DE19716192C2 - Welding wire preheating device for hot gas welding devices - Google Patents
Welding wire preheating device for hot gas welding devicesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schweißdrahtvorwärmeinrichtung für Warmgasschweißge räte, insbesondere für Warmgashandschweißgeräte, zum einlagigen Schweißen dick wandiger, thermoplastischer Halbzeuge mit Zusatzwerkstoff.The invention relates to a welding wire preheating device for hot gas welding devices, in particular for hot gas hand welding devices, for single-layer welding thick walled, thermoplastic semi-finished products with filler material.
Zum Verbinden von dickwandigen Kunststoffhalbzeugen ist das Extrusionsschweiß verfahren geeignet. Der Zusatzwerkstoff wird hierbei im Extrusionsschweißgerät voll ständig plastifiziert und als Schmelze mit Hilfe eines Schweißschuhs in die vorge wärmte Fügenaht gepreßt. Die Zuführung von Zusatzwerkstoff erfolgt hier entweder über Granulat oder über Schweißdraht dünneren Durchmessers, der mit Hilfe eines Drahtvorschubgetriebes herangeführt wird. Die vollständige Plastifizierung des Zu satzwerkstoffes hat den Nachteil, daß mit der Schmelze sehr viel Wärmeenergie in die Schweißnaht eingebracht wird. Dies hat zur Folge, daß im Nahtbereich erhöhte Schrumpfspannungen auftreten. Darüber hinaus ist das Extrusionsschweißverfahren für temperaturempfindliche und zersetzungsgefährdete Kunststoffe, wie PVC, aufgrund der bei den Zersetzungserscheinungen entstehenden Salzsäuredämpfen nur bedingt geeignet. Außerdem sind Extrusionsschweißgeräte als Handschweißgeräte groß und schwer, was ihre Einsatzmöglichkeiten einschränkt oder ihren Einsatz erschwert. Es hat daher in der Vergangenheit nicht an Versuchen gefehlt, das verfahrens- und ge rätetechnisch einfachere Warmgasschweißverfahren mit Zusatzwerkstoff auch für das Schweißen von dickwandigen Kunststoffhalbzeugen zu modifizieren.Extrusion welding is used to connect thick-walled plastic semi-finished products suitable method. The filler material is full in the extrusion welding machine constantly plasticized and pre-melted using a welding shoe warmed seam pressed. The addition of filler material takes place here either over granules or over welding wire of thinner diameter, which can be Wire feed gear is brought up. The complete plasticization of the Zu has the disadvantage that with the melt a lot of thermal energy in the Weld seam is introduced. This has the consequence that increased in the seam area Shrinkage stresses occur. In addition, the extrusion welding process for temperature-sensitive and decomposition-sensitive plastics, such as PVC, due to of the hydrochloric acid vapors produced during the decomposition phenomena is only conditional suitable. In addition, extrusion welding machines are large and large as manual welding machines heavy, which limits their possible uses or makes their use more difficult. There has been no shortage of attempts in the past, the procedural and ge technically simpler hot gas welding process with filler material also for that Modify welding of thick-walled plastic semi-finished products.
So ist aus DD 129 757 bekannt, dickwandige Kunststoffhalbzeuge unter Verwendung von Zusatzwerkstoff, dessen Durchmesser 10 mm und mehr beträgt, mit einem Warm gasschweißgerät mit Schnellschweißdüse einlagig zu verbinden. Zum Vorwärmen wird der Zusatzwerkstoff in einem Führungsrohr durch eine Vorwärmkammer geführt, wo er allseitig vom Warmgas umströmt wird. Zur gezielten Warmgasführung kann in der Vor wärmkammer noch ein Strömungsleitblech vorgesehen sein. Die schnabelförmige Aus trittsöffnung des Führungsrohres - ein schräger Anschnitt des Führungsrohres - ragt in die Vorwärmkammer, wodurch der Zusatzwerkstoff kurz vor dem Austritt aus der Düse noch direkt durch das Warmgas erwärmt wird. Der Warmgasauslaß der Vorwärmkam mer und die Austrittsöffnung des Führungsrohres für den Zusatzwerkstoff stehen dabei in Verbindung.It is known from DD 129 757 to use thick-walled plastic semi-finished products of filler material, the diameter of which is 10 mm and more, with a warm to connect the gas welding device with the rapid welding nozzle in one layer. For preheating the filler in a guide tube through a preheating chamber where it hot gas flows around on all sides. For targeted hot gas routing in the front heat chamber a flow baffle can be provided. The beaked out opening of the guide tube - an oblique cut of the guide tube - protrudes into the preheating chamber, which means that the filler material shortly before it emerges from the nozzle is still heated directly by the hot gas. The warm gas outlet of the preheating came mer and the outlet opening of the guide tube for the filler material in connection.
Nachteilig bei dieser Art der Schweißdrahtvorwärmung ist, daß sie abhängig von der Temperatur des Warmgases und der Länge der Vorwärmstrecke ist, die hier etwa der Düsenhöhe entspricht. Diese Abhängigkeit begrenzt die maximal erreichbare Schweiß geschwindigkeit, da Kunststoffe schlechte Wärmeleiter sind, und sich die Wärme über den Querschnitt des Schweißdrahtes um so langsamer ausbreitet, je dicker der Schweißdraht ist.The disadvantage of this type of welding wire preheating is that it depends on the Temperature of the hot gas and the length of the preheating section, which here is about Corresponds to the nozzle height. This dependency limits the maximum achievable sweat speed because plastics are poor heat conductors, and the heat is over the thicker it spreads, the slower the cross-section of the welding wire Welding wire is.
Darüber hinaus ist die Qualität der Schweißverbindung in hohem Maße von der vom Schweißer gewählten Schweißgeschwindigkeit, von seinem manuellem Geschick und seinen praktischen Erfahrungen, also subjektiven Faktoren abhängig.In addition, the quality of the welded joint is very different from that of Welding speed selected, from his manual skill and depends on his practical experience, i.e. subjective factors.
Die Warmgastemperatur liegt deutlich über der Schmelztemperatur des zu schweißen den Kunststoffes. Bei zu geringer Schweißgeschwindigkeit besteht deshalb die Gefahr einer zu starken Dehnung, bis hin zum Abreißen des Schweißdrahtes während des Schweißprozesses, weil der Schweißdraht in der Vorwärmkammer so stark erwärmt wird, daß er durchweicht und in den plastifizierten Zustand übergeht. Bei einer zu ho hen Schweißgeschwindigkeit wird der Schweißdraht nicht ausreichend erwärmt und es kommt zwischen dem Zusatzmaterial und dem Grundmaterial zu keiner Schweißver bindung mit ausreichender Festigkeit.The hot gas temperature is significantly higher than the melting temperature of the weld the plastic. There is therefore a risk if the welding speed is too low excessive stretching, right up to tearing of the welding wire during the Welding process because the welding wire in the preheating chamber heats up so much becomes soaked and goes into the plasticized state. If one is too ho After welding speed, the welding wire is not sufficiently heated and it there is no welding between the additional material and the base material binding with sufficient strength.
Die Erwärmung des Schweißdrahtes in der Schnellschweißdüse ist direkt abhängig von der Warmgastemperatur und der vom Schweißer gewählten Schweißgeschwindigkeit und läßt keine definierte Temperaturführung zur gezielten Erwärmung des Schweiß drahtes zu.The heating of the welding wire in the quick welding nozzle is directly dependent on the hot gas temperature and the welding speed selected by the welder and leaves no defined temperature control for the targeted heating of the sweat wire to.
Weitere Schweißdrahtvorwärmeinrichtungen zum manuellen oder mechanisierten Warmgasschweißen sind aus den DD 205 377, DD 221 418 A1, DD 248 545 A1, DD 275 009 A1, DD 282 658 A5 und DD 252 577 A1 bekannt. Das DD 205 377 beschreibt eine Vorwärmeinrichtung für Zusatzwerkstoff an einer Kunststoffschweißmaschine, de ren Aufgabe es ist, bei Unterbrechung des Schweißprozesses zeitlich wirkende Über hitzungen des Zusatzwerkstoffes zu vermeiden. Die Erwärmung des Zusatzwerkstoffes erfolgt in einem Führungsrohr durch drei am Umfang symmetrisch angeordnete Warm gaskanäle. Der Zusatzwerkstoff wird locker im Führungsrohr geführt und ruht bei strö mendem Warmgas auf einem Warmgaspolster, ohne die Wandung des Führungsrohres zu berühren und wird dabei gleichmäßig über seinen gesamten Querschnitt durch gewärmt. Der Transport des Zusatzwerkstoffes erfolgt durch eine Drahtvorschubein richtung. Bei Unterbrechung des Schweißprozesses wird der Warmgasstrom durch ein Ventil unterbrochen, so daß die Wärmezufuhr zum Zusatzwerkstoff unterbleibt und ei ne Überhitzung vermieden wird.Further welding wire preheating devices for manual or mechanized Hot gas welding is from DD 205 377, DD 221 418 A1, DD 248 545 A1, DD 275 009 A1, DD 282 658 A5 and DD 252 577 A1 are known. The DD 205 377 describes a preheater for filler material on a plastic welding machine, de Its task is to ensure that the welding process is interrupted to avoid heating of the filler metal. The heating of the filler metal is carried out in a guide tube by three heats arranged symmetrically on the circumference gas channels. The filler material is loosely guided in the guide tube and rests at strö warm gas on a warm gas cushion, without the wall of the guide tube to touch and is evenly across its entire cross-section warmed. The filler material is transported by a wire feeder direction. If the welding process is interrupted, the hot gas flow is interrupted by a Valve interrupted so that the heat supply to the filler material is omitted and egg ne overheating is avoided.
Im DD 221 418 A1 wird eine Vorrichtung zum Schweißen von dickwandigen Kunststoff halbzeugen in einem Arbeitsgang beschrieben. Hierzu werden in einen Grundkörper entsprechend der Nahtform mehrere dünne Schweißdrähte gleichzeitig eingeführt und durch um die Schweißdrähte angeordnete Heizkörper erwärmt. Die Einzelschweiß drähte werden in einer sich anschließenden Formkammer zu einem dicken Schweiß draht zusammengeführt und weiter erwärmt. Der dicke Schweißdraht gelangt dann über einen Führungskanal in die Schweißfuge.DD 221 418 A1 describes a device for welding thick-walled plastic semi-finished products described in one operation. This is done in a basic body according to the shape of the seam, several thin welding wires are inserted simultaneously and heated by radiators arranged around the welding wires. The single sweat wires become a thick sweat in a subsequent molding chamber wire brought together and further heated. The thick welding wire then arrives via a guide channel into the weld joint.
Das DD 248 545 A1 beschreibt eine mechanische Schweißvorrichtung zum Schweißen von Kunststoffhalbzeugen unter Verwendung von Zusatzwerkstoff in Form von Profil stäben oder -drähten. Der Schweißzusatzwerkstoff wird hier in einem Führungsrohr durch einen Warmluftstrom gleichmäßig erwärmt und durchgewärmt.DD 248 545 A1 describes a mechanical welding device for welding of semi-finished plastic products using filler material in the form of profile rods or wires. The filler metal is here in a guide tube evenly heated and warmed by a warm air flow.
Eine Gleitschweißdüse für Warmgasschweißgeräte zum Schweißen von thermoplasti schen Werkstoffen mit Zusatzstäben oder -drähten wird im DD 275 009 A1 beschrie ben. Der Zusatzwerkstoff wird in einem auswechselbaren Führungsrohr in die Gleit schweißdüse geführt, wobei das Führungsrohr etwa zu zwei Drittel der Länge der Gleitschweißdüse hineinragt und auf der Höhe des Warmgaseinleitungsstutzens endet. Der Zusatzwerkstoff wird innerhalb der Düse durch umspülende Warmluft vorgewärmt. Im DD 282 658 A5 wird ein Schweißkopf für mechanisierte Warmgasschweißgeräte beschrieben. Das Führungsrohr für den Zusatzwerkstoff ist hier unmittelbar vor der Warmgasdüse angeordnet. Die Vorwärmung des Schweißzusatzdrahtes wird erreicht, indem durch eine zusätzliche Schlitzöffnung im Düsenkörper Warmluft aus dem Dü senkörper durch eine entsprechende Schlitzöffnung in das Führungsrohr des Schweiß zusatzdrahtes geleitet wird. Diese umspült den Schweißzusatzdraht und wärmt ihn vor. Die Patentschrift DD 252 577 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Schweißen dickwan diger Kunststoffhalbzeuge unter Verwendung von Zusatzwerkstoff in Form von Schweißdrähten, -stäben oder -schnüre. In einen Grundkörper sind hintereinander mehrere senkrecht verlaufende, konische Bohrungen eingebracht, in die die Schweiß drähte eingezogen werden. Diese konischen Bohrungen sind mit der Warmgasversor gungseinheit über die noch nicht verfüllte Schweißfuge indirekt verbunden, so daß die Warmluft von unten in die Führungsbohrungen einströmt und die Erwärmung des Schweißdrahtes von unten nach oben erfolgt. Das Verfüllen der Schweißfuge erfolgt in Abhängigkeit von der Dicke des Schweißdrahtes in mehreren Lagen aber in einem Ar beitsgang.A sliding welding nozzle for hot gas welding equipment for welding thermoplastic Materials with additional rods or wires are described in DD 275 009 A1 ben. The filler material is inserted into the slide in an exchangeable guide tube led welding nozzle, the guide tube about two thirds of the length of the Sliding welding nozzle protrudes and ends at the level of the hot gas inlet connection. The filler material is preheated inside the nozzle by warm air flowing around it. In DD 282 658 A5 there is a welding head for mechanized hot gas welding machines described. The guide tube for the filler metal is here immediately before Hot gas nozzle arranged. The preheating of the filler wire is achieved by warm air from the nozzle through an additional slot opening in the nozzle body lower body through a corresponding slot opening in the guide tube of the sweat additional wire is passed. This rinses the filler wire and preheats it. The patent specification DD 252 577 A1 describes a device for welding dickwan plastic semi-finished products using filler material in the form of Welding wires, rods or cords. In a basic body are in a row several vertical, conical holes were drilled into which the sweat wires are drawn in. These conical holes are with the hot gas supply supply unit indirectly connected via the not yet filled weld joint, so that the Warm air flows from below into the guide holes and the heating of the Welding wire from bottom to top. The weld joint is filled in Depends on the thickness of the welding wire in several layers but in one area beitsgang.
Allen diesen genannten Vorwärmeinrichtungen für Zusatzwerkstoffe beim Warmgas schweißen haftet der gemeinsame Mangel an, daß die Vorwärmung des Schweißdrahtes durch das Warmgases erfolgt und damit direkt von der Warmgastemperatur abhängig ist. Eine gezielte Temperaturführung zur Vorwärmung über den Drahtquerschnitt und den Drahtlängsverlauf entsprechend technologischen Erfordernissen kann nicht erfolgen. Dementsprechend sind reproduzierbare Schweißergebnisse nicht erreichbar und die Qualität der Schweißnähte ist in hohem Maße abhängig vom manuellen Geschick und den praktischen Erfahrungen des Schweißers. Darüber hinaus ist das Einrichten der Schweißvorrichtung Zeit- und kostenaufwendig, da Schweißparameter individuell durch Schweißversuche ermittelt werden müssen.All of these preheating devices for filler materials for hot gas Welding is linked to the common lack that the preheating of the welding wire through the hot gas and is therefore directly dependent on the hot gas temperature. A targeted temperature control for preheating over the wire cross section and Longitudinal wire run according to technological requirements can not take place. Accordingly, reproducible welding results cannot be achieved and that The quality of the weld seams is highly dependent on manual skill and the practical experience of the welder. In addition, setting up the Welding device Time-consuming and costly because welding parameters are individual Welding tests must be determined.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schweißdrahtvorwärmeinrichtung für Warmgasschweißgeräte zum einlagigen Schweißen von dickwandigen, thermoplasti schen Kunststoffhalbzeugen zu schaffen, die eine Vorwärmung des Schweißdrahtes unabhängig vom Warmgas und der Warmgastemperatur ermöglicht, eine definierte Temperaturführung und gezielte Erwärmung des Schweißdrahtes über den Drahtquer schnitt und die Vorwärmlänge erlaubt, die eine optimale Vorwärmung des Schweiß drahtes und des Grundwerkstoffes garantiert und dadurch die Kontinuität des Schweiß prozesses verbessert und die Schweißgeschwindigkeit erhöht.The invention has for its object a welding wire preheater for Hot gas welding equipment for single-layer welding of thick-walled, thermoplastic to create plastic semi-finished products that preheat the welding wire regardless of the hot gas and the hot gas temperature enables a defined Temperature control and targeted heating of the welding wire across the wire cross cut and the preheat length allows an optimal preheating of the sweat wire and the base material, and thereby the continuity of the sweat process improved and the welding speed increased.
Eine Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit beim einlagigen Schweißen von dickwan digen Kunststoffhalbzeugen ist nur möglich, wenn der Zusatzschweißdraht und die Schweißfugenflanken des Halbzeuges schneller erwärmt werden. Erfindungsgemäß wird deshalb direkt vor der in der Schweißdüse vorhandenen Vorwärmstrecke für den Zusatzschweißdraht eine Schweißdrahtvorwärmeinrichtung angeordnet, die die Vorwärm strecke für den Zusatzschweißdraht verlängert, so daß eine schnellere Vorwärmung er folgt.An increase in the welding speed for single-layer welding of dickwan plastic semi-finished products is only possible if the additional welding wire and the Weld joint flanks of the semi-finished product can be heated more quickly. According to the invention therefore directly in front of the preheating section in the welding nozzle for the additional welding wire a welding wire preheater arranged to preheat stretch for the additional welding wire extended so that he preheats faster follows.
Die Schweißdrahtvorwärmeinrichtung ist als langgestreckter, kastenförmiger Körper ausgebildet, dessen Ober- und Unterseite durch unterschiedlich lange, elektrische Heiz elemente gebildet werden.The welding wire preheating device is an elongated, box-shaped body trained, the top and bottom by different lengths of electrical heating elements are formed.
Das obere Heizelement ist einstückig als ganzes, leistenförmiges Heizelement ausge bildet. Die Unterseite der Schweißdrahtvorwärmeinrichtung wird aus mehreren, vor zugsweise drei, einzelnen, hintereinander angeordneten Heizelementen gebildet, die in ihrer Gesamtlänge der Länge des oberen Heizelementes entsprechen. Zwischen den Heizelementen befindet sich ein Isolierspalt.The upper heating element is made in one piece as a whole, strip-shaped heating element forms. The bottom of the welding wire preheater is made up of several preferably three, individual, consecutively arranged heating elements formed in their total length corresponds to the length of the upper heating element. Between There is an insulating gap in the heating elements.
Zwischen dem oberen Heizelement und dem unteren Heizelement und mit diesen fest verbunden sind gut wärmeleitfähige Formelemente angeordnet, in die längsverlaufend die Profilform des Schweißdrahtes eingearbeitet ist und die so den Führungs- und Vor wärmkanal für den Zusatzschweißdraht bilden.Between the upper heating element and the lower heating element and with them firmly connected are well thermally conductive shaped elements arranged in the longitudinally Profile shape of the welding wire is incorporated and so the guide and pre form a heat channel for the additional welding wire.
Das obere Formelement entspricht dabei in seiner Größe dem oberen Heizelement. Es ist ebenfalls einstückig, als ganzes, leistenförmiges Formelement ausgebildet und fest und wärmeleitend mit dem oberen Heizelement verbunden. Die unteren Formelemente sind jeweils mit dem entsprechenden unteren Heizelement fest und wärmeleitend ver bunden, wobei sich zwischen ihnen, wie zwischen den Heizelementen ein Isolierspalt befindet. Die unteren, hintereinander angeordneten Formelemente entsprechen der Länge des oberen Formelementes. Sie sind fest mit dem oberen Formelement verbun den, wobei entlang der Berührungsflächen zwischen dem oberen Formelement und den unteren Formelementen eine Isolationsschicht angeordnet ist. Sie dient zur thermischen Isolation zwischen dem oberen und den unteren Formelementen. Das obere Formele ment mit den durch einen Isolierspalt voneinander getrennten, hintereinander angeord neten unteren Formelementen ergeben einen Führungs- und Vorwärmkanal für den Zusatzschweißdraht, der durch die Isolierspalten in mehrere, vorzugsweise drei Vor wärmzonen, getrennt ist. Die Länge des Führungs- und Vorwärmkanals entspricht etwa der dreifachen Düsenlänge. Die Formelemente der Schweißdrahtvorwärmeinrichtung und die Schweißdüse können ausgetauscht und an verschiedene Zusatzschweißdraht- und Nahtformen angepaßt werden. The size of the upper shaped element corresponds to that of the upper heating element. It is also in one piece, formed as a whole, strip-shaped element and solid and thermally connected to the upper heating element. The lower form elements are each fixed and thermally conductive with the corresponding lower heating element bound, with an insulating gap between them, as between the heating elements located. The lower form elements arranged one behind the other correspond to Length of the upper form element. They are firmly connected to the upper form element the, being along the contact surfaces between the upper mold element and the an insulating layer is arranged lower form elements. It is used for thermal Isolation between the upper and lower form elements. The top formula ment with the one behind the other separated by an insulating gap neten lower form elements result in a guide and preheating channel for the Additional welding wire that passes through the insulating gaps in several, preferably three warm zones, is separated. The length of the guide and preheating channel corresponds approximately three times the nozzle length. The shaped elements of the welding wire preheating device and the welding nozzle can be replaced and connected to various additional welding wire and Seam shapes can be adjusted.
Die Schweißdrahtvorwärmeinrichtung ermöglicht es, den Zusatzschweißdraht schneller zu erwärmen. Um den damit verbundenen Effekt des Abreißens des Schweißdrahtes während des Schweißens aufgrund seiner stark verringerten Zugbelastbarkeit bei seiner Durchwärmung zu vermeiden, wurde innerhalb der Schweißdrahtvorwärmeinrichtung eine integrale Temperaturführung realisiert. Diese integrale Temperaturführung bewirkt ein gezieltes Temperaturgefälle über den Zusatzdrahtquerschnitt und auch entlang seiner Vorwärmlänge.The welding wire preheater makes it possible to make the additional welding wire faster to warm up. To the associated effect of tearing off the welding wire during welding due to its greatly reduced tensile strength at its Avoiding soaking has become a problem within the welding wire preheater integral temperature control implemented. This integral temperature control causes targeted temperature gradient across the filler wire cross-section and also along it Preheating zone.
Die Temperaturen der unterschiedlichen elektrischen Heizelemente - oberes Heizele ment, untere Heizelemente - werden nach einem definierten, vorgegebenen Tempera turregime mit Hilfe von elektrischen Regelbausteinen geregelt und auf einem Display angezeigt. Das in Zusatzdrahteinzugsrichtung letzte Heizelement an der Schweißdrah tunterseite hat die höchste Temperatur, die mindestens 10°C unter der Schmelztempe ratur des Zusatzschweißdrahtes liegt. Die beiden vorhergehenden Heizelemente an der Schweißdrahtunterseite haben jeweils eine um mindestens 20°C unter der Schmelz temperatur liegende Temperatur.The temperatures of the different electrical heating elements - upper heating element ment, lower heating elements - are made according to a defined, predetermined temperature Door regime regulated with the help of electrical control modules and on a display displayed. The last heating element on the welding wire in the additional wire feed direction The bottom side has the highest temperature, which is at least 10 ° C below the melting temperature rature of the additional welding wire. The two previous heating elements on the The underside of the welding wire each has a minimum of 20 ° C below the melting point temperature lying temperature.
Das Heizelement an der Oberseite des Zusatzschweißdrahtes besitzt eine Temperatur, die mindestens 30°C unter der Temperatur des in Zusatzdrahteinzugsrichtung letzten Heizelementes liegt.The heating element on the top of the additional welding wire has a temperature which is at least 30 ° C below the temperature of the last one in the additional wire feed direction Heating element is.
Diese Art der Schweißdrahtvorwärmung und Temperaturführung gewährleistet, daß der Zusatzdraht an seiner Oberseite nicht so stark erwärmt wird wie die Zusatzdrahtunter seite. Er bleibt unabhängig von der Schweißgeschwindigkeit an seiner Oberseite immer kälter als an seiner Unterseite. Dadurch ist er in der Lage, Zugkräfte aufzunehmen, die durch den Transport des Schweißdrahtes beim Schweißprozeß entstehen, ohne stark gedehnt zu werden. Ebenfalls wird vermieden, daß bei unterschiedlichen Schweißge schwindigkeiten, die bei Handschweißgeräten ohne Zusatzdrahtvorschubgetriebe zwangsläufig entstehen, der Zusatzschweißdraht in der Vorwärmeinrichtung so weich wird (plastifiziert), daß die Gefahr einer zu starken Dehnung (bis hin zum Abreißen) des Zusatzschweißdrahtes während des Schweißprozesses besteht. Die gestaffelten Tem peraturen in der Schweißdrahtvorwärmeinrichtung an der Unterseite des Schweißdrahtes bewirken eine definierte Erwärmung des Zusatzschweißdrahtes auch bei schwankenden Schweißgeschwindigkeiten. Die Erwärmung des Zusatzschweißdrahtes auf Schmelz temperatur erfolgt erst am Fußpunkt in der Schweißdüse. Dort wird durch die vorhandene Warmgasführung hauptsächlich die Unterseite des Zusatzschweißdrahtes weiter er wärmt, da nur diese die Schweißfläche in der Schweißfuge darstellt.This type of welding wire preheating and temperature control ensures that the The additional wire on its upper side is not heated as much as the additional wire below page. It always stays on its top regardless of the welding speed colder than at the bottom. As a result, he is able to absorb tensile forces that caused by the transport of the welding wire during the welding process without being strong to be stretched. It is also avoided that with different welding speeds in manual welding machines without additional wire feed gear inevitably arise, the additional welding wire in the preheater so soft is (plasticized) that the danger of an excessive expansion (up to tearing) of the Additional welding wire exists during the welding process. The staggered tem temperatures in the welding wire preheating device on the underside of the welding wire cause a defined heating of the additional welding wire even with fluctuating Welding speeds. The heating of the additional welding wire to enamel temperature only occurs at the base in the welding nozzle. There is the existing Warm gas routing mainly the underside of the additional welding wire warms because only this represents the welding surface in the weld joint.
Die Schweißdrahtvorwärmeinrichtung ist nicht an die im Ausführungsbeispiel dargestellte V-Naht gebunden.The welding wire preheating device is not of the type shown in the exemplary embodiment V-seam tied.
Die Schweißdüse und die Formelemente der Drahtvorwärmeinrichtung können an ver schiedene Naht- und Zusatzschweißdrahtformen angepaßt werden.The welding nozzle and the shaped elements of the wire preheating device can be used on ver Different seam and additional welding wire shapes can be adapted.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in
The advantages achieved with the invention are in particular
- - der Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit- the increase in welding speed
- - der Verringerung der zusätzlich zum Schweißdruck aufzubringenden Verformungsar beit des Zusatzschweißdrahtes durch die gute Durchwärmung des Zusatzschweiß drahtes in der Schweißdrahtvorwärmeinrichtung gegenüber der herkömmlichen Ziehschweißdüse für dicke Zusatzschweißdrähte- the reduction of the deformation area to be applied in addition to the welding pressure with the additional welding wire due to the good warming of the additional welding wire in the welding wire preheating device compared to the conventional one Draw welding nozzle for thick additional welding wires
- - der definierten Vorwärmung des Zusatzschweißdrahtes unabhängig von der Warm gastemperatur und der Schweißgeschwindigkeit- The defined preheating of the additional welding wire regardless of the warm gas temperature and the welding speed
- - dem verringertem Abreißrisiko des Zusatzschweißdrahtes auch bei guter Durch wärmung- The reduced risk of tearing of the additional welding wire even with a good through warming
- - in der Möglichkeit des Baus von verbesserten Warmgashandschweißgeräten mit ge ringem Eigengewicht und geringer Baugröße.- In the possibility of building improved hot gas hand welding equipment with ge low weight and small size.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawings and is in following described in more detail.
Es zeigenShow it
Fig. 1 Schweißdrahtvorwärmeinrichtung mit Ziehschweißdüse Fig. 1 welding wire preheating device with drawing welding nozzle
Fig. 2 Ziehschweißdüse - Vorderansicht Fig. 2 drawing welding nozzle - front view
Fig. 3 Schweißdrahtvorwärmeinrichtung Fig. 3 welding wire preheater
Fig. 4 Zusatzschweißdraht für V-Nähte im Querschnitt Fig. 4 additional welding wire for V-seams in cross section
Die Schweißdrahtvorwärmeinrichtung 1 ist vor der Ziehschweißdüse 2 angeordnet und ist als langgestreckter, kastenförmiger Körper ausgebildet (Fig. 1). Sie besteht aus einem oberen Heizelement 3, dem zugehörigen oberen Formelement 4, den darunter ange ordneten Heizelementen 5, 6 und 7 sowie den zugehörigen unteren Formelementen 8, 9 und 10. Die unteren Formelemente 8, 9, und 10 sind mit den jeweiligen unteren Heizelementen 5, 6 und 7 verschraubt. Die unteren Formelemente 8, 9 und 10 werden weiterhin in einem Abstand von ca. 1 mm zueinander mit dem oberen Formelement 4 verschraubt und dadurch fixiert. Zwischen dem oberen Formelement 4 und den unteren Formelementen 8, 9 und 10 wurde entlang der Berührungsfläche eine ca. 3 mm dicke Isolationsschicht 11 angeordnet. Sie dient zur thermischen Isolation zwischen dem oberen Formelement 4 und den unteren Formelementen 8, 9 und 10 (Fig. 3).The welding wire preheating device 1 is arranged in front of the drawing welding nozzle 2 and is designed as an elongated, box-shaped body ( FIG. 1). It consists of an upper heating element 3 , the associated upper mold element 4, the heating elements 5 , 6 and 7 arranged below it and the associated lower mold elements 8, 9 and 10. The lower mold elements 8, 9 and 10 are with the respective lower heating elements 5 , 6 and 7 screwed. The lower mold elements 8, 9 and 10 are further screwed to the upper mold element 4 at a distance of approximately 1 mm from one another and thereby fixed. An approximately 3 mm thick insulation layer 11 was arranged between the upper molded element 4 and the lower molded elements 8, 9 and 10 along the contact surface. It serves for thermal insulation between the upper molded element 4 and the lower molded elements 8, 9 and 10 ( FIG. 3).
Der Zusatzschweißdraht 12 wird in die Zusatzschweißdrahteinführung 13 eingezogen, passiert die Schweißdrahtvorwärmeinrichtung 1 und tritt definiert vorgewärmt in die Ziehschweißdüse 2 ein.The additional welding wire 12 is drawn into the additional welding wire inlet 13 , passes through the welding wire preheating device 1 and enters the drawing welding nozzle 2 in a pre-heated manner.
Die Schweißdrahtvorwärmeinrichtung ist nicht an die dargestellte V-Naht gebunden. Sowohl die Ziehschweißdüse 2 als auch Formelemente 4, 8, 9 und 10 der Schweiß drahtvorwärmeinrichtung können an verschiedene Naht- und Zusatzschweißdrahtformen angepaßt werden. The welding wire preheater is not bound to the V-seam shown. Both the drawing welding nozzle 2 and the shaped elements 4, 8, 9 and 10 of the welding wire preheating device can be adapted to different weld and additional welding wire shapes.
11
Schweißdrahtvorwärmeinrichtung
Schweißdrahtvorwärmeinrichtung
22
Ziehschweißdüse
Ziehschweißdüse
33
oberes Heizelement
upper heating element
44
oberes Formelement
upper form element
55
unteres Heizelement
lower heating element
66
unteres Heizelement
lower heating element
77
unteres Heizelement
lower heating element
88th
unteres Formelement
lower form element
99
unteres Formelement
lower form element
1010
unteres Formelement
lower form element
1111
Isolationsschicht
insulation layer
1212
Zusatzschweißdraht
Additional welding wire
1313
Zusatzschweißdrahteinführung
Additional welding wire entry
1414
Zusatzschweißdrahtunterseite
Additional welding wire bottom
1515
Zusatzschweißdrahtoberseite
Additional welding wire top
1616
Flanschanschluß für Warmgasschweißgerät
Flange connection for hot gas welding machine
1717
Luftaustrittsöffnung zur Nahtvorwärmung
Air outlet opening for preheating the seam
1818
Bohrung für Heizpatronen
Hole for heating cartridges
Claims (3)
daß zwischen dem oberen Heizelement (3) und den unteren Heizelementen (5, 6, 7) und fest mit diesen verbunden wärmeleitfähige Formelemente (4, 8, 9, 10) ange ordnet sind, in die längsverlaufend die Profilform des Zusatzschweißdrahtes einge arbeitet ist,
daß zwischen dem oberen Formelement (4) und den unteren Formelementen (8, 9, 10) entlang der Berührungsflächen eine Isolationsschicht (11) angeordnet ist, daß die Länge der Schweißdrahtvorwärmeinrichtung der 1-5 fachen Schweißdü senlänge, vorzugsweise der 3 fachen Schweißdüsenlänge entspricht.1.Welding wire preheating device for hot gas welding devices, in particular for hot gas hand welding devices, for single-layer welding of thick-walled, thermoplastic semi-finished products with filler material, characterized in that the welding wire preheating device is designed as an elongated, box-shaped body, the upper and lower sides of which have heating elements of different lengths ( 3 , 5 , 6 , 7 ) that the upper heating element ( 3 ) is preferably formed in one piece, as a whole, strip-shaped heating element, that the underside is formed from a plurality of individual, preferably three, heating elements ( 5 , 6 , 7 ) arranged one behind the other, which in their total length Ge correspond to the length of the upper heating element ( 3 ) that an insulating gap is arranged between the heating elements ( 5 , 6 , 7 ),
that between the upper heating element ( 3 ) and the lower heating elements ( 5 , 6 , 7 ) and firmly connected to them, thermally conductive shaped elements (4, 8, 9, 10) are arranged, in which the profile shape of the additional welding wire is worked longitudinally,
that between the upper form element (4) and the lower form elements (8, 9, 10) along the contact surfaces an insulation layer ( 11 ) is arranged that the length of the welding wire preheating device corresponds to 1-5 times the welding nozzle length, preferably 3 times the welding nozzle length.
daß die unteren Formelemente (8, 9, 10) jeweils mit den unteren Heizelementen (5, 6, 7) fest und wärmeleitend verbunden sind,
daß zwischen den unteren, hintereinander angeordneten Formelementen (8, 9, 10) ein Isolierspalt angeordnet ist. 2. Welding wire preheating device for hot gas welding devices according to claim 1, characterized in that the upper shaped element (4) corresponds in size to the upper heating element ( 3 ) and is preferably formed in one piece, as a whole, lei-shaped shaped element and solid and thermally conductive with the upper heating element ( 3 ) is connected
that the lower form elements (8, 9, 10) are each firmly and thermally conductive to the lower heating elements ( 5 , 6 , 7 ),
that an insulating gap is arranged between the lower form elements (8, 9, 10) arranged one behind the other.
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