DE4110539A1 - Titanium nitride or carbonitride coated copper component - used esp. in resistance or arc welding or in electrical switches - Google Patents

Titanium nitride or carbonitride coated copper component - used esp. in resistance or arc welding or in electrical switches

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Abstract

A copper-based component, with a titanium nitride or carbonitride coating, is new. The coating is pref. 1-10 (esp. 1.5-4) microns thick. Prods. of the component involves opt. plasma-assisted, PVD or CVD. USE/ADVANTAGE - The component may be a resistance spot, roller seam or projection welding electrode, a component (esp. shielding gas nozzle, electrode clamping sleeve or wire contact nozzle) of a TIG or MGA welding torch or a component of an electrical switch element.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil, dessen Grundwerkstoff über­ wiegend Kupfer ist.The invention relates to a component, the base material of which weighing copper.

Insbesondere Elektroden von Widerstandsschweißvorrichtungen sind in der Massenfertigung hohen Verschleißbelastungen ausge­ setzt. Der Grundwerkstoff dieser Elektroden besteht aus Kupfer, das bekanntlich eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit auf­ weist. Da hauptsächlich Stahlwerkstoffe durch Widerstandsschwei­ ßen miteinander verbunden werden, wird das im Vergleich zu Stahl wesentlich weichere Kupfer aufgrund der für den Schweiß­ vorgang notwendigen Elektrodenanpreßkraft einer besonders hohen mechanischen Belastung ausgesetzt, so daß die Elektroden über Längere Betriebsdauern hinweg nicht formbeständig bleiben. Ein zusätzliches Problem tritt dann auf, wenn beispielsweise verzinkte Bleche durch Widerstandsschweißen miteinander zu verbinden sind. In diesem Falle werden die beim Schweißvorgang mit dem Werkstück in Verbindung stehenden Kontaktstellen der Elektrode mit Zink auflegiert, so daß in den Randbereichen der Elektrode den Grundwerkstoff verunreinigendes Messing ent­ steht, das wiederum eine deutlich schlechtere elektrische Leit­ fähigkeit besitzt als das Kupfer des Elektrodenwerkstoffes. Der sich somit allmählich erhöhende Übergangswiderstand von der Elektrode zum Werkstück kann zur Aufrechterhaltung der Schweißqualität nur durch eine Erhöhung der Elektrodenanpreßkraft kompensiert werden, was dann aber wiederum aus den zuvor bereits genannten Gründen zum beschleunigten Verschleiß der Elektrode führt. Hinzu kommen abrasive Beanspruchungen der Elektrode, die aus Verunreinigungen wie Fett und Staub auf den Stahlblechen resultieren. In particular electrodes of resistance welding devices are high wear loads in mass production puts. The base material of these electrodes is made of copper, which is known to have very good electrical conductivity points. Since mainly steel materials through resistance welding compared to Steel significantly softer copper due to the sweat operation necessary electrode contact pressure of a particularly high exposed to mechanical stress so that the electrodes over Do not remain dimensionally stable over longer periods of operation. An additional problem occurs when, for example galvanized sheets together by resistance welding are connecting. In this case, the welding process contact points of the workpiece Electrode coated with zinc, so that in the edge areas brass contaminating the base material from the electrode stands, which in turn is a significantly poorer electrical guide ability than the copper of the electrode material. The gradually increasing contact resistance of the electrode to the workpiece can be used to maintain the Welding quality only by increasing the electrode contact pressure be compensated for, but what in turn from the previous ones reasons mentioned for accelerated wear of the electrode leads. In addition, there are abrasive stresses on the electrode, from impurities such as grease and dust on the steel sheets result.  

Verschmutzungsbedingte Probleme treten auch beim Metallschutzgas­ schweißen und beim Wolfram-Inertgas-Schweißen auf. Die für diese Schweißverfahren üblicherweise verwendeten Schweißbren­ ner werden ebenfalls insbesondere bei der Massenfertigung schnell durch Spritzer flüssigen Metalls sowie durch beim Schweißprozeß gegebenenfalls entstehende Rauchgase verschmutzt oder sogar verstopft. Bislang bekannte Beschichtungen, beispielsweise der Schutzgasdüse, solcher Schweißbrenner haben dieses Problem nicht zufriedenstellend lösen können.Pollution-related problems also arise with metal shielding gas welding and in tungsten inert gas welding. The for these welding methods commonly used welding torches ner are also fast, especially in mass production through splashes of liquid metal as well as during the welding process possibly arising smoke gases are dirty or even clogged. Previously known coatings, for example the shielding gas nozzle, such welding torches have this problem cannot solve satisfactorily.

Am weitesten verbreitet ist die industrialisierte Beschichtung von verschiedenen Stählen mit Karbiden oder Nitriden. Dies veranschaulicht eine tabellarische Zusammenstellung in dem Buch "Dünnschichttechnologie" (VDI-Verlag Düsseldorf 1987, Frey und Kienel, Seite 542). In dem Kapitel "Bevorzugte Be­ schichtungsmethoden für tribologisch beanspruchte Schichten" (Seiten 540-559) werden aber dem Fachmann keinerlei Hinweise zur Lösung der oben genannten Probleme bei Kupferwerkstoffen gegeben.The most widespread is the industrial coating of various steels with carbides or nitrides. This is illustrated by a tabular compilation in the book "Thin-film technology" (VDI-Verlag Düsseldorf 1987 , Frey and Kienel, page 542 ). In the chapter "Preferred coating methods for tribologically stressed layers" (pages 540-559 ), however, the expert is given no information on how to solve the above-mentioned problems with copper materials.

Verschmutzungs- und Verschleißprobleme treten jedoch nicht nur an Kupferteilen auf, die unmittelbar oder mittelbar im Zusammenhang mit einem Schweißvorgang stehen, sondern beispiels­ weise auch an häufig schaltende Kontakten in elektrischen Bau­ teilen.Soiling and wear problems do not occur only on copper parts that are directly or indirectly in the Relation to a welding process, but for example also on frequently switching contacts in electrical construction share.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für Bauteile, deren Grundwerkstoff überwiegend Kupfer ist, eine Beschichtung vorzusehen, welche die Neigung des Grund­ werkstoffes zu mikroskopischen oder makroskopischen Verunreini­ gungen verringert und vorzugsweise mittelbar oder unmittelbar zu einer Verlängerung der Gebrauchsdauer des Bauteils, beispiels­ weise durch eine Erhöhung der Verschleißfestigkeit, beiträgt.Against this background, the invention is based on the object for components whose base material is predominantly copper, to provide a coating that reflects the slope of the ground material to microscopic or macroscopic impurities reduced and preferably indirectly or directly to extend the service life of the component, for example wise by increasing wear resistance.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Beschichtung von Kupfer­ bauteilen mit Titannitrid- oder Titancarbonitridverbindungen. This task is solved by coating copper components with titanium nitride or titanium carbonitride compounds.  

Der besondere Vorteil an dieser Art der Beschichtung ist darin zu sehen, daß aufgrund der guten elektrischen Leitfähigkeit von Titannitrid die elektrischen Eigenschaften der so beschich­ teten Kupferbauteile gegenüber ihrem Grundzustand kaum verschlech­ tert sind. Erfinderseitig ist man darüber hinaus zu der Erkennt­ nis gelangt, daß der durch die Beschichtung erzielte Standzeit­ gewinn an Kupferbauteilen den zusätzlichen Aufwand für die Beschichtung wirtschaftlich rechtfertigt. Außerdem lassen sich gerade beim Widerstandsschweißen über längere Zeit hinweg repro­ duzierbare Schweißergebnisse erzielen, ohne daß aufwendige Parameteränderungen an den den Schweißprozeß kontrollierenden Regeleinrichtungen vorgenommen werden müssen. Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, daß die erfindungsgemäße Beschichtung auch dann sinnvoll ist, wenn die Bauteile hauptsächlich einer Verschmutzungsbelastung, aber nur unwesentlich einer mechanischen Verschleißbelastung ausgesetzt sind. Es ergibt sich deshalb für erfindungsgemäß beschichtete Kupferbauteile ein weites Anwendungsspektrum.The particular advantage of this type of coating is that to see that due to the good electrical conductivity of titanium nitride the electrical properties of the coating copper components hardly deteriorate compared to their basic state are tert. The inventor is also one of the recognizers nis that the service life achieved by the coating gain in copper components the additional effort for the Coating economically justified. In addition, especially in resistance welding over a long period of time achievable welding results without time-consuming Parameter changes to those controlling the welding process Control devices must be made. Additional advantages result from the fact that the coating according to the invention also makes sense if the components are mainly one Pollution load, but only insignificantly mechanical Are exposed to wear. It therefore arises for copper components coated according to the invention, a wide range Range of applications.

Besonders vorteilhafte Anwendungsfälle für erfindungsgemäß beschichtete Bauteile sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:Particularly advantageous applications for the invention coated components are shown in the drawing. It demonstrate:

Fig. 1 Kupferelektroden einer Punktschweißvorrichtung, Fig. 1 Copper electrodes of a spot welder,

Fig. 2 Kupferelektroden einer Buckelschweißvorrichtung, Fig. 2 copper electrodes of a projection welding device,

Fig. 3 Rollenelektroden einer Rollennahtschweißvorrich­ tung, Fig. 3 of a roller electrode Rollennahtschweißvorrich tung,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Rollennahtschweißein­ richtung in Pfeilrichtung A gemäß Fig. 3, Fig. 4 is a side view of the Rollennahtschweißein direction in the direction of arrow A in FIG. 3,

Fig. 5 einen Metallschutzgasbrenner und Fig. 5 shows a metal shielding gas burner and

Fig. 6 einen Wolfram-Inertgas-Schweißbrenner. Fig. 6 is a tungsten inert gas welding torch.

In allen Figuren sind gleiche Bauteile gleich beziffert.The same components are numbered the same in all figures.

Man erkennt in Fig. 1 Punktschweißelektroden 1 und 2, die durch hier nicht dargestellte Aktuatoren mit Anpreßkräften F beaufschlagbar sind und eine schraffiert dargestellte Beschich­ tung B aufweisen. Im Falle der Beaufschlagung drücken sie Bleche 3 und 4 zusammen. Über Leitungen 5, 6 sind die Elektroden mit einem hier nur schematisch dargestellten Schweißtransforma­ tor 7 verbunden. Die Elektroden 1, 2 weisen an ihren stirn­ seitigen Enden 8, 9 Abrundungen auf, um so an den Werkstücken 3,4 einen erhöhten Anpreßdruck erzeugen zu können. Die die Werkstücke 3, 4 direkt kontaktierenden Bereiche der Elektroden 1, 2 sind einer erhöhten mechanischen Verschleißbelastung aus­ gesetzt. Zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit weisen deshalb die Elektroden 1, 2 zumindest in den Bereichen eine Titannitrid­ oder Titancarbonitrid-Beschichtung auf, die beim Schweißvorgang die Werkstücke 3, 4 beaufschlagen. Es hat sich herausgestellt, daß bei Schichtdicken von 1 bis 10 µm eine deutliche Steigerung der Verschleißfestigkeit bei einer kaum feststellbaren Einbuße an elektrischer Leitfähigkeit gegeben ist. Für den Einsatz derart beschichteter Kupferelektroden müßten also bei einer automatisch gesteuerten Widerstandsschweißeinrichtung keine aufwendigen Parameteränderungen (beispielsweise für Anpreß­ kraft und Schweißstrom sowie Anpreßdauer) vorgenommen werden. Besonders gute Resultate wurden erzielt für Schichtdicken Zwi­ schen 1,5 und 4 µm. Für die Aufbringung der Titannitrid- oder Titancarbonitrid-Beschichtung eignen sich besonders PVD (Phy­ sical-Vapour-Deposition)- oder CVD (Chemical-Vapour-Deposition) -Verfahren. Diese können auch plasmagestützt sein.It can be seen in Fig. 1 spot welding electrodes 1 and 2, which can be pressurized by means not shown here actuators with pressing forces F and a Beschich hatched tung B have. In the event of loading, press plates 3 and 4 together. The electrodes are connected via lines 5 , 6 to a welding transformer 7 shown only schematically here. The electrodes 1 , 2 have rounded ends 8 , 9 in order to be able to generate an increased contact pressure on the workpieces 3 , 4. The areas of the electrodes 1 , 2 that directly contact the workpieces 3 , 4 are exposed to increased mechanical wear. To improve the wear resistance, the electrodes 1 , 2 therefore have a titanium nitride or titanium carbonitride coating at least in the areas that act on the workpieces 3 , 4 during the welding process. It has been found that with layer thicknesses of 1 to 10 μm there is a significant increase in wear resistance with a loss of electrical conductivity that is barely detectable. For the use of copper electrodes coated in this way, no complex parameter changes would have to be made in an automatically controlled resistance welding device (for example for contact pressure and welding current as well as contact time). Particularly good results were achieved for layer thicknesses between 1.5 and 4 µm. PVD (Physical Vapor Deposition) or CVD (Chemical Vapor Deposition) processes are particularly suitable for applying the titanium nitride or titanium carbonitride coating. These can also be plasma-based.

Dem Punktschweißen sehr ähnlich ist das sogenannte Buckelschwei­ ßen, das mit Hilfe der Fig. 2 näher erläutert werden soll. Die Elektroden 1′, 2′ sind an ihren stirnseitigen Enden 8′, 9′ flach ausgebildet und drücken das flache Werkstück 3 sowie das mit einem Buckel versehene Werkstück 4′ zusammen. Im Gegen­ satz zu den in Fig. 1 dargestellten Elektroden 1, 2 sind die Elektroden 1′, 2′ hier nur teilweise beschichtet. Eine derartige Teilbeschichtung B′ ist weniger materialaufwendig, erfordert aber einen größeren apparativen Aufwand beim Chargieren von Elektroden in Einrichtungen zur Durchführung von PVD- bzw. CVD-Verfahren.Spot welding is very similar to so-called hump welding, which will be explained in more detail with the aid of FIG. 2. The electrodes 1 ', 2 ' are formed flat at their front ends 8 ', 9 ' and press the flat workpiece 3 and the bumped workpiece 4 'together. In contrast to the electrodes 1 , 2 shown in Fig. 1, the electrodes 1 ', 2 ' are only partially coated here. Such a partial coating B 'is less expensive, but requires more equipment when charging electrodes in devices for performing PVD or CVD processes.

In den Fig. 3 und 4 ist ebenfalls nur schematisch eine Rollen­ nahtschweißvorrichtung angedeutet. Diese weist Rollen 10, 11 auf, deren Grundwerkstoff ebenfalls Kupfer ist und die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die Rollen 10, 11 drücken die Werkstücke 3, 4 gegeneinander und erzeugen in dem Übergangs­ bereich zwischen Werkstoff 3 und Werkstoff 4 je nach Steuerung der Schweißparameter unterschiedlich große und unterschiedlich weit auseinanderliegende Schweißpunkte. Die Rollen 10, 11 kön­ nen gemäß Fig. 3 vollständig (Beschichtung B) oder gemäß Fig. 4 nur in äußeren Bereichen (Teilbeschichtung B′) beschichtet sein.In FIGS. 3 and 4 is also only indicated schematically seam welding device a roller. This has rollers 10 , 11 , the base material of which is also copper and which are arranged opposite one another. The rollers 10 , 11 press the workpieces 3 , 4 against one another and produce in the transition area between material 3 and material 4, depending on the control of the welding parameters, differently sized and differently spaced welding points. The rollers 10 , 11 can be completely coated according to FIG. 3 (coating B) or according to FIG. 4 only in outer areas (partial coating B ').

Fig. 5 zeigt einen Schweißbrenner 14 für das MSG (Metall-Schutz­ gasschweißen), dessen hier wesentliche Elemente eine Kontaktdüse 15 und eine Schutzgasdüse 16 sind. Der Grundwerkstoff dieser beiden Bauteile ist ebenfalls überwiegend Kupfer. Insbesondere beim Metall-Aktivgas-Schweißen werden sowohl die Kontaktdüse 15 als auch die Schutzgasdüse 16 einer erhöhten Spritzbelastung durch flüssiges Schweißgut ausgesetzt. Erfinderseitig ist nun festgestellt worden, daß durch die Beschichtung dieser Bauteile mit Titannitrid oder Titancarbonitrid das auf diese Bauteile gespritzte flüssige Schweißgut sehr schlecht haftet und deshalb aus dem Schweißbrenner wieder herausfällt. Praktische Versuche haben gezeigt, daß mit erfindungsgemäß beschichteten Kupferteilen versehene Schweißbrenner erheblich später durch Verschmutzung unbrauchbar werden als bislang üblicherweise eingesetzte Schweiß­ brenner. Fig. 5 shows a welding torch 14 for the MSG (metal protection gas welding), the essential elements here are a contact nozzle 15 and a protective gas nozzle 16 . The basic material of these two components is also predominantly copper. In particular in the case of metal-active gas welding, both the contact nozzle 15 and the protective gas nozzle 16 are exposed to an increased spray load due to liquid weld metal. It has now been found by the inventor that by coating these components with titanium nitride or titanium carbonitride, the liquid weld metal sprayed onto these components adheres very poorly and therefore falls out of the welding torch again. Practical tests have shown that welding torches provided with copper parts coated according to the invention become unusable considerably later due to contamination than welding torches conventionally used hitherto.

Ein Schweißbrenner für das WIG (Wolfram-Inertgas) -Schweißen ist in Fig. 6 mit 17 bezeichnet. Dessen wesentliche Bauteile sind eine Schutzgasdüse 18 und eine Spannhülse 19 zur Fixierung einer Wolfram-Elektrode 20. Man erkennt, daß der WIG-Schweiß­ brenner 17 in seinem Aufbau dem MSG-Schweißbrenner 14 grund­ sätzlich gleicht. Auch beim WIG-Schweißen hat sich herausge­ stellt, daß die erfindungsgemäß beschichteten Bauteile, also hier die Schutzgasdüse 18 und die Spannhülse 19, wesentlich weniger stark verschmutzungsanfällig sind.A welding torch for TIG (tungsten inert gas) welding is denoted by 17 in FIG. 6. Its essential components are a protective gas nozzle 18 and an adapter sleeve 19 for fixing a tungsten electrode 20 . It is seen that the TIG welding torch 14 is similar in structure 17 the MSG welding torch in principle. Even with TIG welding, it has been found that the components coated according to the invention, ie here the protective gas nozzle 18 and the adapter sleeve 19 , are much less susceptible to contamination.

Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So ist es beispielsweise auch denkbar, das mechanisch hoch belastete Kupferteile in elektri­ schen Schaltelementen mit einer Titannitrid- oder Titancarbo­ nitrid-Verbindung beschichtet werden, um so deren Gebrauchs­ dauer zu erhöhen.The invention is not based on that shown in the drawing Embodiments limited. So it is, for example  conceivable, the mechanically highly stressed copper parts in electri switching elements with a titanium nitride or titanium carbo nitride compound are coated, so as to their use increase duration.

Claims (17)

1. Bauteil, dessen Grundwerkstoff überwiegend Kupfer ist, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer Titannitrid- oder Titan­ carbonitrid-Verbindung beschichtet ist.1. component whose base material is predominantly copper, characterized in that it is coated with a titanium nitride or titanium carbonitride compound. 2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil eine Elektrode einer Widerstandsschweißvorrichtung ist.2. Component according to claim 1, characterized in that the Component an electrode of a resistance welding device is. 3. Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil eine Widerstandspunktschweißelektrode (Elektroden 1, 2) ist.3. Component according to claim 2, characterized in that the Component a resistance spot welding electrode (electrodes 1, 2). 4. Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil eine Rollenelektrode (10, 11) für eine Rollennaht­ schweißvorrichtung ist.4. Component according to claim 2, characterized in that the component is a roller electrode ( 10 , 11 ) for a roller seam welding device. 5. Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil eine Buckelschweißelektrode (Elektroden 1′, 2′) ist.5. Component according to claim 2, characterized in that the Component a projection welding electrode (electrodes 1 ′, 2 ′) is. 6. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil ein Konstruktionselement eines Schweißbrenners (17) für das WIG (Wolfram-Inertgas)-Schweißverfahren ist.6. Component according to claim 1, characterized in that the component is a structural element of a welding torch ( 17 ) for the TIG (tungsten inert gas) welding process. 7. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil ein Konstruktionselement eines Schweißbrenners (14) für das MSG (Metall-Schutzgas)-Schweißverfahren ist. 7. Component according to claim 1, characterized in that the component is a structural element of a welding torch ( 14 ) for the MSG (metal shielding gas) welding process. 8. Bauteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Konstruktionselement eine Schutzgasdüse (16, 18) ist.8. Component according to claim 6 or 7, characterized in that the construction element is a protective gas nozzle ( 16 , 18 ). 9. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Konstruktionselement eine Spannhülse (19) zur Befestigung einer Wolfram-Elektrode (20) ist.9. The component according to claim 6, characterized in that the construction element is a clamping sleeve ( 19 ) for fastening a tungsten electrode ( 20 ). 10. Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Konstruktionselement eine von einer Drahtelektrode durch­ dringbare Kontaktdüse (15) ist.10. Component according to claim 7, characterized in that the construction element is a of a wire electrode through penetrable contact nozzle ( 15 ). 11. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil Bestandteil eines elektrischen Schaltelementes ist.11. The component according to claim 1, characterized in that the Component part of an electrical switching element is. 12. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil nur an verschleiß­ anfälligen Stellen beschichtet ist.12. Component according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the component only to wear vulnerable areas is coated. 13. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung zwi­ schen 1 und 10 µm beträgt.13. Component according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that the thickness of the coating between is 1 and 10 µm. 14. Bauteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung zwischen 1,5 und 4 µm beträgt.14. The component according to claim 13, characterized in that the The thickness of the coating is between 1.5 and 4 µm. 15. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein PVD (Physical-Vapour-Deposition)-Verfahren angewendet wird.15. A method for producing a component according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that a PVD (Physical Vapor Deposition) process is used becomes. 16. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein CVD (Chemical-Vapour-Deposition) angewandet wird.16. A method for producing a component according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that a CVD (Chemical Vapor Deposition) is used. 17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein plasmagestütztes Verfahren angewendet wird.17. The method according to claim 15 or 16, characterized in that a plasma-assisted procedure is used.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4323149A1 (en) * 1993-07-10 1995-01-12 Audi Ag Electrode for resistance welding
DE10307832A1 (en) * 2003-02-25 2004-09-09 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Tool in the form of a heated pin
EP1502694A2 (en) * 2004-07-21 2005-02-02 Jürgen Bach Immobilien und Maschinen KG Nozzle for cutting or welding
US20060078738A1 (en) * 2003-06-04 2006-04-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Coating formed on base metal surface, heat-resistant machinery part, nozzle for processing machine, contact tip for welding, method of forming coating, method of manufacturing heat-resistant machinery part, method of manufacturing nozzle for processing machine, and method of manufacturing contact tip for welding
EP1531652A3 (en) * 2003-11-14 2008-06-25 Thermacut Inc. Plasma arc cutting torch nozzle

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4323149A1 (en) * 1993-07-10 1995-01-12 Audi Ag Electrode for resistance welding
DE10307832A1 (en) * 2003-02-25 2004-09-09 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Tool in the form of a heated pin
DE10307832B4 (en) * 2003-02-25 2008-01-17 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Tool in the form of a heatable pen
US20060078738A1 (en) * 2003-06-04 2006-04-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Coating formed on base metal surface, heat-resistant machinery part, nozzle for processing machine, contact tip for welding, method of forming coating, method of manufacturing heat-resistant machinery part, method of manufacturing nozzle for processing machine, and method of manufacturing contact tip for welding
EP1531652A3 (en) * 2003-11-14 2008-06-25 Thermacut Inc. Plasma arc cutting torch nozzle
EP1502694A2 (en) * 2004-07-21 2005-02-02 Jürgen Bach Immobilien und Maschinen KG Nozzle for cutting or welding
EP1502694A3 (en) * 2004-07-21 2005-02-16 Jürgen Bach Immobilien und Maschinen KG Nozzle for cutting or welding

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