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Schweißbrenner zum Schweißen von Metallen hoher Wärmeleitfähigkeit
Beim autogenen Schweißen mit den bisher bekanntgewordenen Schweißbrennern und -verfahren
treten Schwierigkeiten auf, wenn es sich um Metalle mit großem Wärmeleitvermögen,
wie Kupfer, handelt. Bei Werkstücken aus solchen Metallen wird, anders als beispielsweise
bei Eisen, @die von der Schweißflamme der Schweißstelle zugeführte Hitze so schnell
durch -das Metall hindurch abgeleitet, daß die Schweißstelle nur dann auf eine hinreichend
hohe Temperatur gebracht werden kann, wenn ihr außerordentlich große Wärmeenergien
zugeführt werden. Es ist bei diesen Metallen daher notwendig, lange Zeit die Schweißstelle
zu erhitzen; außerdem wird. eine übermäßig große Menge Heizgas verbraucht. Infolgedessen
ist es aber auch schwierig, bei Metallen mit hoher Wärmeleitfähigkeit die Erhitzung
genügend gleichmäßig zu gestalten.
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Diese Schwierigkeiten können auch nicht durch den bekannten Vorschlag
überwunden werden, die Schweißstelle vorzuwärmen. Denn die vorzeitig zugeführte
Wärmemenge ist längst wieder abgeleitet, bevor die Schweißflamme zur Schweißstelle
kommt. Ebensowenig gelangt man zum Ziele, wenn man nach bekannten Verfahren zum
Schweißen von Kupfer einen größeren Brenner als sonst benutzt. Dieses Verfahren
führt zu einer Verschwendung von Gas und zu einer ungleichmäßigen Schweißnaht.
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In der Regel verwendet man daher bisher zum Schweißen von Kupfer z
Brenner, deren jeder von einem Schweißer bedient wird. Mit dem einen Brenner wird
geschweißt, während mit dem anderen Brenner die Nachbarschaft der Schweißstelle
erwärmt wird. Es beideutet indes eine erhebliche Verteuerung der Schweißung, wenn
man mit zwei Arbeitskräften statt mit einer arbeiten muß, ganz abgesehen von, dem
unverhältnismäßig hohen Gasverbrauch, der durch .die zwei Brenner verursacht wird.
Außerdem ist es äußerst unbequem, daß das seitliche Anwärmen durch einen besonderen
Schweißer besorgt wird. Die beidenArbeiter müssen, wenn die Schweißstelle wirklich
allseitig erwärmt werden solldauernd übereinander hinweg,-reifen. Die Schweißnaht
wird daher selbstungleichmäßig, wenn die beiden Arbeiter sehr gut aufeinander eingespielt
sind. Trotz des übermäßig hohen Gasverbrauclhes und .der großen Arbeitskosten wird
also nur eine wenig gute Schweißnaht erzielt.
Erfindungsgemäß gelingt
es hingegen, auch Metalle, wie Kupfer, in einfacher Weise fehlerlos zu schweißen;
die Schweißzeit und der Gasverbrauch können -wesentlich gegenüber dein bisher erforderlichen
Bedarf herabgesetzt werden. Diese Vorteile werden dadurch erreicht, daß zum Schweißen
von Kupfer oder anderen Metallen hoher Wärmeleitfähigkeit einMehrflammenschweiß.brenner
benutztwird, und zwar derart, daß eine. Flamme zum Schweißen .dient, während die
-anderen. Flammen das Werkstück jeweils neben der Schweißstelle erwärmen.
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Mehrflammenschweißbrenmer sind in- der Technik an sich bereits bekannt.
Sie wurden bisher aber nur zum Schweißen von Eisen oder .anderen Metallen von vergleichsweise
geringer Wärmeleitfälügkedt verwendet, und zwar derart, daß eine Flamme zu'm Schweißen:
dient, während die anderen Flammen zum Vorwärmen der Schweißnaht und gegebenenfalls
zum Nachwärmen derselben benutzt wurden. Eine solche Verwendung eines Mehrflammenschweißbrenners
ist für Metalle hoher Wärmeleitfähigkeit bisher noch nicht vorgeschlagen worden,
zumal die der Schweißnaht zugeführte Wärmemeinige bereits wieder abgeleitet ist,
bevor die Schweißflamme selbst zu der Schweißstelle kommt.. Man würde also keinen
Vorteil damit erreichen, daß man Kupfer mit Mehrflammenschweißbrennern in der z.
B. für Eisen bekannten Art zu :schweißen versuchen würde. Die Vorteile, die erfindüngsgemäß
erreicht werden, stellen sich erstein, wenn der Mehrflammenschweißbrenner in aölcher
Weise benutzt wird, daß das Werkstück seitlich neben der Schweißstelle er-@värmt
wird.
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Soll ein Werkstück nach einer Längsnaht geschweißt werden, so. werden
beispielsweise zu beiden Seiten :der Schweißflamme weitere Flaanrnen . angeordnet,
die auf einer Linie liegen, die .etwa senkrecht auf der Schweißnaht steht. Ist ein
Kupferblech von 1.2 bis z 5@ mm Dickei zu schweißen, so hat es sich als zweckmäßig
erwiesen, die Wärmflammen in einem Abstande von etwa q. cm von der Schweißflamme
anzuordnen, da. .hierbei der beste Nutzeffekt und die größte Schweißgeschwindigkeit
erzielt werden.
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Zweckmäßig werden die seitlichen Brenner, die zum Amvärmen dienen,
als Brauseköpfe ausgebildet, an deren jedem sich eine Anzahl feiner Düsen befindet,
durch -diegleichfalls dies Heizgas gemischt mit Luft oder Sauerstoff o. dgl. strömt.
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Eihe Ausführungsart des erfindungsgemäß benutzten Brenners ist in
den Abbildungen dargestellt. A!bb. r zeigt den Brenner von oben gesehen, Abb. 2
von der Seite -gesehen, während Abb.3 eine Aufsicht auf einen der Brauseköpfe darstellt.
In den Abbildungen ist z die eigentliche Schweißdüse, 2 sind Brauseköpfe, 3 die
Mischkammer für die Schweißdüse und q. die Leitungen zu den Brauseköpfen, die ebenfalls
als Mischkammer dienen, 5 .ist die übliche Saugdüse.
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Bei dem abgebildeten Brenner sind zwei Brauseköpfe angeordnet, jeder
im Abstand von etwa q. cm von der Schweißdüse. In jedem von ihnen befirnden sich,
wie Abb. 3 zeigt, 8 feine Düsen von etwa 0,5 mm Durchmesser. Es können statt
.dessen aber auch mehrere Brauseköpfe benutzt werden, die die Schweißdüse umgeben.
Sie müssen aber stets so angebracht sein., daß beim Schweißen die Nachbarstellen
der Schweißstelle gleichzeitig mit dieser erwärmt werden; weil hierdurch die Wärmeleitung
von .der Schweißstelle hinweg wesentlich heuabgesetzt wird.
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Die Brauseköpfe werden zweckmäßig von derselben Gasleitung wie die
eigentliche Schweißdüse gespeist, so daß in sie also dasselbeGasgemischeintritt.
Beiderabgebildeten Anordnung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Größenverhältnisse
so zu wählen, daß etwa einViertel des Gasstromes durch die Brausedüsen und drei
Viertel durch die eigentliche Schweißdüse strömt. Es können auch Ventile vorgesehen
sein, die die Verteilung des Gases zwischen der Schweißdüse und den Brauseköpfen
zu regeln gestatten. Wenn man Metall von ungleichmäßiger Wärmeleitfähigkeit, :beispielsweise
Messing und Kupfer, oder aber auch Metallstücke von verschiedener Stärke miteinander
verschweißen will, dann kann der Brenner auch unsymmetrisch ausgestaltet sein, derart,
daß die beiden Brauseköpfe verschieden groß sind -bzw. daß ihnen verschieden große
Mengen. Heizgas in der Zeiteinheit zugeführt werden..
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Bei Benutzung des Brenners befindet sich an jeder Düse der Brauseköpfe
eine kleine Flamme. Bei dichteren Anordnungen der Düsen können aber auch mehrere
dieser kleinen Flammen sich zu einer einzigen Flamme vereinigen.
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Die Endstücke der. Brauseköpfe befinden sich zweclanäßigerweise in,
etwa gleicher Höhe mit der eigentlichen Schweißdüse: