DE3041095C2

DE3041095C2 - Lichtbogeneinrichtung zur Oberflächenbearbeitung von langen Werkstücken

Info

Publication number: DE3041095C2
Application number: DE19803041095
Authority: DE
Inventors: Viktor N. Dedovsk Moskovskaja oblast' Blinov; Vladimir P. Moskva Pavlov; Eduard F. Popov; Vladimir P. Terechov; Vladimir K. Orel Volkov
Original assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT METIZNOJ PROMYSLENNOSTI VNIIMETIZ MAGNITOGORSK CELJABINSKAJA OBLAST' SU
Current assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT METIZNOJ PROMYSLENNOSTI VNIIMETIZ MAGNITOGORSK CELJABINSKAJA OBLAST' SU
Priority date: 1980-10-31
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1984-04-19
Also published as: DE3041095A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogeneinrichtung zur Oberflächenbearbeitung von langen Werkstücken der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen, aus der US-PS 24 65 093 bekannten Art.

Die Erfindung kann z. B. in der Metallurgie und im Maschinenbau zur Oberflächenreinigung von langen Werkstücken, beispielsweise von Schweißdrähten, zum Entzundern und Entölen und zum Veredeln der Oberflächenschicht eines Metalls mit gleichzeitiger Entfernung einer fehlerhaften Metallschicht verwendet werden.

Bei der genannten US-PS 24 65 093 ist zwei Elektroden eine Kühleinrichtung nachgeschaltet, um eine Abkühlung des Drahtes hervorzurufen, ehe dieser auf eine Spule aufgewickelt wird; d. h. die Kühleinrichtung bezweckt die Erleichterung der der Lichtbogenbe arbeitung nachfolgenden Arbeitsvorgänge. Infolge der von den beiden Elektroden ausgehenden und auf das Werkstück gerichteten Lichtbogen kann das Material bzw. der Draht zwar gut gereinigt werden, jedoch treten leicht infolge einer Übererhitzung unerwünschte Struk turänderungen des Materials auf. Außerdem ist der für eine derartige Reinigung erforderliche Energieaufwand hoch.

Weiterhin ist aus der US-PS 32 11 886 ein Hochtemperatur-Plasmagenerator bekannt, bei dem eine Kühleinrichtung zur Abkühlung eines Drahtes, nämlich der Kathode dem Generator nachgeschaltet ist. Durch die Kühlung des Drahtes wird eine übermäßige Erosion des Drahtes vermieden und seine Lebensdauer als Kathode erhöht. Ferner ist Gegenstand dieser Druckschrift eine Lichtbogenreinigungseinrichtung bei der die frisci; gesäuberten Teile des Drahtes so lange einem Gasstrom ausgeset/i weraep Di-. eine ausreichende Kühkir
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Umfang einer ersten Kühlwalze verläuft, dann mit einem Brenner bestrahlt und anschließend um eine weitere Kühlwalze verläuft und vor dessen Aufwicklung wiederum mit einem Brenner bestrahlt wird. Weiterhin ist aus der DE-PS 6 65 540 eine Lichtbogeneinrichtung bekannt, bei der die Elektroden in einer Vakuumkammer angeordnet sind

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Lichtbogeneinrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden,

ίο daß die Qualität der Werkstückoberfläche, ohne dabei eine Strukturänderung des Werkstoffes und einen hohen Energieaufwand in Kauf nehmen zu müssen, weiter gesteigert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1

beschriebenen Merkmale gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3.

Infolge der zwischen den beiden Elektroden angeord-

neten Kühleinrichtung kann ein Lichtbogen mit hoher Leistung angelegt werden, wodurch eine hochreine Metalloberfläche unter gleichzeitiger Beseitigung von Oberflächenfehlern, wie z. B. Anreißlinien, Haarrissen und dergleichen, bei geringem Energieaufwand erzielt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lichtbo-

geneinrichtung zur Oberflächenbearbeitung von langen Werkstücken und

F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Lichtbogeneinrichtung zur Oberflächenbearbeitung von langen Werkstücken, bei dem die Kühleinrichtung innerhalb eines Vakuums angeordnet ist.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich enthält die Lichtbogeneinrichtung zur Oberflächenbearbeitung von langen Werkstücken in Achsrichtung eines Werkstücks 1 und in einem vorgegebenen Abstand von seiner Oberfläche an Stangen 3 angeordnete Elektroden 2. Die Stangen 3 sind in Vakuumkammern 4 verschiebbar angeordnet. Die Lichtbogeneinrichtung weist Speisequellen 5 für elektrische Lichtbögen 6 auf. Die Pluspole der Speisequellen 5 sind über die Stangen 3 mit den Elektroden 2 und deren Minuspole mit dem Werkstück 1 über stromführende Rollen 7 verbunden. Die Kammern 4 besitzen Eintrittsöffnungen 12 und Austrittsöffnüngen 13, durch die das Werkstück 1 hindurchtritt. Die Elektroden 2 liegen dabei auf den entgegengesetzten Seiten des Werkstücks. In den Kammern 4 wird ein Vakuum, beispielsweise mittels Vakuumpumpen 15 erzeugt.

Zur Abkühlung des Werkstücks 1 ist zwischen den Elektroden 2 eine Kühlvorrichtung für das Werkstück 1 vorgesehen. Diese kann in Form von Düsen 16 oder

3") eines in der Zeichnung nicht dargestellten Stutzens ausgeführt sein.

Die Anordnung der Kühlvorrichtungen für das Werkstück an freier Luft bzw. außerhalb des Vakuums gibt die Möglichkeit, eine breite Auswahl an Kühlmit-

w teln zur Abkühlung, darunter auci Wasser, vorzusehen. was es ermöglicht, die Bearbeitungsgeschwindigkeit (ur das Werkstück 1 zu erhöhe!..

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Elektrodenflecken des Lichtbogens 6 und unter der Wirkung physikalisch-chemischer Vorgänge auf der Oberfläche des Werkstücks 1 im Bereich des Lichtbogens 6 eine Reinigung der Metalloberfläche von Verschmutzungen. Zugleich wird auch das Metall durch die Wärme des Lichtbogens 6 und eines über das Werkstück 1 fließenden Stroms erhitzt Die Kühleinrichtung dient dazu, den Bearbeitungsvorgang des Werkstücks 1 durch Leistungssteigerung jedes elextrischen Lichtbogens 6 zu intensivieren. Andererseits können auf diese Weise unerwünschte Änderungen in der Struktur des zu bearbeitenden Metalls und eine Zunderbildung auf dessen Oberfläche beim Austritt aus der Vorrichtung unterbunden werden.

Durch Verwendung der Reihenanordnung der Elektroden 2 und der Kühlvorrichtung in Achsrichtung des Werkstücks 1 kann man in einem Durchlauf nicht nur dif: Oberfläche des Werkstückes 1 von Verschmutzungen reinigen, sondern auch eine fehlerhafte Oberflächenschicht des Metalls ohne Abschmelzen entfernen, was für die Lichtbogenschweißvorgänge kennzeichnend ist. Die Anzahl der Elektroden 2 und der Kühlvorrichtungen für das Werkstück kann beliebig in Abhängigkeit von der konkreten Aufgabe sein. In F i g. 1 und 2 ist deren Minimalzahl dargestellt.

Die Anwendung des Vakuums im Bereich der elektrischen Lichtbogen ermöglicht es, das Werkstück 1 wirksamer zu bearbeiten. In diesem Fall wird beispielsweise eine geringere Energie zum Beseitigen einer verunreinigten Schicht vom Grundmetali des Werkstücks 1 erforderlich.

Die Kühlvorrichtung für das Werkstück kann jedoch auch innerhalb der Vakuumkammer 4 liegen, wie dies anhand des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 2 verdeutlicht wird. Hierbei findet als Kühlvorrichtung mindestens eine Trommel 20 Verwendung.

Zwischen den Elektroden 2 und der Trommel 20 ist eine Abschirmwand 21 mit öffnungen 22 angeordnet In diesem Fall kann die Stromzuführung zum Werkstück 1 von der Quelle 5 mit Hilfe der Trommel 20 und von Bürsten 23 verwirklicht werden.

Zur Verhinderung einer gegenseitigen Bestrahlung der elektrischen Lichtbogen 6 kann in der Kammer 4 zwischen den Elektroden eine Abschirmung 24 angeordnet werden.

Um die Berührung des Werkstücks 1 mit der Trommel 20 zu verbessern, ist es vorteilhaft, daß es mit der Trommel 20 an der Seite zusammentrifft, die durch den Lichtbogen 6 bereits bearbeitet worden ist. Hierbei wird die Wärmeableitung vom Werkstück 1 zur Trommel 20 verbessert. Die Trommel ?0 selbst kann von der Innenseite gekühlt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lichtbogeneinrichtung zur Oberflachenbearbeitung von langen Werkstücken mit mindestens zwei Elektroden, die in Achsrichtung des Werkstücks und im Abstand von der Werkstückoberfläche angeordnet sind und mit einer den Elektroden nachgeschalteten Kühleinrichtung zum Abkühlen des Werkstücks und wobei die Speisequellen mit ihrem einen Pol an das Werkstück und mit ihrem anderen Pol an die Elektroden angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (16, 20) zwischen die Elektroden (2) geschaltet ist und daß die Elektroden (2) in einer Vakuumkammer (4) angeordnet sind.

2. Lichtbogeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die. Kühleinrichtung (20) ^für das Werkstück, anstelle der Anordnung außerhalb der Vakuumkammer, innerhalb der Vakuumkammer (4) angeordnet ist

3. Lichtbogeneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (20) für das Werkstück in Form mindestens einer Trommel ausgeführt ist.