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Kontakt-Gas düse für Schutzgasschweißbrenner
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Die Erfindung betrifft eine Kontakt-Gasdüse für Schutzgas schweißbrenner,
insbesondere für Schweißpistolen, mit einer Stromkontaktdüse zum axialen Führen
des Schweißdrahtes und einer Gasdüse zum Heranführen von Schutzgas.
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Es sind bereits Kontakt-Gasdüsen für Schutzgasschweißbrenner bekannt,
bei denen die Gasdüse, z.B. in Form einer Gaslinse, mit Abstand über dem unteren
Ende der Stromkontaktdüse und damit der Schweißstelle endet. Die Strecke vom Ende
der Gasdüse bis zur Schweißstelle muß das Schutzgas daher in freier Strömung zurücklegen.
Auch bei hindernisfreier und/oder ungestörter Strömung wird dabei nur ein Teil des
Schutzgasmenge ausgenutzt. Der Rest entweicht wirkungslos seitlich. Dies gilt insbesondere
für das Schweißen von engen Fugen, wo die Schweißstelle tief im zu verschweißenden
Spalt liegt, während die Gasdüse oberhalb des Öffnungswinkels endet. Ein Teil des
Schutzgases prallt daher bereits auf die Oberfläche der zu verschweißenden Teile
und strömt ungenutzt ab. Um die Schutzwirkung konstant zu halten, muß daher mit
relativ hohem Gasdruck gearbeitet werden. Trotzdem wird noch ein weiterer Teil des
in den Spalt einströmenden Schutzgases durch die Stirnflächen des Spaltes und die
sich nach unten verengenden Abstände dieser Stirnflächen verwirbelt, so daß er verloren
geht. Bedingt durch den Gasdüsendurchmesser muß daher der Öffnungswinkel der Schweißfuge
groß gehalten werden. Allein damit läßt sich auch die freie Drahtlänge in den vorgegebenen
Grenzen halten. Ein großer offnungswinkel der Schweißfuge bedingt aber einen entsprechend
großen Schweißnahtquerschnitt und
somit einen hohen Verbrauch von
Zusatzwerkstoffen, wie Schweißdraht und Schutzgas, und von Arbeitszeit. Inbesondere
das Schweißen von solchen, bisher als eng bezeichneten Fugen ist daher noch arbeits-
und materialaufwendig, vor allem bei großen zu verschweißenden Materialstärken.
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Aufgabe der Erfindung ist daher die Verbesserung des Schweißverfahrens,
um die Arbeitszeit zu verkürzen und Zusatzwerkstoffe einzusparen.
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß auf der
Stromkontaktdüse ein die Stromkontaktdüse umgebendes Gasrohr angeordnet ist, das
sich von der Gasdüse bis in die Nähe der Düsenspitze der Stromkontaktdüse erstreckt
und im unteren Bereich im Querschnitt länglich ausgebildet ist.
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Eine besonders zweckmäßige Ausbildung der Kontakt-Gasdüse ergibt sich
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß das Gasrohr an gegenüberliegenden
Seiten der Stromkontaktdüse etwa parallel zur Stromkontaktdüse verlaufende Einzelkanäle
aufweist und im Bereich der Stromkontaktdüese reibschlüssig an dieser anliegt.
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Eine gute Bewegungsfreiheit in der Handhabung der Kontakt~ Gasdüse
wird nach einem anderen Merkmal der Erfindung dadurch erreicht, daß das Gasrohr
am unteren Ende etwa keilförmig ausgebildet ist.
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Unerwünschten Kurzschluß während der Schweißarbeit vermeidet man nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch, daß zwischen Gasrohr und Stromkontaktdüse
eine Isolierung aus Keramik angeordnet ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
zu entnehmen.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß bei dem Schutzgasschweißbrenner das Schutzgas bis dicht an die Schweißstelle
durch das Gasrohr zwangsläufig geführt wird. Damit entfällt praktisch die freie
Strömungsstrecke, so daß der Gasdruck gegenüber den bekannten Ausführungen reduziert
werden kann. Durch die im Querschnitt längliche Ausbildung des Gasrohres mindestens
im unteren Längsbereich kann ferner die Stromkontaktdüse in einen Spalt eingeführt
werden, der infolge der geringen Breite des Gasrohres eng ausgebildet sein kann,
wobei der hierfür bisher übliche Offnungswinkel von 600 weit unterschritten werden
kann. Ferner kann auch die Stromlrontaktdüse länger als bisher ausgebildet werden,
da die exakte Schutzgaszuführung immer gewährleistet ist. Mit dieser Schutzgaszuführung
wird die Schutzgaswirkung zudem erhöht, so daß auch die Menge dieses Schutzgases
gegenüber den Gaslinsen bei bek nten Schweißbrennerausführungen noch zusätzlich
reduziert werden kann. Infolge der besonderen Ausbildung des unteren Endes des Gasrohres
bleibt die Bewegungsfreiheit für das Schweißen voll erhalten, wobei durch eine Isolierung
zwischen dem Gasrohr und der Stromkontaktdüse die Kurzschlußgefahr gebannt werden
kann. Mit dem Schutzgasschweißbrenner nach der Erfindung kann so mit einem kleinen
Öffnungs winkel des Schrreißspaltes, also einem kleinen Schweißnahtquer schnitt,
bei reduzierter Schutzgasmenge gearbeitet werden, wobei zusätzlich auch die freie
Schweißdrahtlänge minimal gehalten werden kann. Die Menge der aufzuwenden Zusatzwerkstoffe
ist so gering, während gleichzeitig infolge der schmalen Querschnittsfläche der
auszuführenden Schweißnaht die Schweißzeit verkürzt ist. Durch das Schweißen mit
der neuen Kontakt-Gasdüse wird endlich eine neue kostensparende Gestaltung von Maschinen
möglich. Ferner eröffnet diese Fertigungsmethode rationelle Fertigungsabläufe. Insgesamt
läßt sich so mit der erfindungsgemäßen Kontakt-Gasdüse in kostensparender Weise
eine Schweißnaht mit hohen mechanischen und technologischen Eigenschaften ausführen.
Weitere Vorteile sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind der Zeichnung zu entnehmen
und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 die Frontansicht der
Kontakt-Gasdüse eines Schutzgasschweißbrenners; Fig. 2 die Ansicht gem. Linie II
- II in Fig. 1; Fig. 3 die Schnittansicht gem. Linie III - III in Fig. 2; Fig. 4
die Schnittansicht gem. Linie IV - IV in Fig. 2; Fig. 5 einen Querschnitt durch
eine andere Ausführung; Fig. 6 die Seitenansicht einer weiteren Ausführung, Fig.
7 die Teilansicht einer ferneren Ausführung.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Kontakt-Gasdüse eines Schutzgasschweißbrenners
mit einer Stromkontaktdüse 1, die an ein beliebiges Elektroschweißgerät, insbesondere
Handschweißgerät, angeschlossen ist. Durch eine axiale Zentralbohrung 1 wird ein
Schweißdraht 2 zugeführt, der unten an der Düsenspitze lt? austritt und mit seiner
freien Drahtlänge bis an die Schweißstelle 3' einer Schweißnaht 3 ragt. Im oberen
Längsbereich steckt die Stromkontaktdüse 1 in einer Gasdüse 4, durch die ein die
Stromkontaktdüse 1 umhüllender Schutzgasstrom austritt.
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Die Gasdüse 4 endet in relativ großem Abstand oberhalb der DU-senspitze
1". Die Stromkontaktdüse 1 ragt in einen zwischen zu verschweißenden Werkstücken
5 und 6 gebildeten Schweißspalt 7, der vorzugsweise als enge Fuge mit kleinem Öffnungewinkel,
also unter den bisher üblichen 600 ausgebildet ist.
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Auf der Stromkontaktdüse 1 sitzt ein Gasrohr 8, das sich vom Ende
der Gasdüse 4 bis zur Düsenspitze 1" der Stromkontaktdüse 1 erstreckt. Zur Verbindung
mit der Gasdüse 4 besitzt das Gasrohr 8 einen Trichter 9, der mit einem Zylinderring
9 auf das untere Ende der Gasdüse 4 aufgesteckt ist. Der Trichter 9 läuft beidseitig
bis auf den Außendurchmesser der Stromkontaktdüse 1 zusammen, so daß im unteren
Längsbereich ein Kanalstück 10 mit länglichem Querschnitt gebildet wird. Dieses
Kanalstück
10 liegt entlang der mittig verlaufend#n Stror,liontaktdüse 1 an dieser re bungsschrüss-g
an. Auf diese Weise werden zgei gegenüberliegende Rinze liancile 10' und 10x' (Fig.
3) gebildet, durch die das Schutzgas nach unten strömt. Das untere Ende 10"' des
Kanalstückes 10 ist als Keil (Fig. 6) ausgebildet oder kann auch abgerundet seIn,
wie zig. 7 zeigt.
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Das Gasrohr 8 kann als Blechteil oder dgl aubgebiliet sein, das auf
die Stromkontaktdüse 1 axial von unten auSschiebbar ist und an dieser durch radialen
Federdruck reibungsschlüssig gehalten wird. Es ist ersichtlich, daß das aus der
Gasdüse 4 ausströmende Schutzgas durch das Gasrohr 8 nach unten durch die beiden
10' und 10T! geführt wird, wo es am unteren Ende 10111 in der Nähe der Schweißstelle
3' austritt und diese umhüllt.
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Um zu vermeiden, daß bei Berührung des Gasrohres 8 z.it den Rändern
des Schweißspaltes 7 ein KurzschluB entsteht, ist zwischen der Stromkontaktdüse
1 und dem Gasrohr 8 eine Isolierung vorgesehen. Diese kann unmittelbar auf der Stromkontaktdüse
1 als dünner keramischer Belag aufgebracht sein. Es kann aber auch eine eigene Isolierhülse
11 (Fig. 6 und 7) vorgesehen sein, die auf die Strorikontaktdüse 1 aufgeschoben
und dort form- oder reibungsschlüssig oder auch durch Aufschrauben gesichert wird.
Diese Isolierhülse 11 trägt an ihrer Außenfläche die Isolierung in Form der Keramikschicht.
Auf diese Isolierhülse 11 wird dann das Gasrohr 8 in beschriebener Weise aufgeschoben,
geschraubt oder dgl. und arretiert.
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Zum 3befestigen des Gasrohres 8 kann auch eine Wendelfeder 12 (Fig.
1, 5) vorgesehen sein, die mit einen Ende 12' formschlüssig im Gasrohr 8 verankert
ist. Durch Eindrehen in Öffnungsrichtung der Wendelfeder 12 kann diese auf die Stromkontaktdüse
1 oder die Isolierhülse 11 aufgeschraubt werden, während nach Loslassen bzw. kurzer
Rückdrehwng in Schließrichtung die Arretierung erzielt wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Isolierung auch auf
der Innenflacne des Gasrohres 8 aufgebracht sein.
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Ferner kann das Gasrohr 8 auch mit geringem hsstang von der Stromkontaktdüse
1 verlaufen bzw. insgesamt in Frontansicnt etwa keilförmig ausgebildet sein.
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