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Gerät zur Lichtbogenschweißung von Nichteisenmetallen Die Erfindung
behandelt elektrisches Lichtbogenschweißen und im besonderen ein. Spezialgerät zum
elektrischen Lichtbogenschweißen von Nichteisenmetallen und ihren Legierungen sowie
von rostfreiem Stahl. Bekanntlich ist das Schweißen dieser Stoffe nach dem üblichen
Lichtbogenschweißverfahren sehr schwierig oder unmöglich.
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Es ist nun bereits bekannt, beim Lichtbogenschweißen derartiger Metalle
den. Lichtbogen und die geschmolzenen Teile -der aneinanderliegenden Metallstücke
durch ein chemisch träges Gas einzuhüllen; vorzugsweise hat man einatomige Edelgase,
wie Helium oder Argon, vorgeschlagen. Beim Schweißen .dickerer Teile wird ein Schweißdraht
der Schweißstelle zugeführt. Bei der Verwendung von Schweißidraht hat es sich als
schwierig erwiesen, eine ebenso hochwertige Schweißstelle zu erzielen, wie sie bei
dünneren Werkstücken ohne zusätzlichen Schweißdraht erreicht wird.
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Die Erfindung behandelt deshalb ein Spezialgerät zum selbsttätigen
Schweißen dickerer Werkstücke mit einem von einem chemisch trägen Gas eingehüllten
Bogen und einem Schweißdraht aus dem zu schweißenden Metall mit dem Ziel, einwandfreie,
hochwertige Schweißstellen zu gewinnen.
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Beim Schweißgerät nach der Erfindung wird der Schweißstrom einer Schweißzone
der zu verschweißenden Meballteile zugeführt, Schweißdraht in die Schweißzone gebracht
und auch dieser
Draht mit einem chemisch trägen Gas eingehüllt,
ehe er die Schweißzone. erreicht. Der Lichtbogen wird' zwischen den aneinanderliegenden,
zu verschweißenden -Metallteilen und einer Metallelektrode unterhalten, die aus
Wolfram, Molybdän oder einem anderen schwer schmelzbaren Metall besteht, und ein
röhrenförmiger Strom des trägen Gases wird um die Elektrode geführt, der den Lichtbogen
umgibt und die glühende Schweißstelle einhüllen soll; außerdem wird ein Strom des
trägen Gases von begrenztem Querschnitt auf das heiße Metall außerhalb der Schweißstelle
geführt, um auch dieses einzuhüllen.
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In der bevorzugtem Ausführungsform wird der Schweißdraht mit trägem
Gas eingehüllt, ehe er die Schweißzone erreicht, indem er durch ein Rohr, in dem
das genannte Schutzgas strömt, zugeführt wird. Der Schweißstrom wird mit einem Brenner
für Schutzgas Lichtbogenschweißen, der auf. einem beweglichen Wagen sitzt, herangebracht.
Der Schweißdraht wird durch eine Schiebeeinrichtung zugeführt, die von einem Motor
mit einem Regler für einstellbare gleichförmige Geschwindigkeit angetrieben wird.
Der Winkel, unter dem der Schweißdraht dem Werkstück zugeführt wird, liegt zwischen
o und: i8o° und wird vorzugsweise zwischen 15 und 6o° eingestellt. Das Rohr kann
in senkrechter und waagerechter Richtung verstellt werden.
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In der bevorzugten Ausführungsform .gemäß der Zeichnung wird derelektrische
Strom der Schweißzone oder glühenden Stelle: P an den anliegenden oder anstoßenden
Rändern .des zu schweißenden Werkstückes, W zugeführt; die Teile des Werkstückes
bestehen,aus Nichteisenmetallen und ihren Legierungen bzw. rostfreiem Stahl, Magnesium
oder Aluminium. Ein chemisch träges Gas, z. B. Helium oder Argon,. wird von einer
Leitung G durch eine Düse N zugeführt, die das Schutzgas um die Elektrode E aus
schwer -schmelvbarem Metall führt, um die Schweißzone oder glühende Stelle P einzuhüllen.
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Die Elektrode E, der Lichtbogen A und die glühende Stelle P werden
durch das aus der Düse N strömende Schutzgas vor Verunreinigung durch die umgebende
Atmosphäre bewahrt. Der Schweißdraht F wird der glühenden Stelle P zugeführt; er
besteht für gewöhnlich aus demselben Metall wie die zu verschweißenden Werkstücke
W.
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Die Düse N und die. Elektrode E befinden sich vorzugsweise an dem
Brenner T, der von üblicher Bauweise sein bann, und der Schweißdraht F wird durch
ein Rohr R zugeführt, das ebenfalls mit einem Strom trägen Gases aus der Leitung
I gespeist wird. Der Strom des trägen Gases schützt den Schweilßidraht auf seinem
Wege zu der Schweißstelle P vor Berührung mit der Luft und schützt auch ,das vordere
Ende des Schweißdrahtes F vor der strahlenden Wärmedes Lichtbogens. Bei dem herkömmlichen
Brenner T beträgt der Schutzgasstrom durch -die Düse N normalerweise etwa 12 1 Argon
in der Minute. Ein Schutz des Schweißdrahtes F durch bloße Erhöhung dieses Stromes
würde ungefähr 2olArgon in der Minute erfordern: Statt dessen verbraucht der zusätzliche
Strom. durch das Rohr R nur etwa 41 in der Minute. Das Gas aus dem Rohr R schützt
nicht nur den Schweißdraht F, sondern vereinigt sich auch mit dem Gas aus der Düse
N und trägt dazu bei, die Schweißzone einzuhüllen, so daß die Düse N weniger Gas
zu liefern braucht, als sonst .benötigt wurde.
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Die Gasströme aus dem Rohr R und der Düse N können ausreichen, um
die heiße Schweißverbindung hinter der glühenden Stelle P vor Berührung mit der
Atmosphäre zu schützen; ist dies nicht der Fall, so kann eine zusätzliche Düse S
vorgesehen werden, der chemisch träges Gas aus einer Leitung L zugeführt wird. Die
Düse S richtet einen Gasstrom auf die heiße Schweißstelle, über die der Lichtbogen
bereits hinweggegangen ist.
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Wenn auch die Unterseite des Werkstückes TV geschützt werden soll,
kann eine rückwärtige Schutzgashülle B vorgesehen werden durch das Richten eines
begrenzten Schutzgasstromes einer Leitung K -zum Bespülen der Unterseite des Werkstückes.
Die Leitungen G, I, L und K erhalten vorzugsweise dasselbe Schutzgas aus
der gleichen Quelle.
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Der Brenner T wird von einem Fahrgestell D
getragen,
das mit einer Rolle C auf dem Werkstück läuft, um gleichbleibende Lichtbogenlänge
aufrechtzuerhalten. Das Rohr R ist ebenfalls an dem Gestell D angebracht als ein
Teil der Schweißdrahtvorschubvorrichtung H, die als ganzes um eine Achse T schwenkbar
ist, um das Rohr und damit den Schweißdraht gegenüber dem Lichtbogen und der glühenden
Stelle P vorschieben öder zurückziehen zu können. Das Rohr R °ist gegenüber .der
Vorachubvorrichtung H schwenkbar, um es durch seitliche Bewegung auf die Mitte der
Schweißnaht richten zu können.
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Die Schweißvorrichtung wird an der herzustellenden Schweißnaht durch
einen Wagen io entlanggeführt, der mit Rädern 12 auf Schienen 13 läuft und eine
starr darauf befestigte Querstange 1.4 trägt. Ein in Querrichtung laufender Schlitten
15 befindet sich auf der Stange 14 und auf ihr verstellbar mittels eines Handrades
16, dessen Zahnrad in eine Zahnstange 17 auf der Stange 14 eingreift. Der quer Laufende
Schlitten 15 trägt einen Zapfen 20 als Schwenkzapfen für .das Gestell D.
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Die Schweißvorrichtung ist an dem Gestell D mittels eines Rahmens
21 befestigt, der von einer kurzen Achse 2,2 getragen wird und nach seiner Einstellung
mittels einer Klammer 23, die sich auf dem Gestell befindet, festgeklemmt wird.
Der Rahmen 21 besitzt an einem aufwärts gerichteten Arm 24 eine kurze Achse I, von
der die Schweißdrahtvorschubvorrichtung H getragen wird. Weiter trägt der Rahmen
2i an einem abwärts gerichteter Arm 25 .den Brenner T.
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Auf dem Arm 25 ist der Brennerhalter 26 verstellbar, der von einem
Bolzen 27 in seiner Lage gehalten wird. Der Brenner T wird von dem Brennerhalter
26 getragen, und eine Rändelscheibe 28 wirkt mit einem Zahnrad auf die an dem Brenner
befindliche
Zahnstange 29 ein, um den Brenner zu heben und zu senken. Die Elektrode kann durch
Drehen eines Knopfes 30, der sich oben auf dem Brenner befindet, vorgeschoben werden.
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Ein kleiner Rahmen 32 ist auf der kurzen Achse J schwenkbar aufgesetzt,
um die Vorschubvorrichtun- H zu tragen. Dias Schneckenrad 33 ist an dem kleinen
Rahmen 32 starr befestigt und um die Achse J schwenkbar, es steht im Eingriff mit
dem Schneckentrieb 3q., der in einer Verlängerung 24 des Fahrgestells gelagert ist
und von einer Rändelschraube-' 35 gedreht werden kann.
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Die Vorschubvorrichtung H besteht aus einem Motor 36 mit einem Regler
37, der von Hand zur Regelung der Vorschubsgeschwindigkeit eingestellt werden kann;
der Motor treibt ein Rollenpaar 38, von denen eine durch einen Arm 39 gegen die
andere gedrückt wird, um einen Reibungsantrieb zu bilden.
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Die Vorschubvorrichtung H schiebt den Schweißdraht F durch das Führungsrohr
R, das bei q.o schwenkbar an dem Gehäuse der Antriebsvorrichtung gelagert ist. Mittels
eines Griffes 42 kann das Führungsrohr R in dem Schwenklager 4.o gedreht werden,
wodurch eine seitliche Bewegung zur genauen Einstellung auf die Schweißnaht ermöglicht
wird.
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Das Führungsrohr R endet in einer Führungsdüse .a.5, die sowohl den
Schweißdraht F wie auch den röhrenförmigen Strom des Schutzgases an dem Schweißdraht
entlanglenkt.
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Um den Schweißdraht unter seine Oxvdationstemperatur abzukühlen, ist
ein Kühlmantel 46 über der Führungsdüse d:5 angeordnet, in: dem ein ringförmiger
Strom eines Kühlmittels um den Schweißdraht F herumgeführt wird. Das Kühlmittel,
z. B. Wasser, wird von dem Rohr 47 geliefert, und das erwärmte Kühlmittel wird durch
ein Rohr .48 abgeführt.
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Di° Hilfsdüse S, welche die Aufgabe hat, Schutzgas auf die Schweißnaht
zu geben nachdem der Lichtbogen weitergerückt ist, besteht aus einer länglichen
Trichter- oder einer Schlitzdüse, die mit der Schweißnaht ausgerichtet ist; die
Düse wird von einer Klammer q.9 gehalten, de auch um den Brenner T herumgreift.
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Die Schutzgashülle B zum Schutz der Unterseite des Werkstückes W wird
von ,einer Pfanne oder einem Trog 50 umgeben, der sich der Länge
nach
unbar :der Schweißnaht erstreckt und mit dem Brenner T zusammen gegenüber
dem Werkstück f' beweglich ist.