FI81286C - Kontaktmunstycke med en skruvlinjeformig passage foer en smaeltbar svetstraod. - Google Patents

Description

81286

KONTAKTISUUKAPPALE, JOSSA ON RUUVILINJAN MUOTOINEN VÄYLÄ HITSAUSLANKAA VARTEN - KONTAKTMUNSTYCKE MED EN SKRUVLINJE-FORMIG PASSAGE FÖR EN SMÄLTBAR SVETSTRÄD

Keksinnön kohteena on kontaktisuukappale, jossa on ruuvilin-jan muotoinen väylä sulatettavaa hitsauslankaa varten. Tämän kaltaiset kontaktisuukappaleet muodostavat kontaktielimen hitsausvirran siirtämiseksi kontaktisuukappaleen läpi syötettävälle hitsauslangalle, vaihtoehtoisesti massiivilangal-le tai pulveritäytteiselle putkilangalle. Tunnetut kontaktisuukappaleet ovat putken muotoisia, joiden sisähalkaisija on hieman suurempi kuin elektrodin halkaisija. Elektrodi liukuu putken läpi kulkiessaan pitkin sisäseinää ja aikaansaa näin halutun kontaktin kontaktiputkea vasten hitsausvirran välittämiseksi. Eräät kontaktiputket ovat hieman taivutettuja tasossa, jolloin kontakti putken ja elektrodin välillä paranee. Kontaktikohdan paikka lankojen ja suukappaleen välillä ei ole yleensä kiinteä. Hitsauslangan pään pituus, jonka läpi hitsausvirta kulkee, vaihtelee. Seurauksena on, että energian välittyminen hitsauskohtaan vaihtelee, mikä vaikuttaa epäedullisesti hitsin laatuun.

Tämä ongelma on jo havaittu ja US-patentissa 3 112 393 ehdotetaan putkimaista kontaktisuukappaletta, jossa on ruuvivii-van muotoinen kulkuväylä elektrodia varten. Kulkiessaan kontaktiputken läpi taivutetaan hitsauslankaa jatkuvasti eri suuntiin ja kontakti kontaktisuukappaleeseen säilyy koko suukappaleen pituudella. Tällaisen suukappaleen, jonka täytyy tulla ulos putkesta, jonka sisähalkaisija on pieni, on kuitenkin monimutkaista ja sen vuoksi kallista.

Elektrodit on usein pintakäsitelty ja varustettu suojakerroksella hapettumista ja kulumista vastaan. Elektrodien pinta tulee sen lisäksi usein likaiseksi pölystä tai muusta materiaalista, kuten esimerkiksi hiomapölystä ja vastaavasta elektrodin johtimesta. Näillä materiaaleilla on taipumuksena ' pakkautua kokoon ahtaassa kontaktisuukappaleväylässä ja estää toivottu, elektrodin tasainen syöttö.

2 81286

Kontaktisuukappaleen tulee olla halpa yksityiskohta, koska se kuluu melko nopeasti. Kontaktisuukappaleen kestoikä lasketaan useimmiten tunneissa.

Keksinnön mukaiselle kontaktisuukappaleelle on tunnusomaista se, että se on putken muotoinen, joka on ruuvimaisesti kierretty etäisyydellä a putken ruuvinmuotoisesta pinnasta sijaitsevan akselin ympärille, jolle pätee -0,5d^ a4o,6d jossa d on hitsauslangan halkaisija, johon kontaktisuukappa-le on tarkoitettu, ja negatiivinen a:n arvo tarkoittaa, että akseli menee putken läpi, kun taas a:n positiivinen arvo tarkoittaa, että akseli sijaitsee putken ulkopuolella.

Muut edulliset sovellutusmuodot ovat alivaatimusten kohteina. Nämä sovellutusmuodot ja muut edut selitetään seuraavas-sa yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuv. 1 esittää kontaktikärjen pääpiirteet katsottuna kontak-tikärjen akselin suunnassa.

: Kuv. 2 esittää kontaktikärjen erään sovellutusmuodon.

Kuv. 3, 4 ja 5 esittävät leikkauksia kuv. 2 viivoja III-III> IV-IV ja V-V pitkin.

: Kuv. 6 esittää kuv. 2 mukaista kontaktikärkeä yhdessä hitsa- uspoltinsuukappaleen kanssa.

Kuv. 7 esittää kontaktikärjen erään modifioidun sovellu- ii 3 81286 tusmuodon.

Kuv. 8, 9 ja 10 esittävät leikkauksia kuv.7 viivoja VIII-VIII, IX-IX ja X-X pitkin.

Kuv. 11 esittää kuviossa 2 esitetyn kontaktikärjen erään toisen sovellutusmuodon.

Kuv. 12 esittää edestä katsottuna kuv.11 mukaista kontak-tikärkeä.

Kuviossa 1 esitetty kontaktikärki tehdään ainakin tangosta 1, joka on kierretty ainakin yksi kierros akselin C ympäri ja jonka poikkileikkaus on suorakaiteen muotoinen. Lähinnä akselia C sijaitseva pinta 2 ja tangon muut sivupinnat muodostavat ruuvipinnat. Akseli C sijaitsee tangon ulkopuolella etäisyydellä A pinnasta 2. Elektrodi 3 on kosketuksessa pintaan 2. Ilman tätä elektrodia on kontaktikärki suoran sylinterimäisen väylän 4 kaltainen, mikä on esitetty katkoviivoilla merkityllä ympyrällä 4a, jonka halkaisija on 2A. Elektrodin halkaisija on tässä, kuten havaitaan, suurempi kuin väylän 4 halkaisija. Elektrodi seuraa näin ollen, syötettäessä sitä eteenpäin pitkin kontaktikärjen pintaa, sitä pinnan 4 ruuviviivaa, jonka etäisyys akselista C on pienin. Elektrodien ja kontaktikärjen geometristen vajaavaisuuksien johdosta on elektrodi kosketuksessa tankoon kapealla nauhamaisella kontaktipinnalla, joka ympäröi edellä mainittua ruuviviivaa ja joka ulottuu aksiaalisesti pitkin tankoa.

Elektrodin taipuminen kontaktikärjen kulkiessa ohi riippuu osittain akselin C asennosta tankoon nähden, osittain elektrodin halkaisijasta D, osittain ruuviviivan kierteen noususta eikä vähiten elektrodin geometrisista vajaavaisuuk-sista, joka elektrodi ei yleensä ole suora sen työntyessä kontaktikärkeen. On osoittautunut, että hyvä kontakti kon- 4 81286 taktikärjen ja elektrodin välillä saavutetaan silloin, kun esiintyy seuraava yhteys mainitun etäisyyden A ja elektrodin halkaisijan D välillä:

A — 0,6D

Tässä A:n positiivinen arvo tarkoittaa, että akseli C sijaitsee kontaktikärjen ulkopuolella, kun taas A:n negatiivinen arvo tarkoittaa, että akseli C kulkee kontaktikärjen läpi.

jos A = 0,5D, on väylän 4 halkaisija yhtä suuri kuin elektrodin halkaisija D. Kun syötetään absoluuttisen suoraa elektrodia, jolle pätee 0,5D^A*0,6D, tulee sen kontakti kärkeen pelkästään sattumanvaraiseksi. Kuitenkin mainitut vajaavaisuudet aiheuttavat, että A saa olla niinkin suuri kuin 0,6D, ilman että kontakti mainittavasti huononee. Erityisesti tämä koskee karkeampia elektrodeja, joiden halkaisija on useita millimetrejä. Sopiva A:n arvo voidaan määrittää kokeilemalla.

Edullisimmin A:lie pätee: 0— A— 0,5D. Jos A:n arvo on negatiivinen, taipuu elektrodi erittäin voimakkaasti sen ohittaessa kontaktikärjen. Suuri kontaktipaine johtaa melko nopeaan kärjen kulumiseen, varsinkin syötettäessä karkeampia lankoja. Tällainen kuluminen voi mahdollisesti olla hyväksyttävää, kun asetetaan erityisen korkeita vaatimuksia kontaktikärjen ja elektrodin väliseen erittäin matalaan kontaktivastukseen. Arvoilla Α^Ο,δϋ varmistetaan hyvä kontakti myös täydellisen suorille elektrodeille.

Elektrodien pienemmät taipumat pitkin kontaktipintaa vähentävät kontaktipainetta ja kulumista. On osoittautunut, että kontaktisuukappaleilla, joille pätee 0,2D«:A<= 0,5D, on optimaaliset käyttöarvot, jolloin A:n pienempiä arvoja tulee

II

5 81 286 soveltaa pienemmille elektrodeille ja A:n suurempia arvoja suuremmille elektrodeille.

Kontaktikärjen kestoikä kasvaa esimerkiksi sopivimmin varustamalla kontaktipinta kerroksella kulutusta kestävää, johtavaa materiaalia, kuten nikkeliä tai nikkelilejeerin-kiä. Nämä päällysteet voidaan helposti järjestää vapaasti saavutettavalle kontaktipinnalle jollain päällystysmenetel-mällä.

Toinen tekijä, jolla on suuri vaikutus kulumiseen, on ruu-viviivan ja siten kontaktipinnan kierrekorkeudella. Kierre-korkeus ei mielellään saisi olla pienempi kuin 10D. Mitä pienempiä kierrekorkeus ja etäisyys A ovat, sitä voimakkaammin elektrodi taipuu sen kulkiessa kontaktikärjen läpi. Elektrodin suurempi taipuminen ei lisää ainoastaan kulumista, vaan asettaa myös suuria vaatimuksia syöttölaitteelle, jonka mitoituksessa täytyy ottaa huomioon elektrodin kitka-vastus elektrodin kärjessä.

Sen lisäksi on keksinnön mukaisesti edullista, että kontak-tikärjen pituus vastaa ainakin yhtä ruuviviivan kierrosta akselin ympäri. Elektrodi taipuu tällöin kulkiessaan kaikkiin suuntiin ja tietty suuntavaikutus saavutetaan. Näin varmistetaan myös, että elektrodi jättää kontaktikärjen aina samassa suunnassa, mikä esimerkiksi helpottaa hitsaus-polttimen oikeata säätöä työkappaleeseen nähden.

Kuviossa 2 esitetty kontaktikärki tehdään tangosta 5, joka on ruuvimaisesti kierretty akselin C ympäri. Tangon poikkileikkaus on pääasiassa puolisylinterimäinen, jossa on ulompi sylinterimäinen pinta 6 ja hieman kovera pinta 7. Kuviossa 2 esitetty kontaktikärki on mitoitettu siten, että etäisyys akselin C ja pinnan 7 lähimmän ruuviviivan välillä on suurempi kuin nolla. Sen lisäksi on etäisyys pie- 6 81286 nempi kuin elektrodin säde ja elektrodi pakotetaan seuraamaan ruuvimaista pintaa 7, kun sitä syötetään pitkin kon-taktikärkeä, mikä käy selville kuvioista 2-5.

Pöly ja muu roska, jota elektrodi kuljettaa kontaktikär-keen, putoaa kontaktikärjestä eikä häiritse elektrodin syöttöä ja kontaktia.

Kontaktipinta on takapäästään varustettu kierteellä 9, joka kiinnitetään vastaavaan hitsauspoltinsuukappaleen 12 piti-meen 11 (kuv.6).

Kuviossa 7 esitetty, hieman modifioitu kontaktikärki tehdään tangosta 13, joka on varustettu V-muotoisella ruuvi-uralla 14 elektrodia 16 varten. Urassa on kaukalomainen pohja, jonka kaarevuussäde on suurempi kuin elektrodin säde. Elektrodi liukuu pitkin tämän uran pohjaa, kuten on esitetty kuvioissa 9 ja 10.

Seurauksena hyvästä kontaktista elektrodin ja ruuvimaisen kontaktipinnan välillä on kontaktivastus pieni ja kontakti-kärjen lämpiäminen niin vähäistä, että hitsausroiskeet eivät normaalisti kiinnity kohtuullisen lämpimään kontakti-kärkeen. Jos suuria roiskemääriä jostain syystä esiintyy, on kuitenkin sopivaa kiinnittää ohjaussuukappale 17 kontaktikär jen etupäähän, joka suojaa itse kontaktikärkeä hit-sausroiskeilta ja varmistaa, että elektrodi jättää suukappaleen 17 tietyssä suunnassa.

Kuvioiden 11 ja 12 mukainen kontaktikärki, joka on samaa sovellutusmuotoa kuin kuviossa 2, on osalla pituudestaan ympäröity hoikilla 18. Erityisissä tapauksissa voi kuviossa 6 nuolilla 19 esitetyllä tavalla kontaktikärkeä ympäröivän suojakaasun virtausta häiritä kontaktikärjen ruuvimainen kontaktipinta. Koska kaasuvirtauksen nopeus suukappaleen

II

7 81286 läpi on suhteellisen pieni, ovat nämä häiriöt, joita esiintyy vain vain pienellä matkalla, yleensä merkityksettömiä. Kontaktikärki tulee vain varustaa hoikilla 18, kun erityisiä vaatimuksia tulee toteuttaa. Sopivimmin varustetaan kontaktipinta kulutuskerroksella, joka muodostetaan ennen kuin kontaktikärki varustetaan hoikilla.

Kontaktikärki voidaan valmistaa eri tavoilla. Lähinnä tällainen kontaktikärki valmistetaan kiertämällä alunperin suora tanko akselin ympäri, joka akseli sijaitsee etäisyydellä A tangon pinnasta. Tiettyjä ongelmia voi kuitenkin esiintyä, mikäli materiaali, joka tavallisesti on kovaa kuparilejeerinkiä, vain vaivoin saadaan muotoutumaan näin.

On lisäksi ajateltavissa, että ruuvimaiset kontaktikärjet valmistetaan suulakepuristamalla ja jatkuvalla valulla. Sen lisäksi on esimerkiksi myös mahdollista konetyöstää sopivasti muodostettu lähtömateriaali sillä tavalla, että siihen tulee toivottu ruuvimainen kontaktipinta. Esimerkinomaisesti voidaan kuv.7 mukainen kontaktikärki 13 ilman ohjaussuukappaletta valmistaa samalla tavalla kuin kierre-porat .

Claims (5)

1. Kontaktisuukappale, jossa on ruuvilinjan muotoinen väylä sulatettavaa hitsauslankaa varten, tunnettu siitä, että se on putken muotoinen, joka on ruuvimaisesti kierretty etäisyydellä a putken ruuvinmuotoisesta pinnasta sijaitsevan akselin ympärille, jolle pätee -0,5d£ a^0,6d jossa d on hitsauslangan halkaisija, johon kontaktisuukappale on tarkoitettu, ja negatiivinen a:n arvo tarkoittaa, että akseli menee putken läpi, kun taas a:n positiivinen arvo tarkoittaa, että akseli sijaitsee putken ulkopuolella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kontaktisuukappale, tunnettu siitä, että etäisyydelle a pätee O — a 0,5d

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kontaktisuukappale, tunnettu siitä, että etäisyydelle a pätee 0,2d < a 0,5d

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen kontaktisuukap- j j pale, tunnettu siitä, että ruuvimaisen kontaktipinnan ruuvil in jo jen nousukorkeus on vähintään lOd.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen kontaktisuukap-pale> tunnettu siitä, että kontaktisuukappaleen pituus vastaa ainakin yhtä ruuvilinjan täyttä kierrosta akselin ympäri. Il 9 81286