DE672356C - Lichtbogenschweisselektrode grosser Laenge zur Automatenschweissung mit einer dicken, aus Faserschichten und Flussmittel bestehenden Umhuellung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogenschweißelektrode großer Länge zur Automatenschweißung mit einer dicken, aus Faserschichten und Flußmittel bestehenden Umhüllung. Es sind bereits Elektroden bekanntgeworden, die mit einem dünnen Überzug versehen sind, welcher lediglich die Aufgabe hat, den Schweißvorgang zu fördern und zu verbessern. Eine besondere Ausführung dieser bekannten Elektroden besteht darin, daß die Elektroden Rillen nach Art einer Feile auf ihrer Oberfläche besitzen, wobei die aufgetragene Masse in diesen Rillen untergebracht wird. Dadurch soll erzielt werden, daß der Überzug sehr dünn wird, der Stoff in den Rillen besser gegen Abbröckeln geschützt wird und die Elektrode auf ihrer ganzen Linie kontaktfähig bleibt.

Es sind weiterhin auch Elektroden bekanntgeworden, die eine wesentlich dickere Umhüllung besitzen. Diese Elektroden bezwecken nicht nur eine Verbesserung des eigentlichen Schweißvorganges, sondern auch einen Schutz der Flamme vor dem Eindringen der Außenluft. Die verbrannte Umhüllung bildet nämlich einen Mantel, der die Schweißflamme völlig einschließt.

Die meisten Flußmittel, die für die Herstellung derartiger Umhüllungen verwendet werden, stellen elektrische Nichtleiter dar. Bei genügender Dicke der Umhüllung ist daher notwendig, einen Teil der Umhüllung von der Elektrode wieder zu entfernen. Beim Handschweißen wird beispielsweise ein Ende der Elektrode wieder blank gemacht, so daß dem Schweißdraht der Schweißstrom an der freigelegten Stellen durch den Elektrodenhalter zugeführt werden kann. Beim automatischen Lichtbogenschweißen werden Vorrichtungen vorgesehen, mittels derer der Schweißstrom durch die Umhüllung hindurchgeleitet wird oder aber Teile der Elektrodenumhüllung wieder entfernt werden.

Aufgabe der Erfindung ist nun die Schaffung 'einer Elektrode mit verhältnismäßig starker Umhüllung, deren Ummantelung fest an der Elektrode sitzt und nicht leicht abbröckelt. Eine derartige Elektrode braucht nicht in einzelne Stücke geschnitten zu werden, sondern kann in Gestalt eines fortlaufenden von einer Rolle gewickelten Drahtes benutzt werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung einer Elektrode, deren Umhüllung vor äußerer mecha-

nischer Beanspruchung geschützt ist, und bei der es nicht notwendig ist, die Umhüllung zu entfernen, um einen Kontakt für die Z führung des Stromes zu ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch er-; reicht, daß die Lichtbogenschweißelektroäe mit einer aus Faserschichten und Flußmittel bestehenden Bekleidung auf ihrer ganzen Länge mit die Umhüllung vollständig durchdringenden und daher kontaktgebenden, spitzenartigen Vorsprüngen versehen ist. In vorteilhafter Weise werden die Vorsprünge dadurch hergestellt, daß sie aus dem glatten Schweißdraht herausgedrückt werden. Zum Herausdrücken dieser Vorsprünge werden zweckmäßig mehrere Schneidwerkzeuge um den Schweißdraht herum angeordnet und derart nacheinander mit dem Schweißdraht in Berührung gebracht, daß die Vorsprünge auf ao einer Schraubenlinie der Drahtoberfläche liegen. Besonders vorteilhaft ist, das Verfahren zur Herstellung solcher Elektroden in der Weise durchzuführen, daß zuerst die Vorsprünge aus dem Schweißdraht herausgedrückt werden, dann das Flußmittel, darauf der faserige Stoff und dann nochmals ein Flußmittel aufgebracht wird und schließlich gegebenenfalls der Draht durch ein Trocknungspulver und durch eine Düse zur Begrenzung der Vörsprungshöhe gezogen wird. Weitere vorteilhafte Einzelheiten sind im folgenden beschrieben.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in Ausführungsbeispielen veranschaulicht, und zwar stellt

Abb. ι und 3 zwei Ausführungsformen der neuen Schweißelektroden und

Abb. 2 und 4 das Verfahren zur Herstellung dieser Elektroden schematisch dar. Ein Teil der Oberfläche des an sich glatten zylindrischen Schweißdrahtes wird derart umgelegt, daß an einzelnen Stellen der Drahtoberfläche spitzenartige Vorsprünge gebildet werden, die durch das aufgetragene Flußmittel hindurchragen. In Abb. 1 sind beispielsweise Teile der metallenen Elektrode 1 derart teilweise vom Grundwerkstoff der Elektrode losgelöst, daß spitzenartige Vorsprünge 2 gebildet werden, die durch das Flußmittel 3 hindurchragen, mit welchem die Oberfläche der Elektrode umgeben wird. Diese Umhüllung 3 besteht aus schraubenlinienförmig gewundenen und mit Flußmit-" teln imprägnierten, faserigen Werkstoffen 4. Die spitzenartigen Gebilde liegen parallel zu den schraubenlinienförmigen Windungen der Flußmittelumhüllung, von denen sie bis auf geringfügig herausragende, kontaktgebende Spitzen umgeben sind. Die Spitzen dienen also sowohl zur Zuführung des Schweißstromes zum Elektrodenkern als auch zum Festhalten der Flußmittelumhüllung bei äußerer mechanischer Beanspruchung. Wenn man .die neue Elektrode für Handschweißung verso ist es nicht erforderlich, wie bisnur kurze stabförmige Elektroden zu

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erwenden, da der Schweißstrom der Elektrode an irgendeiner Stelle über die ganze Länge des Schweißdrahtes zugeführt werden kann. Auch ist es bei der selbsttätigen Schweißung nicht nötig, Einrichtungen vorzusehen, durch die Teile der Umhüllung entfernt werden oder durch die Einschnitte bzw. Durchbrechungen in die Flußmittelschicht eingearbeitet werden, welche die kontaktgebende Berührung mit dem metallischen Elektrodenkern ermöglichen.

In Abb. 2 ist das Herstellungsverfahren der Elektrode nach Abb. 1 schematisch wiedergegeben. Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Der Elektrodenwerkstoff 5 wird von einer Vorratsrolle 6 durch die Antriebs- und Richtrollen 7 abgewickelt. Durch Änderung der Vorschubgeschwindigkeit der Rollen 7 können auch die Abstände, in denen die Spitzenbildungen vorgenommen werden, verschieden groß eingestellt werden. Mit 9 ist eine Führung für den Elektrodenkern dargestellt, welche den Schweißdraht mit Bezug auf die spanabhebenden Werkzeuge 8 festlegt und die gleichzeitig dazu dient, ein Widerlager für die bei der Herstellung· der Spitzen aufzuwendenden Kräfte abzugeben.

Die Schneidwerkzeuge 8 werden vorzugsweise um den Schweißdraht herum gruppiert und nacheinander auf den Schweißdraht gedruckt, so daß die Spitzen etwa auf einer schraubenförmigen Linie der Oberfläche liegen. Die Spitzen 2 werden so weit abgebogen, daß sie noch durch die Flußmittelumhüllung des Schweißdrahtes hindurchragen. Eine erste Flußmittelumhüllung wird auf den Draht durch eine Düse 11 aufgebracht, wobei die überschüssige Flüssigkeit ro in einem Behälter 12 gesammelt wird, von dem aus sie erneut der Düse 11 zugeführt wird. Darnach wird der Draht mit einer Umwicklung 4 aus faserigem Werkstoff versehen und hierauf wird der so umhüllte Draht mit einer weiteren Flußmittelschicht durch die Düse 13 no umgeben. Das überschüssige Flußmittel 10 dieser Düse wird wiederum in einem Behälter

14 aufgefangen. Der mit dem Flußmittel umgebende Schweißdraht wird dann durch einen Behälter 15 geführt, in dem sich ein geeigneter trocknender Werkstoff 16 befindet, welcher ein festes Haften der Flußmittelschicht bewirken soll. Die in dem Behälter

15 vorgesehene öffnung für den Durchgang des umhüllten Schweißdrahtes kann gleichzeitig zur Bemessung des Durchmessers der Flußmittelumhüllung benutzt werden. Eine

Vorrichtung 17 dient dazu, die Kontakte 2 in ihrem Abstand von der Elektrodenachse zu begrenzen, so daß sich ein Schweißdraht von bestimmtem Durchmesser ergibt, der auf die Trommel 16 aufgewickelt wird.

Der mit dem Flußmittel imprägnierte, faserige Werkstoff kann auch in Achsenrichtung um den Schweißdraht herumgelegt werden, wie es in Abb. 3 dargestellt ist. In diesem Falle befindet sich der Flußmittelwerkstoff zwischen parallelen Reihen in Achsenrichtung angeordneter Spitzen der Schweißdrahtoberfläche. Die Spitzen sind in Abb. 3 mit 20, die Elektrode selbst ist mit 21 bezeichnet. Das Flußmittel 3 kann auf der Elektrode durch die Klebkraft des flüssigen Flußmittels festgehalten werden; vorzugsweise benutzt man jedoch einen Bindedraht oder ein Band 22, um den faserigen Werkstoff auf dem Elektrodenkern festzuhalten. Die meisten Flußmittel haften im trocknen Zustand an der Elektrode, und der Bindedraht dient dann dazu, den faserigen Teil der Schweißdrahtumhüllung festzuhalten.

Eine Einrichtung zur Herstellung der Elektrode nach Abb. 3 ist in Abb. 4 dargestellt. Der Schweißdraht 23 wird von einer Vorratstrommel 24 durch Vorschubrollen 25 abgezogen. Diese Rollen sind profiliert, so daß der Schweißdraht von zwei gegenüberliegenden Rollen vollkommen umschlossen wird. Die Rille in jeder der Rollen 25 ist mit gegeneinander versetzten Vorsprüngen 26 versehen, die von der Oberfläche des Elektrodenwerkstoffes ein spitzenartiges Gebilde 20, wie in Abb. 3 und 4 dargestellt, herausdrücken. Der Schweißdraht wird dann durch eine Düse 28 mit einem Flußmittel 27 umgeben: Darauf wird der Elektrode der faserige Werkstoff 19 zugeführt, und zwar von Rollen 29 durch eine Düse 30, die das faserige Material um den Schweißdraht herum gleichmäßig verteilt. Dann wird eine weitere Flußmittelschicht dem umhüllten Draht durch eine Düse 31 zugeführt. Der Überschuß dieses Flußmittels' der beiden Düsen 28 und 31 wird in Behältern 32 aufgefangen und von dort den Düsen 28 und 31 wieder zugeführt. Die Flußmittelumhüllung wird darauf mit einem Bindedraht 22 .50 umgeben, der von einer Rolle 33 abgewickelt wird, die auf einem Umlaufrad 34 sitzt und die um den Schweißdraht angetrieben durch Seil 35 und Rolle 36 in Umdrehung versetzt wird. Da die Herstellungsgeschwindigkeit der Elektrode durch die Geschwindigkeit, mit der ein einziger Bindedraht 22 herumgelegt wird, beschränkt sein kann, so wird vorgeschlagen, mehrere parallel angeordnete Bindedrähte zu verwenden. Nachdem die Elektrode derart umwickelt ist, kann es wiederum zweckmäßig sein, das Flußmittel der Elektrode zu trocknen durch Hinzufügung eines trocknenden Pulvers, ähnlich \vie bei der Anordnung nach Abb. 2. Auch kanu die Elektrode auf das richtige Durchmessermaß gebracht werden, indem sie durch eine Düse, ähnlich wie in Abb. 2 dargestellt, hindurchgeführt wird. Die fertige Elektrode wird auf eine Trommel 37 aufgewickelt.

Der praktische Vorteil· des zuletzt beschriebenen Verfahrens zur Herstellung der Spitzen auf der Elektrodenoberfläche liegt in der höheren zulässigen Arbeitsgeschwindigkeit gegenüber dem Verfahren zur Herstellung zinkenartiger Spitzen, welches an Hand der Abb. ι und 2 beschrieben: worden ist. Weiterhin ist die Gestalt der spitzenartigen Vorsprünge, welche durch Werkstoffverdrängung auf der Oberfläche der Elektrode erzeugt werden, zur Kontaktgabe besser geeignet und auch ein sichereres Befestigungsmittel für die Flußmittelumhüllung als" die Spitzen nach Abb. i. Die Elektrode ist wegen des Fehlens scharfer Spitzen gemäß der Ausführungsform nach Abb. 1 besser zu handhaben.

Die Spitzen bei der Elektrode gemäß der Erfindung bilden nur einen Bruchteil- der gesamten Oberfläche der Schweißelektrode. Man kann daher das zweckmäßige Verhältnis von Metallkernquerschnitt zum Querschnitt der Flußmittelumhüllung stets beibehalten. Auch wird das gleichmäßige Brennen des Lichtbogens durch übermäßig starke Schwankungen des Metallquerschnittes der Elektrode nicht ungünstig beeinflußt. In den Ausführungsbeispielen sind runde Schweißdrähte zugrunde gelegt worden; selbstverständlich läßt sich der Erfindungsgegenstand an anderen Elektroden mit anderen Querschnittsformen in gleicher Weise verwirklichen. ¹Oo

Die spitzenartigen Vorsprünge der Elektroden können im Verhältnis zur Stärke der Umhüllung an sich beliebig groß ausgeführt werden. Es ist zweckmäßig, daß die Vorsprünge durch das Flußmittel hindurchragen_; *°5 denn durch Anwendung des beschriebenen Verfahrens können sie beim Durchgang durch die Stromzuführungsrollen auf die gewünschte Länge zusammengedrückt werden. Wenn die Höhe der Spitzen gleich der Dicke des Fluß- no mittels ist, so ist es leicht möglich, daß sich Flußmittel auf der kontaktgebenden Spitze ansammelt, wodurch ein Potentialgefälle, welches zur Lichtbogenbildung führt, auftreten kann und zu einer Zerstörung der Schweißstromzuführungseinrichtung zur Elektrode Anlaß geben kann. Die Spitzen können zur gleichen Zeit hergestellt werden, wenn die Umhüllung auf die Elektrode gebracht wird. Sie können aber auch bereits bei bzw. unmittelbar anschließend an den Walzvorgang bei der Herstellung des Drahtes

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hergestellt werden. Zweckmäßig ist es, die spitzenartigen Vorspränge gleichzeitig mit der Umhüllung· des Schweißdrahtes herzustellen, da ihre Höhe dann mit Rücksicht auf die Flußmittelhöhe entsprechend gewählt werden kann.

Besonders stark umhüllte Elektroden können nach dem neuen Verfahren sehr wirtschaftlich hergestellt werden. Bezüglich derWirtschaftlichkeit ist auch zu berücksichtigen, daß keine Teile des Flußmittels voriorengehen, wenn die Elektrode verarbeitet wird, und daß es bei der Handschweißung nicht notwendig ist, mit Elektroden von verhältnismäßig geringer Länge zu arbeiten, wodurch die Anzahl der Elektrodenenden, die als Werkstoffverlust anzusprechen sind, vermindert wird.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Lichtbogenschweißelektrode großer Länge zur Automatenschweißung mit einer dicken, aus Faserschichten und Flußmittel bestehenden! Umhüllung, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf ihrer ganzen Länge mit die Umhüllung vollständig durchdringenden und daher kontaktgebenden, spitzenartigen Vorsprüngen verseilen ist.
2. 2. Verfahren zur Herstellung der Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge aus dem glatten Schweißdraht herausgedrückt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herausdrücken der Vorsprünge mehrere Schneidwerkzeuge um den Schweißdraht herum angeordnet sind und derart nacheinander mit dem Schweißdraht in Berührung gelangen, daß die Vorsprünge auf einer Schraubenlinie der Drahtoberfläche liegen.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die Vorsprünge aus dem Schweißdraht herausgedrückt werden, dann das Flußmittel, darauf der faserige Stoff und dann nochmals ein Flußmittel aufgebracht wird und schließlich gegebenenfalls der Draht durch ein Trocknungspulver und durch eine Düse zur Begrenzung der Vorsprunghöhe gezogen wird.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen