieren sich durch die Erfindung vorteilhaft die von Menschenhand vorzunehmenden Handlungen bei der Erzeugung eines Lichtbogens unter Verwendung eines stark wasserstoffhaltigen Plasmas lediglich auf ein einleitendes Schließen der Schützkontakte 15 und 15 a, die zweckmäßig zusammengefaßt sind und in eine elektronische Steuerung mit einbezogen werden.

Das im vorstehenden beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel dient nur zur Erläuterung der Erfindung, die selbstverständlich nicht auf dieses Beispiel beschränkt sein soll. Es gibt vielmehr mannigfaltige Abwandlungsmöglichkeiten, ohne daß dabei der durch die Erfindung abgesteckte Rahmen verlassen wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Zuführung einer oder mehrerer Gaskomponenten zu einem Gasgemisch, welches in Verbindung mit einem elektrischen

ίο Lichtbogen zum Erhitzen, Schmelzen, Schweißen oder Schneiden von Werkstücken, insbesondere zum Plasmaschneiden von NE-Metallen, d;ient, wobei diese Gaskomponenten dem Gasgemisch erst nach der Zündung des Lichtbogens zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der Gaskomponenten zum Gasgemisch durch den nach der Zündung des Lichtbogens im Lichtbogenstromkreis fließenden Strom ausgelöst wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Magnetventil (20) zur Steuerung des Gaskomponentenstromes und ein Relais (22), welches im Lichtbogenstromkreis (10) angeordnet ist und zur Betätigung des Gaskomponenten-MagnetventUs (20) dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen