-
Schweißanordnung Die Erfindung bezieht sich auf die elektrische Stumpfschweißung
von bolzenförmigen Teilen an Oberflächen metallischer Gegenstände.
-
Bei der Befestigung eines Bolzens oder eines anderen stabförmigen
Gliedes an der -Oberfläche eines Metallgegenstandes entspricht es der Praxis, den
Metallgegenstand und den Bolzen in Hintereinanderanordnung in einem elektrischen
Schweißstromkreis zu schalten, einen elektrischen Lichtbogen zwischen einem Ende
des Bolzens und einer Fläche des Metallgegenstandes, an welcher der Bolzen anzubringen
ist, zu erzeugen und sowohl das Ende des Bolzens als auch die erwähnte Fläche des
Metallgegenstandes auf geeignete Schmelztemperatur zu bringen und dann die geschmolzenen
Teile des Bolzens und des Gegenstandes aneinanderzuführen, so daß sie miteinander
verbunden werden.
-
Einige Metalle verbinden sich schnell und bilden einen wünschenswert
kräftigen Verband, wenn sie in der angegebenen Weise verschweißt werden; andere
Metalle machen die Verwendung eines Flußmittels erforderlich, welches zwischen die
miteinander zu verbindenden Flächen eingeführt oder vorher eingebracht wird, damit
eine geeignete Schweiße erhalten. werden kann. Dieses Flußmittel, welches üblicherweise
aus einer gepulverten, mineralischen Substanz besteht, wird gewöhnlich in Form eines
kleinen Häufchens auf der Fläche des Metallgegenstandes vorgesehen, wo das Ende
des Bolzens angeschweißt werden .soll. Der Bolzen wird dann
unmittelbar
über dem Flußmittel angeordnet und der Schweißlichtbogen erzeugt, wobei das Flußmittel
sich innerhalb der Lichtbogenflamme befindet. Diese Arbeitsweise läßt sich jedoch
nur anwenden, wenn die Fläche des Metallgegenstandes horizontal oder derart angenähert
horizontal ist, daß das Häufchen aus Flußmaterialpulver in seiner Lage verbleibt.
Es ist natürlich klar daß diese Art der Flüßmittelanbringung nicht brauchbar ist,
wenn der Bolzen an eine senkrechte Fläche angeschweißt werden soll. Die erläuterte
Art der Flußmittelanbringung hat noch eine andere unerwünschte Eigenart, die in
folgendem besteht: Wenn geschmolzenes Metall während der Zeit, wo der Lichtbogen
brennt, herausgespritzt wird, so kann möglicherweise ein übermäßig großer Anteil
des Flußmatcrials aus dem Lichtbogenspalt herausgeblasen werden, so daß: die sich
ergebende Schweißung ernstlich geschwächt wird. Die im folgenden zu beschreibende
Erfindung hat demgegenüber zum Ziel, Mittel vorzusehen, die mit dem an eine horizontale
oder vertikale Fläche anzuschweißenden Bolzen verbunden sind, um während des Schweißvorganges
eine gewisse Flußmittelmenge in geeigneter Lage zu den Elektroden, zwischen welchen
der Lichtbogen brennt, zu halten und um außerdem Abschirmmittel vorzusehen, um das
Herausspritzen von flüssigem Metall der Schweiße zu verhindern, wenn der Stift an
die Fläche des Gegenstandes, herangeführt wird, an welche er angeschweißt werden
soll.
-
In der Zeichnung zeigt Fig. i einen Längsschnitt eines verbesserten
Bolzens nebst Spannfutter einer elektrischen Schweißvorrichtung mit Abschirmhülse
nach der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht der Anordnung gemäß Fig. i, bei welcher
die Abschirmhülse in zurückgezogener Stellung wiedergegeben ist, um das Ende des
Bolzens erkennen zu lassen.
-
Das Spannfutter, wie es bei der Bolzenschweißvorrichtung nach der
durch das amerikanische Patent 2 217 964 gezeigten Art Verwendung findet' besteht
aus einem Teil 3, der an einem Ende eine mit Gewinde versehene Ausnehmung q. aufweist,
die mit dem beweglichen 'Stempel der Vorrichtung nach dem erwähnten Patent oder
mit einer anderen Vorrichtung in Eingriff gebracht werden kann, mittels welcher
das Spannfutter sich zu der bzw. von der Oberfläche eines Metallgegenstandes bewegen
läßt. Das andere Ende des Teiles 3 ist mit einer Hülse 6 versehen, die eine konzentrische
Ausnehmung 7 und axial verlaufende Einschnitte 8 aufweist, welche die Hülse in eine
Mehrzahl von nachgiebig federnden Fingern 9 unterteilen. Der Bolzen i i" der mittels
Stumpfschweißung an der Fläche eines nicht dargestellten metallischen Gegenstandes
befestigt werden soll, ist mit einem Ende in die Ausnehtnung 7 eingesetzt und wird
darin mittels Reibung durch den Radialdruck der Finger 9 festgehalten. Dasjenige
Ende des Bolzens, welches mit der Oberfläche des Metallgegenstandes zusammen die
Teile darstellt, zwischen welchen der Lichtbogen gezogen wird,. ist mit einer Ausnehmung
12 ausgestattet, die einen Umfangswulst 13 trägt. Eine halbkugelige Hohlkappe 16
aus vergleichsweise dünnem Metall ist mit ihrem Rand in die Vertiefung 12 eingesetzt,
und der Wulst 13 ist so umgebördelt, daß er an der Hohllappe anliegt und dieselbe
am Ende des Stiftes zuverlässig festlegt. Die Hohlkappe 16 bildet in Gemeinschaft
mit der Bodenfläche der Ausnehmung 12 eine Kammer, in welche Flußmittel 17, wie
z. B. Silicium, ein Gemisch aus Eisen- und Aluminiumfeilspänen oder irgendwelche
andere Substanzen, eingefüllt werden können. Das Flußmittel wird auf diese Weise
in genauer Lage zum Ende des Bolzens und zum Lichtbogen gehalten, unabhängig davon,
ob der Bolzen an eine Fläche in axial vertikaler oder horizontaler Stellung angeschweißt
werden soll.
-
Konzentrisch zum Bolzen i i und axial verschiebbar auf demselben ist
eine Abschirmhülse 18 vorgesehen, die aus Lava; zusammengepreßtem, gebranntem Ton
oder ähnlichem elektrisch nicht leitendem, hitzebeständigem Material besteht und
am Ende im Bereich des Bolzenendes eine ,Gegenbohrung i9 aufweist, während an dem
entgegengesetzten Ende eine rinnenförmige Schulter 21 vorgesehen ist, an welcher
eine Spiralfeder 22 mit einem Ende befestigt ist. Die Feder 22 bildet eine bündige
Passung auf der Hülse 6; kann jedoch durch Ausübung eines Handdruckes in axialer
Richtung auf der Hülse verschoben werden, wie es in Fig. 2 veranschaulicht ist,
um dadurch die Abschirmhülse 18 mit Bezug auf das Ende des Bolzens einzustellen:
In der Betriebsstellung fällt das Ende des Bolzens mit demjenigen der Abschirmhülse
zusammen, wie es der Darstellung in Fig. i entspricht. Die- Gegenbohrung r9 bildet
dabei eine Tasche oder Höhlung, die das Ende des Bolzens umgibt. Wenn der unter
elektrischer Spannung stehende Bolzen und die Oberfläche des Metallgegenstandes
in Berührung gebracht und dann plötzlich voneinander getrennt werden, so entsteht
ein elektrischer Lichtbogen zwischen dem Ende des Bolzens und der gegenüberliegenden
Fläche des Metallgegenstandes. Das hat zur Folge, daß die Hohlkappe 16, das Flußmittel
17 und das Metall am Ende des Bolzens schmilzt. Es ist ersichtlich, daß die das
Ende des Bolzens umgebende Höhlung das Herausfallen eines merklichen Teiles des
geschmolzenen Materials aus dem Lichtbogenspalt verhindert, selbst wenn der Bolzen
in einer axialhorizontalen Stellung angeschweißt wird. Es ist weiterhin ersichtlich,
daß beim Einführen des geschmolzenen Bolzens in den Lichtbogenkrater in der Oberfläche
des Metallgegenstandes die Abschirmhülse 18, die während des ganzen Prozesses an
den Metallgegenstand angepreßt bleibt, eine Ummantelung bildet, die den Krater umgibt
und das radiale Herausspritzen von geschmolzenem Metall auf den Durchmesser der
Gegenbohrung ig beschränkt. Der größte Teil des Metalls wird auf diese Weise eng
an der Verbindungsstelle des Bolzens mit dem Metallgegenstand gehalten mit dem Ergebnis,
daß °ine Schweißverbindung größter Festigkeit erhalten wird. Nachdem der Schweißstrom
abgeschaltet und
die Schweiße erstarrt ist, wird das Wegziehen des
Spannfutters 3 von der Oberfläche des Metallgegenstandes in Richtung der Bolzenachse
zur Folge haben, daß das Ende des Bolzens von den Haltefingern 9 losgelassen wird
und durch die Bohrung der Abschirmhülse 18 hindurchschlüpft, welche mittels der
Feder 22 mit dem Spannfutter verbunden bleibt. Nunmehr kann ein neuer Bolzen in
das Spannfutter eingesetzt werden; der Schweißvorgang kann dann in der beschriebenen
Weise wiederholt werden.