NO139404B - Fremgangsmaate til plasma-mig-sveising - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til plasma-MIG-sveising, hvor et plasma frembringes i en treg gasstrøm ved hjelp av en elektrisk lysbue mellom en ikke-forbrukselektrode og et arbeidsstykke og en MIG-bue tennes og opprettholdes mellom en forbrukselektrode og arbeidsstykket og forbrukselektroden føres eksentrisk i forhold til ikke-forbrukselektroden og smelter i plasmaet.

En slik fremgangsmåte er kjent fra britisk patentskrift nr. I.276.IIO. Ved denne kjente fremgangsmåte er plasmaet konsentrert-av et munnstykke hvor forbrukselektroden føres aksialt i plasmaets akse. Ved denne fremgangsmåte har man vide muligheter med hensyn til anvendelse idet.sveisingen kan-ut-"_ føres med vekselstrøm eller likestrøm med positiv eller negativ polaritet på elektrodene.

Som forklart i britisk patentskrift nr. 1.338.866

har en ikke-roterende MIG-bue en konsentrert materialoverføring og en "roterende MIG-bue en spredt materialoverføring ved positiv polaritet på elektrodene og i avhengighet av strømtett-heten i.forbrukselektroden.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for plasma-MIG-sveising som er enklere enn den kjente fremgangsmåte og som kan utføres med et enklere og mere kompakt sveiseverktøy..

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at forbrukselektroden føres i en retning parallelt med plasmabuen og eksentrisk langs plasmabuen, idet plasmaet etter tenning av MIG-r-buen trekkes tilnærmet konsentrisk rundt den strømførende forbrukselektrode.

Overraskende nok har det, vist seg at forbrukselektroden kan tvinges til å smelte i plasmabuens akse uten sammen^

"snøring av plasma ved hjelp av et munnstykke, og uten at det

er nødvendig at forbrukselektroden tilføres aksielt i plasmaets akse. Så snart MIG-buen er tent, trekkes plasmaet som frem-• bringes -av plasmabuen mellom ikke-forbrukselektroden og

■ arbeidsstykket rundt den strømførende forbrukselektrode•som nå er omgitt av en kappe av ionisert gass på sådan måte at forbrukselektroden hovedsakelig befinner seg i plasmaets akse. Selv om plasmaet ikke konsentreres av et munnstykke, konsentreres plasmaet ved hjelp av Lorentz-kraft, som den strøm-førende forbrukselektrode utøver på ladningsbærerne i plasmaet.

Det skal bemerkes at det fra U.S.-patentskrift nr. 2.868.95^ er kjent at en strømførende forbrukselektrode til-føres i en retning parallelt med en bue mellom en ikke-forbrukselektrode og et arbeidsstykke. Der hopper buen periodisk over fra en elektrode til en annen og forbrukselektrodene er ikke omgitt av plasmaet.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har flere for-deler sammenlignet med de kjente fremgangsmåter fra, de britiske patentskrifter nr. 1.276.110 og 1.338.866.

Da plasmaet ikke er konsentrert av et munnstykke kan. sveisingen utføres med en spenning i plasmabuen som er ca. 50%

(10-20 V) lavere enn ved kjente metoder. Som følge herav,

økes stabiliteten av plasmabuen. I tilfelle av en ikke-roterende MIG-bue med forholdsvis lav strøm i forbrukselektroden, kan vesentlig mere materiale smeltes ned pr. tidsenhet. For utførelse av fremgangsmåten anvendes et sveise-verktøy med et vesentlig bredere munnstykke hvis vegg ikke har kontakt med det varme plasma. Dette øker munnstykkets levetid. Videre er det ikke nødvendig å isolere munnstykket i forhold til kontaktrøret som tjener til styring og tilførsel av forbrukselektroden.

Kontaktrøret kan anbringes i sveiseverktøyets akse

på vanlig måte. Fortrinnsvis anvendes imidlertid et sveiseverk-tøy som er i og for seg kjent fra U.S.-patentskrift nr. 2.868. 954 og som omfatter et hus med et munnstykke med en utstrømnings-åpning og en tilslutning for gasstilførsel, en ikke-forbrukselektrode og et kontaktrør på hver sin side av husets senter-linje, og er ifølge oppfinnelsen karakterisert ved at ut-strømningsåpningen har langstrakt tverrsnitt og at senter-

linjene for ikke-forbrukselektroden og kontaktrøret, såvel som den lengste akse i utstrømningsåpningen ligger i samme plan. Denne forholdsregel'resulterer i et meget kompakt sveiseverk-tøy med forholdsvis, små sideveis dimensjoner.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 og 2 viser skjematisk et 'sveiseverktøy for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 viser i aksialt snitt en praktisk utførelse av et sveiseverktøy .' for utførelse av oppfinnelsen. Fig. 4 viser et snitt langs linjen IV-IV på fig. 3. Fig. 1 og 2 viser to forskjellige faser av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. En plasmabue B opprettholdes i en treg gasstrøm A, f.eks. argon, mellom en ikke-forbrukselektrode 3 og et arbeidsstykke W, slik at en ionisert gasstrøm P, som nedenfor er kalt plasma, frembringes..Ikke-forbrukselek-' troden 3, som kan være av wolfram eller kopper og som er forsynt med vannkjøling, er via en HF-generator 7 forbundet med en av klemmene for en matekilde 9> hvis andre klemme er forbundet med arbeidsstykket W. Den trege gasstrøm A ledes inn. i retning av arbeidsstykket W ved hjelp av et munnstykke 11. Utstrømningsåpningen 13 for munnstykket 11 er utformet så vid at den har styrende virkning på plasmaet P uten nevneverdig sammensnøring av plasmaet. Kontaktrøret 15 tjener for til-førsel og styring av sveisetråden 17. Via kontaktrøret 15 kan sveisetråden 17 forbindes med en av klemmene på en andre matekilde 19, hvis andre klemme kan forbindes med arbeidsstykket W. Sveising kan utføres både med vekselstrøm eller likestrøm og med positiv eller negativ polaritet på ikke-forbrukselektroden 3 og sveisetråden 17. Fig. 1 viser den situasjon hvor sveisetråden 17 ikke fører strøm. Kontaktrøret 15 er anordnet ved siden av ikke-forbrukselektroden 3 på en slik måte at sveisetråden 17 ikke ligger i senterlinjen D for plasmaet P men styres i noe av-stand langs plasmaet'P. Fig. 2 viser den situasjon, hvor det i tillegg til plasmabuen B er startet en MIG-bue M som opprettholdes mellom sveisetråden 17 og arbeidsstykket W. Det har overraskende nok vist seg at plasmaet P trekkes rundt den strømførende sveisetråd 1-7 "og omgir denne med en kappe E på - sådan måte at - sveisetråden nå ligger i senterlinjen ,for det sideveis for-skjøvne plasmaet P. Selv om plasmaet" P ikke konsentreres av munnstykket 11, skjer det eir konsentreririg av plasmaet P allikevel under innvirkning av Lorentz-kraft. som sveisetråden 17 utøver på ladningsbæreme i: plasmaet P. Fig. 3 viser en praktisk utførelse av svéiseverk-. tøyet 1 som hår asymmetrisk konstruksjon .og hvor ikke-forbrukselektroden 3 og kontaktrøret 15 er anordnet på hver sin side av senterlinjen T i sveiseverktøyets hus 21. Huset 21 har et munnstykke 11 med en.åpning 13.og en forbindelse 23 for til-førsel av en treg gasstrøm A. Skjermingsgassen kan tilføres gjennom forbindelsen 27-i én kappe 25-.. Ikke-f orbrukselektroden 3 som ved denne utførelse består av wolfram, er montert i en kopperhoider 29 som er forsynt med vannkjølingsforbindelser 31 og 33 og dessuten har ikke viste kj.ølekarialer. Munnstykket 11 bg huset 21 kan forsynes med kjølekanaler på vanlig måte.

Via en HF-generator 7 kan' elektrodeholderen 29 forbindes med en av klemmene på matekilden 9 ved hjelp-av en forbindelse 35, idet den andre klemme forbindes med et arbeidsstykke W. Ved hjelp av en forbindelse 37 kan kontaktrøret 15 forbindes med en av klemmene på en andre matekilde hvis andre klemme også

er forbundet med arbeidsstykket W. Holderen 29 er isolert i forhold til huset 21 ved hjelp av en innsatt del 39 av syntetisk materiale. Transporten av sveisetråden 17 utføres ved hjelp av ruller '41 som drives av en motor 4.3 med styrbar hastighet.

Tverrsnittet på fig. 4 viser at både'huset 21 og åpningen 13 har avlangt tverrsnitt, idet senterlinjen X for ikke-forbrukselektroden 3, senterlinjen Y for kontaktrøret 15 og den lengste akse Z for.'utstrømningsåpningen ligger i samme plan, nemlig tegningens plan på fig. 3.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til plasma-MIG-sveising hvor et plasma' frembringes i en treg gasstrøm ved hjelp av en elektrisk lysbue mellom en ikke-forbrukselektrode og et- arbeidsstykke, og en MIG-bue tennes og opprettholdes mellom en forbrukselektrode og arbeidsstykket, og f orbrukselektroden .føres''eksentrisk i forhold til ikke-forbrukselektroden og smelter' i plasmaet,' karakterisert ved at forbrukselektroden (3) føres i en retning parallelt/med plasmabuen og eksentrisk langs plasmabuen.