NO126081B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for metallsveising.

Foreliggende oppfinnelse angår en

fremgangsmåte til elektrisk sveising ved hjelp av en smeltbar elektrode, og videre angår oppfinnelsen et apparat til elektrisk sveising ved hjelp av en lysbueflamme.

Man kjenner til en fremgangsmåte til

lysbuesveising der en lysbue som er dannet mellom en ikke konsumerbar stavelektrode og et arbeidsstykke føres sammen med en gasstrøm gjennom en lysbueinnsnevrende passasje i et munnstykke. Lysbuedampen sammen med gassen trer ut fra munnstykket i form av en strømning som har stor varmeintensitet, utstrakt lengde og stor

stabilitet. Om det ønskes kan denne strøm-ning beskyttes med en omgivende strøm av skjermende gass.

Oppfinnerne har gjort den overrask-ende oppdagelse at en trådelektrode som smeltes kan anvendes i stedet for den ikke konsumerbare stavelektrode uten at den innsnevrende passasje skades eller stoppes igjen av smeltet metall fra elektroden. Her-ved blir lysbueflammesveisemetodens an-vendelse utvidet til å kunne anvendes for sveising av forholdsvis tykke metallegemer ved bruk av sterke strømmer og hurtig sveising.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte til elektrisk sveising der en lysbue, som er etablert mellom en elektrode inne i et gassmunnstykke og et utenfor dette værende arbeidsstykke, føres sammen med en gasstrøm gjennom en lysbueinnsnevrende utløpspassasje i munnstykket slik at det dannes en veggstabilisert lysbueflamme med stor varmeintensitet, og den er i det vesentlige kjennetegnet ved at elektroden i form av en smeltbar tråd, mates til munnstykkets innsnevrede utløps-passasje, smeltes i denne av lysbuens varme og føres gjennom passasjen i form av adskilte smeltede smådråper sammen med lysbuedamp og gass hen mot arbeidsstykket.

Videre går oppfinnelsen ut på et apparat til utførelse av den ovennevnte fremgangsmåte, som innbefatter en lysbuebrenner som omfatter en elektrode arrangert inne i et gassmunnstykke som ender i en lysbueinnsnevrende utløpspassasje og er karakterisert ved at elektroden består av en konsumerbar tråd som ved vanlige mateanordninger kan mates inn i munnstykkets innsnevrede utløpspassasje.

Oppfinnelsen skaffer følgende nye og uventede fordeler fremfor tidligere kjente lysbuesveisemetoder hvor det anvendes skjermende gass og smeltbar elektrode: (1) større kontroll av penetrasjon ved regulering av lysbuegasstrømningen gjennom munnstykkets åpning. Gassen som strøm-mer gjennom åpningen er en effektiv over-fører av varme og moment til sveisesonen, og er virksom til regulering av opphetnin-gen av sveisesonen og depresjonen av det smeltede metall, for oppnåelse av den øn-skede penetrasjon og samtidig regulering av fortynningen av det avsatte sveiseme-tall. (2) Det fås en mere effektiv regulering av sveiseatmosfæren ved posisjonssveising og i nærvær av krysstrømmer. Den meget retningsstabile gasstrøm blir ikke lett for-styrret. (3) Det fås mindre elektrisk for-styrrelse av lysbuen. Den normale sveise-lysbue avbøyes av elektriske krefter ved begynnelses- og sluttpartiene av sveise-sømmen. og likeledes yed passering forbi klammere eller liknende, som befinner seg i nærheten- av .sveisen.. Slike forstyrrelser inntrer i mindre grad når den foreliggende oppfinnelse anvendes.

Tegningen viser et vertikalt snitt gjenr nom en lysbuebrenner i henhold til oppfinnelsen.

Som vist på tegningen blir en smeltbar metalltråd 10 trukket fra en spole 11 ved hjelp av en motor 12 og matet gjennom et vannkjølet elektrisk kontakt-rør 13 til en høytrykks lysbue 14, som er trukket mellom tråden og arbeidsstykker 15 ved hjelp av en elektrisk energikilde 16. Røret .13 omgis av et brennerlegeme 17, slik at det dannes en ringformet passasje 18, som øverst er lukket av en elektrisk isolator 19, for å hindre unnvikning der av gass som ledes inn gjennom ledningen 20.

Denne gass strømmer nedover omkring røret 13 .og treffer en konisk flate 21 som leder gassen til en åpning 22 som er kon-sentrisk med lysbuen 14. I veggen omkring åpningen 22 finnes det en ringformet passasje 23, gjennom hvilke det strømmer kjølevann som kommer inn ved 24 og går ut ved 25. Omkring lysbuen dannes det en gasskjerm 27, av gass som tilføres ved 28 og strømmer ut gjennom en ringformet ka-nal 26 i bunnpartiet av brennerlegemet 17.

Virkemåten av det på tegningen viste arrangement vil fremgå av de følgende eksempler.

Eksempel I.

Et vannkjølet kobbermunnstykke, som hadde en åpning med 4,8 mm diameter, ble montert ved lysbueutløpet av en brenner i hvilken det anvendtes konsumerbar elektrode. Ned gjennom brenneren og ut gjennom dennes åpning ble det ledet argon i en mengde av 0,849 m<3>/time, mens en lysbue ble opprettholdt mellom den konsumerbare elektrode og et arbeidsstykke av stål, ved 150—200 ampere og 35 volt like-spenning, med reversert polaritet (elektroden positiv). Den resulterende utstrøm-ning' var forholdsvis «hård» og «stiv» og skaffet hurtig et hull i arbeidsplaten. Denne utstrømning kunne også anvendes til skjæring, sveising og gj ennomtrengning av metall.

Eksempel II.

En lysbuebrenner, som hadde et vann-kjølet lederør, som var anbragt i 4,8 mm

avstand fra en 6,4 mm lang passasje av 2,38 mm diameter i et vannkjølet kobbermunnstykke, ble anvendt i dette eksempel. Ned gjennom brenneren og ut av munnstykket ble det ledet argongass i en mengde av, 1,4 m<3>/time, og ut fra munnstykket ble det automatisk matet en sveisetråd av kullstoffstål, overensstemmelse med lysbuespenningen ned gjennom lederøret. En likestrøms lysbue av ca. 30 volt og 400 ampere ble startet ved at man bragte enden av den med den positive klemme forbundne tråd i kontakt med en 2,54 cm tykk, nega-tivt koplet, koldvalset stålplate. Det sted hvor tråden smeltet av befant seg til å be-gynne med nedenfor spissen av munnstykket. Det ble langsomt trukket tilbake inn i munnstykkeåpningen ved økning av lysbuespenningen. Den resulterende sveise-søm på arbeidsplaten fikk istedenfor en høy kontur en lavere og bedre kontur, et-tersom trådens avsmeltningspunkt beveget seg tilbake inn i åpningen. Det utstrøm-mende lysbueplasma ble også synlig ret-ningsdirigert.

Eksempel III.

Det ble anvendt en lysbuebrenner som hadde et 9,53 mm vannkjølet styrerør anbragt i 6,35 mm avstand fra en åpning med 4,8 mm diameter i et vannkjølet kobbermunnstykke. Argongass, som inneholdt 5 pst. surstoff, ble i en mengde av 0,14 m3/ time ledet gjennom brenneren og ut av munnstykket. Ekstra skjermende gass ble tilført i en mengde av 1,41—1,70 m<s>/time omkring brennerens munnstykke, for å be-skytte sveisemetallet. Ned gjennom røret ble det matet en tråd av rustfritt stål, som hadde en diameter på 1,6 mm med en hast-ighet av 7,125 m. Mellom den positivt koplede trådelektrode og to 1,27 cm tykke ne-gativt koplede plater av rustfritt stål ble det opprettholdt en likestrøms lysbue med 440 ampere og 46 volt. Platene var anbragt 3,2 mm fra hinannen og var avfaset 4,8 mm i 45° vinkel ved kantene. Ved en enkelt sveiseoperasjon mellom de to plater fikk man tilfredsstillende penetrasjon ved en sveisehastighet på ca. 38 cm/min. Av-standen mellom brenneren og arbeidsstykket var herunder 1,27 cm.

I de ovenstående eksempler blir det anvendt enten argon alene eller sammen med surstoff som beskyttergass, men også andre gasser eller gassblandinger kan anvendes når de er metallurgisk brukbare i forhold til elektroden og brenneren.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til elektrisk sveising der en lysbue, som er etablert mellom enden av en elektrode inne i et gassmunnstykke og et utenfor dette værende arbeidsstykke, og ført sammen med en gasstrøm gjennom en lysbueinnsnevrende utløpspas-sasje i munnstykket slik at det dannes en veggstabilisert lysbueflamme med stor varmeintensitet, karakterisert ved at elektroden, i form av en smeltbar tråd, mates mot munnstykkets innsnevrede utløpspas-sasje, smeltes av lysbuens varme og føres gjennom passasjen i form av adskilte smeltede smådråper sammen med lysbuedamp og gass hen mot arbeidsstykket.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, i hvilken elektroden mates automatisk i av-hengighet av lysbuespenningen, karakteri sert ved at lysbueflammen initieres nedenfor munnstykkespissen, idet enden av elektroden i dette øyemed er ført gjennom ut-løpspassasjen, hvoretter lysbuespenningen langsomt økes inntil den smeltende ende av elektroden er blitt trukket tilbake inn i den innsnevrede lysbuepassasje.

3. Apparat for utførelse av fremgangs-måten ifølge påstand 1 eller 2, innbefat-tende en lysbuebrenner som omfatter en elektrode arrangert inne i et gassmunnstykke som ender i en lysbueinnsnevrende utløpspassasje, karakterisert ved at elektroden består av en konsumerbar tråd som ved vanlige mateanordninger kan mates inn i munnstykkets innsnevrede ut-løpspassasje.