DE1440541A1

DE1440541A1 - Method and device for cutting and welding

Info

Publication number: DE1440541A1
Application number: DE19621440541
Authority: DE
Inventors: Ducati Adriano C; Tucker James F; Giannini Gabriel M; Winzeler John W
Original assignee: Plasmadyne Corp
Current assignee: Plasmadyne Corp
Priority date: 1961-01-31
Filing date: 1962-01-31
Publication date: 1969-04-30
Also published as: DE1440541B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden und Schweißen"_ Die Erfindung besieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum ErIftBen, Schneiden, Schweißen usw. elektrisch leitender Werkstücke wie Metallplatten und dergleichen. Bei der Erfindung wird von einem elektrischen, mit einem Plasmastrahl arbeitenden Brenner Gebrauch gemacht und mit einem überspringenden Licht- bogen gearbeitet, d.h. mit einem Lichtbogen, der zwischen den Brenner und eineräußeren Elektrode, z.B. dem äerkatück aus Metall, erzeugt wird. Der sich zum Werkstück erstreckende LichtbogenMethod and apparatus for cutting and welding "_ The invention shall look to methods and devices for ErIftBen, cutting, welding, etc. of electrically conductive workpieces, such as metal plates and the like. In the invention, use is made of an electrical operating with a plasma jet burner, and with a skipping arc worked, that is, with an arc which is generated between the burner and an external electrode, such as the äerkatück of metal. the extending to the workpiece arc

wird in folgenden als überspringender Lichtbogen bezeichnet. Das Schneiden, Schweißen usw. ton Werkstücken aus Metall wird bis jetzt mit Hilfe von Plas»strahlbrennern durchgeführt, die mit einem überspringenden Lichtbogen arbeiten, doch sowiet bekannt erfolgt hierbei das Überspringen des Lichtbogens in allen fällen zwischen der hinteren Elektrode des Brenners und dem Werkstück. Zu wurden bereits umfangreiche Versuche durchgeführt, um das Auftreten eines doppelten Lichtbogens zu verhindern, d.h. das Entstehen eines ersten Lichtbogens zwischen der hinteren Elektrode und der Düse und eines davon getrennten Licht- Bogens zwischen der Düse und den sierkstück. Nunmehr wurde je- doch entdeckt, daß sich das Arbeiten mit einem solchen doppel- ten Lichtbogen insbesondere bei der Benutzung getrennter Strom- quellen in bestimmten Anwendungsfällen einschließlich den Schneidens und Schweißens als sehr-vorteilhaft erweist. Die in Fig. 1 bis 3 und Fig. 5 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen es. daher ermöglichen, einen Lichtbogen zwischen der hinteren Elektrode und der Iiine und einen davon getrennten Lichtbogen zwischen der Düse und den ierkstÜck zu erzeugen; bei der Ausbildungsform nach Fig. 5 und 6 wird der gesonderte Licht- bogen zwischen einer Hilfsdilse und dem Merkstück erzeugt. Hei Schneid- und Schweißarbeiten, bei denen ein Lichtbogen zwischen der hinteren Elektrode und-den au schneidenden oder zu schweißenden Werkstück gesogen wird? arbeitet man in bekannter zum Brzeugen einer tangentialen Gasströmung derart, daß sich den Lichtbogen umgebende Gaswirbel bilden, ist in Fig. ? darge- stellt.. hereinafter referred to as a skipping arc. Cutting, welding, etc. ton workpieces of metal is carried out radiant burners up to now with the aid of Plas ", which operate with a skipping the arc, but sowiet carried known in this case skipping the arc in all cases between the rear electrode of the torch and the workpiece. To extensive experiments have been carried out, the occurrence to prevent double arcing, ie the formation of a first arc between the rear electrode and the nozzle and one of these separate light arc between the nozzle and the sierkstück. It has now been discovered JE but that working with such a double-th arc especially when using separate power sources located in specific applications, including the cutting and welding to be very advantageous-turns. The exemplary embodiments of the invention shown in FIGS. 1 to 3 and FIGS. 5 to 6 are intended to do so. therefore, enable to generate an arc between the rear electrode and the Iiine and separated therefrom arc between the nozzle and the ierkstÜck; in the embodiment of FIG. 5 and 6, the separate electric arc between a Hilfsdilse and the shopping item produced. Hei cutting and welding operations where an arc between the rear electrode and the au-cutting or sucked to be welded workpiece? you work in a known for generating a tangential gas flow in such a way that gas eddies surrounding the arc are formed, is shown in FIG. shown ..

Bezüglich der Ausbildungsformen nach Fig. 4 und 8 sei be- merkt, daB bis jetzt keine Fälle bekannt geworden sind, in denen mit einander gegenüber angeordneten Plasaastrahlbrennern inHave become noted with respect to the embodiments according to FIGS. 4 and 8 is sawn, DAB until now no known cases in which with oppositely arranged in Plasaastrahlbrennern

Verbindung mit überspringenden Lichtbögen gearbeitet wurde, d.h. mit Lichtbögen, die sich zwischen zwei Brennern oder zwischen den Brenner»Ünd dem Werkstück erstrecken. Fig. 4 zeigt eine Ausbildungsform, bei der sich ein überspringender Lichtbogen zwischen den vorderen Elektroden ton zwei einander gegenüber liegenden Brennern erstreckt; hierzu sei bemerkt, daß es möglich ist, zwischen diesen Brennern ein Werkstück anzuordnen, das mit dem überspringenden Lichtbogen zusammengeschaltet werden kann. Fig. 8 zeigt ein solches zwischen den Brennern angeordneten Werkstück in Verbindung mit einer Anordnung nach Fig..7, wobei die Anordnung derart ist, daß sich jeder überspringende Lichtbogen zwischen einer hinteren Elektrode und dem Verketück erstreckt.Connection with jumping arcs was worked , ie with arcs that extend between two torches or between the torch and the workpiece. Fig. 4 shows an embodiment in which a jumping arc extends between the front electrodes ton two opposing torches; it should be noted in this regard that it is possible to arrange a workpiece between these torches which can be interconnected with the jumping arc. Fig. 8 shows such a workpiece arranged between the torches in connection with an arrangement according to Fig. 7, the arrangement being such that each jumping arc extends between a rear electrode and the Verketück.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen The invention is illustrated in the following schematic drawings with reference to several exemplary embodiments. Fig. 1 is a longitudinal section through one according to the invention

Brenner zum Schneiden eines Werkstücks, bei den Kittel zum Erzeugen eines überspringenden Lichtbogens zwischen der Düse des Brenners und dem Werkstück vorgesehen sind. A torch for cutting a workpiece, in which gowns are provided between the nozzle of the torch and the workpiece for creating a skipping arc .

Fig. 2 ist ein euerschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 und zeigt die Mittel zum Einführen des Gases in tangentialer Richturig zum Zwecke der Erzeugung eines verwirbelten Gasstroms. Fig. 3 ähnelt :#iG. 1, zeigt jedoch die Arbeitsweise des Brenners beim Verschweißen von. zwei stumpf aneinanderstoßenden Werkstücken.Fig. 2 is a cross section taken along line 2-2 in Fig. 1 and shows the means for introducing the gas in a tangential direction for the purpose of creating a swirling gas flow. Fig. 3 is similar to: #iG. 1, but shows the operation of the torch when welding. two butt abutting workpieces.

Fig. 4 zeigt im Z9ngsschnitt zwei einander gegenüber angeordnete Brenner mit Mitteln zum Erzeugen eines überspringenden Lichtbogens zwischen den Dtxsenelektroden der beiden Brenner.4 shows in a longitudinal section two burners arranged opposite one another with means for creating a jumping arc between the Dtxsenelectrodes of the two burners.

Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch einen Brenner, bei dem der Lichtbogen. nicht zwischen der Düse und dem ilVerkstück, sondern zwischen einer zusätzlichen Elektrode und dem 14,erkstück verläuft.Fig. 5 is a longitudinal section through a torch in which the arc. does not run between the nozzle and the component, but between an additional electrode and the 14th component.

Fig. 6 ist ein Querschnitt längs der Linie 6-6 in Fg. 5. Fig. 7 zeigt in einem L-;n,-sschnitt eine Ausbilduügsform, bei der sich der überspringende Lichtbogen zwischen der hinteren :Elektrode und dem Merkstück erstreckt, und bei der Mittel vorgesehen sind, um einen den Lichtbogen umgebenden verwirbelten Gasstrom zu erzeugen.Figure 6 is a cross section taken along line 6-6 in Figure 5. Figure 7 shows in a L-; n, -sschnitt an Ausbilduügsform, in which the jumping arc between the rear: electrode and the memory piece, and at the center are provided in order to generate a turbulent gas flow surrounding the arc.

Fig. 8 zeigt schematisch zwei Brenner nach Fig. ?, die auf entgegengesetzten Seiten eines Werkstücke angeordnet sind. Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Brenner umfaßt eine hintereFIG. 8 shows schematically two burners according to FIG Sides of a work piece are arranged. The burner shown in Figures 1 and 2 comprises a rear one

Elektrode 10 und eine vordere oder Disenelektrode 11. Die hintere Elektrode 10 ist aalgemein kegelförmig, und ihr Banisteil istElectrode 10 and a front or disene electrode 11. The rear electrode 10 is generally conical in shape and its banis portion is

an der Unterseite eines mit seiner Öffnung nach unten angeordneten becherf®rmigen Anschlußstücke 12 verbunden. Die hintere Elektrode ist vorzugsweise hohl, d.h. nie ist mit einer Kazhlmittelkammer 13 versehen, diese durch die Unterseite des AnschlußstÜcks 12 abgoschlossen wird. Geeignete Zeitungen 14 ermöglichen es, Wasser oder ein anderes geeignetes Kühlmittel durch die Kammer 13 zirkulieren zu lassen. Die in Fig. 1 gezeigte vordere oder Düsenelektrode 11 ist allgemein beeherförmig ausgebildet, und der untere Teil ihrer Außenwand 16 besitzt eine große flicke. Durch den dickwandigen unteren Teil l6 der Elektrode 11 erstreckt sich ein Düsenkanal 17, der gleichachsig mit der hinteren Elektrode 10 angeordnet ist. Der Düsenkanal unfaBt einen zylindrischen Abschnitt, der sich von der Spitze bsw. den zum Erzeugen eines Lichtbogens dienenden Ende der hinteren Elektrode 10 aus nach unten erstreckt, sowie einen kegeletumpfförmigen Abschnitt, der das freie Endeconnected to the underside of a cup-shaped connection piece 12 arranged with its opening facing downwards. The rear electrode is preferably hollow, ie it is never provided with a gas chamber 13, which is closed off by the underside of the connecting piece 12. Suitable newspapers 14 allow water or other suitable coolant to be circulated through the chamber 13. The front or nozzle electrode 11 shown in Fig. 1 is generally beher-shaped and the lower part of its outer wall 16 has a large patch. A nozzle channel 17, which is arranged coaxially with the rear electrode 10 , extends through the thick-walled lower part 16 of the electrode 11. The nozzle channel unfaBt a cylindrical portion of the BSW from the tip. the end of the rear electrode 10 which is used to generate an arc extends downwards, as well as a truncated cone-shaped section which forms the free end

der hinteren Elektrode umgibt und von diesem durch einen Ringspalt 18 getrennt ist. Der einen Bestandteil des Dügenkanala 17 bildende Spalt 18 ist in jedem zur Achse der hinteren Elektrode 10 rechtwinkligen Querschnitt ringförmig. In der Wand 16 ist surrounds the rear electrode and is separated from it by an annular gap 18 . The one part of the Dügenkanala 17 forming gap 18 is annular in each plane perpendicular to the axis of the rear electrode 10 cross section. In the wall 16 is

eine den Düsenkanal 17 und den Ringspalt 18 umgebende Kühlmi.ttel- Von einer geeigneten r@uelle 26 aus wird ein Gas über einen Kanal oder eine Leitun; 27, die gemäß Fig. 2 tan6ential zu der Kammer 24 verläuft, in die Kammer eingeführt. Das in. die er 24 eingeleitete Gas strömt daher in Form eines iVi.rbels bzw. längs einer Schraubenlinie um die kegelf®rmIge hintere Elektrode 10 heran und tritt in Wirbelform durch den Ringspalt la aßt Umfang des äußeren Endes der hinteren. Elektrode aus. mach strömt das sich immer noch längs einer Schraubenlinie bevfeende Gas weiter nach tunten durch den zylindrischen Weil des DÜsenkanals 17 und gegen das wderkstück 28, das gegenüber der Lündung der Düse angeordnet ist. Fei dem Werkstück 28 handelt es sich um a nozzle channel 17 and the annular gap 18 surrounding Kühlmi.ttel- From a suitable source 26, a gas is supplied via a channel or a line; 27, which runs tan6ential to the chamber 24 according to FIG. 2, is introduced into the chamber. The gas introduced into the he 24 therefore flows in the form of a lever or along a helical line around the conical rear electrode 10 and emerges in the form of a vortex through the annular gap leaving the circumference of the outer end of the rear electrode. Electrode off. The gas, which is still moving along a helical line, then flows further towards Tunten through the cylindrical passage of the nozzle channel 17 and against the workpiece 28 which is arranged opposite the opening of the nozzle. Fei the workpiece 28 is to be

eine Metallplatte, die du-chgeschnitten werden soll; die Schnittfläche ist in Fig. 1 bei 29 angedeurtet.a metal plate to be cut; the cut surface is angedeurtet in Fig. 1 at 29.

Gemäß der 2#>findaung sind Stromquellen -77®rgesehen, um eine ere%on Sichtbogen zwischen der hin°@eron Mektrode 10 und der wirkt es in der in Fig. 1 bei 3'9 angedeuteten Weise als elek trische Leitung, durch welche sich der zweite bzw. der überspringende Lichtbogen erstreckt.According to the 2 #> finding, current sources -77® are seen in order to ensure a greater visual arc between the back electrode 10 and the it acts in the manner indicated in FIG. 1 at 3'9 as an electric line through which the second or the jumping arc extends.

Die dureb die Stromquellen 31 und 34 zuüefihrte Energie und andere Betriebsgrößen werden so eingeregelt, daß die Metall- platte 28 durchschnitten wird, so daB die Schnittfläche 29 ent- steht. Das durch den Lichtbogen zum Schmelzen gebrachte Metall wird durch das mit hoher Geschwindigkeit strömende Gas fortge- blasen. The energy supplied by the current sources 31 and 34 and other operating parameters are regulated in such a way that the metal plate 28 is cut through, so that the cut surface 29 is created. The accommodated by the arc for melting metal is blown by the high velocity gas Amor-.

Da das Gas den Brenner irr. Form einen Wirbels durchströmt, wird der Lichtbogen zwischen der hinteren Elektrode 10 und der Düse 16 durch den Gaswirbel stabilisiert. Außerdem wird dieser Lichtbogen durch das Gas auf einen kleineren Durchmesser susammengeäränL-t, als ihn der ä;ichtbogen in einem freien Raum normalerweise annehmen würde.As the gas drives the burner wrong. If a vortex flows through the shape of a vortex, the arc between the rear electrode 10 and the nozzle 16 is stabilized by the gas vortex. In addition , this arc is compressed by the gas to a smaller diameter than the similar arc would normally assume in a free space.

Es hat sich gezeigt, daß die 1 und 2 unter Anwendung des beschriebenen Verfahrens hohe Schneidgeschwindigkeiten ermöglicht, und dnß die Schnittfläche 29 überraschend glatt ist. Zu den weiteren Vorteilen der Erfindung ist die Tatsache zu rechnen, daB der sich zu dem Werkstück 28 erstreckende Lichtbogen nicht durch die hintere Elektrode verläuft, so daß dieser Lichtbogen nicht zu einer Erhitzung und zu einer Herabsetzung der Lebensdauer der hinteren Elektrode führt. lin weiterer Vorteil der Urfindung besteht darin, daß es mit Hilfe der beiden getrennten Stromquellen 31 und 34 möglich ist, die beiden Lichtbögen unabhb*ngig voneinander zu regeln, ohne das Energie in Widerständen vernichtet zu werden braucht. It has been found that the 1 and 2 using the method described high cutting speeds possible and DNSS the cut surface 29 surprisingly smooth. Further advantages of the invention, the fact is to be expected, DAB does not extend the extending to the workpiece 28 arc through the rear electrode, so that this arc does not lead to heating and to a reduction of the service life of the rear electrode. Another advantage of the original invention is that with the help of the two separate power sources 31 and 34 it is possible to regulate the two arcs independently of one another without the need to destroy energy in resistors.

Viele der soeben behandelten Vorteile und weitere Vorteile ergeben sich bei Schweißarbeiten, wie sie in Fig. 3 schematisch dargestellt sind. Die Vorrichtung nach Fig. 3 kann ebenso ausgebildet sein wie die an Hand von Fig. 1 und 2 beschriebene, abgesehen davon, daß das räerkstück 28 durch zwei abgeschrägte Platten 37 und 38 ersetzt ist, die so angeordnet sind, daß ein stumpfer Stoß entsteht, damit man die Platten miteinander verschweißen kann. Zu diesem Zweck regelt man die durch die Stromquellen 31 und 34 zugefiihrte Energie und andere Betriebsgrößen so ein, daß die heißen Gase nicht durch das Werkstück hindurchgeblasen werden, wie es bei der Herstellung des Schnittes 29 nach Yig. 1 geschieht, sondern daß die Gase nur in die V-förmige Rille zwischen den Kantender Metallplatten eintreten und dort eine Pfütze aus geschmolzenem Schweißmaterial erzeugen. 1s hat sich als sehr vorteilhaft und zweckmäßig erwiesen, das beschriebene, mit zwei Lichtbögen arbeitende System zum Schweißen zu--benutzen, denn man kann die Geschwindigkeit des heißen Gases oder Plasmas 39 auf einen sehr niedrigen Wert herabsetzen, bei dem das geschmolzene Metall nicht mehr fortgeblasen wird; hierdurch wird das unerwünschte Verspritzen von Metall vermieden. Somit kann man die Vorrichtung nach Fig. 3 zum herstellen einer Gel--,weißnaht benutzen; hierbei führt manMany of the advantages just discussed and other advantages result from welding work as shown schematically in FIG. 3. The device according to FIG. 3 can be designed in the same way as that described with reference to FIGS. 1 and 2, apart from the fact that the räerkstück 28 is replaced by two beveled plates 37 and 38, which are arranged so that a butt joint occurs, so that the plates can be welded together. For this purpose, the energy supplied by the current sources 31 and 34 and other operating parameters are regulated in such a way that the hot gases are not blown through the workpiece, as is the case when making the cut 29 according to Yig. 1 happens, but that the gases only enter the V-shaped groove between the edges of the metal plates and there create a puddle of molten weld material. 1s has proven to be very advantageous and expedient to use the described system, which works with two arcs, for welding, because the speed of the hot gas or plasma 39 can be reduced to a very low value at which the molten metal is no longer is blown away; this avoids the undesired splashing of metal. Thus, the device according to FIG. 3 can be used to produce a gel, white seam; here one leads

ein geeignetes Mllmetall in Form eines Pulvers oder eines Stabes zu, z.B. in Gestalt des in Fig. 3 bei 41 gezeigten Schweißstabes. Es sei bemerkt, daß das becherförmige Anschlußstück 1P aua einem geeigneten, elektrisch gut leitenden Metall wie Kupfer bestehen kann; die hintere Elektrode 1t., ist aus einem geeigneten hitzebeständigen Nietall wie Wolfram hergestellt, und die Düsenelektrode 16 besteht aus einem geeigneten Metall, s.B. aus Kupfer. Bei dem von der Quelle 26 aus zugeführten Gas kann es eich um Argon, Stickstoff, Wasserstoff, Helium usw. bsw. um die verschiedensten Gemische aus diesen Gasen handeln,, und. das be- treffende Gas oder Gasgemisch wird in die Kammer 24 unter einem geeigneten Druck eingeleitet.a suitable scrap metal in the form of a powder or a rod, for example in the form of the welding rod shown in FIG. 3 at 41. It should be noted that the cup-shaped connecting piece 1P may consist aua a suitable electrically highly conductive metal such as copper; the rear electrode 1t., is made of a suitable refractory Nietall such as tungsten, and the nozzle electrode 16 is made of a suitable metal, Sb from copper. When the current supplied from the source 26 of gas may be calibrated for argon, nitrogen, hydrogen, helium, etc. bsw. be about the most varied mixtures of these gases ,, and. the relevant gas or gas mixture is introduced into the chamber 24 under a suitable pressure.

Fig. 4 zeigt einen ersten Plasmabrenner 42 und einen zweiten Plasmabrenner 43, die von gleicher hontruktion sein können. Jeder der beiden Brenner besitzt eine bedherförmige Düsenelektrode 44 und eine scheibenfvrmige hintere Elektrode 46. Die Elektroden sind auf geeignete Weise gleichaehsiG angeordnet und durch einen ringförmigen Isolator 47 gegeneinander isoliert.4 shows a first plasma torch 42 and a second plasma torch 43, which can be of the same construction. Each of the two burners has one Needle-shaped nozzle electrode 44 and a disc-shaped rear electrode 46. The Electrodes are suitably arranged alike and formed by an annular one Isolator 47 isolated from each other.

Ein Düsenkanal 48 erstreckt sich durch die bitte der Elektrode 44 gleichachsig mit einer Gaswirbelkammer 49, welch letztere durch den becherförmigen Teil der Düse und die hintere Elektrode abgegrenzt wird. Die Düsenelektrode und die hintere Elektrode können zum Zwecke der Wasserkählung mit Kühlmittelkammern 51 bzw. 5? und Rohrleitungen 53 bzw. 54 ausgerüstet sein; ferner kann man hitsbeständige Einsatzstücke 56 und 57 aus Wolfram oder dergleichen vorsehen.A nozzle channel 48 extends through the electrode 44 coaxially with a gas swirl chamber 49, the latter being delimited by the cup-shaped part of the nozzle and the rear electrode. The nozzle electrode and the rear electrode can for the purpose of Wasserkählung with coolant chambers 51 and 5? and pipelines 53 and 54, respectively; Furthermore, hit-resistant inserts 56 and 57 made of tungsten or the like can be provided.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe der Ausbildungsform nach Fig. 4 wird das betreifende Gas über tangential zu den Kammes. 49 verlaufende Zeitungen 58 in tangentialer Richtung in die Wirbelkammern 49 eingeführt; die Leitungen 58 sind an eine geeignete Quelle für Argon oder ein anderes Gas angeschlossen. Das Gas durchströmt die Kammern in Form eines ilirbels bzw. längs einer schraubenlinienförmigen Bahrt und tritt dann aus den Düsenöffnungen 48 auw. Zwischen der vorderen Elektrode 44 und der hinteren Elektrode 46 jedes Brennern liegt eine Stromquelle 5'9, so daß das den Brenner verlassende Gas erhitzt wird, um ein heißes Gas oder Plasma 61 zu erzeugen. Da die beiden Brenner gleichachsig einander gegenüber angeordnet sind, vereinigen sich die beiden Plasmaströme 61 zu einem einzigen Strom, wie es in Fig. 4 angedeutet ist.When carrying out the method according to the invention with the aid of the embodiment according to FIG. 4, the gas in question is tangential to the ridge. 49 running newspapers 58 introduced into the vortex chambers 49 in a tangential direction; lines 58 are connected to a suitable source of argon or other gas . The gas flows through the chambers in the form of a vortex or along a helical path and then emerges from the nozzle openings 48. A power source 5'9 is located between the front electrode 44 and the rear electrode 46 of each torch, so that the gas leaving the torch is heated in order to generate a hot gas or plasma 61. Since the two burners are arranged coaxially opposite one another, the two plasma flows 61 combine to form a single flow, as is indicated in FIG. 4.

Eine zweite Stromquelle 62 liegt zwischen den vorderen oder Düsenelektroden 44 der beiden Brenner, so daß sich ein überspringender Dichtbogen durch das Plasma 61 zwischen den Düsenelektroden bildet. ,Auf diese ;eise wird eine große Energie-A second power source 62 is located between the front or nozzle electrodes 44 of the two torches, so that a leaping sealing arc is formed by the plasma 61 between the nozzle electrodes. In this way, a great energy

mnenge in das Plasma fit eingeführt, um eine Yammer oder ein Werkstück zu erhitzen, oder um ein Werkstück zu schneidens oder um Schweißarbeiten oder dergleichen durchzuführen. Bei den Stromquellen 59 und 62 kann es sich um GleichstromquKlen oder umAmount introduced into the plasma to fit a yammer or workpiece to heat, or to cut a workpiece, or to carry out welding work or the like perform. The current sources 59 and 62 can be direct current sources or to

ein- oder mehrphasige Weehselatromquell®n handeln.act single or multi-phase Weehselatromquell®n.

In Fig. 5 und 6 ist eine Ausbildungsform dargestellt, die von gleicher Konstruktion ist wie die in Fig. 1 und 2 gezeigte, und aus diesem Grunde sind ihre Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet; ein Unterschied besteht jedoch daring daB eine zusätzliche ringförmige Elektrode 63 zwischen der Düsenelektrode 11 und den Merkstück 28 bzR. im falle des Schweißenn gegenüber den Werkstücken 37 und. 38 angeordnet- ist. Diese Fsektrode 63 kann in Form einer Scheibe aus Kupfer oder dergleichen ausgebildet sein und eine zylindrische zentrale Öffnung 64 aufweisen, die gleichachsig nit den Dosenkanal 17 angeordnet ist. Die die Öffnung 64 begrenzende Wand ist von einer Kühlmittel-. kammer 66 umgeben, der über eine Zeitung 67 Kühlwasser zugeführt werden kann. Die Elektrode 63 ist gegenüber der Diise 11 durch eine isolierende Scheibe 68 aus hitzebeständigem Material Die Stromquelle 34 liegt nicht zwischen den Werkstück und der jXüse 11, sondern zwischen dem '..erkst-iick und der zusätzlichen Elektrode 63. Daher verläuft die Zuleitung 35a nicht zu der Düse 11, sondern zu der zusätzlichen Elektrode 63.In Figs. 5 and 6 there is shown an embodiment which is of the same construction as that shown in Figs. 1 and 2 , and for this reason its parts are denoted by the same reference numerals; a difference, however, is that there is an additional ring-shaped electrode 63 between the nozzle electrode 11 and the marker 28 or R. in the case of welding towards the workpieces 37 and. 38 is arranged . This Fsektrode a disc 63 of copper or the like may be formed in a cylindrical shape and having a central opening 64 that coaxially nit doses channel 17 is arranged. The wall delimiting the opening 64 is of a coolant. Surrounding chamber 66, which can be supplied with cooling water via a newspaper 67. The electrode 63 is opposite the nozzle 11 by an insulating disk 68 made of heat-resistant material. The power source 34 is not located between the workpiece and the nozzle 11, but between the workpiece and the additional electrode 63. Therefore, the lead 35a does not run to the nozzle 11, but to the additional electrode 63.

Bei der DurchiiihrunZ des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe der Vorrichtung nach Fig. 5 und 6 wird die Gasquelle 26 When carrying out the method according to the invention with the aid of the device according to FIGS. 5 and 6, the gas source 26 becomes

so betrieben, daß das Gas tangential in die Wirbelkammer 24 eingefizhrt wird und. dann über den Diisenkanal 17 und die Öffnung 64 der zusätzlichen .Elektrode 63 ausströmt. Die Stromquelle 31 dient zum Aufrechterhalten eines Lichtbogens zwischen der hinteren Elektrode 10 und der Tand des Düsenkanals 17, so daß das Gas erhitzt und ionisiert wird. Die Stromquelle 34 dient dazu, einen zweiten gesonderten bzw. überspringenden ;Lichtbogen zwi- schen der L.ektrode 63 und dem "erkatück 28 aufrechtzuerhalten; dieser hiahtboßen verwendet das ionisierte Gas als Leitung. Bei der Ausbildungsform nach Fig. 5 dient das heiße Gas zusammen mit dem überspringenden Lichtbogen 39 dazu, das ;.erkstück 28operated so that the gas is introduced tangentially into the swirl chamber 24 and. then flows out through the Diisenkanal 17 and the opening 64 of the additional .Elektrode 63. The power source 31 serves to maintain an arc between the rear electrode 10 and the edge of the nozzle channel 17 so that the gas is heated and ionized. The current source 34 serves to maintain a second separate or skipping arc between the electrode 63 and the "cold"28; this also uses the ionized gas as a conduit. In the embodiment according to FIG. 5, the hot gas serves together with the skipping arc 39 to the;. claw 28

au durchschneiden und eine Schnittflüche 29 zu erzeugen. Jedoch kann man die Vorrichtung nach Fig. 5 gemäß der Erfindung auch in der aus Fis. 3 ersichtlichen deine zum Schweißen und zu an- deren Zwecken benutzen. Cut through au and create a cut surface 29. However, the device according to FIG. 5 according to the invention can also be used in the form shown in FIG. 3 use yours for welding and other purposes.

In FiG. 7 ist eine Vorrichtung dargestellt, die allgemein der an Hand von Fig. 1 und 2 beschriebenen entspricht, weshalb ähnliche Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Jedoch ist die Düsenelektrode nach Fig. 7 kärzer als diejenige nach Fig. 1. .äus diesem Grunde sind die Düse und ihre verschicdenen Teile durch Bezugsziffern bezeichnet, denen jeweils der Buchstabe a beigefügt ist. Eine Stromquelle 71 liegt zwischen der hinteren Elektrode 10 und dem Werks-Ulck 28 und ist mit diesen Teilen durch ZuleitunSen 7? und 75 verbunden.In FiG. 7 shows a device which corresponds generally to that described with reference to FIGS. 1 and 2, for which reason similar parts are denoted by the same reference numerals. However, the nozzle electrode according to FIG. 7 is shorter than that according to FIG. 1. For this reason, the nozzle and its various parts are denoted by reference numerals to which the letter a is appended. A current source 71 is located between the rear electrode 10 and the factory socket 28 and is connected to these parts by supply lines 7? and 75 connected.

Bei der DurchfUhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Ulfe der Vorrichtung nach Fig. ? wird ein Lichtbogen 75 aufrechterhalten, der sich von der hinteren 3@lektrod.e 10 ans durch den Düsenkanal 17a zu dem 'erkstück 28 erstreckt und M. B. dazu dient, das Werkstück zu durchschneiden und. eine Schnittfläche 2'9 herzustellen. Der Lichtbogen 75 wird durch den Gas.rbel ätabiliaeiert und auf einen Durchmesser zus,mb#--nG-edrängt, der kleiner ist als der Durchmesser, den der Lichtbogen im freien Raum normalerweise annehmen. ierde; diese Urku.g wird dadurch erzielt daß das Gas tangential in die Wirbelkammer 24 eingleitet wird. ton der x er 24 aus strömt d.er Gaswirbel längs einer @schrauben.inie'ö.gen Bahn Biber den. Kanalabschnitt 18a in den zylindrischen Kanal 17a ein. Das in Form. eines Wirbels nach unten strömende Gas ruft zusätzlich zu den schon, behandelten Wirkungen wettere wichtige' @irl-nmgen hervor; eine dieser 42irkungen besteht darin, daß sich die Spannung des lichtbogens im Vergleich zu Drexnern erhöht, bei denen das Gas in axialer Richtung strömt und keinen Wirbel bildet.When performing the method according to the invention with Ulfe the device according to FIG. an arc 75 is maintained, which extends from the rear 3@lektrod.e 10 ans through the nozzle channel 17a to the 'piece 28 and MB is used to cut through the workpiece and. to produce a cut surface 2'9. The arc 75 is etabiliaeiert by the gas. ierde; This Urku.g is achieved in that the gas is introduced tangentially into the swirl chamber 24. The tone of the x er 24 flows out of the gas vortex along a screw line. Channel section 18a into the cylindrical channel 17a. That in form. The gas flowing downwards in a vortex produces, in addition to the effects already discussed, important "@irl-nmges"; One of these effects is that the voltage of the arc increases compared to Drexner, in which the gas flows in an axial direction and does not form a vortex.

Bei einer in Fig. 8 gezeigten weiteren Ausbildungsform sind zwei Brenner nach Fig* 7 auf den entgegengesetzten Seiten des Alerkstücks 28 angeordnet. Die beiden Stromquellen 71 sind eben-. so geschaltet wie in Fig. ?, und gegebenenfalls kann. man. weitereIn a further embodiment shown in FIG. 8, there are two burners 7 arranged on the opposite sides of the Alerkstücks 28 according to FIG. the both power sources 71 are flat. switched as in Fig.?, and if necessary can. man Further

Stromquellen 74 zwischen der hintere. Elektrode und der Düsen.Power sources 74 between the rear. Electrode and the nozzle.

elektrode jedes Brenners anordnen. Zusätzlich oder alternativ kaue man eine Stromquelle zwischen der Dizsenelektrode lla jedes Brenners und dem tt'erkstück 28 vorsehen. Dieses mit zwei Brennern position the electrode of each burner. Additionally or alternatively, a power source can be provided between the nozzle electrode 11a of each burner and the tt'erkstück 28. This one with two burners

Claims

Y g TENW Ä N Y b hj C Ü B (Ämerikanische form) 1. A method pot generating a strong external electric discharge, characterized g e k e e NNZ iahnet that an electric Plaemastrahlbrenner is provided with a Msenelektrode and a rear electrode that the plasma generated by the torch is passed through the ambient air in the vicinity of a third electrode, and that a voltage is applied between the nozzle electrode and the third electrode in order to maintain a strong external electrical discharge in the longitudinal direction of the plasma flow.

2. Method for cutting or welding a workpiece made of metal, characterized g e k e NNZ e ichnet that EIA electric burner with a back electrode and a second, non-consumable electrode is already provided with a throughput-opening, that a first electrical Arc is completely maintained within the torch, the one end point of this arc being on the rear electrode, that a gas from the timgebun, the rear electrode through the first arc and the opening through to the surroundings of a workpiece, the gas through the heating and ionizing the first arc and maintaining a second arc extending through the gas between the second electrode and the workpiece. Method according to Claim 2, characterized in that the gas is caused to form a vortex surrounding the first arc. 4. The method according to claim 2, characterized F, Q 1c ted b y e iahnet that the first and second arc znit means of a first and a second separated therefrom 2.tromquelle be maintained, said current sources are independently controllable. 5. A method of melting a portion of a metal Uierkstück, characterized in that an electric torch is used to generate a stream of ionized gas that the gas flow is directed against a '.dierkstück that an uncompressed electric arc of high energy is maintained, because it extends through the gas flow between the t'erkstück and a non-consuming electrode, the latter is arranged in the vicinity of the gas flow at a distance from the '..cuckle and that the above-mentioned electrode is arranged in such a way that essentially all of the files of the arc lie outside the torch. 6. A method of melting a portion of a Jerkstüoks metal labeled in thereby z e ia HNET t which a plasma torch is provided with a nozzle electrode and a rear electrode so that an arc is completely within the torch between the] Xiseneloktrode and the rear electrode on the I ? Isen opening of the nozzle electrode is maintained that a gas flow in the form of a vortex surrounding the arc is passed through the torch in order to leave the coin opening in the vicinity of a piece and that an etch. Licher arc is maintained, which extends outside of the torch through the gas flow through to the aierLstäck and together with the.: piece, but not with the rear