DE977253C - Lichtbogenschweissverfahren, insbesondere fuer Aluminium, unter Edelgas mit einer nicht abschmelzenden Elektrode - Google Patents

Description

• Lichtbogenschweißverfahren, insbesondere für Aluminium, unter Edelgas mit einer nicht abschmelzenden Elektrode Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lichtbogenschweißverfahren, insbesondere für Aluminium und Aluminiumlegierungen, unter Schutzgas, vorzugsweise aus Argon allein oder gemischt mit Helium und mit einer nicht abschmelzenden Elektrode.
• Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale a) und b) und des neuen Merkmals c) a) eines Gleichstroms von 15 bis ao Volt Lichtbogenspannung als Schweißstrom, b) eines Hochfrequenzstro:ms, der dem Schweißstrom dauernd überlagert ist, c) eines Lichtbogens, der länger gehalten wird, als beim Schweißen ohne Hochfrequenzüberlagerung überhaupt möglich ist.
• Die Verwendung eines Gleichstromes von 15 bis ao Volt Lichtbogenspannung bei der Schutzgasschweißung war an sich bekannt, außerdem war es für Lichtbogenschweißungen ohne Schutzgas bekannt, einen aus einer besonderen Stromquelle entnommenen Hochfrequenzstrom zu verwenden, welcher dem Schweißstrom dauernd überlagert ist.
• Es war auch bereits bekannt, beim Lichtbogenschweißen zur Zerstörung der Oxydhaut Hochfrequenzüberlagerungen anzuwenden. Mit Hilfe der neuen Kombination- können jedoch überraschenderweise eine Reihe von Schwierigkeiten behoben werden, die bislang beim Schweißen unter Schutzgas auftraten.
• Es war mit den bisher bekannten Schweißverfahren üblich, einen kurzen Lichtbogen zu verwenden, vor allem auch beim Schweißen von Aluminium und Aluminiumlegierungen unter Schutzgas. Man war überdies der Ansicht, daß nur so das zu schweißende Werkstück geschont werden würde. In einigen Literaturstellen wurde beiläufig erwähnt, daß beim Schweißen durch Überlagerung eines hochfrequenten Stromes eine versehentliche Verlängerung des Lichtbogens, z. B. durch eine unruhige Hand des Schweißers, ein Abreißen des Lichtbogens nicht zur Folge hätte.
• Das nach der Erfindung bewußt vorzunehmende Langhalten des Lichtbogens mit Hilfe der Hochfrequenzüberlagerung liefert in Kombination mit den Merkmalen a) und b) völlig überraschend ohne Anwendung eines Flußmittels ausgezeichnete, insbesondere gesunde Schw eißungen und bringt noch weitere wesentliche Vorteile mit sich. Die Elektrode wird nicht mehr durch von dem Werkstück abschmelzendes geschmolzenes Metall verunreinigt, wodurch eine sonst eintretende Herabsetzung des Schmelzpunktes der Elektroden an der verschmutzten Stelle vermieden wird. Damit wird wiederum vermieden, daß ein verschmutzter Teil der Elektrode schneller abschmilzt, in die Schweißstelle' hineintropft und das Metall an der Schweißstelle verunreinigt. Ferner ist es durch den langen Lichtbogen möglich geworden, einen dickeren Schweiß-oder Metallfüllungsstab zu verwenden, mit dem sich größere Schweißquerschnitte ausfüllen lassen, ohne daß hierbei die Elektrode durch den Schweißstab berührt und auf diese Weise beschmutzt wird. Die Elektrode hat daher eine längere Lebensdauer, zugleich wird die Schweißung sauberer. Obgleich die Vorteile des erfindungsgemäßen Vorgehens für viele zu schweißende Materialien gelten und insbesondere für rostfreien Stahl beste Ergebnisse ermöglichen, muß die Anwendbarkeit für Aluminium und Aluminiumlegierungen besonders erwähnt werden, weil hierbei die schädlichen Oxydhäute ohne Anwendung der sonst üblichen Hilfsmittel vollständig zerstört werden.
• Weitere Vorzüge und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung sind aus der Zeichnung sowie aus der folgenden Beschreibung zu entnehmen.
• Die Zeichnung zeigt einen Handschweißapparat und die zugehörige elektrische Schaltung.
• Zwei dünne Bleche io, ii aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, die zusammengeschweißt werden sollen, sind mittels einer Auflageplatte 12 abgestützt. Ein gegenüber den Blechen io und ii in Betriebsstellung befindlicher Elektrodenhalter 13 hält eine schwerschmelzende Metallelektrode 14 und weist eine diese umgebende Auslaßöffnung 15 für das Schutzgas, ein chemisch inaktives Gas auf. An die Bleche und den Elektrodenhalter 13 sind in entsprechender Zuordnung elektrische Leitungsdrähte 17 bzw. 16 angeschlossen, über welche der Schweißstrom von einer Stromquelle 24 aus für den zwischen den Blechen und der Elektrode zu zündenden Lichtbogen zugeführt wird. Der Ausgangskreis der Hochfrequenzstromquelle 21 mit hoher Spannung ist über einen Zwischentransformator mit dem Schweißstromkreis induktiv gekoppelt, wobei der Zwischentransformator seinerseits eine Primärwicklung 22 und eine Sekundärwicklung 23 aufweist. Diese Wicklung 23 des Zwischentransformators ist mit dem Schweißstromkreis in Serie geschaltet. Die Hochfrequenzstromquelle 2i kann ihrerseits von einem Wechselstrom erregt werden.
• Zum Schweißen wird das Werkstück, hier die beiden Bleche, vorbereitet und erforderlichenfalls durch einen Auflagekörper abgestützt. Diese Vorarbeiten hängen z. B. vom Werkstoff der zu schweißenden Gegenstände, von deren Dicke, von der Art der Elektrode, z. B. mit oder ohne zusätzlichen Füllstab u. a. m. ab. Beispielsweise wird man bei sehr dünnen Werkstücken ohne die Zugabe von Füllmetall auskommen, etwa wenn es sich darum handelt, die Kanten zweier Bleche in der Weise miteinander zu verschweißen, wie dies in der gezeigten Anordnung der Fall ist. Zum Schweißen wird zuerst Schutzgas durch den Elektrodenhalter 13 hindurchgeschickt, worauf der Schweißstrom eingeschaltet und ein Lichtbogen zwischen der Elektrode i¢ und dem Werkstück gezündet wird. Während des Schweißens ist der Hochfrequenzstrom jederzeit dem Schweißstrom überlagert.
• Die Schweißströme, Schweißgeschwindigkeit, Gaszufuhr usw. hängen unter anderem von der Dicke des zu schweißenden Werkstückes ab. Der Abstand der Elektrode vom Werkstück ist stets größer als beim Schweißen ohne Hochfrequenzüberlagerung. Die niederfrequenten Ströme und Spannungen entsprechen im allgemeinen denen, die bei dem üblichen Lichtbogenschweißen in Betracht kommen. Gewöhnlich werden Schweißströme von etwa 3o bis 5ooAmpere und Lichtbogenspannungen von etwa 15 bis 2o Volt benutzt. Der dem Schweißstrom überlagerte Hochfrequenzstrom kann von irgendeiner üblichen Hochfrequenzquelle aus zugeführt werden. Seine Stromstärke braucht nur sehr klein zu sein und kann im allgemeinen unter i Ampere liegen. Zur Deckung seiner verhältnismäßig hohen Spannung soll ein Hochfrequenzzwischentransformator auf der Sekundärseite eine Leerlauf-Scheitelspannung von mindestens 2ooo Volt aufweisen. Die Frequenz soll wenigstens iooo Hz, vorzugsweise io ooo Hz und mehr betragen.
• Obgleich sich das neue Verfahren besonders gut zum Schweißen dünner Bleche eignet, werden auch bei dickeren Stücken einwandfreie Schweißungen erzielt. Bei sehr großen Dicken ist es zweckmäßig, ein Füllmaterial zu verwenden, welches die gleiche Materialbeschaffenheit wie das Werkstück aufweist.
• Für die Praxis empfiehlt es sich ferner, eine Wolfram-Elektrode zu benutzen; es kann aber auch eine Elektrode aus Molybdän oder einem ähnlichen Metall benutzt werden. Als chemisch inaktives Gas zur Einhüllung des Lichtbogens wird im allgemeinen Argon bevorzugt. Jedoch liefert auch eine Mischung aus Helium und Argon zufriedenstellende Ergebnisse.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Lichtbogenschweißverfahren, insbesondere für Aluminium und Aluminiumlegierungen, unter Schutzgas, vorzugsweise aus Argon allein oder gemischt mit Helium und mit einer nicht abschmelzenden Elektrode, gekennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale a) und b) und des neuen Merkmals c) a) eines Gleichstromes von 15 bis 2o Volt Lichtbogenspannung als Schweißstrom, b) eines Hochfrequenzstrornes, der denn Gleichstrom dauernd überlagert ist, c) eines Lichtbogens, der länger gehalten wird, als beim Schweißen ohne Hochfrequenzüberlagerung überhaupt möglich ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 351 094, 496 337# 646 497, 65o 883; britische Patentschrift Nr. 394 16o; französische Patentschriften Nr. 695 638, Zusatz Nr. 29 89r zu Nr. 57I 119; USA.-Patentschriften Nr. 1 57o 803, 1 746 o8 i, 1 746191, 1 9o2 469, 2 021477, 2 097 327, 2 3 1 0 0 15, 2 342 o86.