DE3201663C2

DE3201663C2 - Einspannvorrichtung zum Anschluß an ein Lichtbogenschweißgerät

Info

Publication number: DE3201663C2
Application number: DE3201663A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 8670 Hof Fiebich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-01-21
Filing date: 1982-01-21
Publication date: 1984-10-11
Also published as: DE3201663A1

Abstract

Es handelt sich um ein Demonstrationsgerät zum Lichtbogenschweißen. Das Gerät ist als Lehr- und Lernmittel für berufsbildende Schulen, Fachschulen, Fachhochschulen und Hochschulen vorgesehen, Mit dem Gerät können die Auswirkungen verschiedener Einflußgrößen beim Lichtbogen- und Widerstandspunktschweißen dem Lernenden einsichtig dargelegt werden. Das Demonstrationsgerät muß an jedes handelsübliche Lichtbogenschweißgerät angeschlossen werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung zum Anschluß an ein Lichtbogenschweißgerät. Derartige Einspannvorrichtungen sind geeignet, einem Lernenden den Einfluß der verschiedenen Parameter beim Schweißvorgang zu demonstrieren.

Aus der DD-PS 99 245 ist ein Schweißtrainer zum Erlernen der Grundfertigkeiten für das Elektro-Handschweißen bekannt. Bei dem Gerät handelt es sich um eine Schweißzange mit eingespannter Modellelektrode, an deren Spitze sich ein Weichzeichner befindet. Der in der Praxis wichtige Elektrodenabstand kann damii simuliert werden. Dabei wird ein zu großer oder zu kleiner Elektrodenabstand optisch und akustisch angezeigt.

Der Einfluß der verschiedenen Parameter kann dem Lernenden mit diesem Gerät jedoch nicht gezeigt werden.

Es bestand daher die Aufgabe, eine Einspannvorrichtung zum Anschluß an ein Lichtbogenschweißgerät zu schaffen, mit dem dem Lernenden der Einfluß der verschiedenen Parameter beim Schweißvorgang demon

striert werden kann.

Im einzelnen kann folgendes gezeigt werden:

— Aufgabe und Funktion der Umhüllung einer Schweißelektrode.

— Der Temperaturunterschied zwischen Plus- und Minuspol eines Schweißumformers.

— Ermittlung des Plus- und Minuspols des Schweißumformers (Hinweisschilder wurden vorher zugeklebt).

— Die Lichtbogenlänge in Abhängigkeit von der Dikke der Umhüllung der Schweißelektrode.

— Die Lichtbogenlänge in Abhängigkeit von der Art der Umhüllung.

— Die Lichtbogenlänge in Abhängigkeit von der Stromstärke.

— Die Lichtbogenlänge in Abhängigkeit vom Elektrodendurchmesser.

— Die Blaswirkung am Lichtbogen mit Hilfe eines Elektro- oder Dauermagneten.

— Das Schweißen mit nicht umhüllten Elektroden (»nackte« Elektroden).

— Die Weiterentwicklung vom Ε-Schweißen zum Schutzgasschweißen.

— Die Tropfigkeit der Elektrode in Abhängigkeit von der Art der Umhüllung.

— Die Elektrodenabbrenngeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Arider Umhüllung.

— Die Technologie beim Widerstandspunktschweißen.

Die o. g. Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 Gesamtdarstellung der Einspannvorrichtung in 3 — Ansichten.

Fig. 2 Einspannvorrichtung mi.' Rahmen und Schwenkvorrichtung.

Funktionsbeschreibung des Gerätes

Mit dem Handrad (1) wird die Gewindespindel (2), die durch ein Innengewinde mit einer Gewindeplatte (3) verbunden ist, bewegt. Die Führungssäule (9) wird in zwei Führungsschienen (6) geführt. Die beiden Federn (5) verbinden die Gewindeplatte (3) und die Führungssäule (9) und gleichen den »toten Gang« der Gewindespindel beim Rückwärtsdrehen aus. Der Aufnahmebolzen (7) ist verstellbar mit der Führungssäule (9) verbunden und nimmt auf der linken Seite die Elektrode (10) oder den Adapter mit Werkstück (11,12) auf. Die rechte Seite des Aufnahmebolzens (7) nimmt die Polklemme des Schweißumformers oder des Schweißtransformators auf.

Die Aufnahmesäule (13) ist fest mit der Grundplatte (4) verbunden und dient zur Aufnahme des Aufnahmebolzens (14). Der Aufnahmebolzen (14) nimmt auf der linken Seite die Polklemme und auf der rechten Seite entweder den Adapter mit Werkstück oder die Elektrode auf. Je nach Ausführung des Adapters können runde, viereckige oder rechteckige Werkstücke eingespannt werden. Auf der Halterung (15) wird ein Elektro- oder Dauermagnet oder eine Düse für Schutzgas befestigt.

Die Führungsstange (20) ist fest mit dem Lager (21) verbunden. Das Verbindungsstück (22) ist drehbar mit

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der Führungsstange (20) und fest mit dem Zünddraht- Zu a) halter (17) und dem Bedienungshebel (18) verbunden. Der Zünddrahthalter (17) dient zur Aufnahme des Zünddrahtes (16). Der Zünddraht (16) wird zwischen die Elektrode (10) und das Werkstück (11) geschwenkt. Dadurch wird die Elektrode (10) gezündet. Der Stellring (19) dient zur seitlichen Arretierung des Verbindungsstückes (22). Zub)

Funktionsbeschreibung ι ο

Zu Versuch 1

Der Versuch zeigt, welche Aufgabe die Elektrodenumhüllung beim Lichtbogenschweißen hat. Zu c)

Dabei wird ein Lichtbogen zwischen einer Werkstückprobe und einer handelsüblichen umhüllten Elektrode gezündet Der Abstand zwischen Werkstück und abgebrannter Elektrode ist dabei von Bedeutung.

Der gleiche Versuch wird mit einer Elektrode durchgeführt, deren Umhüllung 8 mm hinter der Spitze unterbrachen ist Nach dem Zünden bricht der Lichtbogen im Bereich der unterbrochenen Umhüllung ab. Der Abstand zwischen Werkstück und Elektrode ist r'erbei geringer, da der Lichtbogen wegen der fehlenden Umhüllung nicht aufrechterhalten werden kann.

Zu Versuch 2

Durch den Versuch wird indirekt die unterschiedliche Temperatur an den Plus- und Minuspolen eines Licht- jo bogenschweißgerätes für Gleichstrom und indirekt die gleiche Temperatur an den Polen eines Lichtbogenschweißgerätes für Wechselstrom gezeigt.

Die Einspannvorrichtung ist an ein Lichtbogenschweißgerät mit Gleichstrom angeschlossen. Eine auf der Ar-Seite eingespannte Werkstückprobe und auf der /-Seite eingespannte Elektrode werden gezündet. Die Elektrode erlischt nach kurzer Zeit Der Abstand zwischen Werkstück und Elektrode ist dabei wichtig. Mit vertauschten Polen wird eine neue Elektrode abgebrannt. Der Jabei entstandene Abstand ist nicht identisch mit dem zuerst gemessenen. Das bedeutet, daß die Elektroden aufgrund der verschiedenen hohen Temperaturen an den Polen unterschiedlich weit abbrennen.

Zu Versuch 3

Durch den Versuch wird chemisch der Plus- bzw. der Minuspol am Gleichstromschweißgerät ermittelt.

Ein auf der x-Seite und ein auf der /-Seite befestigter Draht wird mittels des Mediums Wasser in einem Glasgefäß elektrisch leitend verbunden. Das Wasser wird durch den vom Schweißgerät kommenden Strom zersetzt. Die stärkere Blasenbildung an einem der beiden Drähte gibt den Minuspol an. Es werden jeweils gleiche Probeelektroden bei unterschiedlichen Stromstärken an Probewerkstükken abgebrannt. Bei einer großen Stromstärke brennt die Elektrode weiter ab als bei einer geringen.

Bei dem Versuch werden Probeelektroden mit unterschiedlicher Umhüllungsdicke an den Probewerkstücken abgebrannt. Elektroden mit dicker Umhüllung brennen weiter ab als jene mit dünner.

Bei dem Versuch werden Probeelektroden mit verschiedenen Elektrodendurchmessern bei gleicher Stromstärke an Probewerkstücken abgebrannt. Die unterschiedlichen Lichtbogenlängen führen zu den Erkenntnissen.

Zu Versuch 5

a) Bei dem Versuch wird gezeigt, wie cer Lichtbogen durch ein Magnetfeld abgelenkt werden kann (Blaswirkung beim Lichtbogenschweißen).

Die an ein Lichtbogenschweißgerät mit Gleichstrom angeschlossene Einspannvorrichtung ist auf der x-Seite mit einem Probewerkstück und auf der y-Seite mit einer Probeelektrode bestück^. Der in der Nähe der gezündeten Elektrode befindliche Magnet lenkt den Lichtbogen ab.

b) Bei dem Versuch wird eine Blaswirkung ohne Einwirkung eines Magnetfeldes gezeigt.

Bei dem Versuch wird eine präparierte Elektrode (zur Hälfte umhüllt) mit einem Probewerkstück gezündet. Dabei bricht der Lichtbogen an der nicht umhüllten Elektrodenseite aus.

Zu Versuch 6

Bei dem Versuch wird gezeigt, bei welchem Lichtbogenschweißgerät man »nackte« Elektroden verwenden kann.

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a) Die mit einer »nackten« Elektrode i-nd einem Probewerkstück bestückte Einspannvorrichtung ist an ein Lichtbogenschweißgerät mit Wechselstrom angeschlossen. Die Elektrode läßt sich dabei nicht zünden.

b) Die Einspannvorrichtung ist an einem Lichtbogenschweißgerät mit Gleichstrom angeschlossen. DL' »nackte« Elektrode läßt sich zünden.

Zu Versuch 7

Zu Versuch 4
Bei dem Versuch wird

a) die Abhängigkeit der Lichtbogenlänge von der Stromstärke,

b) die Abhängigkeit der Lichtbogenlänge von der Dicke der Umhüllung oder

c) die Abhängigkeil der Lichtbogenlange vom Elektrodendurchmesser /-jzeigt.

Bei dem Versuch wird gezeigt, welchen Einfluß Schutzgas auf die Länge des Lichtbogens bei »nackten« Elektroden hat, d. I. Entwicklung zum Schutzschweißen wird gezeig'.

Die Einspannvorrichtung ist dabei mit einer »nackten« Elektrode und einer Werkstoffprobe bestückt. Beim Züiiden und Abbrennen der Elektrode strömt aus

μ einer Düse Schutzgas auf Werkstück und Elektrode. Das Schutzgas stabilisiert den Lichtbogen, verlängert den Abbrand der Elektrode und erzeugt porenfreie Schweißnähte.

32 Ol

Zu Versuch 8

Bei dem Versuch wird die Tropfigkcit der Elektrode in Abhängigkeit von der Art der Umhüllung gezeigt.

Die in die Senkrechte geschwenkte Einspannvorrich- > tung ist jeweils mit verschiedenartig umhüllten Elektroden fy-Seitc) und Probeblechen bestückt. Die Elektroden erzeugen während des Abbrennens verschiedene Tropfenbilder auf den Probeblechen.

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Zu Versuch 9

Der Versuch zeigt die Technologie beim Widerstandspunktschweißen.

Die Einspannvorrichtung ist an ein Lichtbogen- r> schweißgerät mit Wechselstrom angeschlossen und mit zwei Kupferelektroden, zwischen denen sich zwei Probebleche befinden, bestückt. Durch Drehen des Handrades wird zwischen den Elektroden und den Blichen ein Druck erzeugt und gleichzeitig der Stromkreis geschlossen. Die Bleche verschmelzen dadurch in Höhe der Elektroden punktförmig.

Zu Versuch 10

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Der Versuch zeigt die Abhängigkeit der Elektrodenabbrenngeschwindigkeit von der Art der Elektrodenumhüllung.

Die Einspannvorrichtung ist jeweils mit verschiedenartig umhüllten Elektroden und Probewerkstücken bestückt. Die ermittelten Zeiten zwischen dem Zünden und Erlöschen des Lichtbogens führen zu den Erkennt-

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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60

Claims

32 Ol Patentansprüche:

1. Einspannvorrichtung zum Anschluß an ein Lichtbogenschweißgerät zum Demonstrieren von Schweißvorgängen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlitten (Y) durch Verändern eines Einstellelements (1) über eine Gewindespindel (2) spielfrei auf einer Grundplatte (4) gegen eine festmontierte Aufnahmesäule (13) auf einer geradlinigen Bahn bewegt wird, daß die festmontierte Aufnahmesäule (13) eine Aufnahmeeinrichtung für die verstellbare Befestigung eines Aufnahmebolzens (14) besitzt, der auf der einen Seite eine Polklemme und auf der anderen Seite ein Werkstück (11) aufnimmt, und daß der bewegliche Schlitten (Y) ebenfalls eine Aufnahmeeinrichtung für die verstellbare Befestigung eines zweiten Aufnahmebolzens (7) aufweist, der auf der einen Seite eine Polklemme und auf der anderen Seite Schweißelektroden in einem AufnahmeeLrnent aufnimmt.

2. Einspannvorrichtung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß im seitlichen Abstand von dem aufgenommenen Werkstück auf der Grundplatte (4) eine weitere Aufnahmeeinrichtung (15) zur Befestigung eines Elektro- oder Dauermagneten oder einer Düse für Schutzgas vorhanden ist.

3. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich vom aufzunehmenden Werkstück (11) eine Einrichtung (16 bis 22) auf der Grundplatte befestigt ist, die mitteis eines beweglichen H°bels (17,18), der eine Aufnahme für einen Zünddraht (16) aufweist, zum Zünden des Lichtbogens dient.

4. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (11) am beweglichen Schlitten (Y) und die Schweißelektrode (10) an der feststehenden Aufnahmesäule (13) befestigtsind.

5. Einspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannvorrichtung mit Hilfe eines unter dem Lichtbogenschweißgerät angebrachten Rahmens (23) geschwenkt werden kann.

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