DE2448620A1 - Mehrfachelektroden-schweissbrenner - Google Patents

Description

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190-1362P

Mehrfachelektroden-Schweißbrenner

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrfachelektroden-Schweißbrenner mit einem mindestens zwei senkrecht verschiebbare, in Längsrichtung der Schweißraupe aufeinanderfolgende nicht abschmelzbare Elektroden aufweisenden Brennerkörper und mit den Elektroden zugeordneten Düsen.

Beim Hochleistungsschweißen, z.B. bei der Herstellung von geschweißten Rohren aus rostfreiem Stahl, wurden die Elektroden so angewendet, daß zwischen jeder Elektrode und dem Werkstück ein sogen, offener Lichtbogen, TIG-Lichtbogen genannt, erzeugt wird. Mit einem TIG-Lichtbogen erfolgt die Wärmezufuhr"zum metallischen Werkstück über die Außenschicht des Schmelzbades, woraus entsprechend flache Exndringungsprofile des Schmelzbades folgern. Beim Schweißen mit Mehrfachelektroden-Schweißbrennern mit TIG-Lichtbögen entstehen deshalb breite Schmelzbäder mit einem in Längsrichtung der Schweißraupe auf die Längeneinheit bezogen großen Energieverbrauch. Außerdem ist die Elektrode eines TIG-Brenners verhältnismäßig ungeschützt, weshalb Verunreinigungen der umgebenden Luft und des Schmelzbades leicht in das die Elektrode umgebende inerte Schutzgas gelangen können, was wiederum zu einer erhöhten Abnutzung der Elektrode führt. Sobald die Abnutzung einen bestimmten Grad erreicht hat, muß

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dann die Elektrode aus dem Schweißbrenner entnommen und nachgeschliffen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Schweißbrenner im Sinne einer Vermeidung der vorgenannten Nachteile zu vervollkommnen, womit zugleich eine Vergrößerung der Arbeitsgeschwindigkeit und der Betriebssicherheit angestrebt ist.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düsen auswechselbar angeordnet sind und die zusammenwirkenden Elektroden und Düsen entweder TIG- oder Plasmabrenner bilden, von denen einer gegenüber dem Werkstück einen offenen Lichtbogen, ein anderer einen verengten Lichtbogen und ein weiterer einen lediglich schwach verengten Lichtbogen bildet.

Mit einem solchen Schweißbrenner kann die Energieübertragung zum Werkstück in jeweils optimaler Weise gesteuert werden, so daß gewünschtenfalls breite Schmelzzonen, wie sie bei einer ausschließlichen Verwendung von TIG-Brennern entstehen, vermieden werden können. Außerdem kann dadurch die Gefahr von Schweißfehlern, wie beispielsweise von Wärmerissen im Werkstück, vermindert und die Schweißgeschwindigkeit erhöht werden. Überdies sind die Elektroden des vorgeschlagenen Schweißbrenners gut gegenüber der Umgebungsluft und dem geschmolzenen Metall des Schmelzbades geschützt, womit sich eine große Betriebssicherheit und lange Lebensdauer der Elektroden mit entsprechend verringerten Arbeitsunterbrechungen zum Nachschleifen von Elektroden erreichen läßt.

Ausgestaltungen der Erfindung betreffen konstruktive Einzelheiten des erfindungsgemäßen Schweißbrenners und sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In der Zeichnung, die einen erfindungsgemäßen Schweißbrenner in Verbindung mit einem bearbeiteten Werkstück in einem schematisch gehaltenen Längsschnitt zeigt, ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. .

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Der dargestellte Mehrfachelektroden-Schweißbrenner weist drei in einer Reihe aufeinanderfolgende Brenner auf, die in einem gemeinsamen Brennerkörper 3 angeordnet sind. Ein an den Brennerkörper 3 über einen aus keramischem Material bestehenden Isolator 2 anschließender Elektrodenhalter 1 trägt drei in nicht besonders dargestellter Weise in ihrer Längsrichtung verschiebbare und einstellbare nicht abschmelzbare Elektroden 4, 5 und 6.

Die Elektroden 4, 5 und 6 sind außerdem in nicht besonders dargestellter Weise in Längsrichtung der mit dem Schweißbrenner erzeugbaren Schweißraupe gegenseitig verschiebbar und einstellbar angeordnet. Um jede der Elektroden 4, 5 und 6 herum befindet sich im Brennerkörper 3 ein Gaskanal 10, in den in nicht besonders dargestellter Weise Plasmagas nach einer der Elektrode zugeordneten Düse 7 bzw. 8,9 eingeleitet werden kann, die sich jeweils am austrittsseitigen unteren Ende des Gaskanals 10 befindet.

Die die Elektrode 4 umgebende Düse 7 dient lediglich zum Schutz.des Brennerkörpers 3 und beeinflußt somit nicht den mit der Elektrode 4 erzeugbaren Lichtbogen. Die mit der Elektrode 5 zusammenwirkende Düse 8 ist als eine Plasmadüse ausgebildet, die an dieser Stelle beim Betrieb zu einem verengten Lichtbogen führt, während die mit der Elektrode 6 zusammenwirkende Düse 9 so ausgebildet ist, daß sie beim Betrieb dieser Elektrode zu einer schwächeren Verengung des Lichtbogens führt. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, taucht der Kopf der Elektrode 6 dabei etwas in die öffnung der Düse 9 ein.

Unter dem Brennerkörper 3 ist das Werkstück 14 angeordnet, welches in Richtung des Pfeiles 15 bewegbar ist. Die Elektroden 4, 5 und 6 werden von zugeordneten eigenen Stromquellen 11 bzw. 12 und 13 aus versorgt, die anderseits mit dem Werkstück 14 verbunden sind. Die Düsen 7, 8 und 9 sind im Brennerkörper 3 auswechselbar angeordnet, so daß beispielsweise die Düse 7 gegen eine Plasmadüse 8 oder 9 ausgetauscht werden kann. Die Längs-

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verschiebbarkeit der Elektroden 4, 5 und 6 dient dazu, ihre Köpfe in geeignete Stellungen gegenüber den zugeordneten Düsen zu bringen.

Das Plasmagas kann den drei Schweißbrennern in unabhängig regelbarer Menge zugeführt werden und auch der den einzelnen Elektroden 4,5 und 6 zugeführte Strom kann für jede Elektrode gesondert geregelt werden.

Durch einen entsprechenden Austausch der Düsen 7, 8 und 9 und eine geeignete Einstellung der Elektroden U, 5 und 6 kann an jeder Elektrode entweder ein TIG-Lichtbogen oder ein mehr oder weniger eingeengter Plasma-Lichtbogen erzielt werden. Der gemäß dem Ausführungsbeispxel an der Elektrode 4 erzeugte TIG-Lichtbogen ist ein sogen, offener Lichtbogen, d.h. die Düse 7 hat auf den entstehenden Lichtbogen keinen Einfluß. Der an der Elektrode 5 entstehende Plasma-Lichtbogen ist eingeengt, d.h. durch die entsprechend kleine öffnung der Düse 8 auf die Form eines dünnen Strahles eingeengt. Demgegenüber beeinflußt die Düse 9 an der Elektrode 6 den dortigen Lichtbogen schwächer, so daß dort ein weniger eingeengter Lichtbogen erhalten wird. Beim Schweißen von Blechplatten mit einem eingeengten Lichtbogen kann bekanntlich ein sogen. Schlüsselloch-Effekt erzielt werden, bei dem ein großer Teil der Energie vom Lichtbogen unmittelbar in das Metall eingeleitet wird, wodurch eine im Verhältnis zur Breite große Eindringtiefe des Schmelzbades erreicht wird.

Bei dem beschriebenen Mehrfachelektroden-Schweißbrenner kann an jeder einzelnen Elektrode gewünsentenfalls jede Art der vorstehend erläuterten Lichtbogen erzielt werden, womit am beschriebenen Schweißbrenner 2 7 unterschiedliche Lichtbogen-Kombinationen erhalten werden können. Stattdessen könnte der Schweißbrenner aber auch noch mehr als drei Schweißbrenner enthalten, womit noch eine wesentlich größere Zahl von Lichtbogen-Kombinationen möglich ist.

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Claims (3)

2U8620 Pat entansgrüche

1./Mehrfachelektroden-Schweißbrenner mit einem mindestens zwei senkrecht verschiebbare, in Längsrichtung der Schweißraupe aufeinanderfolgende nicht abschmelzbare Elektroden aufweisenden Brennerkörper und mit den Elektroden zugeordneten Düsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (7, 8, 9) auswechselbar angeordnet sind und die zusammenwirkenden Elektroden (4, 5, 6) und Düsen (7, 8, 9) entweder TIG- oder Plasmabrenner bilden, von denen einer gegenüber dem Werkstück einen offenen Lichtbogen, ein anderer einen verengten Lichtbogen und ein weiterer einen lediglich schwach verengten Lichtbogen bildet.

2. Schweißbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4, 5, 6) und die Düsen (7, 8, 9) im Brennerkörper (3) in Längsrichtung der Schweißraupe gegenseitig versetzbar sind.

3. Schweißbrenner nax:h Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkörper (3) drei Elektroden (4, 5, 6) und drei zugeordnete, gegenseitig austauschbare Düsen (7, 8, 9) aufweist.

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