DE2018040B2 - Schutzgasmehrelektrodenschweißbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung isi im folgenden an Hand eines Ausfühningsbeispiels eines erfindungsgemäßen ί .'huizgasmehrelektrodcnschvveißbrcnners näher erljiutert. In der Zeichnung zeigt

F i g, 1 eine Seitenansicht des Brenners und
Fig. 2 einen lotrechten Teilschmtr. entlang der ί ί-aie 2-2 der Fig. 1.

Der in Fig. 1 insgesamt mit Γ bezeichnete Brenner weist einen hohlen, der Strom- und Gaszufuhr dienenden Brennerkopf// auf, der an einer zwischen «einen Enden Hegenden Stelle mit einem Brenner- bdteS verbunden ist, der seinerseits mit einem Handgriff D in Verbindung steht. Eine Gasdüse/V ist an dem Brennerkopf// mittels eines SchraubringesL lösbar befestigt.

Durch die Düse N ist eine Hauptelektrode E hindurchgeführt; ferner ist eine Hilfselektrode 30 vorh:ir.ü::.i. Dies ist im einzelnen aus Fig.2 zu erkennen. Bei der Hauptelektrode/? handelt es sich urn cine nichtabschmelzende Elektrode, die vorzugsweise aus thoriertem Wolfram besteiu und die mittels eines Elektrodenhalters 10 mit der Längsachse der Gasdüse /V axial ausgerichtet gehalten ist. Der Elektrodenhalter 10 ist in herkömmlicher Weise ausgebildet und besteht aus einem Spannzangenkörper 12 und einer Spannzange 14. Das untere Ende der Spannzange 14 ist aufgebohrt und geschlitzt, wodurch Backen gebildet werden, mittels deren die Hauptelektrode E sicher gefaßt und gehalten werden kann, nachdem sie durch die Backen hindurch in den Brenner eingeschoben wurde. Die Spannzange 14 sitzt in dem Spannzangenkörper 12, der seinerseits an seinem oberen Ende in herkömmlicher (nicht veranschaulichter) Weise mit dem Brennerkopf // verbunden ist.

Der Spannzangenkörper 12 trägt bei 16 ein Außengewinde, auf das ein Zwischenstück 18 aufgeschraubt ist. Das Zwischenstück 18 verbindet die DüseN mit dem Brennerkopf// und wirkt mit dem Schraubring L derart zusammen, daß die Düse N um ihre Längsachse in einer im folgenden noch näher erläuterten Weise gedreht werden kann. Der Schraubring L sitzt auf einem ringförmigen Bund 20 des Zwischenstückes 18 auf und trägt ein Innengewinde 22 zur Aufnahme der Düsf N. Beim Zusammenbau der verschiedenen Teile wird der Schraubring L auf den Bund 20 des Zwischenstückes 18 aufgesetzt und das Zwischenstück mit dem Spannzangenkörper 12 verschraubt. Wenn der Schraubring L gelockert wird, das heißt gegenüber der Düse Λ' teilweise gelöst wird, drehen sich die Düse N und der Schraubring L gemeinsam um das Zwischenstück 18. Wird d^r Schraubring L so weit festgezogen, daß an der Zwischenfläche 24 zwischen Düse N und Zwischenstück 18 praktisch kein Spiel mehr besteht, wird die Düse N fest an Ort und Stelle gehalten.

Das Zwischenstück 18 besteht aus Isolierstoff, um den Spannzangenkörper gegen die Düse N elektrisch zu isolieren. Eine zusätzliche Isolierung ist bei 26 veranschaulicht.

Bei der Hilfselektrode 30 handelt es sich um eine abschmelzende Elektrode, die von einer nicht veranschaulichten Spule aus durch eine Führungslcitung 32 hindurch zugeführt werden kann, durch das Kontaktrohr 34 hindurchgeführt wird und mit dem (nicht veranschaulichten) Werkstück in unmittelbaren Kontakt kommt. Die Hilfselektrode 30 hat nur den Zweck, in das von der Hauptelektrode E gebildete Schweißbad zusätzliches Metall durch Stromwürmeerhitzung des vorstehenden Elektrodenendes in der aus der ÜSA.-Putentschrift 3 122 629 beschriebenen Weise einzubringen. Die Eiektrodenvorschubgeschwindigkeit und die Stromstärke sind dabei der-

art aufeinander abzustimmen, daß zwischen der Spitze der Hilfselektrode 30 und dem Werkstück ständig ein »lichtbogenfreier« Kurzschluß aufrechterhalten wird.

Da₃ Kontaktrohr 34, durch das die Hilfselektrode

ίο 30 hindurch vortransportiert wird, ist in einer zylindrischen Aufnahme 36 der Düse N koaxial montiert. Die Aufnahme 36 bildet mit der Achse der Hauptelektrode £ einen spitzen Winkel. Das obere Ende des Kontaktrohres 34 trägt ein Außengewinde 38,

das mit einem Schwenkgelenk 40 in Eingriff steht. Das Schwenkgelenk 40 weist einen unteren Abschnitt 42, der mit dem Kontaktrohr 34 lösbar verbunden ist, sowie einen dazu passenden oberen Abschnitt 44 auf. Der obere Abschnitt 44 besitzt eine innenbohrung; er ist bei 48 derart ausgebildet, daß er das eine Ende der Führungsleitung Sl aufnimmt und abstützt. Die Hilfselektrode 30 läuft durch die Führungsleitung 32 hindurch. Der untere Abschnitt 42 des Schwenkgelenks 40 kann an der Verbindungsstelle 46 zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt wahlweise um den oberen Abschnitt 44 herum gedreht werden.

Das Kontaktrohr 34 ist nahe seinem offenen Ende bei 48 mit einer leichten Abbiegung versehen, so daß

der Schweißer die Lage der Spitze der Hilfselektrode 30 gegenüber der Hauptelektrode E einstellen kann. Die Hilfselektrode 30 ist ausreichend flexibel, um der Krümmung des Kontaktrohres 34 zu folgen, während sie in kontinuierlicher Weise in Richtung auf das Werkstück vorgeschoben wird. Da das Kontaktrohr leicht abgebogen ist und unter einem Winkel zum nicht veranschaulichten Werkstück steht, beschreibt die Spitze der Hilfselektrode 30 bei einer vollständigen Umdrehung des unteren Abschnittes 42

des Schwenkgelenkes 40 eine Ellipse. Auf diese Weise kann der Schweißer den seitlichen Abstand zwischen der Spitze der Hilfselektrode 30 und der Hauptelektrode E wahlweise einstellen.

Die Lage der Hilfselektrode 30 mit Bezug auf die

Hauptelektrode E ist insofern wichtig, als die Elektroden vollständig unabhängig voneinander arbeiten müssen. Außerdem sollte die Hilfselektrode 30 zur Erzielung maximaler Schweißleistungen hinter der Hauptelektrode E liegen, auf die gewählte Schweiß-

richtung ausgerichtet sein und unmittelbar in das von der Schweißelektrode E gebildete Schweißbad hineinucführt werden. Falls die Hilfselektrode 30 der Hauptelektrode E zu nahe kommt, ergibt sich eine unerwünschte Wechselwirkung zwischen den beiden

Elektroden; der zwischen der Hauptelektrode und dem Werkstück brennende Lichtbogen kann teilweise auf die Hilfselektrode übergehen, wodurch es zu einem Abbrand der Hilfselektrode und zu Funkenbildung kommen kann. Hat andererseits die Hilfs-

elektrode von dem durch die Hauptelektrode gebildeten Lichtbogen einen zu großen Abstand, wird Werkstoff in eine bereits erstarrte Zone des Schweißbades eingebracht.

Um einen einwandfreien Betrieb sicherzustellen, sollte die Abbiegung des Kontaktrohrcs 34 des Brenners T nicht größer als ungefähr 3°. bezogen auf die Mittelachse, sein. Außerdem sollte der zwischen der Längsachse der Aufnahme 36 der Düse N und der

Achse der Hauptelektrode E eingeschlossene Winkel im Bereich zwischen 10 und 25° liegen; vorzugsweise beträgt dieser Winkel 18°. Der seitliche Abstand zwischen der Hilfselektrode 30 und der Hauptelektrode E kann dann vom Schweißer zwecks Erzielung optimaler Schweißergebnisse dadurch eingestellt werden, daß der untere Abschnitt 42 des Schwenkgelenks 40 verdreht wird. Eine (nicht veranschaulichte) Stellschraube sitzt in einem offenen Ansatz 50 (Fig. 1) und hat den Zweck, das Kontaktrohr 34 in der eingestellten Lage festzuhalten.

Ein trommelförr._:igcr Ansatz 54 der Düse .V kann das eine Ende eines Stromknbcls 52 aufnehmen. Der Ansatz 54 ist auf dem größeren Teil seiner Länge mit einer Axialbohrung verseilen, in die Kühlmittel über eine Leitung 56 eingeleitet wird. Ein Teil tier Leitung 56 ist in Fig. 1 zu erkennen. Das Kühlmittel stiömt über ein Stromknbcl 58 in den Brenner ein. um den Brennerkopf // in herkömmlicher Weise zu kühlen. Es wird dann über einen posaunenartigen Abschnitt 60 und die Leitung 56 in den mit einer Innenbohrung versehenen Abschnitt des Ansatzes 54 geleitet und verläßt den Brenner über das Stromkabel 52. Das zur Kühlung des Brennerkopfes H verwendete Kühlmit tel wird also weitergeleitet, um auch die Düse N und das Stromkabel 52 der Hilfselektrode 30 zu kühlen. Die Düse /V dient als stromführendes Zwischenstück zwischen dem Stromkabel 52 und dem leitender Kontaktrohr 34, um der Hilfselektrode 30 Strom zu-

ίο zuführen. Die Düse /V muß infolgedessen teilweise oder ganz aus leitendem Werkstoff bestehen odei eine leitende Innenschicht aufweisen, die für die elektrische Verbindung zwischen dem Stmmkabel 52 und dem Kontaktrohr 34 sorgt. Das /wi^chonsiiivl-18 isoliert die Düse/V gegenüber dem Elcktrodeniv.l ler 10 der Hauptelektrode. Der Hauptelektrode/ wird Strom in hcrkömml'cher Wcr-c über de; Brennerkopf// von einer Stromquelle aus zugeführt die von der zur Speisung der Hilfselektrode \ ei wen deten Stromquelle getrennt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Abstand von Haupt- und Hilfseleklrcsden kritisch. Patentansprüche: Kommen sich die Elektroden zu nahe, besteht die Gefahr unerwünschter Wechselwirkungen zwischen

1. Schiilzgasmehrelektrodenschweißbrenner beiden Elektroden Ist dagegen der Abstand zu groß, mti einem eine nichtabsehmeizend? Elektrode 5 gelangt von der Hilfselektrode abschmelzender haltenden Brennerkopf, einer den unteren Teil Werkstoff in bereits erstarrte Schweißbadbereiche, der nichtabschmelzenden Elektrode umgebenden Daher ist es erwünscht, dem Schweißer die Mögüch-Gasdüse und einem mit der Gasdüse verbünde·· keit zu geben, den Elektrodenabstand in Abbängignen Kontaktrohr, dessen Achse mit der Achse keit von den jeweiligen Arbeitsbedingungen einzuder nichtabschmelzenden Elektrode einen spitzen io stellen.

Winkel bildet, das an dem dem Auslaßende der Schutzgasschweißbrenner mit nichtabschmelzender Gasdüse benachbarten unteren Ende leicht abge- Hajpt- und abschmelzender Hilfselektrode, bei debogen ist und über das eine abschmelzende Hilfs- nen die Hilfselektrode gegenüber der Hauptelektrode elektrode vorschiebbar ist, dadurch ge- verstellbar ist, sind zwar ebenfalls bekannt. So ist in kennzeichnet, daß das Kontaktrohr (34) in 15 ein-m Falle (USA.-Patentschrift 2778099) am reinem oberen Bereich um die Kontaktrohrlängs- Brennerkopf der Hauptelektrode eine das Kontaktachse drehbar gelagert ist. rohr der Hilfselektrode aufnehmende Halterung be-

2. Schutzgasmehrelektrodenschweißbrenner festigt, an der ein Schwenkarm gelagert ist. Haltenach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß rung und Schwenkarm tragen am unteren Ende jedas obere Ende Ues Kontaktrohrs (34) mit dem 20 weils eine Führungsrolle für die Hilfselekti ode. unteren Abschnitt. (42) eines Schwenkgelenks Durch Verstellen des Schwenkarms kann die Lage (40) lösbar verbunden ist, das um den oberen, die der Führungsrolle des Schwenkarms gegenüber der Führungsleitung (32) für die Hilfselektrode (30) Führungsrolle der Halterung geändert und damit die aufnehmenden Abschnitt (44) des Schwenkge- Richtung des vorderen Endes der Hilfselektrode belenks drehbar ist. 25 einflußt werden. Bei einer anderen bekannten Lö-

3. Schutzgasmehrelektroder· schweißbrenner sung (französische Patentschrift 1164041) ist die nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- Halterung für das Kontaktrohr der Hilfselektrode net, daß der Winkel, um den das untere Kontakt- über ein verstellbares mehrteiliges Gestänge mit dem rohrende gegen den oberen Kontaktrohrbereich Brennerkopf der Hauptelektrode verbunden. Die beabgebogen ist, hC:hstens 3° beträgt. 30 kannten Verstelleirrichlungen sind aufwendig und

4. Schutzgasmehrelektrodenschweißbrenner schwer.

nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei durch gekennzeichnet, daß der v'inkel, den die einem Schutzgasmehrelektrodenschweißbrenner der Längsachse des Kontaktrohrs (34) im oberen eingangs genannten Art für eine besonders einfache Kontaktrohrbereich mit der Längsachse der 35 Einstellbarkeit der Hilfselektrode zu sorgen,
nichtabschmelzenden Elektrode (E) bildet, zwi- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gesehen 10 und 25° liegt. löst, daß das Kontaktrohr in seinem oberen Bereich

5. Schutzgasmehrelektrodenschweißbrenner um die Kontaktrohrlängsachse drKibar gelagert ist. nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- Bei Drehen des abgebogenen Kontaktrohres bedurch gekennzeichnet, daß die Gasdüse (N) zu- 40 schreibt die Spitze der Hilfselektrode eine Ellipsensammen mit dem Kontaktrohr (34) um die bahn. Durch ein solches Drehen kann der Schweißer Längsachse des Brennerkopfes (H) drehbar ist. daher rasch und einfach den seitlichen Abstand zwischen der Hilfselektrodenspitze und der Hauptelektrode einstellen. Kosten und Gewicht des Brenners

45 werden durch die Einstellvorrichtung praktisch nicht erhöht.

Damit beim Einstellen der Hilfselektrode keine Torsionskraft auf die Führungsleitung der Hilfselektrode ausgeübt wird, ist vorzugsweise das obere Ende 50 der Kontaktrohrs mit dem unteren Abschnitt eines Schwenkhebels lösbar verbunden, das um den obc-

Die Erfindung betrifft einen Schutzgasmchrelek- ren. die Führungslcitung für die Hilfselektrode auftrodcnschwcißbrcnncr mit einem eine nichtabschmel- nehmenden Abschnitt des Schwenkgelcnks drehbar zendc Elektrode haltenden Brennerkopf, einer den ist.

unteren Teil der nichtabschmelzenden Elektrode um- 55 Der Winkel, um den das untere Kontaktrohrende gebenden Gasdüsc und einem mit der Gasdüsc vcr- gegen den oberen Kontaktrohtbcreich abgebogen ist. bundencn Kontaktrohr, dessen Achse mit der Achse beträgt vorzugsweise höchstens 3 . um den Vorder nichtabschmelzenden Elektrode einen spitzen schub der Hilfselektrode nicht zu behindern.
Winkel bildet, das an dem dem Auslaßende der Gas- Der Winkel, den die Längsachse des Kontaktrohrs

düse benachbarten unteren Ende leicht abgebogen ist 60 im oberen Kontaktrohrbereich mit der Längsachse und über das eine abschmelzende Hilfselektrode vor- der nichtabschmelzenden Elektrode bildet, liegt schiebbar ist. zweckmäßigerweise zwischen 10 und 25 .

Bei einem bekannten Brenner dieser Art (USA.- Vorzugsweise ist ferner die Gasdüsc zusammen

Patentschrift 2 791 673) ist das Kontaktrohr in sei- mit dem Kontaktrohr um die Längsachse des nem unteren Bereich mit der Gasdüsc fest verbun- 65 Brennerkopfcs drehbar. Dadurch kann der Schweiden. Die Lage der Spitze der Hilfselektrode gegen- ßcr auf einfache Weise dafür sorgen, daß die durch über der nichtabschmelzenden Hauptelektrode ist das Verdrehen der Hilfselektrode verursachte scitdamit fest vorgegeben. In der Praxis ist der seitliche liehe Abweichung korrigiert wird.