DE1905770A1

DE1905770A1 - Vorrichtung zum Plattieren von metallischen Werkstuecken mit Hilfe eines elektrischen Lichtbogens

Info

Publication number: DE1905770A1
Application number: DE19691905770
Authority: DE
Inventors: Dieter Pellkofer
Original assignee: MARSCH DIPL ING HELMUT PATENTA; Sulzer AG
Current assignee: MARSCH DIPL ING HELMUT PATENTA; Sulzer AG
Priority date: 1969-01-29
Filing date: 1969-02-06
Publication date: 1970-08-06
Also published as: GB1286444A; US3659075A; DE1905770C3; FR2029646A1; CH508735A; NL142880B; DE1905770B2; BE745093A; NL6903160A

Description

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Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur / Schweiz

Vorrichtung zum Plattieren von metallischen Werkstücken mit Hilfe eines .elektrischen Lichtbogens

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Plattieren von metallischen Werkstücken unter Verwendung eines im elektrischen Lichtbogen abschmelzenden Metallbandes als Plattierwerkstoff.

Bei den bisher bekannten Plattiervorrichtungen dieser Art tritt die unerwünschte Erscheinung auf, dass der Lichtbogen über die Bandbreite unkontrolliert hin und her wandert oder an einem Ende der Abschmelzkante stehen bleibt. Beides hat \ingleichmässiges Abschmelzen des Bandes sowie Oberflächenfehler der Plattierungsschicht zur Folge. Es sind Versuche bekannt geworden, beim Abschmelzen von etwa 15 mm breiten Bändern das unkontrollierte Wandern des Lichtbogens mittels eines Gleichstrommagneten zu steuern, der an einer Schmalseite des Bandes in der Bandebene angebracht ist und der das Wandern des Lichtbogens vergleichmKssigt oder bei Anwendung von Wechselstrom von beispielsweise 40 Hz den Lichtbogen periodisch anzieht oder ab3tÖ3st. Mit dieser Anordnung sind Jedoch kein: befriedigende Ergebnisse beim Plattieren von

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sehr breiten Bändern, zum Beispiel 100 mm Breite, erzielt worden, und zwar auch dann nicht, wenn an beiden Schmalseiten des Bandes je ein Magnet vorgesehen wird, die dann im Gegentakt gesteuert werden·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Plattieren der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, auch bei grosser Breite des Bandes auf einfache und kostensparende Weise Plattierungen mit einwandfreier Oberfläche und von gleichmässiger Dicke mit möglichst geringen Einbrandkerben herzustellen. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Bereich der Abschmelzkante des Bandes mindestens eine mit pulsierendem Strom gespeiste Flachspule vorgesehen ist, deren gerade Windungsabschnitte im wesentlichen parallel zur Abschmelzkante liegen. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass mit der beanspruchten Anordnung einer Flachspule sehr gute Plattierungsergebnisse erreicht werden, wobei insbesondere hinsichtlich der Breite des Plattierungsbandes keine Schwierigkeiten auftreten. Unter "Flachspule" ist eine Spule zu verstehen, die in einer Richtung wesentlich grössere Abmessung hat als in der Richtung senkrecht dazu, und zwar in der Schnittebene senkrecht zu den Kraftlinien gesehen.

Zwei AusfUhrungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert· Es zeigen:

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Fig. 1 schematisch vereinfacht einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemässe Plattiervorrichtung,

Fig· 2 und 3 je ein Diagramm über zwei Arten des Spannungsverlaufs für den pulsierenden Strom und

Fig. 4 eine Plattiervorrichtung mit abgewandelter Flachspule.

Gemäss Fig. 1 ist mit 1 ein zu plattierendes Werkstück.bezeichnet > das sich im Betrieb der Vorrichtung in Richtung des Pfeiles 20 bewegt. Als Plattierwerkstoff ist über dem Werkstück 1, das das Blech einer Behälterwand aus ferritischem Stahl sein kann, ein Band 2 vorgesehen, das zum Beispiel aus austenitischem Stahl besteht und mit Hilfe von zwei Paar Vorschubwalzen 21 kontinuierlich von oben gegen das Werkstück 1 bewegt wird. Das Band 2 ist mit dem negativen Pol eines Schweissgleichrichters 3 verbunden, während der positive Pol dieses Gleichrichters am Werkstück 1 angeschlossen ist. Das untere Ende des Bandes 2 ist von einem mit Schweisspulver 6 gefüllten Trichter 5 umgeben. In Zuführrichtung des Werkstückes 1 vor dem Band 2 ist im Bereich der Abschmelzkante eine Flachspule 10" vorgesehen, deren gerade Windungsabschnitte im wesentlichen parallel zur Abschmelzkante des Bandes 2 liegen. Die Spule 10 ist mit einem Kern 11 aus ferrome gnetischem Werkstoff versehen und unter einem Winkel von etwa 30°

zu
zur Oberfläche des»plattierenden Werkstücks 1 geneigt. Die Brei-

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te der Spule ist ungefähr gleich der Breite des Bandes 2. Die Spule 10 ist an einen Generator 12 angeschlossen, der die Spule mit pulsierendem Strom speist. Dieser Strom kann periodisch an - und abschwellender Gleichstrom oder üblicher Wechselstrom sein. Die Frequenz des Stromes ist am Generator 12 einstellbar; ausserdem werden vorteilhafterweise auch die Scheitelwerte El und E2 (Fig. 2) variiert, womit sich der Nulldurchgang d^s Stromes verändern lässt.

Im Betrieb der Vorrichtung wird zwischen dem Werkstück 1 und dem Band 2 in bekannter Weise eine Gleichspannung angelegt und zwischen den beiden Teilen ein Lichtbogen 4 gezündet. Der Lichtbogen bringt die untere Kante des Bandes 2 zum Schmelzen und das abgeschmolzene Gut bildet auf dem Werkstück 1 eine Plattierungsschicht 7. Auch ein Teil des Schweisspulvers 6 schmilzt, wobei eine Schlackenschicht 8 entsteht, die durch eine Schicht von ungeschmolzenem Pulver bedeckt ist. Durch die Flachspule 10 wird erreicht, dass der Lichtbogen 4 in kontrollierter Weise über die Breite dos Bandes 2 hin und her wandert und somit ein gleichmässiges Abschmelzen bewirkt. Durch Einstellen der Verschiebung der Scheitelwerte El und E2 sowie durch Einstellen der Frequenz, für die sich bei Anwendung von Schweisspulver Werte zwischen 0.1 und 10 Hs als günstig erwiesen haben, lassen sich optimale Bedingungen für die Bildung &bv Plattierungsschicht 7 erreichen. Entsprechend der eingestellten Frequenz wird der

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Lichtbogen gleichmässig hin-und hergeführt, was sich auf die Gleichmässigkeit des Abschmelzens des Bandes 2 auswirkt.

Nach Fig. 3 wird zur Speisung der Spule 10 mit einem pulsierenden Strom ein sägezahnförmiger Spannungsverlauf im Generator 12 erzeugt. Ein solcher Verlauf wirkt sich besonders gut auf eine gleichmässige Schichtdicke der Plattierung 7 aus.

Bei der Vorrichtung gemäss Fig. 4 weist die Flachspule 10 einen Kern 11 auf, der um eine zur Abschmelzkante parallele, bandseitig des Kernes liegende Achse 22 gekrümmt ist. Wie dies gestrichelt angedeutet ist, kann der Kern eine weitere Krümmung haben, deren Achse mit 23 bezeichnet ist. Ferner kann der Kern so gekrümmt sein, dass die Krümmungsachse in Fig. 4 links des Bandes 2 liegti siehe Punkt 24.

Es ist auch möglich, abweichend von den Anordnungen gemäss Fig. 1 und 4, die Flachspule 10 auf der anderen Breitseite des Bandes 2 vorzusehen. Anstatt nur einer Flachspule 10 kann bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, insbesondere wenn das Band 2 aus ferritischem Stahl besteht, auch auf rtor anderen Breitseite des Bandes 2 eine Flachspule vorgesehen r.:ein, die ebenfalls am Generator 12 angeschlossen ist und £.·«.* t-ßschaltet ist, dass, wenn bei der gezeichneten Flachspule lö in Flg. 1 der Nordpol sich bei der Abschmelzkante befindet, bei der zweiten Spule der Südpol an der zur Abschmelz-

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kante hin gerichteten Seite dieser Spule vorhanden ist.

Weiter ist es möglich, die erfindungsgemässe Vorrichtung ohne Verwendung von Schweisspulver zum Plattieren zu benutzen, wie in Fig. 4 gezeigt, oder anstelle von Schweisspulver ein
Schutzgas oder eine Schutzgasmischung der Schmelzkante zuzuführen, wobei möglicherweise die Frequenz des der Flachspule zuzuführenden pulsierenden Stromes andere als die obenangeführten Werte hat, die dann empirisch ermittelt werden können.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Plattieren von metallischen Werkstücken unter Verwendung eines im elektrischen Lichtbogen abschmelzenden Metallbandes als Plattierwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Abschmelzkante des Bandes mindestens eine mit pulsierendem Strom gespeiste Flachspule vorgesehen ist, deren gerade Windungsabschnitte im wesentlichen parallel zur Ab'schmelzkante liegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch l_s dadurch gekennzeichnet, dass die Flachspule mit einem Kern aus ferromagnetischem Werkstoff versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Abschmelzkante des Bandes eine Schweisspulverzufuhr vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der pulsierende Strom eine Frequenz von 0,1 bis 10 Hz hat.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz sowie die Seheitelwerte des pulsierenden Stromes einstellbar sind.

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6. Vorrichtung nach Anspruch I₉ mit unter der Abschmelze kante vorbeibewegtem Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachspule in ZufUhrungsrlchtung des Werkstückes vor der Abschmelzkante angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2₉ dadurch gekennzeichnet, dass der Kern um mindestens eine zur Abschmelzkante parallele, bandseitig des Kerns liegende Achse gekrümmt ist«,

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