DE2018040C3 - Schutzgasmehrelektrodenschweißbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schutzgasmehrclcktrodcns'.'hweißbrenner mit einem eine nich:;:bschmdzende Elektrode haltenden Brennerkopf, einer den unteren Teil der nichtabschmelzenden Elektrode umgebenden Gasdiise und einem mit der Gasdiise veibundencn K.ontaktrohr, dessen Achse mit der Achse der nichtabschmelzenden Elektrode einen spitzen Winkel bildet, das an dem dem Auslüftend:; der Gasdiise benachbarten unteren Ende leicht abgebogen ist und über das eine abschmelzende Hilfselektrode vorschiebbar ist.

Bei einem bekannten Brenner dieser Art (I'SA.- Patentschrift 2 791673) ist das Kontaktrohr in seinem unteren Bereich mit der Gasdüse fest verbunden. Die Lage der Spitze der Hilfselektrode gegenüber der nichtabschmelzenden Hauptelektrode ist damit fest vorgegeben. In der Praxis ist der seitliche Abstand von Haupt- und Hilfselektrode!! kritisch. Kommen sich die Elektroden zu nahe, besteht die Gefahr unerwünschter Wechselwirkungen zwischen beiden Elektroden. Ist dagegen der Abstand zu groß, gelangt von der Hilfselektrode absei,mejzender Werkstoff in bereits erstarrte Schweißbadbereiche. Daher ist es erwünscht, dem Schweißer die Möglichkeit zu geben, den Elektrodenabstand in Abhängigkeit von den jeweiligen Arbeitsbedingungen einzustellen.

Schutzgasschweißbrenncr mit nichtabschmelzender Haupt- und abschmelzender Hilfselektrode, bei denen die Hilfselektrode gegenüber der Hauptelektrode verstellbar ist, sind zwar ebenfalls bekannt. So ist in einem Falle (USA.-Patemschrift 2 778 099) am Brennerkopf der Hauptelektrode eine das Kontaktrohr der Hilfselektrode aufnehmende Halterung befestigt, an der ein Schwenkarm gelagert ist. Halterung und Schwenkarm tragen am unteren Ende ie-

ao vveils eine Führungsrolle für die Hilfselektrode. Durch Verstellen des Schwenkarm ':.-m die Lage der Führungsrolle des Schwenkarms gegenüber der Führungsrolle der Halterung geändert und damit die Richtung des vorderen Endes der Hilfselektrode beau einflußt werden. Bei einer anderen bekannten Lösung (französische Patentschrift 1 164041) ist die Halterung für das Kontaktrohr der Hilfselektrode über ein verstellbares mehrteiliges Gestänge mit dem Brennerkopf der Hauptelektrode verbunden. Die be-

3c kannten Verstclleinrichtungen sind aufwendig und schwer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schutzgasmehrclektrodenschwcißbrenner der eingangs genannten Art für eine besonders einfache Einsiellbarkeit der Hilfselektrode zu sorgen.

Diese Aufgabe wird erfindungsizemäß dadurch gelöst, daß das Kontaktrohr in seinem oberen Bereich um die Kontaktrohrlängsachse drehbar gelagert ist. Bei Drehen des abgebogenen Kontaktrohres beschreibt die Spitze der Hilfselektrode eine Elüpsenbali.n. Durch ein solches Drehen kann der Schweißer daher rasch und einfach den seitlichen Abstand /wischen der Hilfselektrodcnspitze und der Hauptelektrode einstellen. Kosten und Gewicht des Brenners werden durch die Einstellvorrichtung praktisch nicht erhöht.

D;imit beim Einstellen der Hilfselektrode keine Torsionskraft auf die Fiihrtingsleitung der Hilfselektrode ausgeübt wird, ist vorzugsweise das obere 1 iide des Kontaktrohrs mit dem unteren Absehnitt eines Schwenkhebels lösbar verbunden, da¹· i;m den oberen, die Führungslcitung für die Hilfselektrode aufnehmenden Abschnitt des Schwenkgelenks (heilbar ist.

Der Winkel, um den das untere Kontaktrohrendc gegen den oberen Kontaktrobrbereich abgebogen ist, hclriiüi X¹I)IVaIp₁SWeJSc höchstens 3 . um den Vorschub der Hilfselektrode nichl zu behindern.

Der Winkel, den die Längsachse des Kontaktrohrs

fio im oberen Kontaktrnhrboreich mit der Längsachse der nichtabschmelzenden Elektrode bildet. liegt zweck mäßigerweise zwischen IO und 25".

Vorzugsweise ist ferner die Gasdiise zusammen mit dem Kontaktrohr um die Längsachse des Brennerkopfcs drehbar. Dadurch kann der Schweißer auf einfache Weise dafür sorgen, daß die durch das Verdrehen der Hilfselektrode verursachte seitliche Abweichung korrigiert wird.

Die Erfindung ist im folgenden _nn Hand eine;, AusfUhrungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Scliutzaasmehrelektrpclenschweilibrenners niiher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Hp I eine Seitenansicht des Brenners und

Fig.2 einen lotrechten Teilschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1.

Der in Fig. ! insgesamt mit'/" bezeichnete Brenner weist einen hohlen, der Strum- und Gaszufuhr dienenden Brennerkopf// auf, der an einer zwischen seinen Enden liegenden Stelle mit einem Brennerhals S verbunden ist, der seinerseits mit einem Handgriff/) in Verbindung steht. Eine Gasdüse N ist an dem Brennerkopf// mittels eines Schraubringes/, lösbar befestigt.

Durch die Düse/V ist eine Hauptelektrode £ hindurchgeführt; femer ist eine Hilfselektrode 30 vorhanden. Dies ist im einzelnen aus F i g. 2 zu erken nen. Bei der Hauptelektrode £ handelt es sich um eine mcbtabschmelzendc Elektrode, die uirzuus weise aus Ihoriertem Wolfram besieht und die iniiteK eine·* Elektrodenhalters 10 mit der Läiiü>:ichs_L der G.isdü-Sl-/V axial ausgerichtet gehalten isi. Jer Elektrodenhalter 10 ist in herkömmlicher Weise ausgebildet und bestellt aus einem Spannzangenkörper 12 und einer Spannzange 14. Das untere Ende de,- Spannzange 14 ist üufgcbohrt und geschlitzt, wodurch Hacken gebildet werden, mittels deren die Hauptelektrode £ zither gefaßt und gehalten werden kann, nachdem sie durch die Backen hindurch in den Brenner eiiineschoben wurde. Die Spannzange 14 sitzt jn dem Spannzangenkörper 12. der seinerseits an -einem oberen Ende in herkömmlicher (nicht \erunsehauheh- tcr) Weise mit dem Brennerkopf // verbunden is;.

Der Spannzangenkörper 12 1 ragt bei 16 e:n Außengewinde, auf das ein Zwischenstück IH uiifuekchraubt ist. Das Zwischenstück IX veibindel die Düse,V mit dem Brennerkopf// und wirkt mit dem Schraubring £ derart zusammen, daß die Düse V um' ihre Längsachse in einer im foluenden noch naher erläuterten Weise gedreht werden kann. Der Sehraubring /. sitzt auf einem ringlörmig-.-n Bund 20 des Zwischenstückes 18 auf und trum ein Innengwinde 22 zur Aufnahme der Düse .Y. Beim Zusammenbau der verschiedenen Teile wird der Sdirüiihrmü/. auf t'eii Bund 20 des Zwischenstücke-, !!! a;i;'»(.--.«.-t/t und das Zwischenstück mit dem SpaniiZangenkoipcr 12 verschraubt. Wenn der Schraubring /. gelockert wird, das heißt gegenüber der Düse .V teilweise eilnM wird. drehen sich die Düse/V und der Schraubriii!:/. »emcinsam um das Zwischenslück 18. Wird der Sclirauhring £ so weit festgezogen, daß an der Zv 1-kchciifläehe 24 zwischen Düse N' ,_:nd Zwischenstück 18 praktisch kein Spiel men 1 besieh;, wild die Di: «se /V fest an Ort isnd Stelle gehalten.

Das Zwischenslück 18 lu'.lelu au·. 1m>!jlt-|iiif. um iLn Spannzangenkörper iicjui die Düse Λ e!jl-.iri-,cl· tu isolieren. Eine zusätzliche Isolierung is! bei 26 Veranschaulicht.

Bei der Hüfsclckirodc 30 handelt es sich um eine abschmelzende Elektrode, die von einer nicln veranschaulichten Spule aus durch eine Eiihruiigsleiti-im 32 hindurch zugeführt werden kann, durch da·. Kontaktrohr 34 hindurchgeführt wird und mit dem {nicht veranschaulichten) Werkstück in unmiitclbaren Kontakt kommt. Die Hilfselektrode 30 hat nur den Zweck, in d;is von der Hauptelektrode /· gebildete Schweißbad zusätzliches Metall durch Sirom-

wärmeerhilzung des vorstehenden Elektrodenendes in der aus der USA.-Patentschrift 3 122 629 beschriebenen Weise einzubringen. Die Elektrodenvorschubgeschwindigkeit und die Stromstärke sind dabei derart aufeinander abzustimmen, daß zwischen der Spitze der Hilfselektrode 30 und dem Werkstück Mündig ein »lichtbogenfreier« Kurzschluß aufrechterhalten wird.

Das Kontaktrohr 34, durch das die Hilfselektrode 30 hindurch vortransportiert wird, ist in einer zylindrischen Aufnahme 36 der Düse/V koaxiai 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 Innenboh rung; er h\ hei 48 derart ausgebildet, daß er das eine Ende der Führuriüsleitung 32 aufnimmt und abstützt. Die Hilfselektrode 30 lauf; durch die Führungsleitung 32 hindurch. Der unlere Abschnitt 42 des Schwenkgelenks 40 kann an der Verbindungsstelle 46 zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt wahlweise um den oberen Abschnitt 44 herum gedieht werden.

Das kontaktrohr 34 ist nahe seinem offenen Ende bei 48 mit einer leichten Abbiegung versehen, so daß dei Schweißer die Lai!e der Spitze der Hilfselektrode 30 gegenüber der Hauptelektrode/; einstellen kann. Die 1 iillsclektrode 30 ist ausreichend flexibel, um der Krümmung des Kontaktrohres 34 zu folgen, wählend sie in kontinuierlicher Weise in Richtung au! das Werkstück vorgeschoben wird. Da das Konlakirohr leicht abgebogen ist und unter einem Winkel zum nicht veranschaulichten Werkstück steht, beschreib! die Spitze der Hilfselektrode 30 bei einer \olNiändigcn Umdrehung des unleren Abschnittes 42 des Schwenkgelenkes 40 eine Ellipse. Aul diese Weise ki-Min der Schweißer den seitlichen Absland zwischen vier Spitze der Hilfselektrode 30 und der I lauplelekirode £ wahlweise einstellen.

Die Lage der Hilfselektrode 30 mit Bezug auf die Hauptelektrode/;" ist insofern wichtig, als di LIA-tioden M'.llsiändig unabhängig voneinar.J... arbeiten müssen. ,Außerdem sollte die Hilfselektrode 30 zur I i/ielims: maximaler Schweißleistungen hinter der Hauptelektrode/;" liegen, aiii die gewählte Schwcißnc'itung ai.sgcrii.hlel sein und unmittelbar in das von dci Schweißelektrode/;" gebildete Schweißbad liiuemji-iütM"! weiden, [-"alN die Hilfselektrode 30 i'vr H.M.iptelekliodc £ zu nahe kommt, ergibl sich cmc Uiierwünschte Wechselwirkimg /wischen i'i-u beiden i;L klroden: der /wischen der Hauptelektrode und dem Weiks'ück brennende Lichtbogen kann teilweise aal d:e '. lillscleklrode iibcrgehen. wodurch es /u einem Ahbiand der Hilfselektrode und zu Funkenbildung kommen kann. Hat andererseits die Hilfselektrode von dem durch die Hauptelektrode gebildeten Lichtbogen einen zu großen Absland, wird Werkstoff in eine bereits erstarrte Zone des SciiAcißbadcs eingebracht.

Um einen einwandfreien Betrieb sicherzustellen. sollte die Abbiegung des Konlaktrohrcs 34 des Brenner. 7" nicht größer als ungefähr 3 . bezogen auf die Millelachse, sein. Außerdem sollte der zwischen der Längsachse der Aufnahme 36 der Düse N und der

Achse der Hauptelektrode E eingeschlossene Winkel im Bereich zwischen IO und 25 liegen; vorzugsweise beträgt dieser Winkel 18 . Der seitliche Absland zwischen der Hilfselektrode 30 und der Hauptelektrode/i kann dann vom Schweißer zwecks Erzielung optimaler Schweißergcbnissc dadurch eingestellt werden, daß der untere Abschnitt 42 des Schwcnkgelcnks 40 verdreht wird. Eine (nicht veranschaulichte) Stellschraube sil/.l in einem offenen Ansatz 50 (F ig. i) und hut den Zweck, das Konlakirohr 34 in der eingestellten Lage festzuhalten.

Ein Irommclförmigcr Ansatz 54 der Düse/V kann das eine Ende eines Stromkabcls 52 aufnehmen. Der Ansatz 54 ist auf dem größeren Teil seiner Länge mit einer Axialbohrung verschen, in die Kühlmittel über eine Leitung 56 eingeleitet wird. Ein Teil der Leitung 56 ist in Fig. I zu erkennen. Das Kühlmittel strömt über ein Stromkabcl 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 Inncnhohrunj; versehenen Abschnitt des Ansatzes 54 geleitet unc: vciliiBt den Brenner über das Stromkabcl 52. Das /in Kühlung des Brcnnerkopfcs// verwendete Kiihlmit-IcI wiril also weitcr^cleitct. um auch die Düse/V und das Siromkabcl 52 der Hilfselektrode 30 zu kühlen. Die Düse/V dient als stromführendes Zwischenstück /wischen dem Stromkabcl 52 und dem leitenden Kontaktrolir 34. um der Hilfselektrode 30 Strom zuzuführen. Die Düse /V muß infolgedessen teilweise oder ganz aus leitendem Werkstoff bestellen oder eine leitende Inncnschicht aufweisen, die für die elektrische Verbindung zwischen dem Slroniknbei 52 und dem Kontakt.'ohr 34 sorgt. Das Zwischenstück 18 isoliert die Düse/V gegenüber dem Elektrodenhalter 10 der Hauptelektrode. Der Hauptelektrode Ii wird Strom in herkömmlicher Weise über den Brennerkopf// von einer Stromquelle aus zugeführt, die von der zur Speisung der Hilfselektrode verwendcten Stromquelle getrennt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   J. Schutzgasmehreleklrodenschweißbrenner mit einem eine nichtabschmelzende Elektrode haltenden Brennerkopf, einer den unteren Teil der nichtabschmelzenden Elektrode umgebenden Gasdüse und einem mit der Gasdüse verbundenen Kontaktrohr, dessen Achse mit der Achse der nichtabsehmelzenden Elektrode einen spitzen Winkel bildet, das an dem dem Auslaßende der Gasdüse benachbarten unteren Ende leicht abgebogen ist und über das eine abschmelzende Hilfselektrode vorschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das .Kontaktrohr (34) in seinem oberen Bereich um die Kontaktrohrlängsachse drehbar gelagert ist.
2. 2. Schutzgasmehrelektrodenschweißbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Kontaktrohrs (34) mit dem unteren Absehnitt (42) eines Schwenkgelenks (40) lösbar verbunden ist, das um den oberen, die Führungsleiiung (32) für die Hilfselektrode (30) aufnehmenden Absehnitt (44) des Schwenkgelenks drehbar ist.
3. 3. Schutzgasmehrelektrcidenschweißbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, um den das untere Kontaktrohrende gegen den oberen Kontaktrohrbcrcich abgebogen ist. höchstens 3^C beträgt.
4. 4. Schutzgasmehrelektrodenschweißbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, den die Längsachse des Kontaktrohrs (34) im oberen Kontaktrohrbereich mit du Längsachse der nichtabschmelzenden Eiektror¹; (E) bildet, zwischen K) und 25° liegt.
5. 5. Schutzgasmehrelektrodenschwcißbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdüsc (N) zusammen mit dem Kontaktrohr (34) um die Längsachse des Brennerkopfes (H) drehbar ist.