NO139914B - Fremgangsmaate til og sveiseverktoey for lysbuesveising - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til og sveise-

verktøy for lysbuesveising, hvor en MIG-bue opprettholdes i en gasstrøm som ioniseres ved en plasmabue mellom en ikkeforbrukselektrode og et arbeidsstykke og som føres gjennom et munnstykke i retning av arbeidsstykket, og hvor en forbrukselektrode som føres aksialt gjennom munnstykket i den ioniserte gasstrøm, anvendes som en av elektrodene for MIG-buen.

En slik fremgangsmåte er kjent fra britisk patent-

skrift nr. 1.276.110, hvor MIG-buen opprettholdes mellom forbrukselektroden og et arbeidsstykke. Den varmeenergi som tilføres arbeidsstykket er avhengig av den varmeenergi som er nødvendig for å smelte forbrukselektroden, og dette medfører den ulempe at det oppstår en stor varmesone i arbeidsstykket når stor strøm anvendes for smelting av forbrukselektroden.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte som ikke har denne ulempe og hvor arbeidsstykket varmepåvirkes bare i liten grad av strømmen gjennom forbrukselektroden.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at MIG-buen opprettholdes mellom forbrukselektroden og en hjelpeelektrode

som er anordnet mellom ikkeforbrukselektroden og arbeids-

stykket og er uavhengig av disse.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er derfor meget

godt egnet for pålegning og oppbygning ved sveising.

Et sveiseverktøy som omfatter et hus med gasstil-

førsel, et munnstykke, en ikkeforbrukselektrode, og et koak-

sialt i huset anordnet kontaktrør, hvilket sveiseverktøy har

en første og en andre strømkilde, av hvilke den første er forbundet med ikkeforbrukselektroden og den andre er forbundet med kontaktrøret, er ifølge oppfinnelsen karakterisert ved

en hjelpeelektrode som i strømningsretningen er anordnet etter ikkeforbrukselektroden og som er uavhengig av ikkeforbrukselek-torden forbundet med den andre strømkilde.

Med fordel kan minst én hjelpeelektrode anordnes etter munnstykket i strømningsretningen.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere nedenfor under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et aksialt snitt gjennom et sveiseverk-tøy for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 2, 3 og 4 viser skjematisk andre utførelses-former av sveiseverktøy ifølge oppfinnelsen.

Sveiseverktøyet 1 på fig. 1 omfatter et hus 3 med et kammer 5 i den øvre ende, hvilket kammer er lukket med en kappe 7 av elektrisk isolasjonsmateriale. Den nedre ende av huset 3 har et munnstykke 9 med en åpning 11. En sylindrisk hylse 19 med en ikkeforbrukshjelpeelektrode 21 med en åpning 23, festet i huset 3 ved hjelp av en ringmutter 17. I dette tilfelle er hjelpeelektroden 21 ringformet.

Hjelpeelektroden 21 kan bestå av wolfram eller fortrinnsvis av kobber. Huset 3 og hylsen 19 er elektrisk isolert fra hverandre ved hjelp av et ringformet isolasjons-legeme 25. Et kontaktrør 27 som er festet i kappen 7> og en borring 29, som tjener som styring for sveisetråden 30, er anordnet sentralt i kammeret 5-

Huset 3 er dobbeltvegget og har en kjølekappe 33

med kjølevannstilslutninger 35 og 37 for avkjøling av munnstykket 9- Hylsen 19 har en kjølekappe 39 med kjølevanns-tilslutninger 41 og 43 for kjøling av hjelpeelektroden 21. Munnstykket 9 er festet til huset 3 ved hjelp av en skrueforbindelse 53. Hjelpeelektroden 21 er forbundet med hylsen 19

på lignende måte ved hjelp av skrueforbindelse 55. Dette mulig-gjør en enkel sammensetning av munnstykket 9 og hjelpeelektroden 21. Kappen 7 har videre minst et tilførselsrør 57 for plasmagass. Hylsen 19 kan videre være forsynt med en eller flere tilslutninger 59 for tilførsel av en skjermingsgass.

Ved foreliggende utførelse tjener munnstykket 9 som ikkeforbrukselektrode for plasmabuen og er forbundet via en forbindelseskontakt 6l, med en av klemmene på en likestrøms-kilde 69 via en høyfrekvensgenerator 71. Den andre klemme på kilden 69 er forbundet med arbeidsstykket 73. Munnstykket 9 er i likhet med hjelpeelektroden 21 fremstilt av wolfram eller ;\ kobber.

Sveisetråden 30 er via en kontakt 63 på kontaktrøret

27 forbundet med den ene klemme på den andre likestrømskilde 75- Hjelpeelektroden 21 er forbundet med den andre klemme 75

via en kontakt 65 på hylsen 19.

Transporten av sveisetråden 30 bevirkes av drivruller

81, som drives av en motor 83 med regulerbar hastighet.

Virkemåten av sveiseverktøyet er følgende: Efter for-bindelse av munnstykket 9 og arbeidsstykket 23 med likestrøm-

kilden 69 og hjelpeelektroden 21 og kontaktrøret 27 med like-strømskilden 75, tilføres plasmagass via røret 57. Som plasma-

gass anvendes en treg gass f.eks. argon, helium, hydrogen eller nitrogen eller en blanding av disse. En plasmabue tennes mellom munnstykket 9 og arbeidsstykket 73 ved høyfrekvensut-

ladning og opprettholdes av kilden 69. Plasmabuen virker på

den indre omkrets 67 av munnstykket 9. Plasma som frembringes av plasmabuen, strømmer med stor hastighet gjennom åpningen 11

i munnstykket 9 gjennom åpningen 23 i hjelpeelektroden 21 i retning av arbeidsstykket 73-

Via en borring 29 i kontaktrøret 27 ledes sveise-

tråden 30 gjénnom åpningen 11 i munnstykket 9 i' retning av arbeidsstykket 73- En MIG-bue tennes og opprettholdes mellom sveisetråden 30 og hjelpeelektroden 21. Via forbindelsen 59

i hylsen 19 tilføres på vanlig måte en skjermingsgass hvis sammensetning kan avvike fra plasmagassen, slik at det oppnås tilstrekkelig beskyttelse av det smeltede materiale mot oksyde-

ring. Som skjermingsgass kan foruten trege gasser også an-

vendes andre gasser som f.eks. karbondioksyd, og gassblandinger av argon og oksygen, argon og helium, argon, oksygen og karbondioksyd, så vel som hydrogen og nitrogen.

På fig. 2, 3 og 4 er anvendt samme henvisningstall på tilsvarende komponenter. Ved disse tre utførelser tjener ikke lenger munnstykket 9 som en ikkeforbrukselektrode for plasma-

buen P. Istedet er det anordnet en stavformet elektrode 85 av wolfram eller vannkjølt kobber i huset 3> og denne elektrode er forbundet med matekilden 69. Plasmabuen P opprettholdes nå

mellom stavelektroden 85 og arbeidsstykket 73'

Ved utførelsen på fig. 2 er hjelpeelektroden for MIG-buen M utformet som en stavformet wolframelektrode 87 som er forbundet med matekilden 75 via en elektrodeholder 89.

Ved utførelsen på fig. 3 tjener munnstykket 9 som hjelpeelektrode og er forbundet med matekilden 75, idet MIG-buen M opprettholdes mellom sveisetråden 30 og den indre omkrets 67 av munnstykket 9-

Lenger levetid og mindre varmebelastning av munnstykket 9 oppnås ved utførelsen som er vist på fig. 4, hvor munnstykket 9 også tjener som hjelpeelektrode for MIG-buen, men hvor munnstykket har minst en innsatt del 91 av et materiale med høyt smeltepunkt, f.eks. wolfram. Den -innsatte del danner hjelpeelektroden for MIG-buen. Fortrinnsvis er to innsatte deler 91 anordnet i munnstykket diametralt overfor hverandre. Fordelen ved denne symmetri er at atskilte MIG-buer nøytraliserer innvirkningen av hverandres magnetfelt.

Da ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen MIG-buen mellom sveisetråden og hjelpeelektroden eruavhengig av arbeidsstykket og plasmabuen, påvirkes arbeidsstykket svakt termisk av MIG-buen. Eksperimenter har vist at fremgangsmåten er meget egnet for pålegning av sveisemateriale med stor ned-smeltningshastighet. Rustfritt stål avsettes uten å sprute på et arbeidsstykke med en hastighet som varierer fra 20-40 kg. pr. time avhengig av den utførelse av fremgangsmåten som anvendes og strømparameterne.

Fremgangsmåten kan utføres både med vekselsstrøm og likestrøm, med positiv eller negativ polaritet på sveisetråden og med ikkeforbrukselektrode for plasmabuen.

De beskrevne utførelseseksempler er vist 2 atskilte matekilder for plasmabuen og MIG-buen. Fortrinnsvis danner de to matekilder deler av en felles styreenhet hvor begge matekilder kan styres uavhengig av hverandre.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til lysbuesveising, hvor en MIG-bue opprettholdes i en gasstrøm som ioniseres ved en plasmabue mellom en ikkeforbrukselektrode og et arbeidsstykke og som føres gjennom et munnstykke i retning av arbeidsstykket, og hvor en forbrukselektrode, som føres aksialt gjennom munnstykket i den ioniserte gasstrøm, anvendes som en av elektrodene for MIG-buen, karakterisert ved at MIG-buen (M) opprettholdes mellom forbrukselektroden (30) og en hjelpeelektrode (21,87,9,91) som er anordnet mellom ikkeforbrukselektroden (9,85) og arbeidsstykket (73) og er uavhengig av disse.

2. Sveiseverktøy for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, omfattende et hus med gasstilførsel, et munnstykke, en ikkeforbrukselektrode, og et koaksialt i huset anordnet kontaktrør, hvilket sveiseverktøy har en første og en andre strømkilde av hvilke den første er forbundet med ikkeforbrukselektroden og den andre er forbundet med kontaktrøret, karakterisert ved en hjelpeelektrode (21,87,9, 91) som i strømningsretningen er anordnet etter ikkeforbrukselektroden (9,85) og som er uavhengig av ikkeforbrukselektroden forbundet med den andre strømkilde.

3- Verktøy ifølge krav 2, karakterisert ved at minst én hjelpeelektrode (21,87) er anordnet etter munnstykket (9) i strømningsretningen.