DE202007003720U1

DE202007003720U1 - Current nozzle for a welding torch for MIG / MAG welding processes

Info

Publication number: DE202007003720U1
Application number: DE200720003720
Authority: DE
Original assignee: TBI Industries GmbH
Current assignee: TBI Industries GmbH
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2017-03-08

Abstract

Stromdüse für einen Schweißbrenner für MIG/MAG-Schweißverfahren, wobei die Stromdüse aus Graphit besteht, gekennzeichnet dadurch, dass
die Stromdüse (3) als Zylinder ausgebildet und kraftschlüssig in einer hohlen Klemmschraube (2) angeordnet ist,
wobei mittels der hohlen Klemmschraube (2) die Stromdüse (3) kraftschlüssig im Düsenstock (1) fixiert wird und
die Stromdüse (3) die hohle Klemmschraube (2) im montierten Zustand am vorderen Ende überragt.Current nozzle for a welding torch for MIG / MAG welding processes, wherein the current nozzle is made of graphite, characterized in that
the current nozzle (3) is designed as a cylinder and is arranged non-positively in a hollow clamping screw (2),
wherein by means of the hollow clamping screw (2) the current nozzle (3) is positively fixed in the nozzle (1) and
the current nozzle (3) projects beyond the hollow clamping screw (2) in the mounted state at the front end.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schweiß- und Schneidbrenner mit einer Stromdüse aus Graphit.The Invention relates to a welding and cutting torch with a graphite nozzle.

Die Stromdüse, auch Kontaktdüse genannt, hat einmal die Aufgabe, die Drahtelektrode zu führen und zum anderen den Schweißstrom in die Drahtelektrode in geringem Abstand vom Lichtbogen einzuleiten. Die Stromdüse ist gleichzeitig der störanfälligste Teil im Schweißstromkreis. Ihre Funktion als Stromüberträger wird u. a. dadurch erschwert, dass die Drahtelektroden stumpf sind und den Lichtbogen zum Stromdüsenende hin zünden oder bei einem zu langem Schlauchpaket und zu großer lichter Weite des Drahtförderkanals, sowie Unebenheiten an den Innenwandungen während des Lichtbogenzündens kurzzeitige Drahtstillstände verursacht werden, die zu Gleitbehinderungen in der Stromdüse führen oder wenn die Stromanstiegsgeschwindigkeit beim Zünden zu klein ist, Stotter-Lichtbogenzündungen verursacht werden oder eine örtlich hohe Stromdichte zwischen Drahtelektrode und Stromdüse zum Zerplatzen der Anschmelzen führt und so zu Drahtanschmelzungen und Spritzerbildung im Drahtförderkanal führen oder der Kontaktwiderstand vergrößert wird, weil Fehler auf der Drahtoberfläche oder Oxidschichten auf der Drahtoberfläche sind oder Spritzer aus dem Lichtbogenbereich, Bremswirkungen und größere elektrische Widerstände durch das Eindringen in den Spalt zwischen Drahtelektrode und Drahtförderkanal oder durch Belagsbildung am Stromdüsenende verursachen oder zu hohe Temperaturen der Stromdüse und zu niedrige Warmhärte, sowie beschleunigte Elektroerosion und Belagsbildung bei mangelhaften Drahtelektroden das Gleiten der Drahtelektrode erschweren oder bei einem zu großem Innendurchmesser der Stromdüse und bei Verwendung von Drahtelektroden mit großem Springmaß der Kontaktstellendruck vermindert wird oder die Stromdüse fehlerhaft, mit Innengraten am Ein- und Ausgang des Drahtförderkanals, Rauhigkeit und/oder Welligkeit des Drahtförderkanals, ausgeführt ist oder der Draht ungleichmäßig gefördert wird oder bei mechanisch nur gering belastbaren Drähten einfach Drahtdeformationen entstehen.The contact tip, also contact nozzle once has the task of guiding the wire electrode and on the other hand the welding current into the wire electrode at a short distance from the arc. The current nozzle is at the same time the most susceptible to failure Part in the welding circuit. Its function as a current transformer is u. a. complicated by the fact that the wire electrodes are dull and the arc to the current nozzle end ignite or if the hose package is too long and the lights are too bright Width of the wire feed channel, as well as bumps on the inner walls during the arc ignition short-term Wire shutdowns caused, which lead to Gleitbehinderungen in the Stromdüse or if the current slew rate when igniting is too small, stuttering arc ignitions be caused or a local high current density between wire electrode and current nozzle for bursting the smelting leads and so to Drahtanschmelzungen and spattering in the wire feed channel to lead or the contact resistance is increased, because mistakes on the wire surface or oxide layers on the wire surface are or splashes off the arc area, braking effects and greater electrical resistance the penetration into the gap between wire electrode and wire feed channel or by deposits on the Stromdüsenende cause or too high temperatures of the current nozzle and too low hot hardness, and accelerated electro-erosion and deposit formation in deficient Wire electrodes complicate the sliding of the wire electrode or at one too big Inner diameter of the flow nozzle and when using wire electrodes having a large jump size, the pad pressure is reduced or the Stromdüse faulty, with internal burrs at the inlet and outlet of the wire feed channel, Roughness and / or waviness of the wire feed channel is performed or the wire is conveyed unevenly or For mechanically only slightly resilient wires simply wire deformations arise.

Stromdüsen müssen neben einer guten Wärmeleitfähigkeit auch ein guter elektrischer Leiter sein und werden bevorzugt aus Kupfer gefertigt. Zusätzlich sind Eigenschaften, wie beständig gegen Elektroerosion und Fremdablagerungen, wichtig. Kupfer ist zwar ein sehr guter elektrischer Leiter und auch Wärmeleiter, aber diese Eigenschaft hat auch zur Folge, dass umherspritzende Metallpartikel an der Schweißstelle auf die Stirnfläche der Stromdüse treffen und dort verschweißen und so hässliche und störende Vorsprünge, auch Bären genannt, aufbauen. Der Vorsprung kann schnell so groß werden, dass ein Kurzschluss zwischen der Stromdüse und dem Werkstück entsteht. Bei der Verwendung von Zusatzwerkstoffen geringer Schmelztemperatur, wie z.B. Al- oder Sn-Drähte, oder mit geringer Verdampfungstemperatur, wie z.B. Zn- und Mg-Drähte, kommt es wegen der hohen Affinität zu Kupfer in der Kupferstromdüse zu partiellen Aufschweißungen, die auch zur Unterbrechung des Schweißprozesses führen. Die zuletzt genannten Zusatzwerkstoffe sind wegen dieser Eigenschaft für Kupfer Legierungsbildner. Aus DE G 84 21 896.7 ist eine Stromdüse in zweiteiliger Ausführung bekannt. Die Stirnfläche der Stromdüse ist abgetrennt und aus Kohle und wird in den Restkörper der Stromdüse eingesteckt. Die Stromdüsenspitze aus Kohle dient nur der Eliminierung von anhaftenden Schweißspritzern. Die zweiteilige Stromdüse bleibt trotzdem störanfällig, so dass diese Stromdüse in die Praxis auch noch keinen Eingang gefunden hat.In addition to good thermal conductivity, current nozzles must also be a good electrical conductor and are preferably made of copper. In addition, properties such as resistance to electro-erosion and foreign deposits are important. Although copper is a very good electrical conductor and also heat conductor, but this property also has the result that metal particles spurting meet and weld at the weld on the face of the Stromdüse and so ugly and disturbing projections, also called bears build. The projection can quickly become so large that a short circuit between the current nozzle and the workpiece is produced. When using low melting temperature filler materials, such as Al or Sn wires, or low evaporation temperature, such as Zn and Mg wires, it comes to partial Aufschweißungen because of the high affinity for copper in the Kupferstromdüse, which also for interruption lead the welding process. The last-mentioned filler metals are because of this property for copper alloying agent. Out DE G 84 21 896.7 is a Stromdüse known in two-part design. The face of the Stromdüse is separated and made of carbon and is inserted into the remainder of the Stromdüse. The current nozzle tip made of carbon serves only for the elimination of adhering weld spatters. The two-part Stromdüse still remains susceptible to interference, so that this Stromdüse has found in practice even no input.

Vor diesem technischen Hintergrund stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Stromdüse zu entwickeln, die bei einer wesentlichen Verbesserung der Gleitbedingungen für Schweißdrähte eine Stromübertragung gewährleistet, die störungsfrei ist, und elektrochemische Abrasionen vom Schweißdraht bzw. den Stromkontaktflächen in der Stromdüse vermeidet.In front In this technical background, the invention has the task a current nozzle to develop, which significantly improves the sliding conditions for welding wires one electricity transmission guaranteed the trouble-free is, and electrochemical abrasions from the welding wire or the current contact surfaces in the current nozzle avoids.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst und zwar dadurch, dass ein Zylinder aus Graphit die Stromdüse bildet und der Zylinder aus Graphit in einer hohlen Klemmschraube sitzt und mittels der Klemmschraube die zylindrische Stromdüse mit dem Düsenstock kraftschlüssig verbunden wird. Der Zylinder aus Graphit überragt dabei die hohle Klemmschraube im montierten Zustand. Die Resistenz gegen Verschmutzungen und die gute elektrische Leitfähigkeit des Graphits gewährleisten einen fast grenzflächenfreien Stromübergang vom Düsenstock über die Stromdüse auf den Schweißdraht. Graphit ist die metallische Kohlenstoffmodifikation und zeichnet sich auf grund seines Kristallgitteraufbaues durch eine besondere Wärme- und Elektrizitätsleitfähigkeit aus. Das Kristallgitter von Graphit ist gekennzeichnet durch die Ausbildung von Sechsecken, die sich zwischen benachbarten Kohlenstoffatomen in einer Ebene ausbilden und die gute elektrische Leitfähigkeit begründet. Die Sechsecke bilden übereinander Schichten, deren atomarer Abstand größer als innerhalb der Sechsecke ist und die Bindungskräfte zwischen den einzelnen Schichten daher auch relativ schwach wirksam sind. Daher lassen sich die Schichten gegeneinander relativ leicht verschieben, was wiederum die Wirkung als ausgezeichnetes Schmier- oder Gleitmittel begründet. Die vorteilhafte Wirkung des Graphitzylinders als Stromdüse werden auch durch den negativen Widerstandskoeffizienten von Graphit unterstützt, bei dem sich mit steigender Temperatur der elektrische Widerstand verringert. Mit dem fast reibungsfreien Durchgang auch von Schweißdraht mit geringerer Stärke wird gleichzeitig die Bildung von Abrieb wesentlich verringert. Anderweitig umherspritzende Metallteilchen bleiben am Graphit nicht haften, auch Schmutzpartikel bleiben nicht haften. Der Abrieb vom Schweißdraht wird vielmehr gemeinsam mit dem Schweißdraht nach außen transportiert. Mit der Erfindung wird die Standzeit von Stromdüsen wesentlich erhöht. Verschmelzungen des Schweißdrahtes mit der Stromdüse sind eliminiert und die Kontinuität des Schweißprozesses garantiert. Die Erfindung wird an einem Beispiel und den Zeichnungen näher erläutert.According to the invention the object is achieved with the features of claim 1 and in that a cylinder of graphite forms the Stromdüse and the cylinder of graphite sits in a hollow clamping screw and the cylindrical Stromdüse is non-positively connected to the nozzle by means of the clamping screw. The cylinder made of graphite protrudes over the hollow clamping screw in the mounted state. The resistance to contamination and the good electrical conductivity of the graphite ensure an almost interface-free passage of current from the nozzle via the current nozzle to the welding wire. Graphite is the metallic carbon modification and is characterized by a special heat and electricity conductivity due to its crystal lattice structure. The crystal lattice of graphite is characterized by the formation of hexagons, which form between adjacent carbon atoms in a plane and establish the good electrical conductivity. The hexagons form superimposed layers whose atomic distance is greater than inside the hexagons and the bonding forces between the individual layers are therefore also relatively weakly effective. Therefore, the layers can relatively easily move against each other, which in turn establishes the effect as an excellent lubricant or lubricant. The advantageous effect of the graphite cylinder as Stromdüse are also supported by the negative resistance coefficient of graphite, in which decreases with increasing temperature, the electrical resistance. With the almost rei Non-intrusive passage also of welding wire of lesser strength at the same time the formation of abrasion is substantially reduced. Other metal particles that splash around do not adhere to the graphite, even dirt particles do not adhere. The abrasion from the welding wire is rather transported together with the welding wire to the outside. With the invention, the service life of current nozzles is substantially increased. Fusion of the welding wire with the flow nozzle is eliminated and the continuity of the welding process is guaranteed. The invention is explained in more detail using an example and the drawings.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 Stromdüse im Düsenstock montiert, Halbschnitt 1 Current nozzle mounted in the nozzle, half cut

2 Explosivdarstellung, teilweise geschnitten 2 Explosive representation, partially cut

3 Explosivdarstellung mit einer Stromdüse mit abschließendem Bund, teilweise geschnitten 3 Explosive representation with a stream nozzle with a final collar, partially cut

Im montierten Zustand wird die Stromdüse 3 von der Gasdüse 4 vollkommen überdeckt, wie in 1 deutlich zu erkennen ist. In den Düsenstock 1 ist die hohle Klemmschraube 2 geschraubt, wobei sowohl die hohle Klemmschraube 2 als auch der Düsenstock 1 Flächen aufweisen, die kegelförmig ausgebildet sind, und die kegelförmigen Flächen, 1.1, 2.1, einander entsprechen. In der hohlen Klemmschraube 2 sitzt der Zylinder aus Kohlenstoff, Stromdüse 3, wobei die Stromdüse 3 die hohle Klemmschraube 2 überragt. 2 zeigt in einer Explosivdarstellung die Ausbildung der einzelnen Konstruktionselemente, die hohle Klemmschraube 2, Stromdüse 3 und Düsenstock 1. 3 zeigt eine Ausführung der Stromdüse 3 mit einem abschließenden Bund 3.2, der die passgenaue Fixierung der Stromdüse 3 im Düsenstock 1 unterstützt. Stromdüse 3 ist mit einer Innenbohrung 3.1 versehen, in der der Schweißdraht geführt wird. Die hohle Klemmschraube 2 ist bevorzugt aus Kupfer und neigt grundsätzlich dazu, Schweißspritzer haften zu lassen. Die überstehende Stromdüse 3 wirkt diesem Bestreben entgegen, weil der Kohlenstoff weder eine physikalische noch eine chemische Bindung mit Schweißspritzern eingeht und die hohle Klemmschraube 2 so auch vor Verunreinigungen geschützt wird. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen Düsenstock 1 und Stromdüse 3 wird mittels der hohlen Klemmschraube 2 gewährleistet und garantiert die gute Stromübertragung und gleichzeitig die gute Wärmeableitung an der Schweißbrennerspitze. Eine vorteilhafte Ausführung der Stromdüse 3 ist die Anordnung eines abschließenden Bundes 3.2. Der abschließende Bund 3.2 unterstützt die passgenaue Fixierung der Stromdüse 3 in der hohlen Klemmschraube 2 und im Düsenstock 1. Bestimmt wird die gute Stromübertragung durch die wirksame Kontaktierung mit dem Schweißdraht und den Stromfluss, der von der hohlen Klemmschraube 2 radial durch die Wand der Stromdüse 3 auf den Schweißdraht trifft, das ist der kürzeste und damit beste Weg. Die Fixierung von Stromdüse 3 mit der hohlen Klemmschraube 2 ist eine sehr elegante, schnell zu lösende Verbindung, die außerdem auch den Austausch der Stromdüse 3 erleichtert. Der Einsatz von Graphit als Werkstoff für die Stromdüse 3 ist besonders für die Verwendung von Schweißdrähten aus Aluminium, Magnesium, Silber, Zink und Zinn sowie ihren Legierungen als Zusatzwerkstoff geeignet, weil diese Metalle und ihre Legierungen mit Graphit auch im teigigen oder flüssigen Zustand keine chem. Bindung eingehen. Der Reibungswiderstand in der Graphitbohrung ist fast zu vernachlässigen, so dass der Durchfluss des Schweißdrahtes nicht gehemmt werden kann und es auch in der flüssigen Phasen nicht zur Bärenbildung in der Stromdüse 3 kommt. In der Automobilindustrie und im Behälterbau werden Schweißverbindungen zwischen Aluminiumwerkstücken untereinander, Aluminiumwerkstücken und verzinkten Stahlblechen, sowie verzinkten Stahlblechen untereinander ohne Beeinträchtigung der Zinkschicht, Magnesiumwerkstücken untereinander und Magnesiumwerkstücken und Stahlblechen mit Zusatzwerkstoffen auf Aluminium-, Magnesium-, Silber- und Zinkbasis immer interessanter und wirtschaftlich relevanter. Gerade hier sind dann auch weichere Schweißdrähte gefordert. Für Lichtbogenschweißverfahren mit weicheren Zusatzwerkstoffen ist die Stromdüse aus Graphit nach der Erfindung eine Voraussetzung.In the assembled state, the Stromdüse 3 from the gas nozzle 4 completely covered, as in 1 is clearly visible. In the nozzle 1 is the hollow clamping screw 2 screwed, with both the hollow clamping screw 2 as well as the nozzle 1 Have surfaces that are cone-shaped, and the conical surfaces, 1.1 . 2.1 to match each other. In the hollow clamping screw 2 The cylinder is made of carbon, current nozzle 3 , wherein the current nozzle 3 the hollow clamping screw 2 surmounted. 2 shows in an exploded view, the formation of the individual construction elements, the hollow clamping screw 2 , Current nozzle 3 and nozzle 1 , 3 shows an embodiment of the Stromdüse 3 with a final bunch 3.2 , the exact fitting of the Stromdüse 3 in the nozzle 1 supported. contact tip 3 is with an internal bore 3.1 provided in which the welding wire is guided. The hollow clamping screw 2 is preferably copper and generally tends to adhere to weld spatter. The protruding current nozzle 3 counteracts this desire, because the carbon enters into neither a physical nor a chemical bond with spatter and the hollow clamping screw 2 so it is also protected from contamination. The frictional connection between nozzle 1 and current nozzle 3 is by means of the hollow clamping screw 2 ensures and guarantees the good power transmission and at the same time the good heat dissipation at the welding torch tip. An advantageous embodiment of the Stromdüse 3 is the arrangement of a final covenant 3.2 , The final bunch 3.2 supports the exact fitting of the current nozzle 3 in the hollow clamping screw 2 and in the nozzle 1 , The good current transfer is determined by the effective contact with the welding wire and the current flow, that of the hollow clamping screw 2 radially through the wall of the current nozzle 3 meets the welding wire, this is the shortest and therefore best way. The fixation of Stromdüse 3 with the hollow clamping screw 2 is a very elegant, quick-to-disconnect connection that also replaces the power nozzle 3 facilitated. The use of graphite as a material for the current nozzle 3 is particularly suitable for the use of welding wires made of aluminum, magnesium, silver, zinc and tin and their alloys as a filler, because these metals and their alloys with graphite, even in doughy or liquid state no chem. Binding enter. The frictional resistance in the graphite bore is almost negligible, so that the flow of the welding wire can not be inhibited and it is not in the liquid phase to bear in the Stromdüse 3 comes. In the automotive industry and in tank construction, welded joints between aluminum workpieces, aluminum workpieces and galvanized steel sheets, and galvanized steel sheets with each other without deterioration of the zinc layer, magnesium workpieces with each other and magnesium workpieces and steel sheets with aluminum, magnesium, silver and zinc based filler materials are becoming increasingly interesting and economically relevant , Especially here then softer welding wires are required. For arc welding processes with softer filler metals, the graphite nozzle according to the invention is a prerequisite.

Claims

Current nozzle for a welding torch for MIG / MAG welding processes, wherein the current nozzle is made of graphite, characterized in that the current nozzle ( 3 ) designed as a cylinder and frictionally in a hollow clamping screw ( 2 ) is arranged, wherein by means of the hollow clamping screw ( 2 ) the current nozzle ( 3 ) non-positively in the nozzle ( 1 ) and the Stromdüse ( 3 ) the hollow clamping screw ( 2 ) surmounted in the mounted state at the front end.

Stromdüse according to claim 1, characterized in that the hollow clamping screw ( 2 ) is preferably copper.

Stromdüse according to claims 1 and 2, characterized in that the frictional connection between nozzle ( 1 ) and current nozzle ( 3 ) ensures a high efficiency of power transmission and heat dissipation.

Stromdüse according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the Stromdüse ( 3 ) with a back waistband ( 3.2 ) is trained.