DE1465030A1 - Hohle gekuehlte nicht abschmelzende Lichtbogen-Schweisselektrode fuer hohe Waermebelastung - Google Patents

Description

• Hohle gekühlte nicht abschmelzende Lichtbogen-Schweißelektrode für hohe Wärmabelastung Es sind eine Reihe von Schweißv.erfahren bekanntg die es ermöglicheng nahtgeschweißte Metallrohre in großen Längen herzustellen. Das Rohr wird bei diesen Verfahren aus einem flachen Metallband kontinuierlich geformt, dessen stumpf zusammenstoßende Kanten fortlaufena mitzels einen elektrischen iiiehtbogens verschweißt werden. Je nach Metalleorte wird dabei entweder mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom bzw. mit abschmelzender oder.nicht abschmelzender Elektrode gearbeitet, und der behweißvorgang erfolgt meist unter Verwendung einen den Lichtbogen umhüllenden SchutzganachleiEg aer den Zutritt von Lufteauerstoff zur Schweißstelle und damit ein Verbrennen den Metalle verhindert. bei der Gleichs.trom-Lichtbogen-Schutzgasschweißung mit nicht abschmelzender ßlektrode wird die in einem Brenner gehaltene Schweißelektrode zusätzlich, beispielsweise durch Wasser, gekühlt und es kann mit -unterschiedlicher Polung der öchweißelektrode gearbeitet werden. Normalerweise ist eine nicht abschmelzenae Elektrode bei der Gleichstrom-Lichtbogenschweißung negativ gepoltg während das Werkstück positiv gepolt ist. Mit dieser oogenannten direkten Polung wird erreicht, daß das als Anode gepolte Werkstück heißer als die als Kathode gepolte Elektrode, wird, weil der Blektronenfluß von der,Kathode zur Anode führt. Die negativ gepolte Elektrode bleibt also bei diesem Schweißverfahren kühler als das Werkstück, das durch die aufprellenden Elektronen zusätzlich in durchaus wünBehenwerter Weise erhitzt wird. Diese sogenannte direkte Polung wird meist dann angewendet$ wenn oxydfreie Metalle mit Gleichstrom geschweißt werden. Beim Schweißen von Metallen, deren Oberfläche mit einer Oxydhaut versehen ist, beispielsweise beim Schweißen von Aluminium 0 wird bei der Gleichstromschweißung fast durchweg die umgekehrte Polung verwendet, bei der das Werkstück negativ und die Elektrode poeitiv gepolt ist. Der Blektronenfluß geht hierbei vom Werkatück /tur Elektrode. Das hat den Vorteil, daß die Oxydhaut des Werkatückes, beispielsweise des Aluminiumbleches, durch die Elektronenemiaeion aufgerissen und zerstört wird, wodurch diese entfernt und ein einwandfreies Verschweißen des Metallee oichergestellt ist. Der Nachteil bei diesem Schweißverfahren liegt darin, daß der aus dem negativ gepolten Werkstück emittierende Elektronenetrom die positiv gepolte Schweißelektrode beaufschlagt und diese dadurch zusätzlich sehr stark erhitzt. Die Kühlung der Schweißelektrode wird dadurch problematisch, sie brennt meist stark ab, wodurch ein kontinuierliches Verschweißen, beispielsweise großer Rohrlängen, unmöglich wird. Die geschilderte Schwierigkeit ist dadurch zu beheben, daß die Schweißelektrode innen hohl ausgebildet wird und von innen her zusätzlich, beispielsweise durch einen Wasserstrom, gekühlt wird. Die Schweißelektroden bestehen meist aus Wolfram oder Wolfram-Legierungen, da dieses Metall am besten geeignet ist, der hohen Wärmebelastung während des Schweißvorganges standzuhalten. Wolfram oder dessen Legierungen sind mechanisch schwer verarbeitbar; daher sind alle'Versuche, etwa hohlgebohrte Wolfram-Elektrodefl für die Gleichstrom-Lichtbogenschweißung mit umgekehrter Polung' zu verwenden, die zusätzlich von innen her gekühlt werden können, bisher fehlgeschlagen. Man hat daher versucht, hohle Kupfereleictroden zu verwenden, die zusätzlich durch einen starken, bis in die Blektrodenspitze hineingeführten Kühlstrom gekühlt wurden.' Diese Elektroden sind für kurzzeitige Schweißvorgänge durchaus verwendbar, sie versagen jedoch, wenn beispielsweise große Rohr--...lb,nggn kontinuierlich verschweißt werden müssen,-weil ihre Standzeit nicht groß genug ist. Die 3lektrodenspitze brennt trotz intensivster Kühlung sehr bald durch, wodurch die Elektrode unbrauchbar wird. Zur Behob=& der geschilderten Schwierigkeiten schlägt die Erfindung vor@ als hohle gekUhlte nicht abschmelzende Lichtbogen-Schweißelektrode für hohe Wärinebelastung, also beispielsweise für die Gleichatrom-Lichtbögenschweigung mit Ümgekehrter Polung, einen au@ Kupterrohr bestehenden Ilektrodenkörper mit hart eingelötoter kontwoh aungebohrter Wolfreaapitze zu verwenden, die von innen her zusätzlich gekAhlt ist. Nach dem weiteren Gedanken der Erfindung ist der in Bereich der Behutzgaadüne liegende untere. diokwandigeg die Wolframapitzt, tragende Teil auf den Elektrodenkörper aufgeaohraubt, woduroh die Blektrodenspitze leicht auewochaelbar ist. ,L*a" der Zeichnung sei die Erfindung beispielsweise beschrie- ' ben. )Ut 1 ist ein dünnwandigen Kupferrohr bezeichnetp auf dessen unteren Udo ein als Spann utter &ungebildeten Zwiechenntück 2 aus Kupfer aufgesohraubt ist. W dienen Zwischenstück wiederum ist ein dickwandigen Kupterrohr 3 aufgesehraubt.9 in dessen unteren Ende eine hohlgebohrte Spitze 4 aus Wolfram oder deseen,Le-,gierungen eingelötet ist# deren Außenseite abgerundet ist. Die au@ den teilen 1,2,3 und 4 bestehende Hohlelektrode ist in be- kannter Weine über das ßpanntutter 2 im Schweißbrenner gehaltert. Diener beiteht ebenfalls bekanüterweise aus dem AußenmaÜtel 8 und dem Innennantel 8a. Durch dentZwiechenraum 9 zwischen Außen- und Irmennantel etrömt das Schutzgang beispielsweise Argongan, der in den Außenmantel 8 eingeschreubten Brennerdüne 10 na. Zwischen den oberen'Teil 1 den Blektrod«körpern und dem Innermantel ba den Brennern befindet sich in bekannter Weise ein Hohlraung der Kühlflüssigkeit zur Kühlung den Blektrodenkörperag beispielsweise Wasser, enthält.
• Ein-in inneren Hohlraum 7 de r KLektrode exzentrisch angeordneten Kupferrohr 5 reicht mit seinen unteren sich verjüngenden Müde 6 in die ausgebohrte Blektrodenapitze 4 hinein. Über diesen Kupferrohr 5 wird der Elektrodenspitze 4 zusätzlich ein M 1mittelfluß, beispielsweise ein Wasserstrom hohen Druckes, zugeführt, der über den inneren Hohlraum 7 der Elektrode wieder abfließt.
• Versuche haben ergebeng 'daß die erfindungegemäße Elektrode zufolge der intensiven inneren und äußeren Kühlung und der eingelöteten Wolframspitze eine sehr hohe Lebensdauer hat; es ist mit der erfindungegemäßen Elektrode möglichy beispielsweise die Schlitznaht von aus Metall-bändern geformten Metallrohren von mehr als 15#00 m Länge kontinuierlich mit Gleichstrom-Lichtbogenschweißung umgekehrter Polung, d.h. Werkstück negativ und Elektrode positiv gepolt, zu verschweißen.

Claims (2)

1. P a t-e n t a n a p r ü a h e 1. Hohle ) gekühlte)nicht abso hmelzende Lichtbogenschweißelektrode für hohe Wärmebelastunge insbesondere positiv gepolte Gleichstromlichtbogen-Schweißelektrode, zum Stumpfschweißen dünner Bleche unter'Schutzgas, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Einzeleiemente: 1. Eine aus einer in den aus Kupferrohr bestehenden Elektrodenkörper (1,2,3) hart eingelötete konisch ausgebohrte Wolframspitze (4).
2. 2. Ein im Innern (7) der Elektrode exzentrisch angeordnetes, mit dem offenen, verjüngenden Ende (6) in die ausgebohrte Wolframspitze (4) hineinragendes Kupferrohr (5) als Kühlmittelzufluß. 2. ßlektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wolframspitze (4) abgerundet ist. 3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Bereich der Schutzgasdüse (10) liegende untere dickwandige, die Wolframspitze (4) tragende Teil (3) des Elektrodenkörpers auf den oberen dünnwandigen Teil (1) des Blektrodenkörpers aufgeschraubt ist. 4. Elektrode nach Anspruch 39 gekennzeichnet durch ein mit dem oberen dünnwandigen Teil (1) des BleXtrodenkörpers verschraubtes, als Spannfutter ausgebildetes Zwischenstück (2), auf das das die Wolframspitze (4) tragende dickwandige untere Teil (3) des Blektrodenkörpers aufgeschraubt ist.. 5. Elektrode nach Anspruch 1 - 4, gekennzeichnet durch eine Zueatzkühlung des Elektrodenkörperumfanges. 6. Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekenhzeichnet, daß der obere dünnwandige Teil (1) des Elektrodenkörpers von einem Kühlmittelmantel (11) umgeben ist, während der untere dickwandige Teil (2,3) des Elektrodenkörpers einschließlich der Wolframspitze (4) von Schutzgas (9) umspült ist.