DE2525187A1 - Verfahren und vorrichtung zum automatischen oder halbautomatischen gasschweissen - Google Patents

Description

Priorität; v. 11.Juni 19-74 in Japan Anm.No.: 65 590/74

Die Erfindung betrifft ein automatisches oder halbautomatisches Schweißverfahren mit Gasen. Es wurde bereits ein derartiges Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Schweißung mit Gasen oder die Lotung durch Schmelzung eines Zufuhrdrahtes und eines Werkstückes durch Erhitzen mittels einer Flamme von hoher Temperatur erfolgt, die durch Verbrennung des Gemisches aus einem Brennstoffgas und einem brennbaren Gas, z.B. mittels einer Oxy-acetylen-, Sauerstoff-Propan-Flamme, erhalten wird. Der Einfachheit halber werden nachstehend alle diese Arbeitsgänge mit dem Ausdruck "Schweißung" bezeichnet; der Zufuhrdraht von großer Länge (auf einer Rolle) wird dabei

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den Schweißpunkt kontinuierlich unter Durchgang durch die Fla^ineniaitte zugebracht.

Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Spannung zwischen einem irgendwo im Vorschubweg des Zufuhrdrahtes montierten Bauteile und einem in Behandlung stehenden Stück angelegt wird, um ihn so einen Heizstrom durchlaufen zu lassen.

In der Zeichnung erläutert Fig.l das bekannte Verfahren.

Ein auf eine Haspel aufgewickelter Zufuhrdraht 1 wandert zwischen zwei Rollen 3, die durch eine geeignete Einrichtung 2, z.B. einen Motor, betätigt werden, um ihi dem Handbrenner 4 zuzuleiten. Der Brenner 4 und die an seinem Ende befestigte Düse 5 besitzen einen Innenkanal 6, der in Längsrichtung für den Vorschub des Zufuhrdrahtes 1 ausgearbeitet ist. Nachdem der Draht in den Kanal 6 eingeführt worden ist, wird er kontinuierlich dem zu schweißenden Stück 8 zugeführt. Die Speisung mit dem die Verbrennung unterhaltenden Gas, z.B. Sauerstoff, und dem Brenngas, z.B. Acetylen, erfolgt durch die Schläuche 9 und 10. Die beiden Gase werden in der Düse 5 gemischt, und die erhaltene Mischung wird durch den Kanal 6 oder durch mehrere als Kranz um die zentrische Öffnung 11 angeordnete Löcher zur Bildung einer Flamme 12 ausgestoßen. Da der Zufuhrdraht 1 so im Schweißpunkt 8 durch die Mitte der Kreisform oder Ringform aufweisenden Flamme zugebracht wird, wird sein Ende durch die

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Flamme 12 erhitzt und in aufeinanderfolgenden Anteilen abgeschmolzen, um als Tropfen auf das Stück 8 zu fallen, was in diesem Augenblick bereits geschmolzen oder erhitzt ist. Es genügt also, den Brenner 4 von Hand zu verlagern, um die Schweißung kontinuierlich durchzuführen.

Da bei dieser Arbeitsweise der Zufuhrdraht und das Schweißstück durch dieselbe Flamme erhitzt werden, stellt sich der Erhitzungszustand des Zufuhrdrahtes ein für allemal ein, sobald man die günstigste Flamme für die Erhitzung oder Schmelzung des Werkstückes erhält. Infolgedessen ist die in der Zeiteinheit abgeschmolzene Metallmenge festgelegt, was es schwierig macht, den Erhitzungszustand des Zufuhrdrahtes zu variieren, um Änderungen im Durchmesser des zu benutzenden Zufuhrdrahtes und seiner Vorschubgeschwindigkeit Rechnung zu tragen.

Die Erfindung behebt diese Mängel und hat ein automatisches oder halbautomatisches Schweißverfahren zum Gegenstande/ das es gestattet, die Menge des in der Zeiteinheit abgeschmolzenen Metalles zu regeln, indem man den Erhitzungszustand des Zufuhrdrahtes unabhängig von der Flamme wählt. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß man eine elektrische Spannung zwischen einem Bauteil, das mit dem Zufuhrdraht im Verlauf seines Vorschubes in Kontakt gelangt, z.B. der Düse oder den Rollen, und dem behandelten Stück anlegt und den Heizstrom zwischen ,dan der Schweißstelle nach Kontakt mit dem genannten Bauteil zugebrachten Zufuhrdraht und dem Werkstück fließen läßt.

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Nachstehend sei an Hand der Zeichnung die Arbeitsweise erläutert.

Fig.2 und 3 zeigen ein Beispiel einer halbautomatischen Schweißung mit Gasen mittels eines Handbrenners, wie in Fig.l unter Anlegung einer elektrischen Spannung zwischen der Düse und dem Werkstück. In diesen Figuren entsprechen die Bezugszeichen 101 bis 112 den Bezugszeichen 1 bis 12 der Fig.l. Wie in Fig.l wird ein Zufuhrdraht von großer Länge auf einer Rolle 101 durch eine Flamme 112 erhitzt und geschmolzen, und das geschmolzene Metall wird tropfenweise als Schweißraupe 108 auf einem Werkstück 107 aufgebracht. Nach der Erfindung wird eine elektrische Spannung zwischen einer Düse 1O5 des Brenners 104 und dem Werkstück 107 angelegt, die beide an eine Stromquelle 113, beispielsweise einer Wechselstromschweißanlage, angeschlossen sind. Sobald ein Kurzschluß zwischen dem Zufuhrdraht 101, der sich im Kanal 106 unter Kontakt mit der Düse 105 vorwärtsbewegt, und dem Werkstück 107 eingetreten ist, geht der Heizstrom durch den Zufuhrdraht 101. Dieser wird dann durch diesen Strom, außerdem aber auch durch die Flamme 112 erhitzt. Das auf diese Weise geschmolzene Metall wird tropfenförmig auf die Schweißstelle 108 des Stückes 107 aufgegeben.

Bei dem bekannten Verfahren, wo der Zufuhrdraht 101 und das Schweißmetall 108 beide gemeinsam durch die Flamme 112 erhitzt werden, wird die Leistung der Flamme 112 auf den günstigsten Wert für die Erhitzung des Stückes 108 derart ge-

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regelt, daß der Erhitzungszustand des Zufuhrdrahtes sich ein für allemal einstellt. Die erhaltene Flamme paßt jedoch nicht immer für die Erzielung einer ausreichenden Menge geschmolzenen Metalles aus dem Zufuhrdraht 101, um eine ordentliche Schweißung durchzuführen. Andererseits ist es schwierig, die Schweißgeschwindigkeit nach Belieben durch Vergrößerung der Menge geschmolzenen Metalles in der Zeiteinheit zu verändern. Da nach dem Verfahren der Erfindung jedoch der Zufuhrdraht 101 nicht nur durch die Gasflamme, sondern auch durch den Heizstrom, der in dein. Zufuhrdraht fließt, erhitzt wird, ist es möglich, die Erhitzung des Zufuhrdrahtes unter jeder gewünschten Bedingung zu halten, indem man diesen Strom regelt, d.h. es ist möglich, den Zufuhrdraht auf die gewünschte Temperatur zu erhitzen, indem man die Stromintensität unabhängig von der Leistung der Flamme 112 regelt. Wenn man also annimmt, daß die Flamme die günstigste Leistung für die Erhitzung der Schweißstelle 108 des Werkstückes 107 hat, so ist es möglich, den Zufuhrdraht 101 in der Weise zu erhitzen, daß man die optimale Menge abgeschmolzenen Metalles je Zeiteinheit als Funktion der gewünschten Schweißgeschwindigkeit erhält. Auch ist es möglich, die Metallmenge je Zeiteinheit bei gleichbleibender Schweißgeschwindigkeit abzuwandeln.

Im vorgenannten Beispiel legt man eine elektrische Spannung zwischen der Düse 105 und dem Werkstück 107 an und läßt den elektrischen Strom während des Kurzschlusses zwischen dem Werkstück 107 und dem Zufuhrdraht 101 fließen, der sich im

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Kanal 106 vorschiebt/ indem er Kontakt mit der Düse 105 hält- Der Stromdurchfluß zwischen dem Werkstück 107 und der Düse 105 braucht jedoch nicht immer betrieben zu werden. Da der Zufuhrdraht 1 der Schweißstelle 108 kontinuierlich von der Haspel zugeliefert wird, kann der Stromdurchgang an einer beliebigen Stelle des Vorschubweges des Zufuhrdrahtes 101 erfolgen. Es genügt also, eine elektrische Spannung zwischen einem irgendwo auf diesem Wege vorgesehenen Bauteil und dem Werkstück 107 anzulegen. Beispielsweise kann man eins elektrische Spannung zwischen den Rollen 103 und dem Werkstück, oder auch zwischen einem Bauteil im Kontakt mit der Zufuhrdraht 101 im Innern des Brenners 104 und dem Werkstück 107 anlegen.

Wie vorstehend dargelegt wurde, erweitert das Verfahren nach der Erfindung die Benutzungsgrenze der Gasenergie durch Hinzufügung der elektrischen Energie, während das bekannte Verfahren sich lediglich der Gasenergie bedient. Man kann so die Scnweißung in der Weise durchführen, daß man das erwartete Ergebnis erhält. Weil es möglich ist, die abgeschmolzene Metallmenge unabhängig von der Leistung der Gasflamme in solcher Weise zu regeln, daß man die Metallablagerung auf der Schweißstelle nach Belieben kontrolliert, ist es auch leicht, die Menge abgeschmolzenen Metalls je Zeiteinheit und die Schweißgeschwindigkeit in weitem Rahmen zu steigern, woraus sich eine Verbesserung der Betriebsbedingung und die Möglichkeit zur Kontrolle der zu erhaltenden Schweißraupe ergeben. Zusammenfassend gestattet das Verfahren nach der Er-

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findung die Erzielung eines überraschenden Effektes durch eine einfache Maßnahme, die in der Einführung elektrischer Energie in das Gebiet der Schweißung mittels Gas besteht.

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Claims (3)

~ 8 Patentansprüche

1. Verfahren zum automatischen oder halbautomatischen Schweißen, bei dem die Schweißung unter Zuführung eines aufgewickelten Zufuhrdrahtes zur Schweißstelle durch kontinuierliche Hindurchführung durch die Mitte einer Gasflamme erfolgt, die den Draht aufschmilzt und das Werkstück erhitzt, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Spannung zwischen einem an irgendeiner Stelle auf dem Vorschubweg des Zufuhrdrahtes montierten Bauteil und einem in Behandlung stehenden Stück angelegt wird, der den Zufuhrdraht einen Heizstrom durchlaufen läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spannung zwischen der Düse des Schweißbrenners und dem Werkstück angelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spannung zwischen den Vorschubrollen und dem Werkstück angelegt wird.

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