DE2928938C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Handschweißbrenner entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei elektrischen Schutzgas-Schweißverfahren, beispielsweise dem TIG- bzw. WIG-Lichtbogenschweißverfahren erfolgt das Aufschmelzen des Werkstoffs für die Schweißnaht über einen Lichtbogen, der zwischen dem zu schweißenden Teil und der Elektrode unter einem Schutzgasschild gebildet wird, wobei das Schutzgas den Werkstoff vor Oxidation schützt. Als Elektrode kann entweder eine abschmelzende Elektrode ver­ wendet werden, die laufend in Form eines Drahtes zugeführt wird oder aber auch eine feststehende Wolfram-Elektrode verwendet werden, die selbst nicht abschmilzt, so daß der erforderliche Zusatzwerkstoff seitlich in den Lichtbogen eingeführt werden muß.

Das Zünden des Lichtbogens zwischen der Elektrode und dem zu schweißenden Bauteil erfolgt durch elektrische Hochfre­ quenzentladung mit Ionisierung des umgebenden Gases und anschließenden Durchgang des Niederspannungsstromes hoher Stromstärke für den eigentlichen Schweißvorgang.

Wegen der hohen Stromstärken, die während des Schweißens auftreten, und der damit verbundenen starken Wärmeentwick­ lung, muß auch bei hohen Frequenzen besonders auf gute Kühlung des Schweißkopfes und gute Isolierung der gesamten Elektrodenhalterung gegenüber dem Schweißteil geachtet werden, damit keine ungewollten Entladungen stattfinden können.

Darüber hinaus ist die Stellung der Elektrode, d. h. der Neigungswinkel der Elektrode bezogen auf die Schweißebene, von großem Einfluß auf die Gleichmäßigkeit der Schweißnaht. Die Neigung der Elektrode muß daher entsprechend der Form des Schweißteiles eingerichtet werden. Es können daher für eine Schweißnaht unterschiedliche Neigungswinkel er­ forderlich sein.

Aus der DE-OS 23 07 425 ist ein Schutzgasschweißbrenner mit kontinuierlich zulaufendem Schweißdraht bekannt, bei dem an einem Schaft der Brennerkopf schwenkbar gelagert ist. Dieser Schweißbrenner ist ungekühlt, eine Wärmeüber­ tragung zwischen dem Brennerkopf und dem Schaft soll hierbei durch eine isolierende Zwischenlage einerseits und Kühl­ rippen für die Abgabe der Wärme an die Umgebungsluft ver­ mieden werden. Wegen der geringen Kühlleistung ist nur ein Einsatz für begrenzte Schweißstromstärken möglich.

Aus der US-PS 29 86 624 ist ein Schweißbrenner der gleichen Art für elektrische Schutzgas-Schweißverfahren bekannt, bei dem der schwenkbare Brennerkopf über ein Scheibengelenk mit dem Halter verbunden ist. Ein Teil des Scheibengelenks ist fest mit dem Brennerkopf verbunden, der andere Teil des Scheibengelenks ist fest mit dem Halter verbunden. Die Schutzgaszuführung erfolgt über die beiden aneinander­ liegenden Flächen der beiden das Scheibengelenk bildenden Teile. Um eine Wärmeübertragung auf den Halter zu vermeiden, ist auf der Außenseite des mit dem Halter fest verbundenen Teils des Scheibengelenks eine Rohrleitung geführt, die mit Kühlwasser beschickt wird. Da die hierdurch erzielbare Kühlung nur beschränkt wirksam sein kann, dienen die beiden Kühlwasserrohre sowie das Schutzgaszuleitungsrohr zugleich als starres Verbindungselement zwischen dem Halter und dem Gelenkteil. Damit liegen die Rohrleitungen ungeschützt und sind zugleich der Gefahr einer mechanischen Überbean­ spruchung ausgesetzt. Dies ist insbesondere für Handschweiß­ brenner nachteilig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gekühlten Handschweißbrenner für Schutzgas-Schweißverfahren der vor­ stehend bezeichneten Art hinsichtlich der mechanischen Stabilität und der Kühlleistung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst. Die mit dem Griff verbundenen notwendigerweise schalenförmig ausge­ bildeten Seitenteile ergeben eine sehr formstabile Verbin­ dung zwischen Griff und die Elektrode und die Schutzgasdüse tragenden Schwenkblock. Die für die Zufuhr von Schutzgas und Kühlmittel erforderlichen Rohrleitungen können hierbei verdeckt in den Seitenteilen geführt werden. Durch die besondere Ausbildung des Schwenkblockes ist es ferner möglich, das Kühlmittel unmittelbar an den Schwenkblock heranzuführen und die dort vorhandenen Wärmemengen wirksam abzuführen, so daß eine Aufheizung des Handgriffs auch bei längerer Benutzungsdauer zuverlässig in Grenzen gehalten werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Ansprüche 2 bis 4 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Handschweißbrenners,

Fig. 2A eine Aufsicht auf ein Seitenteil,

Fig. 2B einen Schnitt gem. der Linie B-B in Fig. 1,

Fig. 2C einen Schnitt gemäß der Linie C-C in Fig. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte Handschweißbrenner ist für das sogenannte Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Verfah­ ren) vorgesehen und besteht im wesentlichen aus einem Isoliergriff 1, an dem ein mit einem Isoliergehäuse versehener Schweißkopf 2 befestigt ist. Im Schweißkopf 2 ist die von einer Schutzgasdüse 4 aus Keramik umgebene Wolfram-Elektrode 3 schwenkbar gelagert. Bei dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel kann die Elektrode mit Bezug auf die Längserstreckung des Isoliergriffs 1 um einen Winkel von 90° verschwenkt werden.

Einzelheiten der Schweißkopfausführung sind in den Fig. 2A, 2B und 2C dargestellt.

Der Schweißkopf 2 wird im wesentlichen aus einem zylin­ drischen Körper 5 gebildet, an dessen hinteren Ende Leitungen 6 und 7 für den Zulauf und den Ablauf der Kühlflüssigkeit und eine Zuführung 8 für das Schutzgas angeschlossen sind.

Das Vorderteil des Schweißkopfes 2 wird aus zwei Seiten­ teilen 9 und 10 gebildet, von denen das Seitenteil 9 ein­ stückig mit dem zylindrischen Körper 5 verbunden ist, wäh­ rend das Seitenteil 10 lösbar aufgesetzt ist. Zwischen den beiden Seitenteilen 9, 10 ist über Drehzapfen 23 ein Schwenkblock 13 gehalten. Der Schwenkblock 13 ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und mit ebenen Stirnflächen versehen. Die dem Schwenkblock 13 zugeord­ neten Flächen der Seitenteile 9, 10 sind mit jeweils kreisförmigen Aussparungen versehen, in denen jeweils ein entsprechendes Dichtelement 11 bzw. 12 angeordnet ist. Durch entsprechende Ausdrehungen in den Seitentei­ len 9, 10 innerhalb der von den Dichtelementen 11 bzw. 12 begrenzten Fläche werden so durch die Stirnflächen des Schwenkblockes 13 und die darin anliegenden zugehörigen Seitenteile 9 bzw. 10 kleine Kammern 16 bzw. 20 gebildet. In die Kammer 16 im Seitenteil 9 münden über die Bohrungen 17 und 18 die Zulaufleitung 6 und die Ablaufleitung 7 für die Kühlflüssigkeit ein. Die Kühlflüssigkeit strömt damit direkt auf den Schwenkblock 13 und sorgt für eine entspre­ chende Abfuhr der beim Schweißvorgang entstehenden Wärme.

Das über die Zuleitung 8 zuströmende Schutzgas wird über den Kanal 19 in die Kammer 20 des lösbaren Seitenteils 10 geführt und gelangt von dort über eine Bohrung 21 und eine Beruhigungskammer 22 in die Schutzgasdüse 4, aus der es im Bereich der Elektrodenspitze austritt und die durch den Lichtbogen erzeugte Schmelze im Werkstoff gegen den Zutritt von Luftsauerstoff schützt.

Der Schwenkblock 13 ist mit seinen beiden Drehzapfen 23 aus einem leitenden Material hergestellt, wobei die Drehzapfen 23 so in den Seitenteilen des Schweißkopfes gelagert sind, daß eine gute elektrische Leitfähigkeit sichergestellt ist. Die von der Kühlflüssigkeit angeströmte Oberfläche des Schwenkblockes 13 wird zweckmäßigerweise so gestaltet, daß ein maximaler Wärmeaustausch zwischen dem Schwenkblock 13 und der Flüssigkeit erfolgt und so eine Überhitzung des Blockes vermieden wird. Dies kann beispiels­ weise dadurch geschehen, daß die der Kammer 16 zugekehrte Stirnfläche des Schwenkblockes mit ringförmigen Eindrehungen versehen ist, so daß eine Vergrößerung der Oberfläche nach Art von Kühlrippen gegeben ist.

Der Schwenkblock 13 ist auf seiner Umfangsfläche ferner mit einem Isoliermantel 14 umschlossen. Hierdurch wird eine Streuung der zur Zündung des Lichtbogens erforderlichen Hochfrequenz-Ströme verhindert. Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Isoliermantel 14 die Stirnflächen des Schwenk­ blockes 13 kragenartig überragt.

Claims (4)

1. Handschweißbrenner für elektrische Schutzgas-Schweiß­ verfahren mit einem Griff, einem mit einem Isoliergehäuse versehenen schwenkbaren Schweißkopf, in dem eine von einer Schutzgas­ düse umschlossene Elektrode gehalten ist, ferner mit einer Zuführung für das Schutzgas sowie einer Zulauf- und einer Ablaufleitung für eine Kühlflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (3) mit der Schutzgasdüse (4) an einem zylindrisch ausgebildeten Schwenkblock (13) befestigt ist, der mittels an den Stirn­ flächen angeordneten Drehzapfen (23) in Seitenteilen (9, 10) gehalten ist und eine Zuführung (21) für das Schutzgas aufweist, und daß die beiden Seitenteile (9, 10) jeweils zusammen mit der zugehörigen Stirnfläche des Schwenkblocks (13) jeweils eine Kammer (16, 20) bilden, die durch Dicht­ elemente (11, 12) gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist, wobei eine Kammer (16) mit der Zulaufleitung (6) und der Ablaufleitung (7) für das Kühlmittel und die andere Kammer (20) mit der Zuführung (8, 19) für das Schutzgas und der Schutzgasdüse (4) in Verbindung steht.

2. Handschweißbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche des Schwenkblocks (13) von einem Isoliermantel (14) umschlossen ist.

3. Handschweißbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isoliermantel (14) die Stirnflächen des Schwenk­ blocks (13) kragenartig überragt.

4. Handschweißbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise das auf der Seite der Schutzgaszuführung (8, 19) befindliche Seitenteil (10) lösbar am Schweißkopf befestigt ist.