DE496337C - Verfahren zum Schmelzen von Metallen im elektrischen Lichtbogen mit Schutzatmosphaere - Google Patents
Verfahren zum Schmelzen von Metallen im elektrischen Lichtbogen mit SchutzatmosphaereInfo
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Description
Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Schmelzen, insbesondere Schweißen von Metallen
mittels des elektrischen Lichtbogens, in einer Wasserstoffatmosphäre vorzunehmen,
um die -Wärmeübertragung vom Lichtbogen auf das Metall zu verbessern und zähe Schweißverbindungen zu erhalten.
In einer Wasserstoffatmosphäre beträgt jedoch die kritische Lichtbogenspannung
38 Volt und die Zündspannung 120 Volt, wenn Gleichstrom angewendet wird. Diese
hohen Spannungen sind erwünscht, wenn es sich um das Schweißen von Werkstücken großer Wandstärke handelt, denen eine große
Energiemenge in kurzer Zeit zugeführt werden soll; doch überschreitet die notwendige
Zündspannung von 120 Volt in der Regel die Spannung, welche übliche Schweißmaschinen,
die für das Schweißen in Luft gebaut sind,
ao liefern können.
EingeliendeUntersuchungen haben ergeben, daß die Schweiß- und Zündspannung erheblich
herabgesetzt wird, wenn dem Wasserstoff ein verhältnismäßig kleiner Zusatz von Argon zugemischt wird, das ein leicht ionisierbares,
chemisch inertes Gas ist. Durch diesen Zusatz wird die Zündspannung so weit herabgesetzt, daß die bei normalen Schweißaggregaten
übliche Leerlaufspannung von 60 Volt ausreicht. Zu diesem Zweck genügt ein Zusatz von 3 bis 5°/0 Argon. Trotz Herabsetzung
der Zündspannung bleibt die anwendbare Lichtbogenspannung dieselbe wie im reinen Wässerstoff, so daß der Vorteil, in
der gleichen Zeit größere Energiemengen zuführen zu können als bei einem in Luft unterhaltenem
Lichtbogen, bestehen bleibt.
Das chemisch inerte Argon verhindert auch den Zutritt der Luft zum geschmolzenen Metall
und die Bildung von Oxyden oder Nitriden, die die Schweißnaht brüchig machen.
In Argon ist die Zündspannung des Lichtbogens außerordentlich niedrig. Eine Spannung
von 20 Volt ist ausreichend, um den Lichtbogen zu zünden und zu unterhalten.
Die Lichtbogenspannung ist etwas geringer als in Luft und beträgt im Mittel 15 Volt.
Es ist möglich, diesen Lichtbogen mit sehr kleinen Stromstärken arbeiten zu lassen, beispielsweise
bis zu 5 Amp. herab; ein Lichtbogen mit 15 bis 16Amp. kann ohne jede
Schwierigkeit dauernd unterhalten werden. Dabei ist die an der Kathode erzeugte Wärme
außerordentlich gering. Auch die an der
Anode erzeugte Wärme ist gering/ jedoch nicht so gering wie die an der Kathode. Die
in einem solchen Lichtbogen umgesetzten geringen Energiemengen~ Bringen es mit sich,
daß auch das Schmelzen des Metalls nur langsam fortschreitet, so daß besonders das
Schweißen von Werkstücken mit kleiner Wandstärke leicht durchführbar ist. Das Argon ist nicht explosibel, unschädlich und
ίο unsichtbar, so daß es ohne jede Gefahr verwendet werden kann und auch den Schweißarbeiter
nicht behindert.
Unter Umständen ist es zweckmäßig, dem
Argon einen kleinen Zusatz von Wasserstoff oder anderen reduzierenden Substanzen zu
geben, um etwa zum geschmolzenen Metall vordringenden Sauerstoff unschädlich zu machen, doch ist es durchaus möglich, auch
mit einer reinen Argonatmosphäre zähe Schweißnähte zu erzielen.
Es wurden ferner Versuche angestellt, zähe
Schweißungen in einer Stickstoffatmosphäre auszuführen, doch hat sich gezeigt, daß dies
insbesondere bei Eisenschweißungen nicht durchführbar ist. Die Schweißnaht wird
brüchig, häufig noch brüchiger als bei reinen Luftschweißungen. Die Ursache liegt darin,
daß das Metall sich mit dem Stickstoff bei der unvermeidlichen Gegenwart geringer
Sauer stoff mengen zu Nitriden verbindet.
Untersuchungen haben ergeben, daß die gleichzeitige Anwesenheit eines leicht ionisierbaren,
chemisch inerten Gases, ζ. Β. Argon, die schädliche 'Einwirkung des Stickstoffs
__auf das geschmolzene Metall neutralisieren
kann. Tatsächlich sind auf diese Weise zähe Sehweißungen zu erreichen, wenn
der Anteil des Argons am Gemisch etwa 25°/,, oder mehr beträgt. Gemische von Argon und
Stickstoff bis etwa 80% Argon sind verhältnismäßig leicht und billig zu erhalten, so daß
das beschriebene Verfahren auch praktisch wirtschaftlich erscheint.
Selbstverständlich kann auch in einem Gemisch von Stickstoff, Wasserstoff und Argon
gearbeitet werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung· kann sowohl bei der Handschweißung als auch bei
halb- oder vollautomatischer Schweißung Anwendung finden, wobei die Schweißung mit
Kohleelektroden oder abschmelzenden Metallelektroden vorgenommen werden kann. Das
neue Verfahren ist auch für solche Schweißungen geeignet, bei welchen der Lichtbogen "zwisehen
zwei oder mehreren Elektroden aufrechterhalten wird und das Werkstück selbst nicht
an Spannung liegt. Bei Handschweißung wird der gewöhnliche Elektrodenhalter verwendet
und das argonhaltige Schutzgasgemisch beispielsweise einer Haube zugeleitet, die die
Arbeitsstelle umgibt und oben eine kleine Öffnung besitzt, um die Handhabung der Elektrode
zu ermöglichen. Elektrode und Werkstück werden in der üblichen Weise über eine Reaktanz und Resistanz an eine geeignete
Stromquelle angeschlossen. Bei Verwendung von Argongemischen können auch die einzelnen Bestandteile gesondert der Arbeitsstelle
zugeleitet werden.
Bei halb- oder vollautomatischer Schweißung wird der Schweißdraht selbsttätig der
Schweißstelle zugeführt, das Argon oder Argongemisch gelangt durch eine Düse neben
dem Schweißdraht oder konzentrisch mit ihm zur Arbeitsstelle. Die Düsenanordnung kann
selbstverständlich auch für Handschweißung Anwendung finden.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung können übliche Elektroden Anwendung finden,
die beispielsweise auch ein Flußmittel zur Erzeugung einer leichtflüssigen Schlacke enthalten.
Claims (6)
1. Verfahren zum Schmelzen von Metallen im elektrischen Lichtbogen, insbesondere
zum Lichtbogenschweißen mit
-Schutzatmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzatmosphäre aus Argon go
besteht oder Argon enthält.
2. VerfaljrerL nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, "däß'die^Schutzatmosphäre
aus einem Gemisch yon. Wässerstoff und Argon besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzatmosphäre
aus einem Gemisch von Stickstoff und Argon besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzatmosphäre
aus einem Gemisch von Wasserstoff, Stickstoff und Argon besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,' daß der Gehalt
der Schutzatmosphäre an Argon 3 bis 5% beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile
von Argon und Stickstoff sich ungefähr wie ι : 3 verhalten.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US496337XA | 1926-06-25 | 1926-06-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE496337C true DE496337C (de) | 1930-04-17 |
Family
ID=21960857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA51283D Expired DE496337C (de) | 1926-06-25 | 1927-06-25 | Verfahren zum Schmelzen von Metallen im elektrischen Lichtbogen mit Schutzatmosphaere |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE496337C (de) |
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1927
- 1927-06-25 DE DEA51283D patent/DE496337C/de not_active Expired
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