DE7228707U - Plasma-Auftragschweißgerät - Google Patents

Description

PATENTANWALT

DR. HANS ULRICH MAY D β MÜNCHEN 2, OTTOSTRASSE 1 a TELEGRAMME: MAYPATENT MÖNCHEN TELEFON CO81O S936B2

CG 435/1103

München, den 2. August 1972

Dr.M/rt B 4087-3 PG ⁷

Commissariat a !'Energie Atomique in Paris, Frankreich

Plasma-Auftragschweißgerät.

Die Neuerung betrifft ein Plasma-Auftragschweißgerät mit mehreren Plasma-Schweißbrennern, die jeder mit einer Anode und einer Kathode zur Erzeugung eines Lichtbogens in einer von einem zu ionisierenden Gas durchströmten Kammer versehen sind, wobei die jeweils erzeugten Plasmaflammen auf ein in der Achse eines Zufuhrungskanals foz-tlaufend zugeführtes Auftragsmaterial gerichtet sind.

Derartige Schweißgeräte werden benutzt, um ein Auftragsmaterial mindestens teilweise zu schmelzen und die geschmolzenen Teilchen auf eine Unterlage aufzubringen, um dort Überzüge aus Metall, Keramikmaterial oder Gemischen derselben herzustellen oder chemische Reaktionen bei hoher Temperatur zwischen verschiedenen Stoffen zu bewirken. Das Auftragsmaterial wird gegebenenfalls pulverförmig, vorzugsweise in Form eines homogenen Drahtes, vor allem im Fall von Metallen, oder in Form eines zu starren Stäben oder biegsamen Bändern oder Raupen agglomerierten Pulvers zugeführt.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, den Betrieb solcher Schweißgeräte, insbesondere die Homogenität des abgegebenen geschmolzenen

Auftragsmaterials zu verbessern und die Konstruktion und Unterhaltung des Schyeißgeräts zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird bei einem Plasma-Auftragsschweißgerät der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß gemäß der Neuerung drei Schweißbrenner austauschbar in einem gemeinsamen isolierenden, innen mit Wasser gekühlten Gehäuse des Schweißgerätes drehsymmetrisch um die Achse des durch das Gehäuse gehenden Zuführungskanals und gegebenenfalls zu dieser Achse geneigt so, daß ihre Plasmaflammen in dieser Achse konvergieret!, dicht und elektrisch isoliert gehalten sind und Vorrichtungen zur Förc^rung des draht-, stab-, band- oder raupenförmigen Auftragsmaterials durch den Zuführungskanal vorgesehen sind. Beim neuerungsgemäßen Schweißgerät können insbesondere die mehreren Schweißbrenner elektrisch in Reir? geschaltet und von einer han= delsüblichen Gleichstromquelle gespeist sein= Auf diese Weise wird eine gleichzeitige Zündung der Lichtbögen der verschiedenen Schweißbrenner erreicht und vermieden, daß beim Versagen eines Schweißbrenners ein ungleichmäßiger Auftrag erfolgt. Durch die identische geometrische Einstellung der verschiedenen Schweißbrenner erreicht man eine gleiche Leistungsabgabe bei jeder Plasmaflamme. Durch die Austauschbarkeit der Schweißbrenner wird die WiederInbetriebnahme des Gerätes nach einer durch schlechtes Arbeiten eines Schweißbrenners hervorgerufenen Unterbrechung erleichtert.

Die Neuerung wird im Folgenden durch die Beschreibung einer nur als Beispiel angegebenen Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügte schematische Zeichnung erläutert.

In der Zeichnung ist nur der Kopf eines Plasma-Auftragschweißgerätes gezeigt, der im wesentlichen aus einem drehsymmetrischen Gehäuse 1 besteht, in dessen Achse ein Zuführungskanal 2 ausgebildet ist. Förderrollen 3 ermöglichen, ein Auftragsmaterial, das insbesondere in Form eines Drahtes 4 jedoch auch in Form eines Stabes_t Bandes

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oder einer Raupe vorliegen kann, in den Zuführungskanal einzuführen und dort nach Maßgabe seines Verbrauchs vorzuschieben.

j>as Gehäuse 1 bildet den gemeinsamen Halter für drei symmetrisch i« winkeln von 120° zueinander um den £u 3 ei tuna sk anal 2 angeordneten Plasma-Schweißbrennern. Die Achsen dieser Schweißbrenner sind bezüglich des Zuführungskanals 2 ebenfalls geneigt, damit die von ihnen erzeugten Plasmaflammen auf eine in der Achse dieses Zuführungskanals liegende Konvergenzzone gerichtet sind. In dieser Zone bewirken die Plasmaflammen das Abschmelzen des Endes des Drahts 4 und blasen schließlich die geschmolzenen Teilchen auf eine vor dem Schveißgerätkopf angeordnete Unterlage.

1>iese Konvergenzzone kann durch ein ringförmiges Schweißmundstück 6 begrenzt sein, wodurch in üblicher- Weise Luft oder sin Inertgas eingeleitet werden kann, um die fortgeschleuderten geschmolzenen Teilchen zu beschleunigen.

Der Schweißbrenner besteht aus einer Anordnung verschiedener ineinander gesetzter Teile, wie in der Figur gezeigt, insbesondere einer ringförmigen Anode 7 und einer Kathode 8 in Form eine:? zylindrischen Stange, die in die Anode in deren Achse eingeführt ist.

Die Anode 7 und Kathode 8 sind, wie im Folgenden beschrieben, mit einer Gleichstromquelle verbunden, wodurch in der von der Anode begrenzten Kammer 5 ein Lichtbogen erzeugt werden kann. Diese Kammer 5 ist mit einer nicht gezeigten Zuleitung für ein zu ionisierendes Gas verbunden. Andererseits ist die Anode 7, die innen eine im Ganzen kegelförmige Ausbildung zeigt, in Richtung auf die erwähnte Konvergen zone durch eine zylindrische Hülse 9 verlängert, durch welche das ionisierte Gas als Plasma austritt.

Eine Muffe 10 aus elektrisch isolierendem Material verbindet mechanisch und dicht die Anode 7 und die in einem Ring 11 gehaltene

Anode 8. Der Plasma-Schweißbrenner ist im Gehäuse 1 mittels des Ringes 11 und der Düse 9 mechanisch gehalten und an diesen Stellen durch Dichtungen 12 und Keramikschichten 13 gegenüber dem Gehäuse abgedichtet und elektrisch isoliert.

Die Außenwände der drei Schweißbrenner begrenzen so mit der Innenwand des Gehäuses 1 eine Kammer 14, durch die im Betrieb Wasser geleitet wird, um die verschiedenen Elektroden zu kühlen. Der Zu- und Ablauf des Wassers erfolgen durch die Stromzuführungskabel 15 und 16, welche durch einen Isolierstopfen 17 in das Gehäuse 1 eingeführt sind.

Die drei Schweißbrenner sind elektrisch in Reihe geschaltet, d.h. die Anode des ersten Schweißbrenners ist mit dem Kabel 16 und die Kathode des letzten Schweißbrenners mit dem Kabel 15 verbunden. Als Verbindungsleitungen dienen elektrisch leitende Litzen* die durch die Kammer 14 verlaufen. Die Kabel 15 uni 16 sind außerhalb des Schweißgerätes mit den zwei Polen einer Gleichstromquelle verbunden, die beispielsweise eine Stromstärke von 300 A bei 40 Volt und damit eine Leistung von etwa 4 Kilowatt pro Schweißbrenner liefert.

Claims (1)

1. Schutzanspruch

   Plasma-Auftragschweißgerät mit mehreren Plasma-Schweißbrennern, die mit einer Anode und einer Kathode zur Erzeugung eines Lichtbogens in einer von einem zu ionisierenden Gas durchströmten Kammer versehen sind, wobei die erzeugten Plasmaflammen auf ein in der Achse eines Zuführungskanals fortlaufend/geführtes Auftragsmaterial gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Schweißbrenner austauschbar in einem gemeinsamen isolierenden, innen vas= sergekühlten Gehäuse (1) des Schweißgeräts drehsymmetrisch um die Achse des durch das Gehäuse gehenden Zuführungskanals (2) und gegebenenfalls zu dieser Achse geneigt so, daß ihre Plasmaflammen in dieser Achse konvergieren, dicht und elektrisch isoliert gehe.lten sind und Vorrichtungen (3) zur Förderung des cjraht-, stab-, bandod$r raupenförraigen Auftregsmaterials (4) durch den Zu£üJ*rim<jsXanal vorgesehen sind.