DE2705333A1

DE2705333A1 - Verfahren und vorrichtung zum plasma-mig-schweissen

Info

Publication number: DE2705333A1
Application number: DE19772705333
Authority: DE
Inventors: Gerardus Jelmorini
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-02-20
Filing date: 1977-02-09
Publication date: 1977-08-25
Also published as: NL7601721A; BR7700990A; CA1076214A; FR2341395B1; JPS52102854A; IT1074813B; US4146772A; BE851624A; FR2341395A1; ES456058A1; NO770536L; GB1526154A; SE7701766L; FI770514A

Description

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"Verfahren und Vorrichtung zum Plasma-MIG-Schweissen"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Plasma-MIG-Schweissen, wobei in einem Gasstrom ein Plasmabogen aufrechterhalten wird, eine abschmelzende Elektrode in das vom Plasmabogen erzeugte Gasplasma und durch die Plasmaöffnung einer Düse geführt und ein MIG-Bogen zwischen der abschmelzenden Elektrode und einem Werkstück beibehalten wird, wobei der Plasmabogen zwischen der Düse und dem Werkstück aufrechterhalten wird.

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Ein derartiges Verfahren ist aus der DT-OS 2^9795

bekiinnt. Eine wichtige Eigenschaft dieses Verfahrens .ist

die hervorragende Stabilität des Plasmabogens gegen Erlöschen; dabei ist es ausserdem möglich, mit einem vej^häl tnismässig kurzen MIG-Bogen zu scbweissen, wodurch die Einbrenntiefe im Werkstück vergrössert \vird.

Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, dass der Sohweissprozess nicht ohne Spritzen gestartet werden kann, weil zum Zünden des Plasmabogens zunächst der MIG-Bogen durch Kurzschluss der abschmelzenden Elektrode mit dem Werkstück gezündet werden muss. Der Plasrnabogen, der am Innenumfang der Piasinaöffnung in der Düse haftet, wird vom elektromagnetischen Feld der stromführenden abschmelzenden Elektrode geometrisch stabilisiert; wenn dieser Umstand nicht vorhanden ist, ist die Stelle des Plasmabogens an der Düse nicht deutlich bestimmt; deswegen ist es bei diesem bekannten Verfahren nicht möglich, den Schweissprozess dadurch zu starten, dass zunächst der Plasmabogen gezündet und erst danach die abschmelzende Elektrode zugeführt wird.

Die Erfindung bezweckt nun ein Verfahren zu schaffen, bei dem der Schweissprozess einwandfrei und

ohne Spritserscheinung gestartet werden kann.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass beim Starten des Schweissprozesses zunächst ein übertragener Plasmabogen zwischen einer nicht abschmelzenden

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Starte].cktrode stromaufwärts der Düse und des Werkstücks gezündet wird, dass danach der MIG-Bogen gezündet und letzten Endes die Düse mit der Startelektrode elektrisch verbunden wird, so dass der Plasinabogen von der Düse übernommen wird.

Der Schweissprozess wird mit einer einleitenden Bogenentladung zwischen der nicht abschmelzenden Startelektrode iin Schweissbrenner und dem Werkstück gestartet; dazu wird mit Hilfe einer Hochfrequenzentladung zunächst zwischen der Startelektrode und dem Werkstück ein übertragener Plasmabogen gezündet. Dieser Plasmabogen ist durch die Düse geometrisch bestimmt. Daraufhin wird die abschmelzende Elektrode, die mit ihrer Spannungsquelle verbunden ist, in den Plasmabogen geführt, so dass der MIG-Bogen spontan ohne Spritzerscheinungen gezündet wird. Der Plasniabogen wird in dieser Lage auch vom elektromagnetischen Feld der stromführenden abschmelzenden Elektrode geometrisch stabilisiert. Letzten Endes wird die Düse mit der Startelektrode elektrisch verbunden, wodurch die Haftung des Plasmabogens von der Düse übernommen wird, wonach der Startzyklus beendet ist. Die erfindungsgemässe Massnahme bietet ausserdem die Möglichkeit, das Werkstück mit Hilfe des Plasmabogens zwischen der Startelektrode und dem Werkstück vor Zündung des MIG-Bogens vorzuwärmen.

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Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens mit einem Schwelssbreriner der im wesentlichen aus einem Gehäuse mit einer Düse mit einer Piasinaöffnung, einem Kontaktrohr, einem Anschluss zum Zuführen eines Plasmagases, einer ersten Speisequelle, an die die Düse angeschlossen ist, und einer zweiten Speisequelle, an die das Kontaktrohr angeschlossen ist, besteht; diese Vorrichtung weist nach der Erfindung das Kennzeichen auf, dass im Gehäuse eine nicht abschmelzende Startelektrode angeordnet ist, die über einen Hochfrequenzgenerator ebenfalls an die erste Speisequelle angeschlossen ist, an die über einen Schalter die Düse angeschlossen ist. Bei geöffnetem Schalter wird mit Hilfe einer Hochfrequenzentladung zunächst zwischen der nicht abschmelzenden Startelektrode und dem Werkstück ein Plasmabogen gezündet; sobald der Schveissdraht zugeführt wird, zündet der MIG-Bogen spontan und spritzfrei; nach Zündung des MIG-Bogens kann der Schalter geschlossen werden, wodurch die Düse mit der Startelektrode verbunden und der Plasmabogen von der Düse übernommen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben,

Die dargestellte Vorrichtung 1 weist einen Schweissbrenner 2 auf, der im wesentlichen aus einem Gehäuse 3 niit einer Düse 5 mit einer Plasmaöffnung 7 besteht.

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Im Gehäuse 3 ist ein Elektrodenhalter 8 mit einer niqht abschmelzenden Elektrode 9» die beispielsweise aus Wolfram besteht und als Startelektrode wirksam ist, in Bezug auf die Plasmaöffnung exzentrisch angeordnet. Ein Schweissdraht wird mittels eines Kontaktrohres 13 durch die Plasma-Öffnung 7 hindurchgeführt. Der Elektrodenhalter 8 und das Kontaktrohr 13 sind in einer aus isolierendem Material bestehenden Kappe 12 befestigt, wodurch das Gehäuse, das Kontaktrohr und die Startelektrode gegenübereinander elektrisch isoliert sind.

Der Transport des Schweissdrahtes 11 erfolgt

mittels Transportrollen 15» die mit regelbarer Geschwindigkeit von einem Motor 17 angetrieben werden. Der Schweissbrcnner 2 ist weiter mit einer Zufuhrleitung 19 zum Zuführen eines Plasmagases A, beispielsweise Argon, versehen. Anschlüsse 21 und ein Schirm 20 dienen zum Zuführen eines Schutzgases S, beispielsweise eines Gemisches aus Argon und Kohlensäuregas. Das Gehäuse 3i der Elektrodenhalter und das Kontaktrohr 13 sind mit Kühlkanälen versehen, von denen nur der Kühlkanal 22 des Gehäuses 3 in der Zeichnung dargestellt ist. Die Kühlkanäle sind mit Anschlüssen 23« und 23", 25' und 25", 27« und 27" zum Zu- und Abführen von Kühlwasser ¥ verbunden. Die Startelektrode 9 ist über einen Anschlusskontakt 28 auf dem Elektrodenhalter 8 an einen

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der Pole einer ersten Speisequelle 29 über einon Hochfrequenzgenerator 31 angeschlossen. Der Schweissdraht 11 ist über einen Anschlusskontakt 32 auf dem Kontaktrohr an einen der Pole einer zweiten Speisequelle 33 angeschlossen, Ein Werkstück 35 ist mit dem anderen Pol der Speisequellen 29 und 33 verbunden.

Die Düse 5i die beim Schweissen als nicht abschmelzende Elektrode für den Plasmabogen wirksam ist, ist über eine Anschlussklemme 37 auf dem Gehäuse 3 und über einen Schalter 39 ebenfalls an die erste Speisequelle angeschlossen. Der Schalter 39 kann als Handschalter, vorzugsweise jedoch als Magnetschalter ausgebildet sein.

Zum Schweissen mit der obenstehend beschriebenen Vorrichtung werden die Startelektrode 9i das Kontaktrohr und das Werkstück 35 an die Speisequellen 29 und 33 angeschlossen, wobei der Schalter 39 geöffnet ist. Durch die Zuführungsleitung I9 wird ein Plasmagas A zugeführt. Ein Schutzgas S wird über die Anschlüsse 21 zugeführt. Mittels der Speisequelle 29 und des Hochfrequenzgenerators 3I wird im Plasmagasstrom zwischen der Startelektrode 9 und dem Werkstück 35 ein Plasmabogen gezündet. Mittels der Transportrollen 15 wird der Schweissdraht 11 angetrieben und axial in das vom Plasma erzeugte Gasplasma zugeführt; zwischen dem Schweissdraht 11 und dem Werkstück 35 wird

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spontan und spritzfrei ein MIG-Bogen gezündet und durch die Speisequelle 33 unterhalten. Wenn nun der Schalter 39 geschlossen wird, wird die Düse 5 mit der Startelektrode elektrisch verbunden; dadurch springt der Angriffspunkt des Plasmabogens auf der Startelektrode 9 über auf die Düse 5. Der Plasmabogen zwischen der Düse 5 und dem Werkstück 35 wird von nun an durch die Speisequelle 29 unterhalten.

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Leerseite

Claims

PIIN. B30 h.

PATENTAN SPKUECI IE

\ 1. y Vcrfalireii zum Plasma-MIG—Schweissen, wobei in einem Cjasstroni ein Plasinabopoii aufrechterhalten wird, eine abschmelzende Elektrode in das vom PJasraabogen erzeugte Gasplasma und durch die Piasinaöffnung einer Düse geführt wird und zwischen der abschmelzenden Elektrode und einem Werkstück ein MIG-Bogen beibehalten wird, wobei der Plasmabogen zwischen der Düse und dem Werkstück auf recliterlial ten wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Starten des Schweissprozesses zunächst zwischen einer nicht abschmelzenden Startelektrode stromaufwärts der Düse und des Werkstücks ein übertragener Plasmabogen gezündet wird, danach der MIG-Bogen gezündet und letzten Endes die Düse mit der Startelektrode elektrisch verbunden wird, so dass der Plasmabogen von der Düse übernommen wird.
2. Mit dem Verfahren nach Anspruch 1 geschweisstes Werkstück.
3. Vorrichtung zum Durchrühren des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem SChweissbrenner, der im wesentlichen aus einem Gehäuse mit einer Düse mit einer Plasmaöffnung, einem Kontaktrohr, einem Anschluss zum Zuführen eines Plasmagases, einer ersten Speisequelle, an die die Düse angeschlossen ist und einer zweiten Speisequelle, an die

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das Kon Ink trohr a]i(;oschlo.s.soii ist, besteht, dadurch gekt'iitizciclitiut , dass im Geliäuse eine nicht abschmelzende S tar te J ek (rode angeordnet ist, die über einen Ilochf requenz— generator ebcnfalJ s an die erste Speisequelle, an die die Düse übei¹ einen Schalter angeschlossen ist, angeschlossen ist

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