DE625201C

DE625201C - Mindestens ein schwerer und mindestens ein leichter schmelzendes Metall enthaltende Elektrode, insbesondere fuer elektrische Widerstandsschweissung

Info

Publication number: DE625201C
Application number: DEN35601D
Authority: DE
Original assignee: PAUL SCHWARZKOPF DR ING; MOLYBDENUM CO NV
Current assignee: PAUL SCHWARZKOPF DR ING; MOLYBDENUM CO NV
Priority date: 1933-08-12
Filing date: 1933-08-12
Publication date: 1936-02-06

Description

Die Erfindung betrifft Elektroden, wie sie beispielsweise für die elektrische Widerstandsschweißung verwendet werden. Derartige Elektroden werden nach früheren Vorschlägen aus mindestens einem schwerer und mindestens einem leichter schmelzenden Metall aufgebaut. In die Gruppe der schwerer schmelzenden Metalle gehören z. B. Wolfram, Molybdän, Tantal, während von den leichter schmelzenden Metallen, insbesondere Silber, Gold, Aluminium, Kupfer, Platin, Zink, Zinn, Blei in Frage kommen. In jeder der beiden Gruppen können mehrere Metalle Verwendung finden, insbesondere beispielsweise eine Molybdän-Wolfram-Legierung einerseits und eine Kupfer-Silber-Legierung oder Messing andererseits. Schließlich ist auch die Anwendung von Eisen, Kobalt, Nickel, Chrom, Vanadium, Titan als Zusatzbestandteil in einer oder beiden Gruppen denkbar.

Für die Herstellung solcher Elektroden in Form eines Verbundkörpers sind verschiedene Verfahren ausgebildet worden. Das üblichste von diesen besteht darin, beispielsweise bei einer aus Wolfram-Kupfer hergestellten Elektrode das leichter schmelzende Metall in einen schwammartigen porösen Körper des schwerer schmelzenden Metalles einseigern zu lassen.

Im praktischen Betrieb haben sich nach diesem Verfahren aus Wolfram-Kupfer oder · ähnlichem Material aufgebaute Elektroden für manche Spezialzwecke nicht ausreichend bewährt. Es wurde gefunden, daß bei An-Ordnung der Faserrichtung ungefähr gleichlaufend zur Richtung des elektrischen Stromes das schwerer schmelzende Metall weniger zur Kraterbildung neigt und weniger erhitzt wird, als wenn der Strom quer zur Faserrichtung eine hoch belastete, schwer schmelzende Einlage, die größeren Widerstand aufweist als das Bindemetall, durchfließt.

Um dies zu erreichen, besteht bei der Erfindung die aus mindestens einem schwerer und mindestens einem leichter schmelzenden Metall zusammengesetzte Elektrode, bei der das schwerer schmelzende in das leichter schmelzende Metall eingebettet ist, aus einer gewickelten, vorzugsweise Blechschicht des schwerer schmelzenden Metalles, wie z. B. Wolfram, Molybdän, Tantal, deren Faserrichtung ungefähr gleichlaufend mit der Richtung des elektrischen Stromes liegt. Die Zwischenräume sind mit dem leichter schmelzenden Metall bzw. der Legierung ausgefüllt. Durch engere oder weitere Wicklung der Spirale hat man es dann in der Hand, mehr oder weniger Metall oder Legierung der leichter schmelzenden Gruppen ein-

zubringen. Das ist für die verschiedenartige Verwendung der Elektroden vorteilhaft.

Sollen sich beispielsweise die Elektroden durch große Abbrandfestigkeit auszeichnen, so ist ein möglichst geringer Anteil des leichter schmelzenden Metalles erwünscht. Ist aber andererseits gute Leitfähigkeit, wie ζ. B. bei Schweißelektroden, erforderlich, so ist ein größerer Zusatz von leichter schmelzento den Legierungen notwendig, was durch weitere oder engere Wicklung des Bleches erreicht werden kann.

Die Elektroden nach der Erfindung haben sich für Schweißungen aller Art bestens bewährt. Baut man aber diese Elektroden aus einem in Kupfer eingebauten Wolframband auf, verwendet diese dann für Aluminiumschweißung, so tritt die nicht erwünschte ' Nebenwirkung ein, daß sich das Aluminium mit dem Kupfer der Elektroden teilweise legiert, so daß die Herstellung sauberer Schweißstellen erschwert wird. Die Erfindung schafft hier ebenfalls Abhilfe, indem sie dafür sorgt, daß unmittelbar· an der Schweißstelle nur die zusammenhängende Schicht des schwerer schmelzenden Metalles anwesend ist, während die leichter schmelzende Einbettungsmasse etwas zurücktritt.

Bei der Anordnung der Schicht wird so vorgegangen, daß sie im wesentlichen zur Achse der Elektroden bzw. zum Fluß des elektrischen Stromes parallel läuft. Bei An-• wendung in Spiralform erhält man dann eine Art Wickelelektrode, die in Achsrichtung vom Strom durchflossen wird, wobei die Schicht , des schwerer schmelzenden Metalles, wie z, B. Wolfram, Molybdän, Tantal, aus einem Blech gewickelt wird, dessen Faserrichtung parallel zur Richtung des elektrischen Stromes liegt. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι eine Punktschweißelektrode, Abb. 2 einen Schaltstift für Leistungsschalter o. dgl.

Die in Abb. 1 dargestellte Schweißelektrode wird in der Weise hergestellt, daß um einen zylindrischen Wolframkern w ein "Band b aus Molybdän, Wolfram oder einer Legierung Wolfram-Molybdän gewickelt wird, in dessen Zwischenräume man hierauf Kupfer oder Kupfer-Silber eingießt Das zur Wicklung verwendete Blech kann auch geriffelt sein. Um eine solche Elektrode insbesondere für Aluminiumschweißungen geeignet zu machen, wird nach vorhergehendem Schleifen nachträglich die Auflagefläche α der Schweißelektrode etwa mit verdünnter Salpetersäure geätzt. Hierdurch wird eine dünne Schicht Kupfer oder Kupfer-Silber bzw. allgemein das leichter schmelzende Metall entfernt und das Molybdänoder Wolframband freigelegt, so daß an der Schweißstelle unmittelbar nur das Band schwerer schmelzenden Metalles vorhanden ist, während das Eingußmetali zurücktritt. Bei dieser Elektrodenform ist es daher nicht mehr möglich, daß eine örtliche Legierung des Kupfers mit dem zu schweißenden Aluminiumteil vor sich geht.

Das aus dem eigentlichen Elektrodenkörper herausragende gewickelte Band schwerer schmelzenden Metalles wird sich zwar während des Betriebes mehr oder weniger gleichmäßig abnutzen. Die Erneuerung der Elektrodenfläche kann so erfolgen, daß das vorstehende Band abgeschliffen und hierauf erneut ein Anätzen der Elektrodenoberfläche erfolgt.

Während in Abb. 1 die Spirale in einen . weitaus größeren Kupferkörper c eingebettet ist, ist es auch möglich, die Bandwicklung wie in Abb. 2 gezeigt anzuordnen. Diese Ausführungsform hat sich als Schaltstift für Leistungsschalter o. dgl. außerordentlich bewährt. Je nach dem Verwendungszweck kann auch hier der Wickelabstand des Bandes so gewählt werden, daß entweder höchste Abbrandfestigkeit unter Anwendung geringer Eingußmengen oder bessere Leitfähigkeit unter Anwendung größerer Eingußmengen leichter schmelzenden Metalles bzw. leichter schmelzender Legierung erzielt wird.

Ein weiterer Vorteil der Wickelelektrode besteht darin, daß der Lichtbogen selbst bei Herausbrennen des leichter schmelzenden Metalles keine Zerstörung der Elektroden bewirkt, wie dies bei Verwendung der üblichen, auf dem Sinterungswege gewonnenen Verbundkörper der Fall ist, bei denen bei Herausbrennen des Einschmelzmetalles ein · Ausbröckeln des Wolframpulvers erfolgt. Bei der Erfindung bleibt dagegen durch die Anwendung des schwerer schmelzenden Metalles in zusammenhängender Schicht der Verband dieser "Metalle jedenfalls einwandfrei gewährt.

Claims

Patentansprüche:

ι. Mindestens ein schwerer und mindestens ein leichter schmelzendes Metall enthaltende Elektrode, insbesondere für elektrische Widerstandsschweißung, bei der das schwerer schmelzende Metall in das leichter schmelzende eingebettet ist und im wesentlichen parallel zur Achse 11s der Elektrode verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das schwerer schmelzende Metall, wie z. B. Wolfram, Molybdän, Tantal, die Form einer gewickelten Schicht, insbesondere Blech, hat, deren Faserrichtung ungefähr parallel zur Richtung des elektrischen Stromes liegt.
2. Elektrode nach Anspruch ι für elektrische Punktschweißung, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenhängende Schicht schwerer schmelzenden Metalles über das leichter schmelzende Metall an der wirksamen Elektrodenfläche vorsteht.
3. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man vorteilhaft um einen Kern schwerer schmelzenden Metalles ein Band des schwerer schmelzenden Metalles wickelt, hierauf die Zwischenräume mit dem leichter schmelzenden Metall ausgießt, die Elektrodenfläche schleift und hierauf vorzugsweise mit verdünnter Salpetersäure anätzt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen