DE4429422A1 - Welding appts. with ceramic coatings - Google Patents

Welding appts. with ceramic coatings

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    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process

Abstract

Welding appts. (2,9) is provided with a ceramic coating (7,12) in the area around the nozzle exit or the electrode. The coating is produced by spray, dip, vapour, sputter coating, or by chemical deposition

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Funktionselement für Schweißvorrichtungen gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.The invention relates to a functional element for Welding devices according to the preamble of claim 1.

Speziell bezieht sich die Erfindung auf eine Düse, wie sie beispielsweise für den Austritt von Schutzgas bei Schutz­ gas-Schweißverfahren oder bei atomaren Lichtbogen-Schweißver­ fahren oder entsprechenden Schweißeinrichtungen oder -Geräten Verwendung findet.In particular, the invention relates to a nozzle as shown for example for the escape of protective gas during protection gas welding process or atomic arc welding process driving or appropriate welding equipment or devices Is used.

Der Begriff "Schweiß-Einrichtungen oder -Geräte" umfaßt im Sinne der Erfindung die unterschiedlichsten Einrichtungen und Geräte, und zwar von einfachen Hand-Schweißgeräten und -Pistolen bishin zu Schweiß-Automaten oder für solche Automaten bestimmte Schweiß-Pistolen usw.The term "welding equipment or devices" includes in A wide variety of facilities and Equipment, from simple hand-held welding equipment and -Guns up to or for welding machines Automatic welding guns etc.

Die bisher für Schweiß-Einrichtungen oder -Geräte verwendeten Düsen sind aus Messing oder Kupfer gefertigt. Je nach Anwendungsgebiet weisen diese Düsen die unterschiedlichsten Bauformen und Ausführungen auf. Ein besonderes Problem besteht darin, daß beim Schweißen verflüssigtes und ver­ spritztes Material des Schweißgutes (Metallspritzer) an den jeweiligen Düsen haftet, wodurch sich eine Reduzierung des Düsenquerschnittes und damit auch des aus der Düse austre­ tenden Schutzgasstromes ergibt. Dies führt zu einem Quali­ tätsverlust beim Schweißen bzw. an der hergestellten Schweiß­ naht.The previously used for welding equipment or devices Nozzles are made of brass or copper. Depending on These nozzles have a wide variety of applications Designs and designs. A special problem consists in the fact that liquefied and ver sprayed material of the weld metal (metal splash) to the each nozzle sticks, which results in a reduction of Cross-section of the nozzle and thus that of the nozzle protective gas flow results. This leads to a qualification loss of activity during welding or on the sweat produced seam.

Die bekannten Düsen müssen daher sehr häufig gereinigt werden. Es ist beispielsweise im Karosseriebau bisher notwendig, Schweiß-Einrichtungen oder -Automaten, die zum Anschweißen von Türscharnieren an einer Fahrzeugkarosserie dienen, die jeweilige Düse nach jeder zweiten Karosserie zu reinigen. Die Reinigung ist äußerst schwierig und zeitraubend und kann in der Regel nur mit einem erheblichen Kraftaufwand beispielsweise unter Verwendung von Schabern usw. erfolgen. Da sich die bekannten Düsen von anhaftenden Metallspritzern nur unzureichend reinigen lassen, ist auch ein sehr häufiger Austausch dieser Düsen erforderlich, was zu Stillstandszeiten und hohen Betriebskosten führt.The known nozzles therefore have to be cleaned very frequently become. It has been used in body construction, for example necessary welding equipment or automatic machines for Welding door hinges to a vehicle body serve the respective nozzle after every second body too clean. Cleaning is extremely difficult and time consuming and can usually only be done with considerable effort for example using scrapers, etc. Since the well-known nozzles of adhering metal splashes  Having it cleaned insufficiently is also a very common one Replacement of these nozzles is required, resulting in downtime and high operating costs.

Um diesen Nachteil zu mindern, werden heute vielfach auch Anti-Kontakt-Sprays verwendet. Diese stellen aber ein zusätzliches, die Umwelt belastendes und auch Kosten verur­ sachendes Betriebsmittel dar. Die Anwendung des Sprays erfordert außerdem zusätzliche Zeit, die die Leistung einer Schweißeinrichtung mindert.In order to alleviate this disadvantage, many are also today Anti-contact sprays used. But these set additional, polluting and also costing relevant equipment. The application of the spray also requires additional time that the performance of a Welding device reduces.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin speziell auch auf ein Funktionselement in Form einer Elektrode, eines Elektroden­ halters oder einer Pinole und einer elektrischen Schweißein­ richtung. Hier besteht vielfach das Problem, daß es bei unerwünschten Berührungen zwischen dem Schweißgut und der Elektrode usw. zu elektrischen Nebenschlüssen kommt, mit der Folge, daß der gewünschte Schweißstrom bei dem jeweiligen Schweißpunkt nicht erreicht und dieser Schweißpunkt dann überhaupt nicht oder aber nur mit einer ungenügenden Qualität ausgeführt wird. Insbesondere bei kleineren, manuell betätig­ ten Schweißzangen besteht dieses Problem. Durch die Aufbrin­ gung einer Keramikbeschichtung wird eine elektrische Isola­ tion erreicht, die einen elektrischen Nebenschluß zwischen der Elektrode, dem Elektroden- oder Pinolenhalter, der Pinole usw. außerhalb des gewünschten Schweißbereiches vermeidet.The invention further relates specifically to Functional element in the form of an electrode, an electrode holder or quill and electrical welding direction. There is often the problem that it undesirable contact between the weld metal and the Electrode etc. to electrical shunts with which Consequence that the desired welding current at the respective Welding point not reached and this welding point then not at all or only with insufficient quality is performed. Especially for smaller, manually operated This is the problem with welding guns. Through the Aufbrin A ceramic coating becomes an electrical isola tion achieved that an electrical shunt between the electrode, the electrode or quill holder, the quill etc. outside the desired welding area.

Vorteile der Keramikbeschichtung sind auch ihre preiswerte Herstellbarkeit sowie ihre hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Abnutzung und auch Schläge.The advantages of ceramic coatings are also their inexpensive ones Manufacturability and their high resistance to mechanical wear and also blows.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the figures explained. Show it:

Fig. 1 in sehr vereinfachter Darstellung und teilweise im Längsschnitt die Gasdüse eines Kopfes einer Schweiß­ vorrichtung oder Pistole; Figure 1 in a very simplified representation and partially in longitudinal section, the gas nozzle of a head of a welding device or gun.

Fig. 2 in sehr vereinfachter Darstellung eine Pinole einer elektrischen Schweißzange; Fig. 2 in a very simplified representation a quill of an electric welding gun;

Fig. 3 - 5 jeweils in vereinfachter Darstellung eine Anordnung zum Beschichten durch Spattern oder Vakuum-Beschichten. Fig. 3 - 5 are each in a simplified representation an arrangement for coating by spattering or vacuum coating.

Die in der Fig. 1 mit 1 bezeichnete Düse ist Bestandteil eines Kopfes einer Schweißeinrichtung (z. B. Schweißpistole) für das Schutzgas-Schweißen bzw. Schutzgas-Lichtbogen-Schweißen, z. B. Wolfram-Inertgas-, Metall-Inertgas-, Heliarc-, Argonarc-, Sigma- oder dergl. Schweißverfahren.The nozzle designated 1 in FIG. 1 is part of a head of a welding device (e.g. welding gun) for inert gas welding or inert gas arc welding, e.g. B. tungsten inert gas, metal inert gas, Heliarc, Argonarc, Sigma or the like welding process.

Die Düse 1 bzw. deren Düsenkörper besteht aus einem metalli­ schen Werkstoff, beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, z. B. aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung (beispielsweise aus ALMG 5), oder einem anderen, geeigneten metallischen Werkstoff, wie z. B. Kupfer, Mangan, Eisen, Nickel oder aus einer Legierung dieser oder anderer Metalle.The nozzle 1 or its nozzle body consists of a metallic rule's material, for example aluminum or an aluminum alloy, for. B. from an aluminum-magnesium alloy (for example from ALMG 5), or another suitable metallic material, such as. B. copper, manganese, iron, nickel or an alloy of these or other metals.

Die Düse bzw. der Düsenkörper 2 bilden einen Düsenkanal 3, der sich in Längsrichtung der Düse erstreckt und dessen Querschnitt sich bei der dargestellten Ausführungsform zu dem in der Figur linken Ende 4 der Düse hin verengt.The nozzle or the nozzle body 2 form a nozzle channel 3 which extends in the longitudinal direction of the nozzle and whose cross section narrows towards the left end 4 of the nozzle in the embodiment shown.

Hergestellt ist der Düsenkörper 2 beispielsweise aus einem rohrförmigen Ausgangsmaterial durch spanabhebende Tätigkeit oder aber in einem als "Rundkneten" bekannten Verfahren, bei dem unter Verwendung eines Verformungswerkzeuges in einer Vielzahl von rollen- oder walzenförmigen Verformungselementen eine bleibende, plastische Verformung des Ausgangsmaterials erfolgt, und zwar mit dem besonderen Vorteil einer Verdickung des Materials an den verformten Flächen, d. h. an den kegel­ stumpfförmig verlaufenden Flächen im Bereich des Düsenendes, wodurch die Düse 1 bzw. deren Düsenkörper 2 dort eine besonders hohe Festigkeit aufweist. The nozzle body 2 is produced, for example, from a tubular starting material by machining or else in a process known as "round kneading", in which permanent, plastic deformation of the starting material takes place using a shaping tool in a multiplicity of roller-shaped or roller-shaped shaping elements with the particular advantage of a thickening of the material on the deformed surfaces, ie on the frustoconical surfaces in the region of the nozzle end, as a result of which the nozzle 1 or its nozzle body 2 has a particularly high strength there.

Durch die Düse 1 bzw. deren Düsenkanal 3 ist ein Schweißdraht 5 durchgeführt, der in der Figur auch über das Düsenende 4 vorsteht.A welding wire 5 is passed through the nozzle 1 or its nozzle channel 3 and also protrudes beyond the nozzle end 4 in the figure.

Der am Düsenende 4 offene Kanal 3 besitzt dort einen Quer­ schnitt, der größer ist als der Außendurchmesser des Schweiß­ drahtes, so daß am Düsenende 4 eine den Schweißdraht 5 ringförmig umschließende Düsenöffnung 6 gebildet ist.The open at the nozzle end 4 channel 3 has a cross section there, which is larger than the outer diameter of the welding wire, so that at the nozzle end 4 a welding wire 5 surrounding the nozzle opening 6 is formed.

Während des Schweißens wird über den Düsenkanal 3 das jeweilige Schutzgas zugeführt, welches an der Düsenöffnung 6 austritt und die Schweißstelle gegen die Außenatmosphäre abschirmt sowie evt. auch am Schweißprozeß teilnimmt (bei­ spielsweise atomares Lichtbogen-Schweißen, Arcatom-Verfahren oder Plasma-Schweißen).During welding, the respective shielding gas is supplied via the nozzle channel 3 , which emerges at the nozzle opening 6 and shields the welding point from the outside atmosphere and possibly also participates in the welding process (for example atomic arc welding, arc atom process or plasma welding).

An seiner Außen- und Umfangsfläche, an der Stirnfläche bzw. am Düsenende 4 und an der Innenfläche des Düsenkanals 3 ist der Düsenkörper 2 mit einer keramischen Beschichtung 7 versehen, die entweder eine Aluminiumoxid-Keramik oder eine Aluminiumnitrid-Keramik ist. Diese Schicht 7, deren Dicke beispielsweise 7 - 16 Mikrometer, vorzugsweise 60 Mikrometer beträgt, ist durch Aufspritzen und/oder Tauchen aufgebracht.On its outer and circumferential surface, on the end face or on the nozzle end 4 and on the inner surface of the nozzle channel 3 , the nozzle body 2 is provided with a ceramic coating 7 , which is either an aluminum oxide ceramic or an aluminum nitride ceramic. This layer 7 , the thickness of which is for example 7-16 micrometers, preferably 60 micrometers, is applied by spraying and / or dipping.

Hierfür wird der Düsenkörper 2 an denjenigen Flächen, die die Beschichtung 7 aufweisen sollen, mit einem die Beschichtung bildenden Material versehen, welches dann durch Erhitzen oder Sintern bei entsprechend hoher Temperatur die mit dem Düsenkörper 2 sich verbindende Keramikschicht 7 bildet.For this purpose, the nozzle body 2 is provided on those surfaces which are to have the coating 7 with a material forming the coating, which material then forms the ceramic layer 7 which connects to the nozzle body 2 by heating or sintering at a correspondingly high temperature.

Die Beschichtung 7 kann auch auf andere Weise, beispielsweise durch Aufdampfen und Spattern erzeugt sein, d. h. durch Aufbringen im elektrischen Feld. Weiterhin kann die Be­ schichtung auch durch chemisches Abscheiden erzeugt werden.The coating 7 can also be produced in another way, for example by vapor deposition and sputtering, ie by application in an electrical field. Furthermore, the coating can also be produced by chemical deposition.

Durch die Beschichtung 7 wird erreicht, daß beim Schweißen verspritztes Material insbesondere auch des Schweißgutes oder Metallspritzern nicht an der Düse haften bleiben, zumindest von dieser Düse problemlos und mit einfachen Mitteln, beispielsweise mittels eines Lappens oder einer Bürste durch einfaches Abstreifen entfernt werden können.The coating 7 ensures that material sprayed during welding, in particular also the weld metal or metal spatter, does not adhere to the nozzle, at least can be removed from this nozzle easily and with simple means, for example by means of a rag or a brush, by simply wiping it off.

Grundsätzlich ist aber das vorbeschriebene Abstreifen von Metallspritzern insbesondere auch nur dann notwendig, wenn nicht allein schon aufgrund des aus der Düsenöffnung 6 austretenden Inertgas- bzw. Schutzgas-Stromes z. B. im Bereich der Düsenöffnung 6 befindliche Metallspritzer abgeblasen werden.Basically, however, the above-mentioned wiping of metal splashes is only necessary if not only due to the inert gas or protective gas flow exiting from the nozzle opening 6 . B. in the area of the nozzle opening 6 metal splashes are blown off.

Mit der beschriebenen Düse ist ständig ein ausreichender Querschnitt für die Düsenöffnung und damit ein ausreichender, die Schweißstelle optimal abschirmender Gasstrom sicherge­ stellt. Hierdurch ergibt sich u. a. auch eine wesentliche Verbesserung der Schweißqualität sowie eine Verringerung der Nebenzeiten eines Schweißautomaten für die Reinigung der Düse 1 bzw. eine wesentliche Steigerung der Leistung der jeweili­ gen Schweißstation. Besonders Betriebsmittel, wie z. B. die bisher verwendeten Anti-Kontakt-Sprays sind nicht erforder­ lich und auch ein häufiges Austauschen der Düse 1 entfällt. Hierdurch ergibt sich eine entscheidende Kostenreduzierung. Die Aufbringung der Beschichtung 7 durch Aufspritzen oder Tauchen kann besonders einfach, schnell und kostengünstig erfolgen. Die hierdurch erzeugte Beschichtung weist eine große Härte und Festigkeit auf, so daß die Düse 1 insgesamt auch gegen mechanische Beschädigungen unempfindlich ist.With the nozzle described there is always a sufficient cross-section for the nozzle opening and thus a sufficient gas flow which optimally shields the welding point. This results in, among other things, a significant improvement in the welding quality and a reduction in the idle times of an automatic welding machine for cleaning the nozzle 1 or a substantial increase in the performance of the respective welding station. In particular, resources such. B. the previously used anti-contact sprays are not required Lich and frequent replacement of the nozzle 1 is not necessary. This results in a decisive cost reduction. The coating 7 can be applied by spraying or dipping in a particularly simple, quick and inexpensive manner. The coating produced in this way has great hardness and strength, so that the nozzle 1 as a whole is also insensitive to mechanical damage.

Es versteht sich weiterhin, daß die Düse 1 selbstverständlich auch für Schweißverfahren oder Schweißvorrichtungen verwendet werden kann, bei denen der Schweißdraht 5 nicht durch den Düsenkanal 3 geführt ist.It goes without saying that the nozzle 1 can of course also be used for welding processes or welding devices in which the welding wire 5 is not guided through the nozzle channel 3 .

Die Fig. 2 zeigt einen Pinolenhalter 8 einer Schweißvorrich­ tung oder Schweißzange und die an diesem lösbar befestigte Elektrode (Pinole) 9 mit Polkappe 10. Um beim Elektro-Schweißen einen elektrischen Kontakt zwischen der den Schweißstrom führenden Pinole 9 und dem Schweißgut 11 zu vermeiden, ist die Elektrode 9 mit einer der Beschichtung 7 entsprechenden Beschichtung 12 aus Keramik versehen. Diese Beschichtung 12 ist wiederum in der gleichen Weise herge­ stellt, wie dies oben für die Beschichtung 7 beschrieben wurde. Fig. 2 shows a Pinolenhalter 8 tung a Schweißvorrich or welding gun and releasably attached to this electrode (sleeve) 9 having pole cap 10th In order to avoid electrical contact between the quill 9 carrying the welding current and the weld metal 11 during electric welding, the electrode 9 is provided with a coating 12 made of ceramic corresponding to the coating 7 . This coating 12 is again in the same way Herge, as described above for the coating 7 .

Die Beschichtung 12 kann zusätzlich auch an anderen Teilen der Schweißzange, beispielsweise am Pinolenhalter 8 und/oder an der Außenfläche von Verbindungselementen, mit denen die Pinole 9 am Pinolenhalter 8 auswechselbar befestigt ist, vorgesehen sein.The coating 12 can also be provided on other parts of the welding gun, for example on the quill holder 8 and / or on the outer surface of connecting elements with which the quill 9 is exchangeably fastened to the quill holder 8 .

Ebenso wie die mit der Beschichtung 7 versehene Düse 1 bilden auch die Pinole 9 oder andere mit der Beschichtung 11 versehene Teile einer Schweißzange ein "Funktionselement" einer Schweißvorrichtung gemäß der Erfindung.Like the nozzle 1 provided with the coating 7 , the sleeve 9 or other parts of a welding gun provided with the coating 11 also form a “functional element” of a welding device according to the invention.

Der Düsenkörper 2 oder der Körper des Pinolenhalters 8 können auch aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder aber Stahl bestehen.The nozzle body 2 or the body of the sleeve holder 8 can also consist of copper or a copper alloy or steel.

Eine Beschichtung 7 bzw. 12 eignen sich insbesondere auch oxidische, fluoridische, karbidische und/oder nitridische Materialien, und dabei speziell auch Aluminiumoxyd, Alu­ miniumtitanat und Bornitrid, die dann z. B. durch Vakuum-Be­ schichtungsmethoden (Spattern, Elektronenstrahlverdampfen oder chemische Vakuumabscheidung -CVD) mit einer Schichtdicke beispielsweise 1 Mikrometer aufgebracht werden. Die Wahl der Materialien für den jeweiligen Grundkörper (Düsenkörper 2, Pinolenhalter 8 oder Pinole 9) und für die Beschichtung sind so ausgewählt, daß sich für den Grundkörper und die Be­ schichtung ein nahezu gleicher thermischer Ausdehnungsquozient ergibt, vor allem aber die Beschichtung mechanisch stabil ist und durch das Schweißmaterial nicht angegriffen bzw. zersetzt wird.A coating 7 or 12 are particularly suitable also oxidic, fluoridic, carbidic and / or nitridic materials, and in particular aluminum oxide, aluminum titanate and boron nitride, which then z. B. by vacuum coating methods (sputtering, electron beam evaporation or chemical vacuum deposition -CVD) can be applied with a layer thickness, for example 1 micron. The choice of materials for the respective base body (nozzle body 2 , quill holder 8 or quill 9 ) and for the coating are selected so that there is an almost equal thermal expansion coefficient for the base body and the coating, but above all the coating is mechanically stable and is not attacked or decomposed by the welding material.

Fig. 3 zeigt in sehr vereinfachter, schematischer Darstellung eine Anordnung beim Beschichten des Düsenkörpers 2 durch Spattern (Kathodenstrahlbeschichten im Vakuum). In der Fig. 3 ist 2 wiederum der zu beschichtende Düsenkörper und 13 eine beheizte Kathode, die aus einem die Beschichtung 7 bildende Material besteht oder ein solches Material enthält. Mit 14 ist eine Hochspannungsquelle bezeichnet, die zwischen der Kathode 13 und dem Düsenkörper 2 ein elektrisches Spannungs­ feld erzeugt, welchem beispielsweise auch ein Hoch­ frequenz-Anteil überlagert sein kann. Durch ein nicht dargestelltes Magnetfeld oder durch andere elektrische oder magnetische Linsenanordnungen wird der Strom 15 des an der Kathode verdampften Materials auch so umgelenkt bzw. kon­ zentriert, daß gezielt auch die Innenflächen des Düsenkörpers 2 bzw. der dortige Düsenkanal 3 bedampft bzw. beschichtet werden. Fig. 3 shows a very simplified, schematic representation of an arrangement when coating the nozzle body 2 by spattering (cathode beam coating in a vacuum). In FIG. 3, 2 is again the nozzle body to be coated and 13 is a heated cathode which consists of a material forming the coating 7 or contains such a material. 14 with a high voltage source is referred to, which generates an electrical voltage field between the cathode 13 and the nozzle body 2 , which may also be superimposed on a high frequency portion, for example. By a magnetic field, not shown, or by other electrical or magnetic lens arrangements, the current 15 of the material evaporated at the cathode is also deflected or centered in such a way that the inner surfaces of the nozzle body 2 or the nozzle channel 3 there are also vapor-deposited or coated.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Funktionsele­ ment durch folgende Merkmale charakterisiert:In a preferred embodiment, the functionality is characterized by the following features:

  • 1. Das Material für die Beschichtung 7 ist ausgewählt aus einer Gruppe, die Magnesiumoxid (MgO), Aluminiumtitanoxid (AlTiO₃) und Bornitrid (Bn) enthält.1. The material for the coating 7 is selected from a group containing magnesium oxide (MgO), aluminum titanium oxide (AlTiO₃) and boron nitride (Bn).
  • 2. Der Grundkörper, d. h. der Düsenkörper 2 und der Pinolen­ halter 8 bzw. die Pinole 9 sind aus Kupfer oder Stahl gefertigt.2. The base body, ie the nozzle body 2 and the quill holder 8 or the quill 9 are made of copper or steel.
  • 3. Das keramische Beschichtungsmaterial wird im Vakuum durch Spattern aufgebracht oder durch Elektronenstrahlver­ dampfung oder mittels CVD.3. The ceramic coating material is in a vacuum Sputtered applied or by electron beam ver steaming or by means of CVD.

Bei der Düse 1 ist die Keramikschicht insbesondere am Düsenaustritt bzw. an der Düsenöffnung 6 auf der Innenseite der Düse aufgebracht, wo im praktischen Einsatz die Gefahr eines Anhaftens von verspritztem Material besonders groß ist.In the case of the nozzle 1 , the ceramic layer is applied, in particular, to the nozzle outlet or to the nozzle opening 6 on the inside of the nozzle, where in practice the risk of adhering sprayed material is particularly great.

Um die Beschichtung der Innenfläche im Bereich der Düsen­ öffnung 6 zu ermöglichen, werden speziell die in den Fig. 4 und 5 wiedergegebene Anordnung bzw. das dortige Verfahren benutzt. In order to enable the coating of the inner surface in the area of the nozzle opening 6, the arrangement shown in FIGS . 4 and 5 and the method there are used in particular.

Bei dem Verfahren der Fig. 4 ist die zu beschichtende Düse 1 mit ihrer Düsen- bzw. Längsachse L schräg zu dem Teilchen­ strom 15 des Beschichtungsmaterials angeordnet, und zwar derart, daß ein Anteil des Teilchenstromes 15 durch die Öffnung 6 auf die Innenfläche der Düse 1 bzw. des Düsen­ körpers 2 auftrifft, und zwar in einem spitzen Winkel, d. h. in einem Winkel kleiner als 90°, der sich zur Düsenvorder­ seite hin öffnet. Gleichzeitig wird die Düse um ihre Achse L beim Beschichten gedreht, so daß sich nicht nur an der Außenfläche der Düse, sondern auch an der Innenfläche der Düse die Beschichtung 7 ausbildet, wie dies in der Fig. 4 angedeutet ist.Is in the process of Fig. 4 to be coated nozzle 1 with its nozzle and the longitudinal axis L obliquely to the particle stream 15 is disposed of the coating material in such a manner that a portion of the particle 15 through the opening 6 to the inner surface of the nozzle 1 or the nozzle body 2 strikes, namely at an acute angle, that is, at an angle less than 90 °, which opens towards the front of the nozzle. At the same time, the nozzle is rotated about its axis L during coating, so that the coating 7 is formed not only on the outer surface of the nozzle but also on the inner surface of the nozzle, as is indicated in FIG. 4.

Die Fig. 5 zeigt in ähnlicher Darstellung wie Fig. 4 eine Ausführungsform, bei der die den Teilchenstrom 15 bildenden elektrisch geladenen Teilchen durch ein senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 5 verlaufendes Magnetfeld abgelenkt werden, und zwar derart, daß diese Teilchen weit ins Innere der Düse 2 bzw. des Düsenkörpers gelangen und dort eine Beschichtung bewirken. FIG. 5 shows, in a representation similar to FIG. 4, an embodiment in which the electrically charged particles forming the particle stream 15 are deflected by a magnetic field running perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 5, in such a way that these particles extend far into the interior of the Get nozzle 2 or the nozzle body and cause a coating there.

BezugszeichenlisteReference list

1 Düse
2 Düsenkörper
3 Düsenkanal
4 Düsenende
5 Schweißdraht
6 Düsenöffnung
7 Beschichtung
8 Pinolenhalter
9 Pinole
10 Polkappe
11 Schweißgut
12 Beschichtung
13 Kathode
14 Spannungsquelle
15 Strom 1 nozzle
2 nozzle bodies
3 nozzle channel
4 nozzle ends
5 welding wire
6 nozzle opening
7 coating
8 quill holder
9 quill
10 pole cap
11 weld metal
12 coating
13 cathode
14 voltage source
15 electricity

Claims (13)

1. Funktionselement für eine Schweißeinrichtung oder ein Schweißgerät, bestehend aus einem Körper (2, 9) aus einem metallischen Werkstoff, wobei der Körper an wenigstens einer Fläche mit einer Schutz-Beschichtung (7, 12) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutz-Be­ schichtung durch Aufsprühen und/oder Tauchen und/oder Aufdampfen und/oder Spattern und/oder chemisches Ab­ scheiden auf die Fläche des Körpers (2, 9) aufgebracht ist.1. Functional element for a welding device or a welding device, consisting of a body ( 2 , 9 ) made of a metallic material, the body being provided on at least one surface with a protective coating ( 7 , 12 ), characterized in that the protection -Be coating by spraying and / or dipping and / or vapor deposition and / or sputtering and / or chemical deposition is applied to the surface of the body ( 2 , 9 ). 2. Funktionselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutz-Beschichtung eine Keramik-Beschichtung (7, 12) ist.2. Functional element according to claim 1, characterized in that the protective coating is a ceramic coating ( 7 , 12 ). 3. Funktionselement nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch seine Ausbildung als Gasaustrittsdüse zur Ver­ wendung bei Schweiß-Einrichtungen oder -Geräten, ins­ besondere für das Schutzgas, und/oder Lichtbogen-Schweißen (auch atomares Lichtbogen-Schweißen), bestehend aus einem Düsenkörper (2) aus dem metallischen Material, der wenigstens einen an einem Düsenende (4) offenen und dort mindestens eine Düsenöffnung (6) bildenden und von einem Gas durchström­ baren Düsenkanal (3) aufweist, wobei die Keramik-Be­ schichtung (7) auf die Außenfläche des Düsenkörpers (2) und/oder auf die Innenfläche des Düsenkanals (3) zumin­ dest im Bereich der Düsenöffnung (6) aufgebracht ist.3. Functional element according to claim 1 or 2, characterized by its design as a gas outlet nozzle for use in welding equipment or devices, in particular for the shielding gas, and / or arc welding (including atomic arc welding), consisting of a nozzle body ( 2 ) made of the metallic material, which has at least one open at one nozzle end ( 4 ) and there at least one nozzle opening ( 6 ) and a gas flow-through nozzle channel ( 3 ), the ceramic coating ( 7 ) on the The outer surface of the nozzle body ( 2 ) and / or on the inner surface of the nozzle channel ( 3 ) is applied at least in the region of the nozzle opening ( 6 ). 4. Funktionselement nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch seine Ausbildung als Elektrodenhalter und/oder Pinolenhalter (8) und/oder Pinole (9) und/oder als Verbindungselement zum lösbaren Befestigen eines Elek­ trodenelementes oder einer Pinole an einem Elektroden­ halter oder Pinolenhalter (8), wobei zumindest ein Teil der Außenfläche des Elektrodenelementes, des Elektro­ den- oder Pinolenhalters (8), der Pinole und/oder des Ver­ bindungselementes mit der Keramik-Beschichtung (12) versehen ist.4. Functional element according to claim 1 or 2, characterized by its design as an electrode holder and / or quill holder ( 8 ) and / or quill ( 9 ) and / or as a connecting element for releasably attaching an elec trode element or a quill to an electrode holder or quill holder ( 8 ), at least part of the outer surface of the electrode element, the electrode or quill holder ( 8 ), the quill and / or the connecting element being provided with the ceramic coating ( 12 ). 5. Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramik-Beschichtung (7, 12) durch Aufbringen eines diese Beschichtung bildenden Materials auf den Körper und anschließendes Erhitzen oder Sintern erzeugt ist.5. Functional element according to one of claims 1-4, characterized in that the ceramic coating ( 7 , 12 ) is produced by applying a material forming this coating to the body and then heating or sintering. 6. Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Dicke von etwa 50 - 60 Mikrometer, vorzugsweise von etwa 50 Mikrometer aufweist.6. Functional element according to one of claims 1-5, characterized characterized in that the coating has a thickness of about 50-60 microns, preferably about 50 microns having. 7. Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid besteht.7. Functional element according to one of claims 1-6, characterized characterized in that the coating of aluminum oxide or aluminum nitride. 8. Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung mehrschichtig ausgebildet ist, und daß wenigstens eine Schicht aus Aluminiumoxid oder eine Schicht aus Aluminiumnitrid besteht.8. Functional element according to one of claims 1-7, characterized characterized in that the coating has multiple layers is formed, and that at least one layer Aluminum oxide or a layer of aluminum nitride consists. 9. Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper des Funktionselementes zumindest im Bereich Schutz-Beschichtung aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder Stahl besteht.9. Functional element according to one of claims 1-8, characterized characterized in that the body of the functional element at least in the area of protective coatings made of copper, a copper alloy or steel. 10. Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramik-Beschichtung eine solche aus einem oxydischen, fluoridischen, karbischen und/oder nitridischen Material ist. 10. Functional element according to one of claims 1-9, characterized characterized in that the ceramic coating is such from an oxidic, fluoridic, carbonic and / or is nitridic material.   11. Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Beschichtung aus Magnesiumoxid, Aluminiuntitanat und/oder Bornitrid besteht.11. Functional element according to one of claims 1-10, characterized characterized in that the ceramic coating Magnesium oxide, aluminum titanate and / or boron nitride consists. 12. Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch eine Vakuum-Beschichtungsmethode, beispielsweise Elektronen­ strahlverdampfen oder durch chemische Vakuum-Beschichtung (CVD) aufgebracht ist.12. Functional element according to one of claims 1-11, characterized characterized in that the coating by a Vacuum coating method, for example electrons jet evaporation or by chemical vacuum coating (CVD) is applied. 13. Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung etwa 1 Mikrometer beträgt.13. Functional element according to one of claims 1-12, characterized characterized in that the thickness of the coating is approximately 1 Micrometer.
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WO2015027003A1 (en) * 2013-08-21 2015-02-26 Nd Industries, Inc. Coating composition and anti-spatter coating formed therefrom

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