DE3435179A1

DE3435179A1 - TIG welding torch

Info

Publication number: DE3435179A1
Application number: DE19843435179
Authority: DE
Inventors: Klaus 8000 München Jungmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-09-25
Filing date: 1984-09-25
Publication date: 1986-04-03

Abstract

Fastened in the torch body (Bk) of a TIG welding torch is a non-consumable electrode (WE) which is enclosed in an annular manner at the front torch end by a gas nozzle (Gd). Inert gas is admitted to the welding point via this gas nozzle (Gd) during the spot welding. So that welding can also be carried out with sufficient inert-gas shielding through narrow openings at different distances from the welding point, the gas nozzle (Gd) is arranged in a flexibly spring-mounted manner on a gas-nozzle guide (Gdf) fastened to the front end of the torch body (Bk). <IMAGE>

Description

WIG-SchweißbrennerTIG welding torch

Die Erfindung betrifft einen WIG-Schweißbrenner mit einem Brennerkörper, einer im Brennerkörper befestigten nicht abschmelzenden Elektrode und mit einer am vorderen Brennerende konzentrisch zur Elektrode angeordneten Gasdüse, durch welche die Schweißstelle mit einem Inertgas beaufschlagbar ist.The invention relates to a TIG welding torch with a torch body, a non-consumable electrode fixed in the torch body and with a at the front end of the burner concentric to the electrode arranged gas nozzle through which the welding point can be acted upon with an inert gas.

Unter Schutzgasschweißen werden diejenigen Verbindungsverfahren zusammengefaßt, die mit Hilfe eines Schutzgasschleiers während des Lichtbogenschweißens die Schweißstelle und die Wärmeeinflußzone vor einer Gasaufnahme aus der Atmosphäre und damit vor Oxydation schützen. Eines dieser Schutzgas-Schweißverfahren ist das Wolfram-Inert-Gas-Schweißen, welches in der Praxis und Fachliteratur meist abgekürzt als WIG-Schweißen bezeichnet wird. Der Lichtbogen wird hier zwischen einer möglichst nicht abschmelzenden Elektrode, insbesondere einer Wolfram-Elektrode, und dem Werkstück gezogen, wobei die Schweißstelle gleichzeitig über eine ringförmige und am vorderen Brennerende angeordnete Gasdüse mit einem Inertgas, insbesondere mit Argon, beaufschlagt wird.Gas-shielded welding is used to summarize those joining processes the welding point with the help of an inert gas curtain during arc welding and the heat affected zone before gas uptake from the atmosphere and thus before Protect from oxidation. One of these shielding gas welding processes is tungsten inert gas welding, which is usually abbreviated as TIG welding in practice and specialist literature will. The arc is created here between an electrode that does not melt if possible, in particular a tungsten electrode, and the workpiece is drawn, the weld at the same time via an annular gas nozzle arranged at the front end of the burner is acted upon with an inert gas, in particular with argon.

Das WIG-Schweißen kann für fortlaufende Verbindungsschweißungen aber auch für teil- oder vollmechanisiertes Punktschweißen eingesetzt werden. Beim Punktschweißen werden die punktförmigen Verbindungen zweier Werkstücke durch örtliche Abschmelzungen gewonnen.However, TIG welding can be used for continuous joint welding can also be used for partially or fully mechanized spot welding. When spot welding are the point-like connections between two workpieces through local meltdowns won.

Sollen beispielsweise bei der Herstellung der Kathoden von Röntgenröhren zwei Teile durch enge Öffnungen hindurch mittels Punktschweißen verbunden werden, so bereitet die Anwendung des WIG-Schweißens erhebliche Schwierigkeiten.Shall, for example, be used in the manufacture of the cathodes of X-ray tubes two parts are connected through narrow openings by means of spot welding, so prepare the application significant difficulties in TIG welding.

Selbst wenn man die Elektrodeneinspannung auf die für die jeweilige Schweißaufgabe erforderliche freie Elektrodenlänge außerhalb der Gasdüse annähernd einstellt, ist das Ergebnis der Punktschweißung meist unbefriedigend, da die Schweißstelle und die Wärmeeinflußzone während des Schweißvorganges nicht ausreichend mit Inertgas beaufschlagt werden. Dieser Mangel macht sich insbesondere dann bemerkbar, wenn Werkstoffe mit einer hohen Affinität gegenüber Sauerstoff, wie z.B. Wolfram, Molybdän, Tantal oder Titan verschweißt werden sollen.Even if you adjust the electrode clamp for the respective Welding task required free electrode length outside the gas nozzle approximately adjusts, the result of the spot welding is usually unsatisfactory because the welding point and the heat affected zone is not sufficiently inert gas during the welding process be applied. This deficiency is particularly noticeable when Materials with a high affinity for oxygen, such as tungsten, molybdenum, Tantalum or titanium are to be welded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen WIG-Schweißbrenner für das teil- oder vollmechanisierte Punktschweißen mit nicht abschmelzenden Elektroden zu schaffen, mit welchem auch durch enge Öffnungen hindurch bei unterschiedlichen Entfernungen zur Schweißstelle und bei ausreichender Inertgasbeaufschlagung Schweißverbindungen hoher Qualität hergestellt werden können.The invention is based on the object of a TIG welding torch for partially or fully mechanized spot welding with non-melting electrodes to create, with which even through narrow openings with different Distances to the welding point and welded connections if there is sufficient inert gas exposure high quality can be produced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gasdüse in axialer Richtung nachgiebig federnd auf einer am vorderen Ende des Brennerkörpers befestigten hohlzylindrischen Gasdüsenführung angeordnet sind.This object is achieved according to the invention in that the gas nozzle resiliently resilient in the axial direction on one at the front end of the burner body attached hollow cylindrical gas nozzle guide are arranged.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch die nachgiebig federnde Lagerung der Gasdüse auch ohne Änderung der Elektrodeneinspannung durch enge Öffnungen hindurch Punktschweißungen ausgeführt werden können, wobei sich eine selbsttätige Anpassung an unterschiedliche Entfernungen zur Schweißstelle ergibt. Beim Schweißvorgang wird die Gasdüse federnd gegen die unmittelbare Umgebung der Öffnung gedrückt, d.h. die Schweißstelle wird gezielt durch die Öffnung hindurch mit Inertgas beaufschlagt. Damit ist selbst bei Werk- stoffen mit einer hohen Affinität gegenüber Sauerstoff ein ausreichender Inertgasschutz gewährleistet.The invention is based on the knowledge that the yielding resilient mounting of the gas nozzle without changing the electrode clamping Spot welds can be carried out through narrow openings, with a automatic adaptation to different distances to the welding point results. During the welding process, the gas nozzle is resilient against the immediate vicinity of the Opening pressed, i.e. the welding point is targeted through the opening charged with inert gas. This means that even with substances with a high affinity for oxygen ensures adequate inert gas protection.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die vordere Endlage der Gasdüse durch einen am Brennerkörper befestigten Anschlag festgelegt, wobei die Gasdüse zum Brennerkörper hin gegen die Kraft einer Feder verstellbar ist. Hierdurch wird die federnd nachgiebige Lagerung der Gasdüse auf besonders einfache Weise realisiert. Außerdem kann der Anschlag dann in axialer Richtung einstellbar am Brennerkörper befestigt sein, wodurch die Flexibilität in der Längenanpassung weiter gesteigert wird. Weiterhin ist es auch vorteilhaft, wenn der Anschlag als eine die Gasdüse ringförmig umschließende zusätzliche Gasdüsenführung ausgebildet ist.According to a preferred embodiment of the invention, the front The end position of the gas nozzle is determined by a stop attached to the torch body, the gas nozzle being adjustable towards the torch body against the force of a spring is. This makes the resilient mounting of the gas nozzle particularly simple Way realized. In addition, the stop can then be adjusted in the axial direction be attached to the torch body, allowing flexibility in length adjustment is further increased. Furthermore, it is also advantageous if the stop as an additional gas nozzle guide that surrounds the gas nozzle in a ring shape is formed is.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen WIG-Schweißbrenners ist die Feder als eine zwischen Brennerkörper und Gasdüse auf der Gasdüsenführung angeordnete Schraubendruckfeder ausgebildet. Eine derartige Schraubendruckfeder ermöglicht einerseits einen langen Verstellweg der Gasdüse, während andererseits eine äußerst kompakte und raumsparende Ausgestaltung der federnd nachgiebigen Gasdüsenanordnung ermöglicht wird.In a preferred embodiment of the TIG welding torch according to the invention is the spring as one between the torch body and gas nozzle on the gas nozzle guide arranged helical compression spring formed. Such a helical compression spring allows on the one hand a long adjustment path of the gas nozzle, while on the other hand an extremely compact and space-saving design of the resilient gas nozzle arrangement is made possible.

Ferner ist es auch vorteilhaft, wenn in die Gasdüsenführung ein mit axialen Gaskanälen versehenes Zentrierstück für die Elektrode eingesetzt ist, wobei als Gaskanäle vorzugsweise axiale Nuten in die [Jmfangsfläche des Zentrierstücks eingebracht sind. Ein derartiges Zentrierstück gewährleistet ohne Beeinträchtigung der Inertgaszufuhr eine exakt zentrische Anordnung der Elektrode.Furthermore, it is also advantageous if a with in the gas nozzle guide axial gas channels provided centering for the electrode is used, wherein as gas channels, preferably axial grooves in the circumferential surface of the centering piece are introduced. Such a centering piece ensures without impairment the inert gas supply an exactly centric arrangement of the electrode.

Schließlich ist es auch für eine gezielte Inertgaszufuhr zur Schweißstelle besonders vorteilhaft, wenn auf das vordere Ende der Gasdüse eine mit einer zentrischen Gasaustrittsöffnung versehene Kappe aufgesetzt ist. Der Durchmesser der Gasaustrittsöffnung kann dann so auf den Durchmesser der zur Schweißstelle führenden Öffnung abgestimmt werden, daß eine optimale Beaufschlagung der Schweißstelle mit Inertgas erzielt wird.Finally, it is also used for a targeted supply of inert gas Welding point particularly advantageous if one with a centric one on the front end of the gas nozzle Gas outlet opening provided cap is put on. The diameter of the gas outlet opening can then be matched to the diameter of the opening leading to the welding point that an optimal exposure of the welding point with inert gas is achieved will.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following an embodiment of the invention is based on the Drawing explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt einen WIG-Schweißbrenner für das Punktschweißen in einem teilweisen axialen Schnitt. Der aus einem isolierenden Werkstoff, wie z.B. Acrylglas, bestehende Brennerkörper Bk trägt am oberen Brennerende einen Stromanschluß Sa, welcher mit einer im oberen Teil des Brennerkörpers Bk untergebrachten Elektroden-Spanneinrichtung SE elektrisch leitend verbunden ist. Die in den Brennerkörper Bk von oben her eingeschraubte Elektroden-Spanneinrichtung SE hat die Aufgabe, eine Wolfram-Elektrode WE im Brennerkörper Bk mechanisch festzulegen und gleichzeitig die elektrisch leitende Verbindung zum Stromanschluß Sa sicherzustellen.The drawing shows a TIG welding torch for spot welding in a partial axial section. Made of an insulating material, such as e.g. Acrylic glass, existing burner body Bk has a power connection at the upper end of the burner Sa, which with an electrode clamping device housed in the upper part of the torch body Bk SE is electrically connected. The one screwed into the torch body Bk from above Electrode clamping device SE has the task of placing a tungsten electrode WE in the torch body Bk to be set mechanically and at the same time the electrically conductive connection to the Ensure power connection Sa

Dicht unterhalb des Austritts der Wolfram-Elektrode WE aus der Elektroden-Spanneinrichtung SE ist in einen seitlichen Gasanschlußstutzen Gas des Brennerkörpers Bk ein in der Zeichnung nur teilweise dargestellter Gasanschluß Ga eingeschraubt, und mit Hilfe einer Dichtung D abgedichtet. Über diesen Gasanschluß wird Argon als Inertgas in das Innere des Brennerkörpers Bk geleitet, was in der Zeichnung durch einen Pfeil Pf1 angedeutet ist.Just below the exit of the tungsten electrode WE from the electrode clamping device SE is in a lateral gas connection piece gas of the burner body Bk in the Drawing only partially shown gas connection Ga screwed in, and with the help a seal D sealed. Argon is supplied as an inert gas in the inside of the burner body Bk, which is indicated in the drawing by an arrow Pf1 is indicated.

In das untere Ende des Brennerkörpers Bk ist eine hohlzylin- drische Gasdüsenführung Gdf eingeschraubt, welche ebenfalls aus einem isolierenden Werkstoff wie z.b. Acrylglas besteht.In the lower end of the burner body Bk is a hollow cylindrical drical Screwed in gas nozzle guide Gdf, which is also made of an insulating material such as. Acrylic glass is made.

Auf dieser Gasdüsenführung Gdf ist eine ebenfalls hohlzylindrisch ausgebildete Gasdüse Gd angeordnet, wobei die Passung als leichtgängiger Schiebesitz ausgebildet ist, der eine Verstellung der Gasdüse Gd in axialer Richtung entsprechend dem Doppelpfeil Pf2 ermöglicht. Auf der Gasdüsenführung Gdf ist eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Feder F angeordnet, welche auf einer Seite über eine metallische Beilagenscheibe Bs am Brennerkörper Bk und auf der anderen Seite an einem Anschlagbund Ab der Gasdüse Gd abgestützt ist. Dem Anschlagbund Ab ist ein Anschlag As zugeordnet, welcher wiederum aus einem isolierenden Werkstoff wie z.B. Acrylglas besteht. Der Anschlag As ist zwischen einem Bund B eines Haltebolzens Hb und einer mit einer Scheibe S unterlegten Mutter M verspannt, während das andere Ende des Haltebolzens Hb in einen dem Gasanschlußstutzen Gas gegenüberliegenden Vorsprung V des Brennerkörpers Bk eingeschraubt ist. In axialer Richtung Pf2 gesehen, kann der Anschlag As und somit auch die Endlage der Gasdüse Gd durch Verdrehen des Haltebolzens Hb verstellt werden.On this gas nozzle guide Gdf there is also a hollow cylinder trained gas nozzle Gd arranged, the fit as a smooth sliding seat is formed, which corresponds to an adjustment of the gas nozzle Gd in the axial direction the double arrow Pf2 allows. On the gas nozzle guide Gdf is a helical compression spring formed spring F arranged, which on one side via a metallic washer Bs on the torch body Bk and on the other side on a stop collar Ab of the gas nozzle Gd is supported. A stop As is assigned to the stop collar Ab, which in turn consists of an insulating material such as acrylic glass. The stop ace is between a collar B of a retaining bolt Hb and a washer S underlaid Nut M braced, while the other end of the retaining bolt Hb in one of the gas connection pieces Gas opposite projection V of the burner body Bk is screwed. In axial Seen in the direction Pf2, the stop As and thus also the end position of the gas nozzle Gd can be adjusted by turning the retaining bolt Hb.

In den vorderen Bereich der Gasdüsenführung Gdf ist mit leichtem Haftsitz ein Zentrierstück Zs eingesetzt, welches die mittig hindurchgeführte Wolfram-Elektrode WE relativ zur Gasdüsenführung Gdf und zur Gasdüse Gd genau zentriert. In die Umfangsfläche des Zentrierstücks Zs sind mit gleichmäßiger Teilung über den Umfang U-förmige Nuten eingebracht, welche axiale Gaskanäle Gk bilden und eine unbehinderte Zufuhr des über den Gasanschluß Ga eingeleiteten Inertgases in die Gasdüse Gd ermöglichen. Das in die Gasdüse Gd eingeleitete Inertgas tritt dann unten durch eine Gasaustrittsöffnung G aus, welche in eine auf die Gasdüse Gd aufgesteckte Kappe K eingebracht ist. Die Gasaustrittsöffnung G der aus einem isolierenden Werkstoff, wie z.B.In the front area of the gas nozzle guide Gdf there is a slight adhesive fit a centering piece Zs inserted, which the centrally guided tungsten electrode WE exactly centered relative to the gas nozzle guide Gdf and to the gas nozzle Gd. In the peripheral surface of the centering piece Zs are U-shaped grooves evenly spaced around the circumference introduced, which form axial gas channels Gk and an unobstructed supply of the Allow inert gas introduced via the gas connection Ga into the gas nozzle Gd. The inert gas introduced into the gas nozzle Gd then passes below through a gas outlet opening G, which is inserted into a cap K pushed onto the gas nozzle Gd. the Gas outlet opening G made of an insulating material, such as e.g.

Acrylglas bestehenden Kappe K kann so ausgelegt werden, daß das Inertgas gezielt in eine zur Schweißstelle führende Bohrung eingeleitet wird. Durch ein Austauschen der Kappe K ist auch eine Anpassung an verschiedene Durchmesser derartiger Bohrungen möglich.Acrylic glass existing cap K can be designed so that the inert gas is deliberately introduced into a hole leading to the welding point. By exchanging the cap K is also an adaptation to different diameters of such bores possible.

Der in der Zeichnung dargestellte und vorstehend beschriebene WIG-Schweißbrenner wird für das mechanisierte Punktschweißen mit Stromstärken e 15 A und Schweißzeiten ' 0,2 s eingesetzt. Durch enge Bohrungen mit Durchmessern L 4 mm hindurch werden beispielsweise Drähte aus Wolfram mit Durchmessern bis zu 0,5 mm mit anderen Bauteilen verschweißt. Dabei betrug die maximale Wegstrecke zur Schweißstelle 8 mm.The TIG welding torch shown in the drawing and described above is used for mechanized spot welding with currents e 15 A and welding times '' Used 0.2 s. Pass through narrow bores with a diameter of L 4 mm For example, tungsten wires with a diameter of up to 0.5 mm with other components welded. The maximum distance to the welding point was 8 mm.

Beim Einführen der Wolfram-Elektrode WE in die zur Schweißstelle führende Bohrung gab die Gasdüse Gd federnd nach, d.h. es erfolgte eine selbsttätige Anpassung an die Jeweilige Wegstrecke zur Schweißstelle. Da die Kappe K federnd gegen die Umgebung der zur Schweißstelle führenden Bohrung gedrückt wurde, war bei sämtlichen Schweißungen eine ausreichende Beaufschlagung der Schweißstelle mit Inertgas gewährleistet.When inserting the tungsten electrode WE into the one leading to the welding point The gas nozzle Gd gave way to the bore, i.e. it was automatically adjusted to the respective distance to the welding point. Since the cap K resiliently against the Was pressed around the hole leading to the welding point, was with all Welds ensure that the welding point is adequately charged with inert gas.

8 Patentansprüche 1 Figur8 claims 1 figure

Claims

Claims 1. WiG welding torch with a torch body, a Non-consumable electrode fixed in the torch body and with one on the front Burner end concentrically to the electrode arranged gas nozzle through which the welding point can be acted upon with an inert gas, thereby g e k e n nz e i c h n e t that the gas nozzle (Gd) resiliently resilient in the axial direction (Pf2) on one at the front Hollow cylindrical gas nozzle guide (Gdf) attached to the end of the burner body (Bk) is arranged.

2. TIG welding torch according to claim 1, characterized in that g ek e n n z e i c h n e t that the front end position of the gas nozzle (Gd) by one on the burner body (Bk) attached stop (As) is set and that the gas nozzle (Gd) to the burner body (Bk) is adjustable against the force of a spring (F).

3. TIG welding torch according to claim 2, characterized in that g ek e n n z e i c It should be noted that the stop (As) can be adjusted in the axial direction (Pf2) on the torch body (Bk) is attached.

4. TIG welding torch according to claim 2 or 3, characterized g ek e n n z E i c h n e t that the stop (As) as a ring-shaped enclosing the gas nozzle (Gd) additional gas nozzle guide is formed.

5. TIG welding torch according to one of claims 2 to 4, characterized in that g e k e n n n n e i c h n e t that the spring (F) as one between the torch body (Bk) and gas nozzle (Gd) formed on the gas nozzle guide (Gdf) arranged helical compression spring is.

6. TIG welding torch according to one of the preceding claims, characterized it is not shown that in the gas nozzle guide (Gdf) with axial gas channels (Gk) provided centering piece (Zs) for the electrode (WE) is used.

7. TIG welding torch according to claim 6, characterized in that g ek e n n z e i c h n e t that as gas channels (Gk) axial grooves in the circumferential surface of the centering piece (Zs) are introduced.

8. TIG welding torch according to one of the preceding claims, characterized it is not noted that on the front end of the gas nozzle (Gd) a with a central gas outlet opening (Ga) provided cap (K) is placed.