DE2243020A1 - Verfahren zur uebertragung eines gluehstromes - Google Patents

Verfahren zur uebertragung eines gluehstromes

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DE2243020A1
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Janos Dr Prohaszka
Istvan Saray
Durolf Dr Welesz
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BUDAPESTI MUESZAKI EGYETEM
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/62Continuous furnaces for strip or wire with direct resistance heating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

  • Verfahren zur tibertragung eines Glühstromes Bei der Wärmebehandlung von Metallen und legierungen, wie SpannungsSreiglühen, Homogenisierung, Härtung1 Anlassen, Weichglühen oder bei sonstigen technologischen Arbeitsvorgängen-, wie beim Anlassen mit geschmolzenem Metall, Stumpfschwei-Bein, ist es vorteilhaft, die Werkstücke, Halberzeugnisse, wie Drähte, Stäbe, Bänder in manchen Fällen nach dem Foule Effekt des durch sie geleiteten Stromes aufzuheizen bzw.
  • aufzuglühen. Die Zufuhr des erforderlichen Stromes zum aufzuglühender. Gegenstand verursacht aber mit den bisher bekannten Stromzufuhr- bzw Kontaktverfahren wegen der eventuell gegliederten rauhen oder oxydischen, zundrigen, verunreinigten, nicht metallreinen und demzufolge den Strom schlecht leitenden Oberfläche oder wegen der schnellen Bewegung des Gegenstandes oder aus sonstigen Gründen oft Schwierigkeiten.
  • Diese Schweirigkeiten werden durch das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch beseitigt daß ein einen 9 zwei oder mehrere Punkte des auf zuglühenden Metallstückes berührendes Gasplasma erzeugt wird und der den Joule-Effekt zustande bringende Strom durch das Gasplasma als entsprechend leitfähiges Medium bzw. als Kontakt zum Werkstück geleitet wird.
  • Dem Verfahren gemäß der Erfindung ist vorausgegangen, daß die Zufuhr des Glühstromes zum auf zuglühenden Werkstück bisher gemäß den folgenden Lösungen möglich war.
  • 1. Mechanischer Kontakt 1.1. Festkontakte 1.1.1. Der Strom ist mit festem, metallischem Leiter geleitet und das Ende der Leitung als Stromübergabekontakt ist an das aufzuglühende Werkstück gelötet, geschweißt, genietet, geschraubt, mit Federdruck oder Gewichtsbelastung gedrückt.
  • 1.2. Beweglicher Kontakt 1.2.1. Der mit Federdruck oder Gewichtsbelastung an das aufzuglühende Werkstück gedriiv1..tc Kontaktteil gleitet während des Arbeitsvorganges am Werkstück, oder das Werkstück am Kontaktteil. Die Stromübergabe geschieht während der Gleit-Reibungs-Bewegung 1.2.2. Wie unter 1.2.1., der Kontaktteil rollt jedoch am Werkstück 2. Elektrolytkontakt 2.1. Wässeriger Elektrolytkontakt 2.2. Schmelzsalzelektrolytkontakt 3. Schmelzmetallkontakt 4. Induktiver und kapazitiver Kontakt zum Anschluß an die Hochfrequenzstromquelle.
  • Diese bekannten Methode der Übergabe bzw. der Zufuhr des Glühstromes zum auf zuglühenden Werkstück sind aber in meisten Fällen sehr schwierig, in manchen Fällen sogar garnicht anwendbar.
  • Bei den unter 1.1. und 1.2. erwähnten mechanischen Kontakten bedeutet es zum Beispiel fast immer eine Schwierigkeit, wenn die Oberfläche des auf zuglühenden, bzw. aufzuheizenden Werkstoffes gegliedert, rauh oder unbearbeitet, eventuell beschmutzt oder zundrig, nicht metall-rein, oxydisch ist, oder wenn sich das Werkstück, die Kontakte berührend, im Verhältnis zu diesen schnell bewegt.
  • Die Ausführung mit einem mechanischen beweglichen Kontakt gemäß 1.2. zum Beispiel eignet sich nur zum kontinuierlichen Ausglühen von Kupferdrähten, aber nicht von Eisen, Stahl oder Aluminium. Bei dem kontinuierlichen Weichglühen von Kupferdrähten läuft der Kupferdraht am Ende der Ziehbank vor dem Aufwickeln an zwei, nacheinander in etwa 1 m Entfernung angeordnete Rollenkontakte gedrückt, mit, großer Geschwindigkeit von 10 bis 100 m/Sek. Die zwei Pole der Glühstromquelle sind an die zwei Rollenkontakte angeschlossen und das zwischen den zwei Rollen laufende Kupferdrahtstück glüht infolge des Joule-Effektes des durchfließenden Stromes. Diese Lösung ist bei Kupfer wahrscheinlich deshalb geeignet, weil die Plastizität des Kupfers, die günstigen Eigenschaften seines Oxyds, z.B. die gute elektrische Leitfähigkeit, vorteilhafte Bedingungen zur Stromübergabe sichern.
  • Gleichzeitig ermöglichen die gute elektrische und Warmeleitfähigkeit, sowie die niedrige Erweichungstemperatur des Kupfers, daß der den zum Aufheizen erforderlichen Joúle-Effekt erzeugende Strom bei dieser Kontaktlösung durchgeleitet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das zwischen den zwei Rollen erwärmte Kupferdrahtstück mit Wasserdampf sehr einfach vor weiterer Oxydation geschützt werden kann. Der auf dem zweiten Kontakt laufende erwärmte Kupferdraht ist also von beim Erwärmen entstehendem Zunder oder Oxyd frei.
  • Die Oberfläche des Eisen-, Stahl- oder Aluminiumdrahtes ist schon von vornherein mit schlecht leitender, dünner Oxydschicht bedeckt, welche während des Glühens nur durch spezielle Maßnahmen vor weiterer Oxydation geschützt werden kann. Dem schnell laufenden oxydierten Eisen-, Stahl-oder Aluminiumdraht kann der Strom mit einem mechanischen beweglichen Kontakt nur schwierig zugeleitet werden.
  • Das Glühen des Eisen- bzw. Stahldrahtes nach dieser Methode wird dadurch noch weiter erschwert, daß er nicht so plastisch ist wie der Kupferdraht und seine Oberfläche sich dem Kontakt nicht anpaßt. Gleichzeitig ist er ein schlechterer Stromleiter. Darüber hinaus ist auch seine Erweichungstemperatur viel höher, wodurch eine viel größere Stromableitung erforderlich ist. Die höhere Temperatur ist damit verbunden, daß deraufglühende Eisendraht stark oxydiert, weshalb am zweiten Kontakt die Stromübergabe schon unterbrochen wird. Der Schutz vor Oxydation des bei hoher Temperatur glühenden Eisens bzw. Stahls ist wesentlich komplizierter als der des Kupfers.
  • Das kontinuierliche Erwärmen bzw. Weichglühen des Aluminiumdrahtes ist wahrscheinlich durch die die Oberfläche überziehende, schlecht leitfähige, sich dem Kontakt nicht anpassende Oxydschicht gehindert.
  • Aus den genannten Gründen ist diese Lösung nur bei Kupfer geeignet und heutzutage gibt es kein entsprechendes, mechanisches, bewegliches Kontaktverfahren zum kontinuierlichen Erwärmen bzw. Glühen von schnell laufendem Eisen-, Stahl- bzw. Aluminiumdraht. Aus den gleichen Gründen können auch schnell laufende, eventuell oxydische, zundrige Eisen-bzw. Aluminiumstäbe, Rohre mit gegliederten oder rauhen Oberflächen nicht mit dem Joule-Effekt kontinuierlich geglüht bzw. erwärmt werden. Die heutzutage verwendete Rollenkontaktlösung ist sogar bei Kupferdraht nicht uneingeschränkt geeignet. Wegen der guten Stromübergabe müssen sogar die dünnsten Kupferdrähte an die Rollen gedrückt oder an sie gespannt werden. Wegen der damit verbundenen Zugbeanspruchung dehnt sich der Draht umso mehr oder zerreißt umso leichter, je dünner er ist. Eine weitere Beschränkung bedeutet die Laufgeschwindigkeit des Drahtes. Bis heute wurden mit einer Höchstgeschwindigkeit von 20 bis 30 m/Sek.laufende Kupferdrähte nach dieser Methode geglüht bzw. erwärmt, aufgrund der zu erwartenden Entwicklung wird aber in der nahen Zukunft eine Geschwindigkeit von 70 bis 100 m/Sek. erreicht. Dabei wird durch den unebenen, vibrierenden Lauf des Drahtes die Stromübergabe bedeutend erschwert, so daß der Draht immer mehr an die Rolle gedrückt werden muß Deshalb ergibt die Rollenmethode noch leichter eine ungleichmäßige Dehnung und einen Riß.
  • Die unter 2. erwähnten Elektrolyte, als sekundäre Leiter, sind zur Übergabe der zum Glühen erforderlichen relativ großen Laistungen ungeeignet. Ohne übermäßige Erwärmung des Elektrolyts können höchstens 10-15 Ampere pro cm2 übertragen werden. Wegen der erreichbaren kisliicn Stromdichte muß der Elektrolytkontakt auf einer sehr großen Oberfläche den aufzuglühenden Werkstoff berühren. Dadurch wird die mit ihm durchgeführte Arbeit bedeutend erschwert. Bei kleinen Werkstücken wird die Stromübergabe unmöglich, und bei langen Werkstücken mit kleinem Durchmesser, wie z.B. Drähten, Stäben, Rohren, ist ein außerordentlich langes Kontaktsystem erforderlich, besonders wenn diese Werkstücke zum kontinuierlichen Auf glühen rasch durch den Elektrolytkontakt laufen, Weitere~Schwierigkeiten bestehen bei der Verwendung von Elektrolytkontakten daaurch, daß sie Flüssigkeiten sinde Die aufzuglühenden Werkstücke sind meistens gerade Stücke, deren zwei Enden bzw. zwei Punktc mit dem Kontakt in Berührung gebracht werden sollen, Das ist im allgemeinen 9 besonders aber wenn, sich während des kontinuierlichen Auf glühens die geraden langen Werkstücke schnell durch den Elektrolyt kontakt bewegen, damit verbunden9 daß der Elektrolyt aus dem Behälter fließt. Versucht man dies mit einer Dichtung zu verhindern, so wird der schnell laufende Draht, Stab, Rohr, als Pumpe an der Oberfläche den Elektrolyt sogar durch die beste Dichtung "austragen".
  • Eine weitere Schwierigkeit besteht wegen der Reinigung des Werkstückes vom unter 2.2. erwähnten Schmelzsalzelektrolyt. Die rückbleibenden Spuren bedeuten Korrosionsgefahr und sonstige, von nicht genügender Reinigung der Oberfläche herrührende Schwierigkeiten. Die dauernde Heizung und Behandlung der Salzlösung bedeutet noch weitere Schwierigkeiten.
  • Von den Schmelzmetallkontakten sind die Quecksilber-, die Blei- und die Galliumkontakte die wichtigsten, manchmal können aber auch andere, leicht schmelzende Metalle und Legierungen verwendet werden. Hier ist die elektrische Leitfähigkeit besonders gut, die Wechselwirkung zwischen der Metallschmelze und dem Werkstoff des zu behandelnden Werkstückes, z. B. Verbindungsbildung, Legierung, bzw. Lösung soll aber besonders beachtet werden. Wenn keine solche Gefahr besteht, bestehen die im Zusammenhang mit der Flüssigkeitsnatur der Elektrolytkontakte schon erwähnten Schwierigkeiten weiter.
  • Darüber hinaus ist auch hier die dauernde Aufrechterhaltung des Flüssigkeitszustndes schwierig. Es ist überflüssig, die Aufmerksamkeit auf die Vergiftungsgefahr bei mit Quecksilber und Blei durchgeführten Arbeiten zu lenken. Der Galliumkontakt ist dagegen sehr teuer.
  • Der Stromübergabewirkungsgrad der induktiven und kapazitiven Kontakte gemäß 4 ist verhältnismäßig schlecht und verschlechtert sich mit der Verringerung der Abmessungen.
  • Deshalb wird dieses Verfahren zum Auf glühen von dünnen Drähten und dünnen Rohren nicht verwendet. Die Wirtschaftlichkeit macht auch bei Werkstoffen von größerem Durchmesser ihre Verwendung fraglich, und wegen des Skin-Effektes verlangsamt sich bedeutend der Verlauf des Aufglühens, so daß die Verwendung dieser Kontakte nur wenig verbreitet ist.
  • Zweck des Verf ahrensgemäB der der Erfindung ist es, eine gute Lösung zur Stromübergabe mit Gasplasmakontakt in allen Fällen zu bieten in denen die mechanischen Kontakte wegen der Stromübergabeschwierigkeiten, die Elektrolyt- und Schmelzmetallkontakte wegen der Konstruktions- und sonstigen Schwierigkeiten, die induktiven und kapazitiven Kontakte wegen der Wirtschaftlichkeit nicht verwendet werden können.
  • Das auf beliebige, bekannte Weise, z.B. mit Lichtbogen, chemischer Reaktion, Hochfrequenzfeld oder in einer an und für sich bekannten Weis e hergestellte Gasplasma leitet die Elektrizität gut und diese Eigenschaft wird nach dem Ver- -fahren gemäß der Erfindung ausgenutzt, eine Verbindung zwischeiden Polen der Stromquelle und dem aufæuglühenden Werkstoff sogar in einem solchen Falle zustande zu bringen, wenn die bisherigen Kontaktlösungen zu schwierig oder garnicht verwendbar sind. Durch das Gasplasma kann der Strom ohne irgendwelche feste Kontakte, praktisch reibungsfrei zu dünnen, schnell laufenden Werkstücken mit gegliederter, rauher, unbearbeiteter, oxydischer, beschmutzter Oberfläche, mit komplizierter Form bzw. Oberfläche, mit kleinem Durchmesser geleitet werden. Das Gasplasmabündel umfaßt sozusagen das Werkstück und gibt eine viel bessere Xontaktmöglichkeit als die bisherigen Kontakte zur Stromübergabe. Es übergibt den Strom durch die zunderfreien Teile des Werkstückes durch die Poren und Risse der Oxydschicht, auch durch die dünne Oxydschicht selbst, auf das sogar mit der größten Geschwindigkeit'laufende-Werkstück, Rohr, Stab oder Draht. Es folgt ausgezeichnet den Unebenheiten der Oberfläche, und der mit ihm in Verbindung kommende Werkstoff muß sich dem Kontakt nicht anpassen. Deshalb ist es zur Übergabe des Glühstromes an schnell laufende Drähte, Stäbe, Rohre sehr gut geeignet.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung werden zwei Pole der Glühstromquelle durch zum Beispiel zwei Gasplasmen an ein kurzes Stück des aufzuglühenden Drahtes, Stabes, Rohres in solcher Weise angeschlossen, daß es kontinuierlich in der Richtung seiner Längsachse, die Plasmakontakte berührend, läuft. Zwischen den gleichen Punkten, z.B. Mittelpunkten der Plasmakontakte besteht ein der Glühspannung entsprechender Potentialunterschied. Infolge dieses Potentialunterschiedes bildet sich ein Ladungsträgerstrom zwischen dem Werkstück und dem Plasma aus, der in dem zwischen den Plasmakontakten durchlaufenden kurzen Werkstückteil den zum Aufglühen erforderlichen Strom bzw. Joule-Effekt sichert. Diese Lösung beseitigt die bei der Verwendung sowohl von mechanischen, elektrolytischen, als auch Schmelzmetallkontakten, ferner der induktiven, bzw. kapazitiven Kontakten sich ergebenden Schwierigkeiten.
  • Eine der einfachsten Herstellungsmethoden des Gasplasmas ist die Erregung des im Gas brennenden Lichtbogenplasmas.
  • Eine Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht deshalb darin, daß die oben beschriebene Übergabeform des Glühstromes mit Hilfe von im Gas brennendem Lichtbogenplasma ausgeführt wird.
  • Im Laufe der Stromübergabe mit Hilfe des Lichtbogenplasmakontakts kann man oft beobachten, daß gegen die Mitte des Lichtbogenplasmas ein glänzenderer Teil höherer Temperatur entsteht, der spitzenartig an der Oberfläche des Werkstoffes endet, wozu der Strom durch das Plasma geleitet ist.
  • In solchen Fällen sind an der Oberfläche des Werkstoffes Einbrandspuren zu finden. Diese schädliche Erscheinung ist vermeidbar, wenn gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung in die Umgebung der Lichtbogenelektroden Alkalimetalldampf zugeführt wird. In solchen Fällen nimmt die Temperatur des Lichtbogenplasmas ab und wird in jedem Teil des Plasmas annähernd gleichmaßig. Solches Plasma wird im Gas bzw. im Metalldampf brennendes Lichtbogenplasma genannt.
  • Zwecks Vermeidung des Schmelzens, bzw. des Verbrennens des Werkstückes durch das mit ihm in Verbindung kommende Gasplasma hoher Temperatur, bewegt sich das Werkstück schnell, die Plasmakontakte rührend, oder diese letzteren bewegen sich schnell im Vergleich zum Werkstück. Das ist eine Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung, die es gleichzeitig ermöglicht, daß lange Werkstücke, z.B. Draht, Band, Rohr, sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit bewegend, mit Hilfe des Joule-Effektes des durch die Gasplasmakontakte geleiteten Stromes kontinuierlich auf der ganzen Länge ausgeglüht werden.
  • Mehrere Möglichkeiten ergeben sich zur Stromübergabe durch das Gasplasma als Kontakt. Von denen kann eine als eine Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung bezeichnet werden, wo der Glühstrom durch zwei von einander elektrisch unabhängige, von selbständigen Stromquellen gespeiste Lichtbogenplasmen zum Werkstück geleitet ist. Der zur Erzeugung des Glühstromes erforder iwhe Potentialunterschied ist dadurch gesichert, daß die zwei Pole der Glühstromquelle an je eine Elektrode der beiden Lichtbögen angeschlossen sind.
  • Gemäß einer weiteren Variante der Ausführungsform mit zwei Lichtbogenplasmen werden die Pole der Glühstromquelle an von den Lichtbogenelektroden unabhängige, mit den Plasmen aber in Verbindung stehende selbständige Elektroden angeschlossen. Bei dieser Lösung reichen in die Plasmen von den Lichtbogenelektroden unabhängige, wassergekühlte mit den Polen der den Glühstrom liefernden Stromquelle verbundene selbständige Elektroden, während das auszuglühende Werkstück, Draht, Band, Rohr usw. durch die zwis hen den Lichtbogenelektroden brennenden Plasmen durchlä2?t, Der Glühstrom fließt durch diese selbständigen Ele'%:rjden zu den Plasmen und dadurch in das aufzuglühende Werkstück.
  • Aus sicherheitstechnischen Gründen ist es zweckmäßig zu vermeiden, daß an dem glühenden bzw. erwärmten Werkstück, z.B. Draht, Band, Rohr, außerhalb der geglühten Strecke ein Potentialunterschiedentsteht. Diese Anforderung kann aber bei einer Stromübergabe mit zwei Kontakten, in dem gegebenen Falle mit zwei Gasplasmen, nicht befriedigt werden. Diese Aufgabe kann aber mit drei konventionellen Kontakten in der Weise gelöst werden, daß der eine Pol der Glühstromquelle an je einem am Anfang und Ende der geglühten Strecke des Werkstückes angordneten Kontakt und der andere Pol an einem um die Mitte der geglühten Strecke angeordneten Kontakt angeschlossen sind.
  • Eine Ausführungsform des Verfanrens gemäß der Erfindung besteht daher darin, die Pole der Glühstromquelle gemäß dem oben beschriebenen, an und für sich bekannten Prinzip an drei Lichtbogenplssmakontakte anzuschließen.
  • Es ist bekannt, daß innerhalb des im Gas brennenden Lichtbogenplasmas das elektrische Feld inhomogen ist. Daraus folgt, daß innerhalb eines einzigen Plasmas lokale Potentialunterschiede vorhanden sind. Demgemäß fließt Strom im im Plasma angeordneten Metallstück zwischen den Punkten verschiedener Potentiale des Plasmas. Der Stromkreis schließt sich außerhalb des Metallstückes in dem Plasma. Diese Tatsache wird bei einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung so ausgenützt, daß nur ein Lichtbogenplasma mit dem aufzuglühenden Werkstück in Verbindung steht und der zur Erregung des Glühstromes erforderliche Potentialunterschied zwischen zwei Punkten der auf zuglühenden Strecke des Werkstückes von zwei nicht äquipotentialen Strecken bzw. nicht äquipotentialen Punkten des einzigen Lichtbogenplasmas gesichert ist.
  • In dieser Weise ist die den Lichtbogen erhaltende Stromquelle gleichzeitig die Glühstromquelle.
  • Beim kontinuierlichen Glühen bzw. Wärmen oder Heizen einer ständig veränderlichen Strecke aus Draht, Band, Rohr kann es erforderlich sein, einen mechanischen oder sonstigen konventionellen Kontakt zu verwenden, der einfacher ist als der Lichtbogenkontakt. Diese Verwendung wird aber dadurch verhindert, daß die einmal schon aufgeglühte Strecke des -Werkstückes oxydiert. Deshalb stößt zwar die Stromübergabe vor der aufgeglühten Strecke mit Hilfe eines mechanischen oder sonstigen konventionellen Kontakts auf keine Schwierigkeit, desto mehr aber an einer Kontaktstelle hinter der aufgeglühten Strecke. Diese Schwierigkeit wird durch eine Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung in der Weise beseitigt, daß der Glühstrom vor der aufgeglühten Strecke mit Hilfe eines konventionellen, mechanischen Rollenkontaktes, hinter der aufgeglühten Strecke dagegen mittels Gasplasmåkontakt zum aufzuglühenden bzw. zu erwärmenden Werkstück geleitet wird.
  • Beim kontinuierlichen Glühen, Wärmen bzw. Heizen, von schnell laufendem Draht, Band, Rohr, Stab, wenn je ein ständig veränderliches Stück dieser Werkstoffs zwischen zwei oder drei, den Strom zu diesem Stiic auertragenden Kontakten durchläuft, soll der von dem Glühsystem (aus den Kontakten) auslaufende Werkstoff gekühlt werden. Eine übliche Kühlmethode ist die Wasserkühlung. Eine Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin-, daß der erste bzw. der erste und der zweite Kontakt des Glühsystems je ein Gasplasmakontakt sind, während der dritte, d.h. der letzte ein wässeriger Elektrolytkontakt ist, der gleichzeitig zur Kühlung des glühenden Werkstoffes dient.
  • Die Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird durch das folgende Beispiel erläutert: Ein aus einer Drahtziehmas^hine mit einer Geschwindigkeit von 10 m/sek. auslaufender Eisendraht von 0,5-1 mm Durch messer soll kontinuierlich geglüht bzw. erwärmt werden0 Dazu soll durch je eine ständig veränderliche kurze Strecke von etwa 0,7 m des laufenden Drahtes Gleichstrom geleitet werden, um diese kurze Strecke mit Hilfe des Joule-Effektes auf die Glühtemperatur zu erwärmen. Zur Stromzufuhr ist ein entsprechender Kontakt erforderlich. Dieser Kontakt wird durch, in Argongas unter Normaldruck brennendes Lichtbogenplasma gesichert. Der schnell laufende Draht läuft durch zwei voneinander in einer Entfernung von 0 7 m gemäß der Figur 1 angeordnete Lichtbogenplasmen 1 und 2 hindurch. Das Plasma als leitfähiges Medium sichert die elektrische Verbindung zwischen den Polen der den Glühstrom liefernden Stromquelle und den zwei Enden der 0,7 m langen Drahtstrecke. Zum Aufrechterhalten der zwei Lichtbogenplasmen dienen je ein selbständiger Gleichstromgenerator 3 bzw. 4 von 1 kW Leistung und einer Spannung von 30 V. Der Glühstrom wird von einem Gleichstromgenerator von 170 V Spannung und 15 kW Leistung geliefert, dessen zwei Pole an die Kathoden von zwei Lichtbogenplasmen so angeschlossen sind, daß an das Plasma, an dem der Draht in kaltemZustand ankommt, der negative Pol der Glühstromquelle angeschlossen ist.
  • Patentansprüche

Claims (9)

  1. Pat~entansprüche Verfahren zur Ubertragung eines Glühstromes auf feste Metallgegenstände, Werkstücke., Halberzeugnisse, bei Arbeitsvorgängen, wie beim Anlassen mit geschmolzenem Metall, Lötung, Stumpfschweißung, Wärmebehandlung, wie Spannungsfreiglühen, Homogenisieren, Härten, Anlassen, Weichglühen, Ausscheidung3härten, bei denen zum Glühen bzw. Erwärmen der Metallgegenstände, Werkstücke, Halberzeugnisse auf eine unter ihrem Schmelzpunkt liegende Temperatur der Joule-Effekt des durch dieselben fließenden Stromes verwendet wird, dezllreh g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Zufuhr des Stromes zu den festen Metallgegenständen, Werkstücken, Halberzeugnissen als Kontakt ein Gasplasma als ein die Elektrizität gut leitendes Medium verwendet ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das als Kontakt verwendete Plasma ein im Gas brennendes Lichtbogenplasma ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß zur Verminderung der Temperatur des Plasmas Alkalimetalldampf in die Umgebung der Elektrode bzw. in das Plasma geleitet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i'c h n e t, daß der Gasplasmakontakt und die aufzuglühenden Halberzeugnisse bzw. Fertigprodukte sich im Laufe der Stromdurchleitung mit verschiedenen Geschwindigkeiten im Vergleich zueinander bewegen.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der zur Erzeugung des mit Hilfe des im Gas bzw. Metalldampf brennenden Lichtbogenplasmas zuiibertragenden Stromes erforderliche Potentialunterschied zwischen den zwei voneinander getrennt angeordneten und elektrisch voneinander getrennten Stromquellen gespeisten Lichtbogenplasnien derart erzeugt wird, daß die zwei Pole der Glühstromouelle an je eine Elektrode der zwei Bögen oder an die von den Lichtbogenelektroden unabhängigen, mit den Planen aber in Verbindung stehenden, getrennten Elektroden angeschlossen sind.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Ubergabe des Glühstromes drei voneinander unabhängige Lichtbogenplasmen verwendet werden und die Pole der Glühstromquelle derart an die drei Lichtbogenplasmen angeschlossen sind, daß ein Pol der Glühstromquelle an je ein am Anfang und Ende der aufgeglühten Strecke des Werkstückes angeordnetes Lichtbogenplasma, der andere Pol dagegen am mittleren Lichtbogenplasma angeschlossen ist, um die Entstehung eines Potentialunterschiedes in den Teilen außerhalb der aufgeglühten Strecke des Werkstückes zu verhindbrn.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß im aufzuglühenden Werkstück der Glühstrom in solcher Weise erregt Wird, daß nur ein Lichtbogenplasma mit dem Werstück in Kontakt steht und der zur Erregung des Glühstromes erforderliche Potentialunterschied zwischen zwei Punkten der aufzuglühenden Strecke des Werkstückes von den zwei,,, nicht äquipotentialen Strecken bzw. nicht äquipotentialen Punkten des einzigen Lichtbogenplasmas erzeugt wird und in dieser Weise die den Lichtbogen erhaltende Stromquelle gleichzeitig als Glühstromquelle dient.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Glühstrom an einer Strecke des zu erwärmenden Werkstückes derart geleitet ist daß zur Stromzufuhr in einen Teil der Strecke ein GasplasmakontaRt und in den anderen Teil ein konventioneller Kontakt dient.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch g e k e n n z e i c h ne t, daß der Glühstrom einer Strecke des zu erwärmenden Werkstückes derart zugeleitet wird, daß zur Stromzufuhr an ein Teil der Strecke ein Gasplasmakontakt und an den anderen Teil ein gleichzeitig zur Kühlung dienender, wässeriger Elektrolyt dient. Leerseite
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT503377B1 (de) * 2006-02-02 2008-09-15 Eiselt Primoz Verfahren und vorrichtung zur plasmabehandlung von materialien

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AT503377B1 (de) * 2006-02-02 2008-09-15 Eiselt Primoz Verfahren und vorrichtung zur plasmabehandlung von materialien

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