DE3690734C2 - Drehkopfbrenner f}r das Schutzgas-Lichtbogenschweissen mit nicht abschmelzender Elektrode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehkopf-Brenner für das Schutzgas-Lichtbogenschweißen mit nicht abschmelzender Elektrode, der einen Brennerkopf, zwei Strom- und Gaszuführungsrohre mit einer äußeren elektrischen Isolation enthält, bei denen das eine Ende im Brennerkörper befestigt und das andere Ende mit dem Brennerkopf verbunden ist und an die eine Strom- und Gasquelle angeschlossen ist.

Ein derartiger Drehkopf-Brenner ist aus der US-PS 29 86 624 bekannt. Bei diesem Drehkopf-Brenner strömt das Schutzgas in den Brennerkopf durch ein drittes Rohr ein, dessen eines Ende auch im Brennerkörper befestigt und dessen anderes Ende mit dem Brennerkopf verbunden ist. Die Verbindungseinheit sämtlicher Rohre mit dem Brennerkopf dient zugleich als lösbare Dreheinheit für den Brennerkopf, die durch fließendes Wasser gekühlt wird, das durch am äußeren Umfang in Form einer Schleife auf dem unbeweglichen Teil der Dreheinheit angelötete Stromzuführungsrohre fließt. Am unbeweglichen Teil der Dreheinheit des Brennerkopfes ist auch ein Gaszuführungsrohr angelötet, das mit einem ringförmigen Gasraum in der Dreheinheit kommuniziert, der zur Teilungsebene der Dreheinheit durch eine Dichtmanschette aus einem elastischen Kunststoff abgedichtet ist, um Gasaustritte zu vermeiden. Der Brennerkopf dient zugleich auch als beweglicher Teil der Dreheinheit, durch den ein Kanal geführt ist, der den Innenraum des Brennerkopfes mit dem Gasraum der Dreheinheit verbindet. Der bewegliche und der unbewegliche Teil der Dreheinheit werde nach Einstellen des gewünschten Drehwinkels durch eine Schraube gegeneinander arretiert. Dieser Drehkopf-Brenner ist kompliziert im Aufbau und erlaubt es nicht, den Brennerkopf um einen Winkel von über 180° zu Drehen, da dies die mit dem unbeweglichen Teil der Dreheinheit starr verbundenen Zuführungsrohre verhindern. Für eine Anderung des Drehwinkels des Brennerkopfes muß jedesmal die Schraube in der Dreheinheit gelockert und wieder fest angezogen werden, weshalb der Brennerkopf oftmals eine für den Schweißer - da er auf eine Verstellung verzichtet - unbequeme Stellung aufweist, wodurch seine Arbeitsleistung sinkt. Die starre Befestigung der Gas- und Stromzuführungsrohre im Brennerkörper gestattet es nicht, die Länge des Drehkopf-Brenners zu variieren und dessen Brennerkopf relativ zu der Längsachse des Brennerkörpers zu drehen, was bei komplizierten Schweißvorgängen Schwierigkeiten bereitet oder in einer Reihe von Fällen eine wesentliche Einschränkung des Anwendungsgebietes dieses Drehkopf-Brenners zur Folge hat. Die vorhandene Wasserkühlung des Drehkopf-Brenners verhindert entweder seinen Einsatz beim Montagearbeiten unter freiem Himmel bei Minustemperaturen oder erfordert aufwendige Maßnahmen, z.B. ein spezielles geschlossenes (Zwangs-)Kühlungssystem mit Frostschutzmitteln. Die Verwendung des Brenners ohne Wasserkühlung ist nicht möglich, was dessen Anwendungsbereich ebenfalls wesentlich einengt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehkopf-Brenner für das Schutzgas-Lichtbogenschweißen mit nicht abschmelzender Elektrode anzugeben, in dem die Verbindung der Stromzuführungsrohre mit dem Brennerkopf und -körper sowie das System für die Strom- und Gaszuleitung eine Drehung des Brennerkopfes ohne Begrenzung des Drehwinkels, die Möglichkeit einer Regelung der Brennerlänge, eine Vereinfachung der Brennerkonstruktion, eine Erhöhung der Arbeitsleistung des Schweißers sowie eine Erweiterung des Anwendungsgebiets des Brenners gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch einen Drehkopf-Brenner mit den Merkmalen des Anspruchs gelöst.

Der erfindungsgemäße Drehkopf-Brenner ist einfach in der Konstruktion und in der Herstellung, weist geringe Abmessungen und Maße und damit eine relativ niedrige Materialintensität auf, bedarf keiner Wasserkühlung und kann bei hohen Schweißströmen (von 200 A und darüber) und bei Vollbelastung von 100% betrieben werden. Die konstruktiven Besonderheiten des Drehkopf-Brenners verbessern im Vergleich zu den herkömmlichen technischen Lösungen die Arbeitsbedingungen für den Schweißer beträchtlich, lassen ihn weniger ermüden und erhöhen seine Arbeitsleistung, wobei der Brenner reparaturfreundlich ist und sein Anwendungsgebiet erheblich erweitert wird, insbesondere unter Montagebedingungen und beim Schweißen an schwer zugänglichen Stellen unter beengten Verhältnissen und bei Schweißnahtanordnungen in unterschiedlichsten Lagen. Der Drehkopf-Brenner kann bei der Herstellung von Schweißstücken und -konstruktionen aus Eisen- und Nichteisenmetallen und deren Legierungen eingesetzt werden.

Nachstehend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Gesamtansicht eines Drehkopf-Brenners für den Handbetrieb,

Fig. 2 den Drehkopf-Brenner gemäß Fig. 1 in Arbeitsstellung,

Fig. 3 den Drehkopf-Brenner gemäß Fig. 1 beim Schweißen an einer schwer zugänglichen Stelle,

Fig. 4 die Gesamtansicht eines Drehkopf-Brenners zum automatischen Schweißen.

Ein Drehkopf-Brenner für das Schutzgas-Lichbogenschweißen mit nicht abschmelzender Elektrode enthält einen Brennerkopf 1 (Fig. 1), in dem einander diametral gegenüberliegend Öffnungen 2 ausgeführt sind und zwei Strom- und Gaszuführungsrohre 3 mit einer äußeren elektrischen Isolation 4. Die Strom- und Gaszuführungsrohre 3 sind mit dem Brennerkopf 1 mit Hilfe von Endstücken 5 verbunden, die an den Enden der Strom- und Gaszuführungsrohre 3 befestigt und einander zugewandt sind. Die Endstücke 5 sind in die Öffnungen 2 gesteckt, die eine Form aufweisen, die die Form der Außenfläche der Endstücke 5 nachahmt. Das jeweils andere Ende jedes Strom- und Gaszuführungsrohres 3 ist in einem Einsatz 6 angeordnet, der im Brennerkörper 7 drehbar um dessen Längsachse und in der gewünschten Stellung feststellbar angeordnet ist. Darüber hinaus sind die Strom- und Gaszuführungsrohre 3 abgefedert und mit der Möglichkeit einer Längsverschiebung relativ zum Einsatz 6 und zum Brennerkörper 7 angeordnet, was es gestattet, die Länge des Drehkopf-Brenners durch eine manuelle Herausführung der Strom- und Gaszuführungsrohre 3 aus dem Einsatz 6 und dem Brennerkörper 7 durch den Schweißer zu vergrößern oder zu verringern, um das Schweißen an schwer zugänglichen Stellen durchzuführen. Mit Hilfe einer Schlauchleitung 8 sind die Strom- und Gaszuführungsrohre 3 an eine Strom- und Gasquelle 9 angeschlossen, wobei in den Endstücken 5 Durchgangskanäle 10 vorgesehen sind, über die die Innenräume des Brennerkopfes 1 und die der Strom- und Gaszuführungsrohre 3 kommunizieren. Am Brennerkörper 7 ist ein Steuerknopf 11 zur Einstellung der Arbeit des Drehkopf-Brenners angeordnet.

Zwischen einer nicht abschmelzenden Elektrode 12 und einem Schweißstück 13 (Fig. 2, 3) wird ein Schweißbogen 14 gezündet.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsvariante eines Drehkopf-Brenners für das automatische Schweißen dargestellt. Bei diesem Drehkopf-Brenner liegt der Brennerkörper 7 in einer Ebene, die zur Lichtbogenbrennebene senkrecht verläuft. Die nach den jeweiligen technologischen Bedingungen geforderte Höhenlage des Brennerkopfes 1 über der Oberfläche eines Werkstücks und der Neigungswinkel der Elektrode 12 in verschiedenen Raumebenen können durch Herausschieben der Strom- und Gaszuführungsrohre 3 aus dem Einsatz 6 und dem Brennerkörper 7 durch Drehen des Brennerkopfes 1 um eine durch die Endstücke 5 gehende Achse und durch Drehen des Einsatzes 6 mit den Strom- und Gaszuführungsrohren 3 und dem Brennerkopf 1 relativ zu der Längsachse des Brennerkörpers 7 leicht eingesetellt werden. In diesem Fall bedarf es keiner speziellen Korrektureinrichtungen, Verschiebe- und Drehvorrichtungen, die in den bekannten Konstruktionen von Automaten verwendet werden, wodurch die Konstruktion des Drehkopf-Brenners wesentlich vereinfacht und die Materialintensität und die Abmessungen des Drehkopf-Brenners verringert werden können.

Der Drehkopf-Brenner arbeitet wie folgt: In Abhängigkeit davon, mit welcher Hand (ob mit der rechten oder linken Hand) der Schweißer arbeitet, wird der Brennerkopf 1 (Fig. 2, 3) eingestellt, indem er um den erforderlichen Winkel relativ zu der Achse des Brennerkörpers 7 gedreht wird, damit der Steuerknopf 11 in eine für die Arbeit bequeme Lage gelangt. Ferner werden durch Drücken des Steuerknopfes 11 oder durch Fernsteuerung vom Steuerpult beim automatischen Schweißen über die an die Strom- und Gaszuführungsrohre 3 angeschlossene Schlauchleitung 8 eine Speisespannung und ein Gas zugeführt. Das Schutzgas strömt durch die Gaszuführungsrohre und die Durchgangskanäle 10 der Endstücke 5 in den Innenraum des Brennerkopfes 1 ein.

Nachdem der auf diese Weise für die Arbeit eingestellte Drehkopf-Brenner am Schweißort angeordnet ist, wird ein Schweißbogen 14 (Fig. 2, 3) zwischen der nicht abschmelzenden Elektrode 12 und dem Schweißstück 13 gezündet, und es wird mit dem Schweißen begonnen. Hierbei fließt der Schweißstrom von der Stromquelle zum Brennerkopf 1 auf dem gleichen Weg wie das Gas durch die Schlauchleitung 8, durch die Strom- und Gaszuführungsrohre 3 und die Endstücke 5 (Fig. 1), die in die im Brennerkopf 1 ausgeführten Öffnungen abgedichtet eingebaut sind.

Die Endstücke 5 können beispielsweise in Form von Kegelstümpfen, sphärisch oder in einer anderen Form hergestellt werden. Hierbei sollen die Öffnungen 2 im Brennerkopf 1 eine entsprechende, die Außenfläche der Endstücke 5 beschreibende Form aufweisen und sie dicht umschließen.

Eine derartige Verbindung des Brennerkopfes 1 mit den Strom­ und Gaszuführungsrohren 3 ermöglicht es, deren relative Drehung und ein rasches Auseinandernehmen (falls eine dringende Reparatur erforderlich ist) durch ein einfaches Auseinandernehmen der abgefederten Strom- und Gaszuführungsrohre 3 nach entgegengesetzten Richtungen. Daher ist der Drehwinkel des Brennerkopfes 1 nicht begrenzt und kann beliebig in den Grenzen von 0 bis 360° gewählt werden, was einen großen Komfort für die Arbeit beim Handschweißen in sämtlichen räumlichen Lagen bietet. Dies gestattet es, die Fertigkeiten des Schweißers zu berücksichtigen, der den Steuerknopf 11 am Brennerkörper 7 von beliebiger Seite bedienen kann und erweitert das Anwendungsgebiet des Drehkopf-Brenners inbesondere unter beengten und an schwer zugänglichen Stellen (siehe Fig. 3) . Dazu trägt auch die Möglichkeit der Längsverschiebung und Drehung der Strom- und Gaszuführungsrohre 3 relativ zur Achse des Brennerkörpers 7 bei.

Durch den im Brennerkörper 7 drehbar um dessen Achse angeordneten Einsatz 6 wird eine Drehung oder Schwenkung der Strom- und Gaszuführungsrohre 3 mit dem Brennerkopf 1 um die gleiche Achse des Brennerkörpers 7 möglich.

Bei einer zweiseitigen Zuführung des Schutzgases in den Brennerkopf 1 mittels der Endstücke 5 wird im Unterschied zur einseitigen Gaszuführung bei bekannten Drehkopf-Brennern eine gleichmäßigere Gasausströmung aus dem Drehkopf-Brenner zum Schutz der Schweißzone gewährleistet, was es gestattet, die Konstruktion der inneren Teile des Brennerkopfes zu vereinfachen.

Claims (1)

1. Drehkopf-Brenner für das Schutzgas-Lichtbogenschweißen mit nicht-abschmelzender Elektrode, der einen Brennerkopf (1), zwei Strom- und Gaszuführungsrohre (3) mit einer äußeren elektrischen Isolation (4) enthält, bei denen das eine Ende im Brennerkörper (7) befestigt und das andere Ende mit dem Brennerkopf (1) verbunden ist, und an die eine Strom- und Gasquelle (9) angeschlossen ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   • a) die Verbindung der Strom- und Gaszuführungsrohre (3) mit dem Brennerkopf (1) erfolgt mittels rotationssymmetrischen Endstücken (5), die im rechten Winkel an den Enden der Strom- und Gaszuführungsrohre (3) befestigt und einander zugekehrt sind und die in angepaßte Öffnungen (2) im Brennerkopf (1) dichtend und durch die Strom- und Gaszuführungsrohre (3) federnd belastet eingreifen, wodurch der Brennerkopf (1) um die Achse der Endstücke (5) drehbar ist,
   • b) in den Endstücken (5) sind Durchgangskanäle (10) vorgesehen, die den Innenraum des Brennerkopfes (1) mit dem der Stromzuführungsrohre (3) verbinden,
   • c) die Strom- und Gaszuführrohre (3) sind am Brennerkörper (7) relativ zu ihm längsverschiebbar und drehbar befestigt.