DE1765564B1

DE1765564B1 - PROCEDURE FOR STABILIZING THE ARC ARC BURNER

Info

Publication number: DE1765564B1
Application number: DE19681765564
Authority: DE
Inventors: Haruo Tateno
Original assignee: RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Current assignee: RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Priority date: 1967-06-08
Filing date: 1968-06-10
Publication date: 1972-06-08
Also published as: GB1227179A; CH490154B; US3575568A; CH490154A

Description

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Instabilität der Bogenflamme wird durch die lokale F i g. 5 einen Längsschnitt einer AusführungsformThe instability of the arc flame is caused by the local F i g. 5 shows a longitudinal section of an embodiment

Deformierung der Kathode in der Nähe des Katho- des Brenners unter Verwendung eines Plasmastrahl-Deformation of the cathode near the cathode of the torch using a plasma jet

denansatzpunktes und die sich aus dieser Deformie- Stroms,the starting point and the result of this deformation flow,

rung der Kathode ergebenden Störung in dem Gas- F i g. 6 einen Längsschnitt einer Modifizierung destion of the cathode resulting disturbance in the gas F i g. 6 is a longitudinal section of a modification of

strom verursacht. 5 Brenners gemäß F i g. 5, wobei die Modifizierung dieelectricity caused. 5 burner according to FIG. 5, the modification being the

Aufgabe der Erfindung ist es, die Stabilität des Regelung der Bogenspannung ermöglicht,The object of the invention is to ensure the stability of the regulation of the arc voltage,

Bogenbrenners zu verbessern und die Instabilitäts- F i g. 7 einie Modifizierung des Brenners gemäßArc burner and the instability F i g. 7 shows a modification of the burner according to

neigung des Kathodenansatzpunktes zu beseitigen. F i g. 6, wobei die Modifizierung die Erhöhung desto eliminate the tendency of the cathode attachment point. F i g. 6, the modification increasing the

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verhältnisses von molekularem Gas zu SchutzgasAccording to the invention, this object is achieved with a ratio of molecular gas to protective gas

Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch io erlaubt,Method of the type described at the outset thereby io allowed,

gelöst, daß unmittelbar nach der Herstellung des F i g. 8 einen Längsschnitt einer Ausführungsform,solved that immediately after the production of the F i g. 8 a longitudinal section of an embodiment,

Lichtbogens zwischen Kathode und Werkstück der die zur Erzeugung eines kurvenförmigen BogensArc between cathode and workpiece which is used to generate a curved arc

zwischen Kathode und Kathodenhülse fließende Um- geeignet ist,Um- flowing between the cathode and the cathode sleeve is suitable,

hüllungsgasstrom bis zur Beendigung der Schweiß- F i g. 9 eine Modifizierung des Brenners gemäß operation unterbrochen wird. Durch die Unterbre- 15 Fig. 8, wobei die Modifizierung die Variierung der chung des um die Kathode fließenden Umhüllungs- Bogenrichtung ermöglicht und
gasstromes wird erreicht, daß die innerhalb der F i g. 10 eine Modifizierung, die für die Verwen-Kathodenhülse liegende Spitze der Kathode von dem dung bei einem Gegenstand geeignet ist, der aus äußeren Umhüllungsgasstrom getrennt ist, so daß Teilen mit verschiedener Wärmekapazität besteht,
eine chemische Reaktion zwischen den Umhüllungs- ao Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform des Lichtgasströmen und der Kathodenspitze ausgeschlossen ist. bogenbrenners weist eine Kathodenhülse 9 auf, dieenveloping gas flow until the end of the welding process. 9 a modification of the burner is interrupted according to operation. Through the interruption, the modification enables the direction of the envelope arc flowing around the cathode to be varied and
gas stream is achieved that within the F i g. 10 a modification which is suitable for the tip of the cathode lying in the use cathode sleeve of the manure in an object which is separated from outer cladding gas flow so that there are parts with different heat capacities,
a chemical reaction between the envelope ao The embodiment of the light gas flow shown in FIG. 1 and the cathode tip is excluded. arc burner has a cathode sleeve 9, the

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ver- durch einen Isolator 8 von der Kathode 2 elektrisch fahrens sieht vor, daß während der Schweißoperation isoliert ist. Die Kathode 2 ist innerhalb der Hülse 9 zwei Umhüllungsgasströme durch die zwischen der angeordnet. Die Spitze der Kathode erreicht nicht Kathodenhülse und zwei weiteren diese im Abstand 25 ganz das Ende der Hülse. Die Hülse 9, die aus umgebenden Hülsen gebildeten beiden Ringräume Kupfer oder einem lichtbogenbeständigen Metall, wie zugeführt werden. Da das nach Unterbrechen des Silber-Wolfram-Legierung hergestellt ist, wird mit ersten Umhüllungsgasstromes innerhalb der Katho- Wasser gekühlt, wobei die Wasserkühlungseinrichdenhülse zurückbleibende stationäre inaktive Gas die tung aus Gründen der Übersichtlichkeit der Dar-Kathode schützt, dient der zweite Umüllungsgasstrom 30 stellung nicht gezeigt wird. Eine äußere Kathodenim wesentlichen zum Schutz des Plasmastrahls vor hülse 6 schließt die Kathodenhülse 9 ein. Ein Umder Atmosphäre. Der dritte Umhüllungsgasstrom hüllungsgasstrom 11 wird von einem Einlaß 10 zuschützt einen relativ großen Teil auf dem zu schwei- geführt und fließt zwischen Kathode 2 und Kathodenßenden Werkstück. hülse 9. Ein anderer Umhüllungsstrom wird vonA further development of the inventive method by means of an insulator 8 from the cathode 2 electrically driving provides that it is isolated during the welding operation. The cathode 2 is inside the sleeve 9 two enveloping gas streams arranged through the between the. The tip of the cathode does not reach Cathode sleeve and two more these at a distance 25 quite the end of the sleeve. The sleeve 9, which consists of surrounding sleeves formed two annulus copper or an arc-resistant metal, such as are fed. Since that is made after breaking the silver-tungsten alloy, it is made with first enveloping gas stream cooled within the catho water, the water cooling device remaining stationary inactive gas the device for the sake of clarity of the Dar cathode protects, the second enveloping gas stream serves 30 position is not shown. An outer cathode im essential to protect the plasma jet from sleeve 6, the cathode sleeve 9 includes. A change The atmosphere. The third enveloping gas flow enveloping gas flow 11 is protected by an inlet 10 a relatively large part of it leads to the area to be welded and flows between cathode 2 and cathode ends Workpiece. sleeve 9. Another serving stream is from

Der Lichtbogenbrenner zur Durchführung des 35 einem Einlaß 4 zugeführt und fließt zwischen derThe arc torch for carrying out the 35 is fed to an inlet 4 and flows between the

erfindungsgemäßen Verfahrens weist zwei oder drei inneren Hülse 9 und der äußeren Hülse 6. Gleich-The method according to the invention has two or three inner sleeve 9 and the outer sleeve 6.

die Kathodeneinheit im Abstand umgebende Hülsen Stromspannung wird an die Kathode 2 und dasthe cathode unit in the distance surrounding sleeves voltage is applied to the cathode 2 and the

auf, wobei Einlasse zur Zuführung der Umhüllungs- Werkstück 3 durch eine elektrische Quelle S angelegt,on, with inlets for feeding the enveloping workpiece 3 created by an electrical source S ,

gasströme in die zwischen den Hülsen gebildeten und es wird eine Hochfrequenzspannung erzeugt undgas flows into the formed between the sleeves and a high frequency voltage is generated and

Ringräume vorgesehen sind. 40 auf die Gleichstromspannung über eine Spule T mitAnnular spaces are provided. 40 to the DC voltage via a coil T with

Zweckmäßigerweise ist die freie öffnung der Luftkern aus einem Hochfrequenzgenerator H. F. The free opening is expediently the air core from a high-frequency generator HF

Anodenhülse gegenüber dem Hülsendurchmesser überlagert. Auf diese Weise wird ein Bogen 1 zwi-Anode sleeve superimposed on the sleeve diameter. In this way, a sheet 1 is

verengt. Es kann auch die Zwischenhülse zwischen sehen der Kathodenspitze und dem Werkstück her-narrowed. The intermediate sleeve can also be seen between the cathode tip and the workpiece.

Kathodenhülse und Anodenhülse an ihrem offenen gestellt. Unmittelbar nach der Herstellung des BogensCathode sleeve and anode sleeve placed at their open. Immediately after making the bow

Ende verengt und gegenüber der Anodenhülse isoliert 45 wird die Zuführung eines der Umhüllungsgasströme,The end narrowed and isolated from the anode sleeve 45 is the supply of one of the enveloping gas streams,

sein. d. h. die Zuführung des Gasstromes 11 beendet undbe. d. H. the supply of the gas stream 11 is ended and

Bei einer anderen Ausführungsform des Licht- demzufolge fließt nur der andere UmhüUungsgas-In another embodiment of the light - therefore only the other surrounding gas -

bogenbrenners kann die Auslaßöffnung für den Licht- strom 4 weiter. Während des Betriebes fließt keinarc burner, the outlet opening for the luminous flux 4 can be wider. There is no flow during operation

bogen gegenüber der Achse der Kathodeneinheit in Gasstrom um die Kathodeneinheit. Wie aus dercurved opposite the axis of the cathode unit in gas flow around the cathode unit. As from the

einem Winkel versetzt sein. Schließlich lassen sich 50 vorstehenden Beschreibung ersichtlich, besteht einbe offset at an angle. Finally, 50 the above description can be seen, there is a

auch zwei Lichtbogenbrenner zu einer Einheit zu- wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindungalso two arc torches to one unit - an essential feature of the present invention

sammenfassen. darin, daß während des Betriebes um die Kathodesummarize. in that during operation around the cathode

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach- kein Gasstrom vorgesehen ist.Embodiments of the invention are after no gas flow is provided.

stehen an Hand der Zeichnung näher erläutert. In Wie bereits erwähnt, wird während des Betriebesare explained in more detail on the basis of the drawing. As already mentioned, during operation

der Zeichnung zeigt 55 die Zuführung eines Umhüllungsgases 11 beendet.In the drawing, 55 shows that the supply of a sheath gas 11 has ended.

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungs- Die Spitze der Kathode 2 liegt innerhalb der Katho-F i g. 1 shows a longitudinal section through an invention- The tip of the cathode 2 lies within the cathode

gemäßen Bogenbrenner, denhülse 9. Auf diese Weise ist das um die Kathodeproper arc torch, denhülsen 9. In this way, that's around the cathode

F i g. 2 einen Längsschnitt einer Ausführungsform innerhalb der Hülse zurückgelassene Gas von demF i g. Figure 2 is a longitudinal section of an embodiment of the gas left within the sleeve

der Erfindung unter Verwendung eines aktiven oder äußeren Umhüllungsgasstrom getrennt. Die kleineof the invention using an active or external shroud gas stream. The little one

molekularen Gasstromes als Umhüllung, 60 Menge an Verunreinigungen, die in dem verbleiben-molecular gas stream as an envelope, 60 amount of impurities that remain in the

F i g. 3 einen Längsschnitt einer anderen Ausfüh- den Gas innerhalb der Hülse vorliegt, wirkt chemischF i g. 3 shows a longitudinal section of another embodiment of the gas inside the sleeve, has a chemical effect

rungsform unter Verwendung eines aktiven Plasma- auf das Material der Kathodeneinheit ein. Als Folgetion form using an active plasma on the material of the cathode unit. As a result

stromes als Umhüllung, der chemischen Reaktion wird das verbleibende GasStromes as a cladding, the chemical reaction becomes the remaining gas

F i g. 4 a den erfindungsgemäßen Brenner und einen gegenüber dem Metall der Kathode inaktiv gemacht,F i g. 4 a made the burner according to the invention and one with respect to the metal of the cathode inactive,

äußeren elektrischen Stromkreis, der zur Erleichte- 65 So wird der Verbrauch der Kathode völlig ver-external electrical circuit, which is used to facilitate the consumption of the cathode.

rung des Betriebs des Brenners verwendet wird, mieden, der sonst durch die Aggressivität der Ver-used to operate the burner, which would otherwise be caused by the aggressiveness of the

Fig. 4b und 4c Modifikationen des äußeren elek- unreinigungen des kontinuierlich zugeführten Gases4b and 4c modifications of the external electrical impurities of the continuously supplied gas

irischen Stromkreises gemäß F i g. 4 a, verursacht wird. Wenn die Kathodeneinheit partiellIrish circuit according to FIG. 4 a, is caused. When the cathode unit is partial

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verbraucht und in der Nähe des Kathodenansatz- Kathodenhülse verbraucht. Aus diesem Grund muß punktes auf Grund der lokalen Überhitzung und/oder die Kühlung der Hülse mit der Erhöhung des elekeiner Vielzahl von Restverunreinigungen deformiert irischen Stromes intensiviert werden. Wenn die Kühist, so beeinflußt die Deformierung der Kathoden- lung unzureichend ist,, wird das Ende der Hülse einheit die Stabilität des Kathodenansatzpunktes 5 erhitzt, bis sich ein weiterer Bogen zwischen dem nicht nachteilig, da kein Gasstrom vorliegt, der durch Ende der Hülse und dem Werkstück bildet, den deformierten Kathodenteil gestört wird. Die Bestimmung der »Entfernung zu der Katho-consumed and consumed in the vicinity of the cathode attachment cathode sleeve. Because of this, must point due to the local overheating and / or the cooling of the sleeve with the increase in the elekeiner Variety of residual impurities deformed the Irish stream to be intensified. When the cow Thus, the deformation of the cathod- ization is inadequate, the end of the sleeve is affected unit the stability of the cathode attachment point 5 is heated until another arc is between the not disadvantageous, as there is no gas flow that forms through the end of the sleeve and the workpiece, the deformed cathode part is disturbed. The determination of the »distance to the cathode

Der erfindungsgemäße Lichtbogenbrenner ist bei denspitze« hängt ab von der Störung in dem äußeren der industriellen Anwendung von beträchtlichem Gasstrom 4, dem Druck des Gases und anderen Vorteil, wie aus dem Folgenden ersichtlich werden 10 Faktoren. Die Stabilität des Bogens nimmt mit der wird. Erhöhung der Entfernung zu der Kathodenspitze zu.The arc torch according to the invention is at the top depends on the disturbance in the external the industrial application of substantial gas flow 4, the pressure of the gas and others Advantage, as can be seen from the following, are 10 factors. The stability of the bow decreases with the will. Increasing the distance to the cathode tip.

In Hinblick auf den Schutz der Kathode vor dem Diesbezüglich ist es bevorzugt, die Entfernung auf aktiven Gas oder auf die Erniedrigung der Bogen- den minimalen Wert einzustellen, der zum Stabilispannung ist es übliche Praxis, über die Oberfläche sieren des Bogens notwendig ist (etwa 1 bis 2 mm), der Kathode ein Inertgas, wie Argon, fließen zu 15 Verschiedene nachfolgend angegebene Beispiele lassen, das gegenüber dem Kathodenmaterial ehe- sind auf den Brenner gerichtet, bei dem ein Kathomisch inaktiv ist und einen niedrigen Kathodenabfall denstab mit einem geringen Durchmesser verwendet mit sich bringt. wird. Ein derartiger Brenner besitzt Neigung zuIn view of the protection of the cathode from this, it is preferable to remove it active gas or to the lowering of the arc- set the minimum value, the stabilizing voltage it is common practice to sizing over the surface of the arch is necessary (about 1 to 2 mm), An inert gas, such as argon, flows from the cathode to 15 Various examples given below let, which are opposite to the cathode material, are directed towards the burner, in which a cathomic is inactive and uses a low cathode drop rod with a small diameter brings with it. will. Such a burner has a tendency to

Bei dem herkömmlichen Plasmastrahlbrenner unter starker Beschädigung und Deformierung, weshalb Verwendung eines aktiven Gases (wie Luft) oder 20 die erfindungsgemäß erreichte Verbesserung an eines molekularen Gases (Stickstoff, Wasserstoff) für solchen Beispielen besonders gut sichtbar wird. Es den Hauptgasstrom kann die Kathode ohne Ver- soll jedoch betont werden, daß die Erfindung auch wendung einer relativ großen Schutzgasmenge (15 bis auf Brenner mit einem Kathodenstab mit großem 20% der Menge des Hauptgases) nicht vollständig Durchmesser angewendet werden kann, geschützt werden, was in der raschen und intensiven 25 .In the conventional plasma jet torch with severe damage and deformation, which is why Use of an active gas (such as air) or the improvement achieved according to the invention of a molecular gas (nitrogen, hydrogen) is particularly clearly visible for such examples. It the cathode can be used for the main gas flow, however, it should be emphasized that the invention also Use of a relatively large amount of shielding gas (15 except for burners with a cathode rod with a large 20% of the amount of the main gas) cannot be used in full diameter, be protected, what happens in the rapid and intense 25th

Mischung von Haupt- und Schutzgas seinen Grund Beispiel 1Mixture of main and protective gas for its reason Example 1

hat. Dieses Beispiel betrifft einen Bogenbrenner, derHas. This example is for an arc torch that uses

Erfindungsgemäß sind, wie aus F i g. 3 und 7 zu für die Anwendung bei der Bogenschweißung geersehen, der Schutzgasstrom 11 und der Hauptgas- eignet ist. Ein kleiner Lichtbogenschweißbrenner ist strom 4 getrennt und fließen in laminarer Form, so 30 zum Schweißen von dünnen Blechen oder Rohren daß der Bogen stabilisiert ist. Die zum Schutz der aus Kupfer oder rostfreiem Stahl mit einer Dicke Kathode ausreichende Menge an Schutzgas ist auf von 0,1 mm oder weniger zum Verbinden von etwa 5% des Hauptgases verringert. feinen Drähten aus Aluminium oder Kupfer undAccording to the invention, as shown in FIG. 3 and 7 for use in arc welding, the protective gas stream 11 and the main gas is suitable. A small arc welding torch is available stream 4 is separated and flow in laminar form, so 30 for welding thin sheets or pipes that the bow is stabilized. The protection of the copper or stainless steel with a thickness Cathode sufficient amount of shielding gas is on of 0.1 mm or less for connecting reduced by about 5% of the main gas. fine wires made of aluminum or copper and

Die Verringerung der Menge des Schutzgases, wie zum Verlöten von Werkstücken mit großer Wärme-Argon, erlaubt die Verringerung der Betriebseinheits- 35 kapazität geeignet. Die Instabilität des Brenners hat kosten, da der Preis für das Schutzgas dreimal so bisher seine Anwendung bei den obenerwähnten hoch wie der Preis für das Molekulargas (Wasser- Arbeiten verhindert. Bei dem in Fig. 2 dargestellten stoff, Sauerstoff, Stickstoff u. dgl.) ist. erfindungsgemäßen Brenner wird ein Rohr ausReducing the amount of protective gas, such as for soldering workpieces with great heat argon, allows the operation unit capacity to be reduced appropriately. The instability of the burner has cost, since the price of the protective gas three times as previously its application in the above-mentioned as high as the price of the molecular gas (prevents water from working. In the case of the one shown in FIG substance, oxygen, nitrogen, etc.) is. Burner according to the invention is made from a tube

Erfindungsgemäß kann der Bogen kurvenförmig Kupfer oder Silber-Wolfram-Legierung mit einem sein und in einem stabilen Zustand verwendet werden. 40 inneren Durchmesser von 1,7 mm und einem Außen-Bei der Herstellung des Plasmastrahlbrenners ist durchmesser von 3,0 mm als Kathodenhülse 9 verallgemein bekannt, daß die genaue Bearbeitung des wendet, deren Boden durch Zirkulation von Wasser Spaltes zwischen der Kathodenoberfläche und der gekühlt wird. Ein Kupferrohr mit einem inneren Anodenwand ein wesentlicher Faktor für die Stabili- Durchmesser von 4,0 mm wird als die äußere Hülse 6 tat des Bogens ist. Erfindungsgemäß ist jedoch der 45 verwendet, an die das gleiche Potential wie an die Bogenweg lediglich durch eine verkleinerte öffnung Kathodenhülse 9 angelegt wird (natürlich beeinflußt 12' bestimmt. Mit anderen Worten, die Stabilität des die Verwendung der wärmebeständigen keramischen Bogens hängt nicht von der Genauigkeit ab, mit der Hülse wie im Falle des herkömmlichen Brenners der Spalt zwischen der Kathode 2 und der Kathoden- die Wirkungsweise des Brenners nicht nachteilig), hülse 9 und der Spalt zwischen der Kathodenhülse 9 50 Der Durchmesser der Kathode wird bestimmt mit und der Gasstromhülse 12 gearbeitet sind. Dies 1,0 mm für den elektrischen Strom von 5 bis 10 A, erlaubt eine leichte Herstellung des Brenners und 0,5 mm für den Strom von 1 bis 5 A und 0,3 mm die Herstellung der Modifikationen gemäß Fig. 8 für den Strom von 0,8 bis IA. Das Oberteil der und 9. Kathode wird als Kegel geformt, dessen Vertikal-According to the invention, the arc can be curved copper or silver-tungsten alloy with a and be used in a stable state. 40 inner diameter of 1.7 mm and an outer case the manufacture of the plasma jet torch is generalized as a cathode sleeve 9 diameter of 3.0 mm known that the precise cultivation of the turns whose soil by circulation of water Gap between the cathode surface and that is cooled. A copper pipe with an inner one Anode wall is a major factor in the stabili- diameter of 4.0 mm than the outer sleeve 6 act of the bow is. According to the invention, however, the 45 is used to which the same potential as the Arc path is created only through a reduced opening cathode sleeve 9 (naturally influenced 12 'determined. In other words, the stability of the use of the heat-resistant ceramic Arc does not depend on the accuracy with the sleeve as in the case of the conventional torch the gap between the cathode 2 and the cathode - the operation of the burner is not disadvantageous), sleeve 9 and the gap between the cathode sleeve 9 50 The diameter of the cathode is determined with and the gas flow sleeve 12 are worked. This 1.0 mm for the electric current of 5 to 10 A, allows easy manufacture of the torch and 0.5 mm for the current from 1 to 5 A and 0.3 mm the production of the modifications according to FIG. 8 for the current from 0.8 to IA. The top of the and 9. The cathode is shaped as a cone, the vertical

Die wesentlichen Faktoren zur Herstellung des 55 winkel 30° beträgt. Die »Entfernung zu der Kathoerfindungsgemäßen Brenners sind die Kühlung der denspitze« wird in jedem Brenner mit 2,5 mm ein-Kathodenhülse und die geeignete Einstellung der gestellt. Als Umhüllungsgas wird Argon verwendet Entfernung von der Spitze der Kathode bis zum und die Fließgeschwindigkeit des Umhüllungsgases Ende der Kathodenhülse (nachfolgend als »Entfer- wird mit 0,5 l/Min, eingestellt. Im Bereich des obennung zu der Kathodenspitze« bezeichnet). 60 erwähnten elektrischen Stromes wurde das Testin der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform wird verfahren 8 Stunden lang durchgeführt. Die Arbeits-Argon als Umhüllungsgas verwendet und der Bogen weise erwies sich als sehr stabil, abgesehen von einer wird mit einem elektrischen Strom von 200 bis 0,8 A merklichen Schwankung, die durch die Instabilität hergestellt. Wenn die »Entfernung zu der Kathoden- der elektrischen Quelle verursacht wurde, spitze« in den Bereich von 0,5 bis 4,0 mm variiert, 65 Dünne Stahlbleche mit einer Dicke von 0,1 mm so variiert die Bogenspannung von 15 bis 25 V/cm. werden mit 2 A Bogenstrom und 0,5 l/Min. Argon Die elektrische Energie auf Grund des Potential- geschweißt. Kupferrohre mit einem Durchmesser von abfalles in dem Bogen wird zum Erhitzen der 1,0 mm und einer Dicke von 0,05 mm werden imThe essential factors for making the 55 angle is 30 °. The »distance to the cathode according to the invention Torch are the cooling of the denspitze «is in every torch with 2.5 mm single cathode sleeve and the appropriate setting of the posed. Argon is used as the envelope gas Distance from the tip of the cathode to and the flow rate of the clad gas The end of the cathode sleeve (hereinafter referred to as »removal- is set at 0.5 l / min. In the area of the top opening to the cathode tip «). 60 mentioned electric current was the test in the in Fig. The embodiment shown in FIG. 2 is carried out for a period of 8 hours. The working argon used as enveloping gas and the arc wise proved to be very stable, apart from one With an electric current of 200 to 0.8 A, there is a noticeable fluctuation caused by the instability manufactured. If the »distance to the cathode was caused by the electrical source, spitze «varies in the range from 0.5 to 4.0 mm, 65 thin steel sheets with a thickness of 0.1 mm so the arc voltage varies from 15 to 25 V / cm. are with 2 A arc current and 0.5 l / min. argon The electrical energy due to the potential- welded. Copper pipes with a diameter of waste in the arch will be heated to the 1.0 mm and a thickness of 0.05 mm in the

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Anstoß mit 0,6 A Bogenstrom und 0,5 l/Min. Argon Der Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch der Vergeschweißt. Dünne Bleche aus rostfreiem Stahl mit brauch der Kathodeneinheit, einer Dicke von 0,1 mm werden mit 4A Bogenstrom Die Ausführungsform von Fig. 3b überwindetStart with 0.6 A arc current and 0.5 l / min. Argon The disadvantage of this process, however, is the welding. Thin sheets of stainless steel with need of the cathode unit, a thickness of 0.1 mm are with 4A arc current overcomes the embodiment of Fig. 3b

und 0,5 l/Min. Argon geschweißt. Bei jedem Versuch dieses Problem. Der Brenner der F i g. 3 b ist der wurde ein ausgezeichnetes Ergebnis erhalten. 5 gleiche wie der Brenner von F i g. 3 a, ausgenommenand 0.5 l / min. Argon welded. Every time you try this problem. The burner of FIG. 3 b is the an excellent result was obtained. 5 same as the burner of FIG. 3 a, except

Durch Löten mit dem Bogenbrenner wurde eine das konvergierende Ende der äußersten Hülse 6. luftdichte Verbindung erhalten. Die Bogenflamme Die auf diese Weise erzeugte verkleinerte öffnung 6' wurde 0,5 bis I₃O mm von der Oberfläche des Werk- bewirkt die Erzeugung eines Plasmastromes. Stückes entfernt gehalten, und Lötmittel wird mit Sauerstoffgas oder Luft wurden mit der Geschwin-An airtight joint at the converging end of the outermost sleeve 6 was obtained by soldering with the arc torch. The arc flame, the reduced opening thus produced 6 'was effected 0.5 to I ₃ O mm from the surface of the tool, the generation of a plasma stream. Piece held away, and solder is blown with oxygen gas or air was made at speed

hoher Geschwindigkeit zugeführt. Der Bogenstrom io digkeit von 3 l/Min, zugeführt und als der Hauptbetrug 2 bis 4 A. Argon wurde mit einer Geschwin- gasstrom 14 verwendet. Argongas wurde mit der digkeit von 0,5 l/Min, zugeführt. Geschwindigkeit von 0,4 l/Min, zugeführt und alsfed at high speed. The arc flow io speed of 3 l / min, fed and considered the main fraud 2 to 4 A. Argon was used with a 14 gas stream. Argon gas was used with the flow rate of 0.5 l / min. Speed of 0.4 l / min, fed and as

. -19 Schutzgas verwendet. Das Werkstück 3 war ein. -19 shielding gas used. The workpiece 3 was a

Beispiel L Kupferrohr, das während des Verfahrens langsamExample L copper pipe that moves slowly during the procedure

Dieses Beispiel betrifft den Brenner, bei dem als 15 rotierte. Der Bogenstrom wurde innerhalb 5 bis Umhüllung ein gegenüber dem Kathodenmaterial 1OA gewählt. Die Bogenflamme war während der aktives Gas oder ein molekulares Gas verwendet Betriebszeit von 8 Stunden stabil, wird. Es ist bekannt, daß die Verwendung eines Dadurch, daß die Gasstromhülse mit einem konmolekularen Gases (wie Stickstoff, Wasserstoff oder vergierenden Ende versehen wird, wird stabiler Kohlendioxydgas) als Umhüllung die extreme Kon- 20 Betrieb auch in dem Plasmastrom ermöglicht, der zentration der erzeugten Wärme an dem Anoden- sonst eine außerordentlich intensive chemische Reakansatzpunkt des Werkstückes und gleichzeitig an dem tion an der Kathode hervorbringt. Es wurde gefun-Kathodenansatzpunkt der Kathodenspitze verursacht. den, daß die Kathodeneinheit des Brenners bei jeder Die sich aus der Wärmekonzentration an dem eben angegebenen Arbeitsmethode nicht verbraucht Kathodenansatzpunkt ergebende lokale Überhitzung 25 wird.This example concerns the burner that was rotating as 15. The arc current was within 5 to Sheath one chosen compared to the cathode material 1OA. The arc flame was during the active gas or molecular gas used operating time of 8 hours stable, will. It is known that the use of a gas flow sleeve with a conmolecular Gas (such as nitrogen, hydrogen, or fermenting end) becomes more stable Carbon dioxide gas) as an envelope which enables extreme con-20 operation even in the plasma flow centering of the generated heat at the anode - otherwise an extremely intense chemical reaction point of the workpiece and at the same time on the tion on the cathode. It became a cathode attachment point caused by the cathode tip. den that the cathode unit of the burner at each Which is not consumed by the concentration of heat in the working method just given Local overheating 25 resulting in the cathode attachment point.

ist durch den Brenner gemäß F i g. 3 a völlig über- Das konvergierende Ende der äußeren Hülse (12is through the burner according to FIG. 3a completely over- the converging end of the outer sleeve (12

wunden. Bei dieser Ausführungsform sind gleiche in F i g. 3 a oder 6 in F i g. 3 b) bewirkt die Verrin-Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 2 gerung des Querschnittes der Bogenflamme 1 gegenbezeichnet. Diese Ausführungsform ist so konstruiert, über dem herkömmlichen Plasmastrahlbrenner, daß eine Gasstromhülse 12 rund um die Kathoden- 30 Wenn das Ende der innersten Hülse 9 konvergierend hülse 9 vorgesehen ist (Außendurchmesser 2,5 mm, ausgestaltet wird, verringert die Kathodenhülse 9 den Innendurchmesser 1,7 mm). Ein Schutzgas 4 fließt Querschnitt der Bogenflamme, und das konvergievon einem Einlaß 13 zu der Oberfläche des Werk- rende Ende der äußeren Hülse führt die Flamme. Stückes durch den ringförmigen Raum zwischen der „ . ■ -ι λ wounds. In this embodiment, the same in FIG. 3 a or 6 in FIG. 3 b) causes the Verrin parts with the same reference numerals as in FIG. 2 ying of the cross-section of the arc flame 1 is countersigned. This embodiment is constructed in such a way, above the conventional plasma jet torch, that a gas flow sleeve 12 is designed around the cathode 30 , 7 mm). A protective gas 4 flows across the arc flame, and the convergence of an inlet 13 to the surface of the work end of the outer sleeve guides the flame. Piece through the annular space between the ". ■ -ι λ

Kathodenhülse9 und der Gasstromhülse 12. 35 Beispiel 4Cathode sleeve 9 and the gas flow sleeve 12. 35 Example 4

Ebenso ist eine äußere Hülse 6 (innerer Durch- Dieses Beispiel betrifft einen Bogenbrenner, derLikewise, an outer sleeve 6 (inner through- This example relates to an arc torch which

messer 5,0 mm) um die Hülse 12 vorgesehen. Ein die Handhabung erleichtert. Bei der Verwendung Hauptgas 14 (molekulares Gas) fließt von einem des in Fig. 2 oder 3a und 3b gezeigten Bogen-Einlaß5 zu der Oberfläche des Werkstückes durch brenners kann der Betrieb nicht unterbrochen wereinen ringförmigen Raum zwischen den Hülsen 12 40 den, ohne die Bogenflamme auszulöschen. Es ist und 6. Stellung und Form der Kathodeneinheit sind unzweckmäßig, den Bogen zu Beginn und am Ende die gleiche wie in Fig. 2. jedes aufeinanderfolgenden Arbeitsganges zu startenknife 5.0 mm) around the sleeve 12. A facilitates handling. When using Main gas 14 (molecular gas) flows from one of the arc inlet 5 shown in Figs. 2 or 3a and 3b Operation cannot be interrupted to the surface of the workpiece by torch annular space between the sleeves 12 40 without extinguishing the arc flame. It is and 6. The position and shape of the cathode unit are inappropriate, the arc at the beginning and at the end the same as in Fig. 2. to start each successive operation

Argongas (200 cm/Min, wurde als das Schutzgas 4 und zu unterbrechen und besonders unzweckmäßig, und Wasserstoffgas (2 l/Min.) als das Hauptgas 14 den Gasstrom einzuschalten und zu unterbrechen, verwendet. Ein Werkstück 3 wurde durch Zirkulieren 45 Dieses Problem wird durch den in F i g. 4 a gevon Waser gekühlt. Die Entfernung zwischen dem zeigten Brenner völlig überwunden. Der Brenner Ende der Gasstromhülse 12 und dem Werkstück 3 gemäß Fig. 4a ist der gleiche wie der Brenner von betrug etwa 1 mm. Der Bogenstrom lag innerhalb Fig. 3, ausgenommen, daß ein Isolator 15 vorge-2 bis 10 A und die Bogenspannung innerhalb 60 bis sehen ist, der sowohl die Gasstromhülse 12 als auch 45 V. Als Stickstoff oder Kohlendioxydgas verwendet 50 die äußere Hülse 16 von der Kathodenhülse 9 elekwurden, lag die Bogenspannung innerhalb 50 bis trisch isoliert, und daß ein elektrischer Stromkreis 40 V. nut Kontakten a, b und c vorgesehen ist.Argon gas (200 cm / min, was used as the protective gas 4 and to cut off and particularly inconvenient, and hydrogen gas (2 L / min.) As the main gas 14 to cut in and cut off the gas flow. A workpiece 3 was used by circulating 45 this problem is cooled by the water in Fig. 4a. The distance between the torch shown is completely overcome. The torch end of the gas flow sleeve 12 and the workpiece 3 according to Fig. 4a is the same as the torch of about 1 mm Arc current was within Fig. 3, except that an insulator 15 is provided and the arc voltage is within 60 to see both the gas flow sleeve 12 and 45 V. The outer sleeve 16 of the 50 used as nitrogen or carbon dioxide gas Cathode sleeve 9 elecwurden, the arc voltage was within 50 to trisch isolated, and that an electrical circuit 40 V. is provided via contacts a, b and c .

Der obige Brenner wurde unter Verwendung von Der Brenner gemäß F i g. 4 a arbeitet folgender-The above burner was made using the burner of FIG. 4 a works as follows-

Wasserstoffgas zum Schweißen eines Aluminium- maßen: Zuerst werden Gase von den Einlassen 10 bleches mit 0,5 mm Dicke verwendet. Die Schweiß- 55 und 13 zugeführt. Dann wird die Gaszuführung von geschwindigkeit betrug etwa 15 m/Std. dem Einlaß 10 beendet, während der Gasstrom 4Hydrogen gas for welding an aluminum measure: First, gases from the inlets 10 sheet metal with a thickness of 0.5 mm is used. The welding 55 and 13 are fed. Then the gas supply from speed was about 15 m / h. the inlet 10 ended, while the gas stream 4

weiterfließt. Die elektrische Quelle 5 ist durch den Beispiel 3 Kontakt α mit dem Brenner verbunden. Dann wirdflows on. The electrical source 5 is connected to the burner by the example 3 contact α. Then it will be

Dieses Beispiel betrifft einen Bogenbrenner, bei ein elektrisches Potential zwischen der Kathodendem ein aktiver Plasmastrom verwendet wird. 60 einheit 2 und der Kathodenhülse 9 angelegt. ImThis example concerns an arc torch with an electrical potential across the cathode end an active plasma stream is used. 60 unit 2 and the cathode sleeve 9 applied. in the

Die Arbeitsweise, bei der ein chemisch aktives Ergebnis wird ein Lichtbogen zwischen dem Oberteil Gas und eine Lichtbogenflamme in Kombination der Kathodeneinheit 2 und der inneren Oberfläche verwendet werden, wie Sauerstoff-Lichtbogenschnei- der Kathodenhülse 9 hergestellt. Der so erzeugte den oder Sauerstoff-Argon-Lichtbogenschneiden (15 Bogen befindet sich innerhalb der Kathodenhülse, bis 20% Sauerstoffgasgehalt), ist für seine hohe 65 worin kein Gasstrom fließt. Der Gasstrom 4, der in Wirksamkeit und weite Anwendbarkeit bekannt. Ein dem ringförmigen Raum zwischen der Kathodensolches Verfahren kann zum Schneiden von Metall hülse 9 und der Gasstromhülse 12 fließt, wird durch jeder Art, auch unter Wasser, verwendet werden. einen Teil der Bogenableitung von der KathodenhülseThe way of working where a chemically active result is an electric arc between the upper part Gas and an arc flame in combination of the cathode unit 2 and the inner surface are used, such as oxygen arc cutter made of the cathode sleeve 9. The one created in this way the or oxygen-argon arc cutting (15 arc is located inside the cathode sleeve, up to 20% oxygen gas content), is for its high 65 in which no gas flow flows. The gas stream 4, which in Effectiveness and wide applicability known. One of the annular space between the cathode such Method can be used for cutting metal sleeve 9 and the gas flow sleeve 12 flows through of any kind, including underwater. part of the arc discharge from the cathode sleeve

9 109 10

erhitzt, und demzufolge tritt erhitztes und ionisiertes »Entfernung zu der Kathodenspitze« etwa 0,8 mm,heated, and consequently heated and ionized "distance to the cathode tip" occurs about 0.8 mm,

Gas am Ende der Kathodenhülse aus. Die Kontakte α jedoch kann dieser Wert mit der KathodenöfinungGas at the end of the cathode sleeve. However, the contacts α can match this value with the cathode opening

und b sind zunächst beide mit der elektrischen (3 mm Durchmesser), deren innere Ringkante mitand b are initially both with the electrical (3 mm diameter), whose inner ring edge with

Quelle 5 verbunden, und dann wird die Verbindung 15° abgeglichen ist, auf 1,5 mm verbessert werden,Source 5 connected, and then the connection is balanced 15 °, improved to 1.5 mm

des Kontaktes α mit der elektrischen Quelle 5 ge- 5 In Hinblick auf die Stabilisierung des Kathoden-of the contact α with the electrical source 5 ge 5 With regard to the stabilization of the cathode

trennt. Im Ergebnis wird der Anodenansatzpunkt ansatzpunktes und die Sicherung der Verstellungseparates. The result is the starting point of the anode and securing the adjustment

des Bogens von dem Ende der Kathodenhülse 9 zum des Anodenansatzpunktes wird die »Entfernung zuof the arc from the end of the cathode sleeve 9 to the anode attachment point, the »distance to

Ende der Gasstromhülse 12 verschoben. Der auf der Kathodenspitze« gewöhnlich um etwa 0,1 bisThe end of the gas flow sleeve 12 is displaced. That on the cathode tip "usually by about 0.1 to

diese Weise verschobene Bogen befindet sich inner- 0,2 mm kürzer als die kritische Entfernung eingestellt,Arc moved in this way is within 0.2 mm shorter than the critical distance set,

halb des fließenden Gasstromes, und es wird deshalb io Mit dem in F i g. 4 a gezeigten Brenner kann derhalf of the flowing gas stream, and it is therefore io With the in F i g. 4 a burner shown can

die Plasmastrahlflamme erzeugt. Der Raum zwischen Betrieb ohne Erlöschen der Bogenflamme unter-the plasma jet flame is generated. The space between operation without extinguishing the arc flame

dem Oberteil der Kathodeneinheit 2 und der Ober- brechen werden. Auf diese Weise wird leichtes undthe upper part of the cathode unit 2 and the upper part. In this way it becomes easy and

fläche des Werkstückes 3 ist auf Grund des Vor- wirksames Arbeiten ermöglicht,surface of the workpiece 3 is enabled due to the previous work,

liegens der Plasmastrahlflamme leitend. Die Kon- In Fig. 4b ist eine Modifizierung des Stromkreisesthe plasma jet flame is conductive. The circuit in Fig. 4b is a modification of the circuit

takte b und c sind beide mit der elektrischen Quelle5 15 von Fig. 4a gezeigt. Die Modifizierung ist für dieClocks b and c are both shown with electrical source 5 15 of Figure 4a. The modification is for that

verbunden, und dann wird die Verbindung des Verwendung bei der Bearbeitung eines relativ kleinenconnected, and then the connection of the use when editing a relatively small

Kontaktes b mit der Quelle 5 getrennt. Im Ergebnis Werkstückes geeignet, wobei der elektrische Arbeits-Contact b with the source 5 separated. As a result, the workpiece is suitable, whereby the electrical work-

wird der Bogen verschoben und zwischen der strom kleiner sein muß als der den Bogen erhaltendethe arc is shifted and between the current must be smaller than the one receiving the arc

Kathodeneinheit 2 und dem Werkstück 3 hergestellt. elektrische Strom. Der elektrische Arbeitsstrom wirdCathode unit 2 and the workpiece 3 produced. electrical current. The working electrical current will

Die umgekehrte Betätigung der Kontakte ver- 20 von einer elektrischen Quelle vom Reaktortyp mitThe reverse actuation of the contacts is provided by a reactor-type electrical source

ursacht die Verschiebung des Bogens nach rückwärts. relativ kleiner Kapazität geliefert, während der dencauses the arch to shift backwards. relatively small capacity delivered during the den

Aus der Modifizierung der Fig. 4a und dem be- Bogen erhaltende elektrische Strom von einer ande-From the modification of FIG. 4a and the electric current obtained from another

gleiteten elektrischen Stromkreis können die folgen- ren elektrischen Quelle vom Reaktortyp mit relativThe following reactor-type electrical source can be used in a sliding electrical circuit with relative

den zwei Vorteile gezogen werden. großer Kapazität geliefert wird. Die elektrischentwo advantages are drawn. large capacity is delivered. The electric

Erstens kann die Unterbrechung des Bogens, der 25 Quellen haben eine abfallende Charakteristik, sich zum Werkstück erstreckt, bewirkt werden, ohne Die Vorteile der Modifizierung gegenüber dem den von der Kathodeneinheit ausgehenden Bogen elektrischen Kreis unter Verwendung einer einzigen auszulöschen, und zweitens ist die Plasmaflamme Quelle, die beide Ströme beliefern kann, sind die vollständig innerhalb der Kathodenhülse gehalten, hochwirksame Ausnutzung der elektrischen Quelle die keinen fließenden Gasstrom enthält. Mit anderen 30 und die Fähigkeit, bei der Bearbeitung auf ein Worten, keine Plasmaflamme gelangt streuend aus anderes Werkstück überzugehen, während der Bogen der Kathodenhülse, wodurch nutzloses Erhitzen des in dem Brenner aufrechterhalten wird. Werkstückes völlig vermieden werden kann. In Fig. 4c ist eine andere Modifizierung gezeigt, Außerdem kann das Licht von dem Kathoden- die für die Verwendung bei der Bearbeitung eines ansatzpunkt zur Beleuchtung der Oberfläche des 35 relativ großen Werkstückes geeignet ist, worin der Werkstückes verwendet werden. Die Beleuchtung elektrische Arbeitsstrom größer sein muß als der mittels des Kathodenansatzpunktes ist beim Schwei- den Bogen aufrechterhaltende elektrische Strom, ßen von beispielsweise feinen Drähten besonders Im Gegensatz zu der vorstehenden Modifizierung nützlich. ist die elektrische Quelle 51 von kleiner Kapazität Bei der obenerwähnten Arbeitsweise muß fest- 40 und die elektrische Quelle 52 von großer Kapazität, gehalten werden, daß der Übergang des Anoden- Als elektrische Quelle 51 wird eine Energielieferansatzpunktes des Bogens zur nächstäußeren Hülse einrichtung vom Typ mit konstantem Strom und als nicht gelingt, wenn nicht der Weg von der Kathoden- die elektrische Quelle 52 wird eine Energielieferspitze zu der Kante der nächstäußeren Hülse unter einrichtung vom Typ mit konstantem Strom oder dem Einfluß des durch den Bogen erhitzten und 45 konstanter Spannung verwendet. Bei dieser Modifiionisierten Gases leitfähig gemacht wird. zierung nimmt der den Bogen aufrechterhaltende In diesem Zusammenhang ist erforderlich, daß das Strom durch den Kontakt b um die dem Arbeits-Gas zwischen der inneren Hülse und der nächst- strom entsprechende Menge ab. Wenn der Arbeitsäußeren Hülse fließt, zu der der Anodenansatzpunkt strom dem den Bogen aufrechterhaltenden Strom verschoben werden soll, bevor ein elektrisches Poten- 50 gleich ist, fließt kein Strom durch den Kontakt b, tial an die nächstäußere Hülse angelegt wird. wie dies in der Ausführungsform von F i g. 4 a derFirst, the interruption of the arc, the sources having a sloping characteristic extending towards the workpiece, can be effected without extinguishing the advantages of modifying the arc using a single electrical circuit emanating from the cathode unit, and second, the plasma flame source that can supply both currents are completely contained within the cathode sleeve, highly effective use of the electrical source that does not contain a flowing gas stream. In other words, and the ability to work in a nutshell, no plasma flame stray from another workpiece while passing the arc of the cathode sleeve, thereby maintaining useless heating in the torch. Workpiece can be completely avoided. Another modification is shown in Fig. 4c. In addition, the light from the cathode which is suitable for use in machining a starting point for illuminating the surface of the relatively large workpiece in which the workpiece is used can be used. The lighting electrical working current must be greater than the electrical current maintained by means of the cathode attachment point is particularly useful when welding arc, for example fine wires. In contrast to the above modification. is the electrical source 51 of small capacity. In the above-mentioned operation, 40 and the electrical source 52 of large capacity, must be kept that the transition of the anode as the electrical source 51 is an energy supply point of the arc to the next outer sleeve device of the type with constant current and as unsuccessful if not the path from the cathode - the electrical source 52, an energy supply tip is used to the edge of the next outer sleeve under means of the constant current type or the influence of the heated by the arc and 45 constant voltage. With this Modifiionisiert gas is made conductive. In this connection it is necessary that the flow through the contact b decreases by the amount corresponding to the working gas between the inner sleeve and the next flow. If the working outer sleeve flows to which the anode starting point current is to be shifted to the arc-maintaining current before an electrical potential is equal, no current flows through the contact b, tial is applied to the next outer sleeve. as in the embodiment of FIG. 4 a the

Die Erhöhung der »Entfernung der Kathoden- Fall ist.Increasing the »removal of the cathode case is there.

spitze« wirkt in Hinblick auf die Stabilisierung des Bei jeder der obigen Modifizierungen ist derpoint «acts in terms of stabilizing the. Each of the above modifications is the

Bogens. Wenn jedoch die Entfernung erhöht wird, Arbeitsstrom von Null ab variabel gemacht. Mit demBow. However, as the distance is increased, working current is made variable from zero. With the

versagt der Übergang des Anodenansatzpunktes, da 55 Brenner, der die elektrische Schaltung von F i g. 4 cthe transition of the anode attachment point fails because the burner, which controls the electrical circuit of FIG. 4 c

der äußere Gasstrom in der Nähe der Kante der verwendet, ist Polaritätsumkehrbetrieb möglich,the external gas flow near the edge of the used, polarity reversal operation is possible,

nächstäußeren Hülse nicht vollständig erhitzt und In der tatsächlichen Einrichtung gemäß Fig. 4cnext outer sleeve not completely heated and in the actual device according to FIG. 4c

ionisiert ist und deshalb der Weg zu der Kante der wird das Ausmaß der Bogenwegöffnung der Hülsen 9is ionized and therefore the path to the edge of the becomes the extent of the arcuate path opening of the sleeves 9

nächstäußeren Hülse weniger leitfähig gemacht ist. und 12 auf 1,7 mm eingestellt. Von dem Einlaß 13next outer sleeve is made less conductive. and 12 set to 1.7 mm. From the inlet 13

Diese Neigung kann jedoch verbessert werden, in 60 wird Argongas mit der Geschwindigkeit von 0,5 l/Min,However, this tendency can be improved, in 60 argon gas is blown at the rate of 0.5 l / min,

dem die Innenkante der Öffnung der inneren Hülse zugeführt. Das Ende des Brenners wird in einerto which the inner edge of the opening of the inner sleeve is fed. The end of the burner is in a

so abgeglichen wird, daß ein kleiner Teil des längs Entfernung von 0,1 mm von der Oberfläche desis adjusted so that a small part of the longitudinal distance of 0.1 mm from the surface of the

der äußeren Oberfläche der inneren Hülse fließenden Werkstückes positioniert. Wenn der Bogenstrom 5 Apositioned on the outer surface of the inner sleeve flowing workpiece. When the arc current is 5 A

Gases in die innere Hülse eintreten kann, wodurch beträgt, beträgt die Bogenspannung des zwischen derGas can enter the inner sleeve, which is the arc voltage between the

der Kontakt zwischen dem Bogen und dem Gas 65 Kathodenspitze und der Kathodenhülse 9 gebildetenthe contact between the arc and the gas 65 cathode tip and the cathode sleeve 9 is formed

sichergestellt wird. Bogens 15 V, und es tritt keine Plasmaflamme ausis ensured. Arc 15 V, and no plasma flame emerges

Für die tatsächliche Einrichtung, auf die später der Kathodenhülse aus. Dann wird der Bogen zuFor the actual set up, the cathode sleeve will be made out later. Then the bow closes

Bezug genommen wird, beträgt die maximal mögliche dem Ende der Hülse 12 verschoben. Die Bogen-Reference is made, the maximum possible is the end of the sleeve 12 shifted. The bow

11 1211 12

spannung beträgt 22 V. Die Plasmaflamme stößt Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß dievoltage is 22 V. The plasma flame bursts From the foregoing it can be seen that the

heraus. Wenn das positive Potential über den Kon- Nichtausrichtung der Kathodeneinheit 2 und derout. When the positive potential across the con-non-alignment of the cathode unit 2 and the

takt c an das Werkstück 3 angelegt wird, verlängert Kathoden- und Anodenhülsen in dem Brenner gemäßclock c is applied to the workpiece 3, extended cathode and anode sleeves in the burner according to

sich der Bogen und erreicht die Oberfläche des F i g. 5 keinen nachteiligen Einfluß auf die Stabilitätthe arch and reaches the surface of the fig. 5 does not adversely affect the stability

Werkstückes. Wenn die Entfernung zwischen dem 5 der Plasmaflamme hat.Workpiece. When the distance between the 5 has the plasma flame.

Ende des Brenners und der Oberfläche des Werk- . .End of the burner and the surface of the work-. .

Stückes unter 5mm beträgt, kann der Bogen ein- Beispiel 6Piece is less than 5mm, the arch can be Example 6

wandfrei zu der Oberfläche des Werkstückes ver- Dieses Beispiel gibt eine Modifizierung des Bren-wall-free to the surface of the workpiece This example shows a modification of the firing

schoben werden, indem einfach die Kontakte«, b ners gemäß Fig. 5 wieder und zeigt die Regelungbe inserted simply by the contacts "b, former according to Fig. 5, and shows the scheme

und c betätigt werden. io der Bogenspannung. In dem Brenner gemäß F i g. 5and c are operated. io the arc tension. In the burner according to FIG. 5

P . . hängt die Bogenspannung von dem Abstand zwischenP. . the arc voltage depends on the distance between

Beispiel 5 _der Kathodenspitze 9' und der inneren Seite derExample 5 of _the cathode tip 9 'and the inner side of the

Dieses Beispiel betrifft den Bogenbrenner, der Anodenöffnung 6' ab. Wenn die Entfernung in der einen Plasmastrahl erzeugt. Die genaue Zentrierung Hoffnung der Erhöhung der Bogenspannung erhöht der Kathodeneinheit und der Gasführung rund um 15 wird, so erhöht sich die Bogenspannung nicht prodie Kathodeneinheit ist bisher als bei der Betriebs- portional zu der Entfernung über einen bestimmten stabilisierung des Brenners unerläßlich betrachtet Wert hinaus, und der Strahl der Plasmaflamme wird worden. Diesbezüglich wird die Toleranz bei der verschlechtert. Dies begreift die Kurvenbildung des Herstellung des Brenners mit abnehmender Brenner- Bogens in der Anodenöffnung mit ein. Auch bei dem größe eng. Außerdem ist es schwierig, den stabilen 20 herkömmlichen Plasmabrenner kann der Aufbau des Brenner mit üblicher Leitungsfähigkeit zu reprodu- Brenners teilweise in Hinblick auf die Verbesserung zieren. der Bogenspannung modifiziert werden. DerartigeThis example concerns the arc torch, the anode opening 6 'from. If the distance is in the generates a plasma jet. The exact centering hope of increasing the arc tension increases the cathode unit and the gas guide is around 15, the arc voltage does not increase prodie Cathode unit is so far as when operating proportional to the distance over a certain Stabilization of the torch is considered essential, and the jet of plasma flame becomes been. In this regard, the tolerance in the is worsened. This understands the curve formation of the Manufacture of the burner with a decreasing burner arc in the anode opening. Even with that size tight. In addition, it is difficult to build the stable conventional plasma torch Burner with the usual conductivity to reproduce burner partly with a view to improvement adorn. the arc voltage can be modified. Such

Dieses Problem überwindet die Ausführungsform Modifizierungen können jedoch nicht ohne begleigemäß F i g. 5. Sie weist eine Anodenhülse 6 an Stelle tende Instabilität des Bogens durchgeführt werden, der Außenhülse 6 in der Ausführungsform von 25 Dieses Problem überwindet der Brenner gemäß Fig. 2 auf. Die Anodenhülse hat eine enge End- Fig. 6. Diese Ausführungsform ist die gleiche wie öffnung oder Anodenöffnung 6'. Die Anodenhülse die von Fig. 5, mit der Ausnahme, daß eine Gasist von der Kathodenhülse 9 durch einen Isolator 15 stromhülse 12 mit einer reduzierten öffnung 12' vorisoliert, gesehen ist. An die Kathodenhülse 9 und die Gas-This problem overcomes the embodiment modifications but can not be done without accompanying F i g. 5. It has an anode sleeve 6 instead of the instability of the arc, of the outer sleeve 6 in the embodiment of FIG. 25 This problem is overcome by the burner according to FIG Fig. 2. The anode sleeve has a narrow end- Fig. 6. This embodiment is the same as opening or anode opening 6 '. The anode sleeve is that of Figure 5 except that one is gas from the cathode sleeve 9 by an insulator 15, current sleeve 12 with a reduced opening 12 'is pre-insulated, is seen. To the cathode sleeve 9 and the gas

Bei dem obenerwähnten Aufbau wird der Außen- 30 stromhülse 12 ist ein gemeinsames Potential angelegt,In the above-mentioned structure, the external 30 current sleeve 12 is applied to a common potential,

durchmesser der Kathodenhülse auf 4,0 mm, der Die Bogenspannung kann erhöht werden, indem diediameter of the cathode sleeve to 4.0 mm, the arc voltage can be increased by the

Innendurchmesser der Anodenhülse 6 auf 5,0 mm Entfernung zwischen der äußeren Oberfläche desInner diameter of the anode sleeve 6 to 5.0 mm distance between the outer surface of the

und der Durchmesser der Anodenöffnung 6' auf oberen Endes der Gasstromhülse 12 und der innerenand the diameter of the anode opening 6 'on the upper end of the gas flow sleeve 12 and the inner one

1 mm eingestellt. Die Achse der Anodenhülse 6 ist Oberfläche des oberen Endes der Hülse 6 erhöht1 mm set. The axis of the anode sleeve 6 is increased surface of the upper end of the sleeve 6

in Hinblick auf die Achse der Kathodeneinheit der- 35 wird. Es wurden mehrere Brenner mit verschiedenenwith respect to the axis of the cathode unit is the 35. There were several burners with different

art verschoben, daß der Ringspalt, durch den der Entfernungen zwischen dem Ende der Hülse 12 undart shifted that the annular gap through which the distances between the end of the sleeve 12 and

Gasstrom 4 fließt, rechts eine Querbreite von 0,8 mm dem Ende der Hülse 6 (0,5 bis 4,5 mm) untersucht,Gas stream 4 flows, a transverse width of 0.8 mm from the end of the sleeve 6 (0.5 to 4.5 mm) is examined on the right,

und links eine Querbreite von 0,2 mm hat. Argongas Die folgenden Faktoren waren allen untersuchtenand on the left has a transverse width of 0.2 mm. Argon Gas The following factors were all examined

wird als Gasstrom 4 mit der Geschwindigkeit von Brennern gemeinsam.is common as gas stream 4 at the speed of burners.

0 5 l/Min, zugeführt Die anderen Faktoren sind die 40 _{Durchmesser der} verkleinerten öffnung 12' 1,0 mm0 5 l / min, supplied The other factors are the 40 _{diameter of the} reduced opening 12 '1.0 mm

gleichen wie im Beispiel 2. Die Bogenspannung _{Durchmesser der} Anodenöffnung 6' ..... 1,0 mmsame as in example 2. The arc _{voltage diameter of the} anode opening 6 '..... 1.0 mm

J**«¹ 21; V bei einem Bogenstrom von 5 A Der _meSgesdminä^_t _des Gasstromes 14J ** « ¹ 21; V at an arc _current of 5 A The meSgesdminä ^ _{t of} _the gas flow 14

Bogen bleibt fur die Zeitspanne von mehr als 4 Stun- /α \ 1 ι«/·Arc remains for a period of more than 4 hours / α \ 1 ι «/ ·

,^&,_Α,., „._ ^r . „-. (Argon) 1 I/Min., ^& , _Α ,., “._ ^r . "-. (Argon) 1 l / min.

den sehr stabil. Die Bogenspannung ist um etwa 2 Vthe very stable. The arc voltage is around 2V

niedriger als die Bogenspannung des Bogens bei 45 Die Bogenspannungen der so getesteten Brennerlower than the arc voltage of the arc at 45. The arc voltages of the burners so tested

dem Brenner, dessen Anodenhülse mit der Achse lagen für den Strom von 5 A innerhalb des Bereichesthe burner, whose anode sleeve with the axis were within the range for the current of 5 A

der Kathodeneinheit zentriert ist, und es wird eine von 22 bis 40 V. Der Test zeigte, daß die Bogen-the cathode assembly is centered, and there is a voltage of 22 to 40 V. The test showed that the arc

merkliche Abnahme bei dem Strahl der Plasma- spannung in dem Ausmaß von etwa 4 V/mm durchmarked decrease in the beam of plasma voltage to the extent of about 4 V / mm

flamme festgestellt. Die obige Verschiebung ist viel Variieren der Entfernung zwischen den Enden derflame detected. The above displacement is much varying the distance between the ends of the

größer als die wahrscheinliche Verschiebung, die 50 beiden äußeren Hülsen verbessert werden kann. Dergreater than the probable displacement that 50 two outer sleeves can be improved. Of the

bei der Herstellung des Brenners auftreten kann, und Strahl des Plasmastrahles 1 wurde mit der Zunahmemay occur in the manufacture of the torch, and the plasma jet 1 was increased with the increase

wird sich dabei unmöglich ergeben. Das Vorhanden- der Bogenspannung verlängert,it will be impossible to surrender. The presence of the arc tension extends

sein eines Isolators zwischen der Kathodeneinheit Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß die ver-being an insulator between the cathode unit From the above it can be seen that the

und der Anodenhülse verschlechtert zwar die Ge- kleinerte öffnung 12' der Gasstromhülse 12 dieand the anode sleeve admittedly worsens the smaller opening 12 'of the gas flow sleeve 12

nauigkeit bei der Herstellung des Brenners, die 55 Stabilisierung des Bogens bewirkt und jede Bogen-accuracy in the manufacture of the torch, which stabilizes the arch and every arch

höchste wahrscheinliche Verstellung liegt jedoch spannung erhalten werden kann, indem die Ent-the highest probable displacement is, however, tension can be obtained by releasing the

innerhalb des Bereiohes von 0,1 bis 0,2 mm. Diese fernung zwischen den oberen Enden der beidenwithin the range of 0.1 to 0.2 mm. This distance between the top ends of the two

höchste wahrscheinliche Verstellung, die bei dem äußeren Hülsen in geeigneter Weise gewählt wird. Brenner gemäß F i g. 5 zu erwarten ist, ruft keinenhighest probable adjustment, which is selected in a suitable manner in the case of the outer sleeves. Burner according to FIG. 5 is to be expected, does not call

nachteiligen Einfluß auf die Bogenspannung und die 60 B e i s ρ i e 1 7
Plasmaflamme hervor. Ein Brenner mit einer Anodenhülse mit einem Innendurchmesser von 5 mm und Dieses Beispiel umfaßt eine Modifizierung der ein anderer Brenner mit einer Führungshülse mit Ausführungsform gemäß Beispiel 6 und betrifft einen einem Innendurchmesser von 6 mm wurden in Hin- Brenner, der mit einem relativ großen Verhältnis blick auf ihre Leistungsfähigkeit oder ihre Eigen- 65 des molekularen Gases zu dem Schutzgas betrieben schäften untersucht. Der Test zeigte, daß beide werden kann. Der Aufbau dieser Modifikation ist der Brenner eine gemeinsame Leistungsfähigkeit oder gleiche wie der des Brenners gemäß F i g. 6, jedoch gemeinsame Eigenschaften besitzen. ist der Durchmesser der öffnung 12' der Gasstrom-disadvantageous influence on the arc voltage and the 60 B eis ρ ie 1 7
Plasma flame. A burner with an anode sleeve with an inner diameter of 5 mm and This example comprises a modification of another burner with a guide sleeve with the embodiment according to Example 6 and relates to a burner with an inner diameter of 6 mm, which looks with a relatively large ratio investigated for their performance or their properties. The test showed that both can be. The structure of this modification is that the burner has a common performance or the same as that of the burner shown in FIG. 6, but have common properties. is the diameter of the opening 12 'of the gas flow

13 1413 14

hülse 12 gleich groß wie der Durchmesser der öff- die Verhinderung der Oxydation der Arbeitsobernung der Kathodenhülse 9 gewählt. fläche des Werkstückes. In einem tatsächlichen Bren-Sleeve 12 is the same size as the diameter of the opening, preventing oxidation of the working surface the cathode sleeve 9 is selected. area of the workpiece. In an actual fiery

Wenn der Durchmesser der Öffnung 12' in dem ner gemäß F i g. 8 ist der Durchmesser des Auslasses Brenner gemäß Fig. 6 in Hinblick auf die Ver- 12' etwa 1,5 mm. Argongas wird aus dem Einlaß besserung der Stabilität des Bogens verkleinert wird, 5 13 mit der Geschwindigkeit von 0,5 l/Min, zugeführt, dann besteht die Gefahr des Auftretens eines doppel- Zuerst wird der Bogen zwischen der Kathodeneinten Bogens, der den Spalt zwischen der Kathoden- heit2 und der Kathodenhülse 9 gebildet, und dann spitze und der Innenseite des konvergierenden Endes wird der Anodenansatzpunkt des so gebildeten Boder Hülse 12 und den Spalt zwischen der Außenseite gens auf das Werkstück verschoben. Wenn der Bogen des konvergierenden Endes der Hülse 12 und der io zwischen der Kathode und dem Werkstück gebildet Innenseite des konvergierenden Endes der Hülse 6 ist, wird die Zuführung des Gasstromes 11 beendet, überbrückt. Auf diese Weise werden dann die kon- Der so gebildete kurvenförmige Bogen ist sehrIf the diameter of the opening 12 'in the ner according to FIG. 8, the diameter of the burner outlet according to FIG. 6 with regard to the connection 12 'is approximately 1.5 mm. Argon gas is supplied from the inlet to improve the stability of the arc, 5 13 at the rate of 0.5 l / min, then there is a risk of double-first, the arc between the cathode in the arc, the gap between the cathode unit 2 and the cathode sleeve 9 are formed, and then pointed and the inside of the converging end, the anode attachment point of the sleeve 12 formed in this way and the gap between the outside are shifted onto the workpiece. When the arc of the converging end of the sleeve 12 and the io formed between the cathode and the workpiece is inside the converging end of the sleeve 6, the supply of the gas flow 11 is terminated, bridged. In this way, the curvilinear arch thus formed is very much

vergierenden Enden der Hülsen 6 und 12 beschädigt. stabil. Für den Strom mit 5 A ist die Bogenspannung Um eine derartige doppelte Bogenbildung zu ver- höher, als sie in dem Brenner sein würde, der einen hindern, ist es erforderlich, die Fließgeschwindigkeit 15 Auslaß in der Achse der Kathodeneinheit angeorddes Schutzgases 14 mit abnehmendem Durchmesser net aufweist.verging ends of the sleeves 6 and 12 damaged. stable. For the current with 5 A is the arc voltage To increase such double arcing higher than it would be in the torch, the one To prevent it, it is necessary to set the flow rate 15 outlet angeorddes in the axis of the cathode unit Has protective gas 14 with decreasing diameter net.

der Öffnung 12' zu erhöhen. Wenn beispielsweise der F i g. 9 zeigt eine Modifizierung des Brennersthe opening 12 'to increase. For example, if the FIG. 9 shows a modification of the burner

Durchmesser der Öffnung 12' etwa 1,0 mm ist und gemäß Fig. 8. Diese Modifizierung ermöglicht die die Fließgeschwindigkeit des Schutzgases auf unter Regelung der Richtung des kurvenförmigen Bogens 0,41/mm verringert wird, so tritt bei einem elek- 20 ohne Bewegung des gesamten Brenners mittels einer trischen Strom von 5 A der doppelte Bogen auf. drehbaren Hülseneinheit. Die drehbare Hülsenein-Diameter of the opening 12 'is about 1.0 mm and as shown in FIG. 8. This modification enables the the flow rate of the protective gas under control of the direction of the curved arc 0.41 / mm is reduced, in the case of an elec- 20 without moving the entire burner by means of a electric current of 5 A of the double arc. rotatable sleeve unit. The rotatable sleeve

Mit der Zunahme des Schutzgases wird jedoch die heit besteht aus den äußeren und inneren Hülsen 6 Wirksamkeit des Brenners verringert, da an Stelle und 12, die voneinander durch einen Isolator 15 des Schutzgases das molekulare Gas erhitzt werden elektrisch isoliert sind. Die Auslässe 6' und 12'" diemuß. 25 ser Hülsen fluchten miteinander.With the increase in the protective gas, however, the unit consists of the outer and inner sleeves 6 Efficiency of the burner is reduced because in place 12 and 12, separated from each other by an insulator 15 of the protective gas the molecular gas are heated are electrically isolated. The outlets 6 'and 12' "must be. 25 ser sleeves are aligned with one another.

Wenn im Gegensatz zu dem Vorstehenden der Die Verlagerung des Anodenansatzpunktes desIf, contrary to the above, the relocation of the anode attachment point of the

Durchmesser der Öffnung 12' in Hinblick auf die Bogens zwischen der äußeren Hülse und dem Werk-Verhinderung des doppelten Bogens erhöht wird, stück kann einfach bewirkt werden, indem ein elektritt ein Teil des molekularen Gases in die Kathoden- irisches Potential an die äußere Hülse und das Werkhülse ein und reagiert an der Kathodeneinheit ehe- 30 stück angelegt wird. Die Regelbarkeit der Bogenmisch, was zum Verbrauch der Kathodeneinheit Verlagerung und der Bogenrichtung erleichtert den führt. Betrieb.Diameter of the opening 12 'in terms of the arc between the outer sleeve and the work-preventing The double arc is increased, the piece can be easily effected by using an electritt some of the molecular gas in the cathode irish potential to the outer sleeve and the movement sleeve on and reacts to the cathode unit before it is applied. The controllability of the bow mixer, resulting in the consumption of the cathode unit displacement and the arc direction facilitates the leads. Operation.

Für die Verbesserung der Wirksamkeit und den Beispiel 9For the improvement of the effectiveness and the example 9

vollen Schutz der Kathode ist der optimale Durch-full protection of the cathode is the optimal

messer der öffnung 12' experimentell als etwa gleich 35 Dieses Beispiel betrifft einen Bogenbrenner, der dem Durchmesser der Öffnung der Kathodenhülse beim Arbeiten an einem Werkstück mit verschiedebestimmt worden. nen Wärmekapazitäten nützlich ist. Die Durchfüh-Es soll festgestellt werden, daß die Dicke des kon- rung von Schweißarbeiten an derartigen Werkstücken vergierenden Endes der Hülse 6 erhöht werden muß, ist außerordentlich schwierig.diameter of the opening 12 'experimentally as approximately equal to 35 This example relates to an arc torch which the diameter of the opening of the cathode sleeve when working on a workpiece with different determined been. thermal capacities is useful. It should be determined that the thickness of the contour of welding work on such workpieces The verging end of the sleeve 6 must be increased is extremely difficult.

um die Ableitung des Bogens von dem Ende der 40 Ausgehend davon, daß zwei herkömmliche Bren-Hülse 6 zu verhindern. ner gemäß F i g. 1 mit ihren Kathodenspitzen inaround the derivation of the arc from the end of 40 Assuming that two conventional Bren sleeve 6 to prevent. ner according to FIG. 1 with their cathode tips in

In dem tatsächlichen Beispiel des Brenners gemäß Richtung auf zwei benachbarte verschiedene Metall-F i g. 7 beträgt die öffnung der Gasstromhülse 12 werkstücke angeordnet sind und zum Verschweißen etwa 1,7 mm, und der Durchmesser der Anoden- und Verbinden dieser Werkstücke längs ihrer Zuöffnung 6' macht etwa 1 mm aus. Argongas als 45 sammenstoßoberfläche verwendet werden, so haben Schutzgas 14 wird mit der Fließgeschwindigkeit von die zwei Bögen die Neigung, sich einander anzuetwa 200 cm³/Min. und Stickstoffgas als molekula- nähern, was zur Bildung eines einzigen Bogens führt, res Gas wird mit der Fließgeschwindigkeit von etwa Aus diesem Grund ist es außerordentlich schwierig, 2 l/Min, zugeführt. Der Bogenstrom beträgt etwa 4 zwei benachbarte Werkstücke durch zwei verschiebis 5 A, und die Bogenspannung macht etwa 50 bis 50 dene Bögen unabhängig zu erhitzen. 45 V aus. Die Dicke des konvergierenden Endes der Diese Schwierigkeit kann durch den Brenner gemäßIn the actual example of the burner according to the direction of two adjacent different metal F i g. 7 is the opening of the gas flow sleeve 12 workpieces are arranged and for welding about 1.7 mm, and the diameter of the anode and connecting these workpieces along their inlet opening 6 'is about 1 mm. Argon gas may be used as sammenstoßoberfläche 45, so shielding gas have 14 is compared with the flow rate of the two sheets, the tendency to one another about 200 cm ³ / min. and nitrogen gas approaching molecularly, resulting in the formation of a single arc, res gas is supplied at the flow rate of about. For this reason, it is extremely difficult, 2 l / min. to be supplied. The arc current is about 4 two adjacent workpieces through two shifts 5 A, and the arc voltage makes about 50 to 50 dene arcs to be heated independently. 45 V off. The thickness of the converging end of this difficulty can be determined by the burner according to

Hülse 6 muß etwa 3 mm oder mehr betragen (die Fig. 10 völlig vermieden werden. Wie aus Fig. 10 Dicke des entsprechenden Teiles des tatsächlichen ersichtlich, bewirkt ein zwischen den beiden Katho-Brenners gemäß Fig. 6 beträgt etwa 0,5 bis 1,0mm). deneinheiten2 angeordnetes Schildteil die Trennung . 55 und die Führung der zwei Bogen 1 auf die zwei be-Sleeve 6 must be about 3 mm or more (Fig. 10 can be avoided completely. As in Fig. 10 Thickness of the corresponding part of the actual apparent, causes an between the two catho-torches according to FIG. 6 is about 0.5 to 1.0 mm). the units2 arranged shield part the separation . 55 and the guidance of the two sheets 1 on the two

Beispiel 8 nachbarten verschiedenen Metallwerkstücke. DasExample 8 adjacent various metal workpieces. That

Dieses Beispiel betrifft einen Brenner, der einen Umhüllungsgas 4 wird durch den ringförmigen Raum gebogenen Strombogen in stabilem Zustand erzeugen zwischen der Kathodenhülse 9 und der äußeren kann. Der Brenner ist beispielsweise bei der Bear- Hülse 6 zugeführt. Die Intensität des Bogens hängt beitung der inneren Oberfläche eines Rohres von 60 ab von der Wärmeaufnahmefähigkeit des Werk-Nutzen. Derartige Arbeiten sind bisher als unmög- Stückes.This example concerns a burner which is a sheath gas 4 through the annular space create curved electric arcs in a stable state between the cathode sleeve 9 and the outer one can. The torch is supplied to the bearing sleeve 6, for example. The intensity of the arc depends Processing of the inner surface of a pipe from 60 on the heat absorption capacity of the work benefit. Such work has so far been considered impossible.

Hch betrachtet worden. In dem tatsächlichen Brenner gemäß Fig. 10 sindHuh been considered. In the actual burner shown in FIG

Gemäß F i g. 8 ist eine Auslaßöffnung 12' der die zwei Kathodeneinheiten derart angeordnet, daß Gasstromhülse 12 bezüglich der Achse der Katho- sich die Verlängerungen ihrer Achsen mit dem Windeneinheit 2 im Winkel angeordnet (in Fig. 8 bei- 65 kel von 25° treffen. Die Entfernung zwischen den spielsweise mit 90°), so daß der Bogen 1 durch den Zentren der beiden Kathodenöffnungen 9' am Ende aus dem Auslaß 12' ausfließenden Gasstrom umge- der Kathodenhülse 9 beträgt etwa 3 mm. Argongas bogen werden kann. Der Schutzgasstrom 4 bewirkt als Umhüllungsgas 4 wird mit der GeschwindigkeitAccording to FIG. 8 is an outlet opening 12 'of the two cathode units arranged so that Gas flow sleeve 12 with respect to the axis of the cathode is the extensions of its axes with the winch unit 2 arranged at an angle (in Fig. 8 meet an angle of 25 °. The distance between the for example with 90 °), so that the sheet 1 through the centers of the two cathode openings 9 'at the end The gas stream flowing out of the outlet 12 'around the cathode sleeve 9 is approximately 3 mm. Argon gas can be bent. The protective gas flow 4 is effected as the enveloping gas 4 with the speed

von etwa 1 l/Min, zugeführt. Ein Kupferblech mit einer Dicke von etwa 1 mm und ein anderes Kupferblech mit einer Dicke von etwa 3 mm werden längs ihrem Zusammenstoß mit Silber verschweißt, wobei der Bogenstrom von 1,5 A zu dem dünnen Blech und der Bogenstrom von 5 A zu dem dicken Blech fließen. Die vollkommen luftdichte Verschweißung wird leich erreicht.of about 1 l / min. A sheet of copper with a thickness of about 1 mm and another sheet of copper with a thickness of about 3 mm are welded along their collision with silver, wherein the arc current of 1.5 A to the thin sheet and the arc current of 5 A to the thick sheet flow. The completely airtight weld is easily achieved.

Wenn der Zugang zu einem Werkstück für den Brenner schwierig ist, dehnen sich die Bögen aus,When a workpiece is difficult for the torch to access, the arcs expand,

und die Ränder des Bogens weiten sich, was zur Bildung eines vereinigten einzigen Bogens führt.and the edges of the arch widen, resulting in the formation of a unified single arch.

Diese Schwierigkeit tritt beispielsweise beim Verschweißen und Fixieren eines Rohres auf einer dikken Platte auf. Die Verlängerung des Schildendes, wie sie in Fig. 10 gestrichelt dargestellt ist, hindert die zwei Bögen wirksam daran, sich bei der obenerwähnten Arbeitsweise zu mischen. Größe und Form der Verlängerung kann passend für den Arbeitsraum gewählt werden.This difficulty occurs, for example, when welding and fixing a pipe on a thick one Plate on. The extension of the end of the shield, as shown in phantom in Fig. 10, prevents the two sheets are effective in mixing in the above-mentioned operation. Size and The shape of the extension can be selected to suit the work area.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209 524/97 1 sheet of drawings 209 524/97

Claims

1 2 is narrowed and compared to the anode sleeve is patent claims: lated. 8. arc torch according to claim 7, da-

1. A method for stabilizing the arc, characterized in that the openings of the an arc torch with a cathode 5 cathode sleeve (9) and the intermediate sleeve (12) surrounding unit at a distance, over which cathodes have the same diameter.

the tip protruding sleeve and further the 9th arc torch after one of the

Cathode sleeve in the distance surrounding sleeves, Proverbs 3 to 8, characterized in that the

the sleeves opposite the cathode unit opposite outlet openings for the arcs

are electrically isolated, after which between Ka- ^{10 of} the axis of the cathode unit (2) in a wind

method and cathode sleeve as well as between the cathode are offset.

denhülse and surrounding this sleeve 10. arc torch according to claim 3, da-sleeve Enveloping gas streams are supplied, characterized in that two through one abo characterized in that the immediate screen part, separate cathode units (2) can be seen in advance after the production of the arc between 15, which are shared by a common Cathode and workpiece are surrounded by the cathode sleeve (9) between the cathode, which is located in the and cathode sleeve flowing sheath gas stream length beyond the cathode units erbis to terminate the welding operation and put an outer sleeve (6) around the cathode ray will. den sleeve (9) is provided which has an inlet (5)

2. The method according to claim 1, characterized in that for a sheathing gas stream (4), indicates that during the welding operation

two enveloping gas flows through the between

the cathode sleeve and two more these in

Distance surrounding sleeves formed two
Annular spaces are supplied. a5

3. Arc torch for carrying out the The invention relates to a method for the Stabili method according to claim 1, characterized by the arc of an arc torch by one surrounding the cathode unit (2) with one surrounding the cathode unit at a distance and the length of the sleeve extending beyond the cathode tip Cathode sleeve (9), an outer sleeve, the cathode 3 ° and another sleeve around the cathode sleeve at a distance (9) surrounding sleeve (6), both sleeves giving sleeves, the sleeves opposite the sen with respect to the cathode unit (2) are electrically insulated cathode unit, as well as light-insulated and inlets for the enveloping gas streams arc burner for carrying out the method.

(4.11) to the annulus between the cathode arc torches are used to a large extent

(2) and cathode sleeve (9) and the outer sleeve 35 welding, cutting, coating processes and others

(6) are provided. Method used. In these applications it is

4. Arc torch to carry out the most important thing, the arc flame of the Bren process according to claim 1, characterized by being able to stabilize. Efforts so far den draws that between the outer sleeve (6) and stabilize the arc, do not have to pacify Cathode sleeve (9) is able to dig another sleeve (12) 40 digits.

is arranged and means (13) for a It has now been found that the instability of the direct a sheath gas stream (4) in the arc flame mainly on the occasional

Annular space between the cathode sleeve (9) and displacement of the cathode attachment point on the

the intermediate sleeve (12) and devices (5), the tip of the cathode unit of the burner.

lead to the introduction of a molecular gas stream 45. The shape of the cathode unit is a

(14) in the space between the outer sleeve (6) essential factor for the stabilization of the light

and the intermediate sleeve (12) are provided. bow. Usually the cathode unit is up to

5. Arc torch according to claim 4, there being a point at its exact upper center, characterized in that the intermediate sleeve (12) is polished. Argon used as protective gas should be very pure and the outer sleeve (6) compared to the cathode 50 and consists of 99.8% or more argon, the sleeve (9) is electrically insulated and the electrical 0.05% or less Oxygen and 20 ml / m ³ or Irish connections are provided through which the less water. Even if such pure argon is used as the protective gas used to generate the arc, the cathode is gradually consumed with the cathode source (S) on the one hand, since the cathode unit in the vicinity unit (2) is conductively connected and on the other. 55 of the cathode attachment point is locally heated and on the one hand optionally with the cathode sleeve (9), which allows the local heating to provide the chemical reaction between the intermediate sleeve (12) or the workpiece (3), the cathode metal and the small containers. stops at impurities in argon. By doing

6. Arc torch according to claim 3, da- area in which the cathode unit locally to 600 to characterized in that the outer sleeve (6) is heated 60 1000 ° C, an oxide with a designed as an anode sleeve and generated against the high vapor pressure. The formation of a der-cathode sleeve (9) Is insulated, the free-like oxide causing heavy consumption and de-opening the anode sleeve (6) opposite the formation of the cathode. Which in this way in the Sleeve diameter is narrowed. Near the cathode attachment point

7. The arc torch of claim 6 wherein deformation causes disturbances in the gas through characterized that between cathode current. It was found that the instability of the sleeve (9) and anode sleeve (6) an intermediate arc their cause in the disruption of the gas flow sleeve (12) is provided, which has at the open end according to the deformation of the cathode part. the