NO139946B

NO139946B - ROENTGEN CONTRAST AGENT.

Info

Publication number: NO139946B
Application number: NO4862/73A
Authority: NO
Inventors: Fernand Alfred Desire Heitz
Original assignee: Thann & Mulhouse
Priority date: 1972-12-19
Filing date: 1973-12-19
Publication date: 1979-03-05
Also published as: FI55295B; GB1456230A; IN142841B; AT333946B; BE808506A; ATA1046373A; CH585557A5; NO139946C; OA04677A; DE2361143A1; NL171860B; DE2361143B2; HU168697B; ES421584A1; SE398969B; IE38662B1; JPS4994824A; JPS5325012B2; IL43851A0; DK133770C

Description

Fremgangsmåte for lysbuevirksomhet og brenner for utøvelse av fremgangsmåten. Procedure for arc operations and burners for carrying out the procedure.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for lysbuevirksomhet som lysbue-sveising eller lysbueskjæring ved hjelp av The invention relates to a method for arc operations such as arc welding or arc cutting using

en gassavskj ermet lysbue som tilveiebrin-ges ved hjelp av en tungtsmeltelig eller en a gas-shielded arc provided by means of a low-melting or a

konsumerbar elektrode. consumable electrode.

Det har lenge vært et problem å oppnå It has long been a problem to achieve

maksimal utnyttelse av en lysbueavskjer-mende gass, når den går ut fra et brenner munnstykke. Den tekniske litteratur maximum utilization of an arc shielding gas when it exits a burner nozzle. The technical literature

beskriver eksempelvis en sveiebrennerut-førelse som har til hensikt å danne laminær eller ikke-turbulent gasstrøm ved anvendelse av et langt munnstykke med fore-skrevne parametre, og med radielle skille-vegger ved munnstykkets øvre ende for å describes, for example, a welding torch design which aims to create a laminar or non-turbulent gas flow by using a long nozzle with prescribed parameters, and with radial dividing walls at the upper end of the nozzle in order to

redusere den inntredende gass's turbulens. reduce the incoming gas's turbulence.

De separate gasstrømmer som strømmer The separate gas streams that flow

mellom skilleveggene strømmer deretter between the partitions then flows

sammen inne i munnstykket og avgis som together inside the mouthpiece and emitted as

en eneste strøm-, hovedsakelig fri for turbulens. Slike brennere er imidlertid sjel-den praktiske og de krever munnstykker a single current, mainly free of turbulence. However, such burners are rarely practical and they require nozzles

med betraktelig lengde. En løsning av pro-blemet med å oppnå god avskjermning er with considerable length. A solution to the problem of achieving good shielding is

blitt spesielt påtrengende på grunn av become particularly pressing because of

nuværende anstrengelser mot meget små current efforts against very small

lettvektsbrennere. I slike moderne brennere lightweight burners. In such modern burners

oppnås tilstrekkelig avskjermning bare når sufficient shielding is achieved only when

munnstykket holdes meget nær inntil arbeidsstykket, hvilket i mange tilfeller er the nozzle is kept very close to the workpiece, which in many cases is

meget uhensiktsmessig. very inappropriate.

Hovedformålet med oppfinnelsen er å The main purpose of the invention is to

tilveiebringe optimal gassavskj ermning provide optimal gas shielding

med en så kort gassledning som mulig. with as short a gas line as possible.

Oppfinnelsen vedrører altså en frem- The invention therefore relates to a

gangsmåte for lysbuevirksomhet hvor en elektrisk lysbue som dannes mellom en elektrode og et arbeidsstykke avskjermes fra atmosfæren ved hjelp av en strøm avskjermningsgass av uniform sammensetning, som passerer gjennom en dyse, og fremgangsmåten er karakterisert ved at avskjermningsgass som strømmer gjennom dysen oppdeles minst ved den ytre sone av dyseutløpet i et flertall av perifere kontinuerlige eller diskontinuerlige dels-strømninger, som er så nær hverandre med små mellomrom og ved forskjellige radialavstander fra elektroden, at delstrømmene utenfor munnstykket smeltes sammen til en eneste laminær strøm som omslutter eventuelt turbulent strømning i gass-strømmens indre. procedure for arc operations where an electric arc formed between an electrode and a workpiece is shielded from the atmosphere by means of a stream of shielding gas of uniform composition, which passes through a nozzle, and the method is characterized in that shielding gas flowing through the nozzle is divided at least at the outer zone of the nozzle outlet in a plurality of peripheral continuous or discontinuous partial flows, which are so close to each other at small intervals and at different radial distances from the electrode, that the partial flows outside the nozzle are merged into a single laminar flow which encloses any turbulent flow in the gas flow inner.

Videre omfatter oppfinnelsen en brenner for utførelse av fremgangsmåten omfattende en elektrodesentreringsanordning for å holde eller styre en elektrode som er anbragt inne i en gassdyse som er utstyrt med i lengderetningen anbragte atskillelsesmidler, som er anordnet til å oppdele en herigjennom strømmende gass-strøm av uniform sammensetning i et flertall atskilte strømmer, som sammensmelter i en eneste strøm nedenfor nevnte atskillelsesmidler, idet brenneren er karakterisert ved at atskillelsesmidlene består av et tynnvegget gitter som som er anordnet minst rundt en perifer sone av dyseutløpet, idet nevnte gitter tilveiebringer et flertall vegger som er anordnet transversalt til den radiale retning utad fra elektroden, og som omslutter elektroden i forskjellige radiale avstander. Furthermore, the invention comprises a burner for carrying out the method comprising an electrode centering device for holding or controlling an electrode which is placed inside a gas nozzle which is equipped with longitudinally placed separation means, which is arranged to divide a gas stream of uniform composition flowing through it in a plurality of separate streams, which merge into a single stream below mentioned separating means, the burner being characterized in that the separating means consist of a thin-walled grid which is arranged at least around a peripheral zone of the nozzle outlet, said grid providing a plurality of walls which are arranged transverse to the radial direction outward from the electrode, and which enclose the electrode at different radial distances.

I henhold til oppfinnelsen kan gitteret bestå av to eller flere konsentrisk anbragte tynnveggede rør. Videre kan gitteret bestå av et knippe rør eller bestå av bivokskake-gitter. According to the invention, the grid can consist of two or more concentrically placed thin-walled tubes. Furthermore, the grid can consist of a bunch of tubes or consist of beeswax cake grids.

Brenneren ifølge oppfinnelsen kan elektrodesentreringsanordningene omfatte en elektrodeholder utstyrt med sentreringsanordninger for innstilling av en ikke konsumerbar elektrode som fastholdes heri i sentrum av nevnte dyse. In the burner according to the invention, the electrode centering devices can comprise an electrode holder equipped with centering devices for setting a non-consumable electrode which is retained in the center of said nozzle.

Oppfinnelsen skal i det følgende be-skrives nærmere under henvisning til teg-ningen. Fig. 1 viser et framentarisk riss i leng-deseksjon gjennom et munnstykkes ut-løpsende hvorifra det strømmer gass. Fig. 2 viser et lignende oppriss av et munnstykke som inneholder et indre konsentrisk munnstykke. Fig. 3 viser et fragmentarisk sideopp-riss delvis i lengdesnitt av en brenner iføl-ge oppfinnelsen. Fig. 4 viser et enderiss av munnstykket ifølge fig. 3. Fig. 5 viser et fragmentarisk sideopp-riss delvis i lengdesnitt av en annen brenner ifølge oppfinnelsen. Fig. 6 viser et endeoppriss av brenneren på fig. 5. Fig. 7 viser et endeoppriss av et munnstykke med et gitter som dannes av et rør-knippe. Fig. 8 viser et endeoppris av et munnstykke med et gitter av bikakeform. Fig. 9 viser et endeoppriss av et munnstykke som har et rektangulært gitter. In the following, the invention will be described in more detail with reference to the drawing. Fig. 1 shows a fragmentary view in longitudinal section through the outlet end of a nozzle from which gas flows. Fig. 2 shows a similar elevation of a nozzle containing an inner concentric nozzle. Fig. 3 shows a fragmentary side view partly in longitudinal section of a burner according to the invention. Fig. 4 shows an end view of the nozzle according to fig. 3. Fig. 5 shows a fragmentary side view partly in longitudinal section of another burner according to the invention. Fig. 6 shows an end elevation of the burner in fig. 5. Fig. 7 shows an end elevation of a nozzle with a grid formed by a bundle of tubes. Fig. 8 shows an end elevation of a nozzle with a honeycomb grid. Fig. 9 shows an end elevation of a nozzle having a rectangular grid.

I den følgende beskrivelse anvendes ut-trykket «sammenhengsstrømning» for å identifisere en gasstrøm som etter å ha forlatt et munnstykke har et stabilisert strømningsmønster, som hindrer innfiltra-sjon av luft på tross av en viss grad turbulens inne i strømmen. In the following description, the term "cohesive flow" is used to identify a gas flow which, after leaving a nozzle, has a stabilized flow pattern, which prevents infiltration of air despite a certain degree of turbulence within the flow.

Som et resultat av en fundamental un-dersøkelse av det fenomen som bibeholder sammenhengsstrømning av gass etter uttreden fra et munnstykke, har det vist seg at det er ukorrekt å anse gasstrømnings-mønsterene som enten laminære eller turbulente. I praktiske system eksisterer vari-erende kombinasjoner av begge strøm-ningstilstander. As a result of a fundamental investigation of the phenomenon that maintains coherent flow of gas after exiting a nozzle, it has been shown that it is incorrect to consider the gas flow patterns as either laminar or turbulent. In practical systems, varying combinations of both flow states exist.

Fig. 1 viser strømningsmønter 12 og 14 ved gass som strømmer gjennom og ut fra et munnstykke 10. Gass med en viss grad av turbulens kommer inn i rørledningen som danner munnstykket, og idet den passerer herigjennom danner den kombinerte Fig. 1 shows flow patterns 12 and 14 for gas flowing through and out of a nozzle 10. Gas with a certain degree of turbulence enters the pipeline forming the nozzle, and as it passes through it forms the combined

virkning av føringsveggen 16 og gassens viskositet et ikke turbulent grenselag eller gassjikt 18 nærmest inntil veggen. Gass-sjiktets tykkelse bygges opp med en has-tighet og til en likevektstykkelse som be-stemmes av Reynolds tall (Re), den jevne passasjens L lengde, og den inntredende gass's begynnelsesturbulens. Selv ved en tilstand av generelt turbulent strømning er det imidlertid et gassjikt med redusert tykkelse som omgir gasstrømmens øvrige turbulente kjerner 20. effect of the guide wall 16 and the viscosity of the gas a non-turbulent boundary layer or gas layer 18 closest to the wall. The thickness of the gas layer builds up at a rate and to an equilibrium thickness which is determined by the Reynolds number (Re), the length L of the smooth passage, and the initial turbulence of the entering gas. Even in a state of generally turbulent flow, however, there is a gas layer of reduced thickness that surrounds the other turbulent cores 20 of the gas flow.

Etter utreden fra ledningen når gass-sjiktet ikke lenger støttes av ledningsveg-gen begynner gassjiktet å brytes opp som vist ved 19. Skyvespenninger oppstår mellom den utstrømmende strømmen og den omgivende atmosfæren, og sjiktet eroderes gradvis bort. Når sjiktet endelig er fjernet er deretter den omgivende atmosfære i intim kontakt med gasstrømmens gjen-blivende turbulente kjerne. Ved dette punkt 21 begynner en kraftig og hurtig blanding av hele gasstrømmen med omgivende atmosfære. Hvis den omgivende atmosfære er luft, kan det da sies at luft for alle praktiske formål er utelukket fra den turbulente kjemegass 20 så lenge sjiktet 18 bibeholdes. Når sjiktet 18 er ødelagt trenger luft hurtig inn i gasstrømmen, og kjer-nens tilbakeblivende tverrsnittsareal med ren gass 22 går hastig mot 0. After exiting the line, when the gas layer is no longer supported by the line wall, the gas layer begins to break up as shown at 19. Shear stresses occur between the flowing current and the surrounding atmosphere, and the layer is gradually eroded away. When the layer is finally removed, the surrounding atmosphere is then in intimate contact with the remaining turbulent core of the gas flow. At this point 21, a vigorous and rapid mixing of the entire gas flow with the surrounding atmosphere begins. If the surrounding atmosphere is air, it can then be said that air is for all practical purposes excluded from the turbulent chemical gas 20 as long as the layer 18 is maintained. When the layer 18 is destroyed, air quickly enters the gas stream, and the remaining cross-sectional area of the core with pure gas 22 rapidly moves towards 0.

Det er følgelig tydelig at gassjiktet 18 virker som et hylster omkring den forekommende gasstrøm, og tilveiebringer en grunnbeskyttelse for å bibeholde atskillelse mellom den turbulente gasskjerne og den omgivende atmosfæren eller luften. I de tidligere standardbrennere var ofte det i munnstykket dannede sjikt så tynt at det bare såvidt gikk utenfor munnstykket før det ble ødelagt. Følgelig er den fullstendige luftutelukkelses areal i høy grad avhengig av munnstykkets avstand fra arbeidsstykket og av munnstykkets innvendige diameter på grunn av den rene men turbulente gasskjernes skarpe konvergens når den ikke lenger beskyttes av gassjiktet. It is therefore clear that the gas layer 18 acts as an envelope around the occurring gas flow, and provides a basic protection to maintain separation between the turbulent gas core and the surrounding atmosphere or air. In the earlier standard burners, the layer formed in the nozzle was often so thin that it only barely went outside the nozzle before it was destroyed. Consequently, the area of the complete air exclusion is highly dependent on the distance of the nozzle from the workpiece and on the internal diameter of the nozzle due to the sharp convergence of the clean but turbulent gas core when it is no longer protected by the gas layer.

Denne nye oppfatning om et gassbe-skyttelsessjikt eller -hylster som fremmer sammenhengsstrømningen i den forekommende gasstrøm står i skarp motsetning til det som tidligere er blitt antatt. Det har tidligere vært antatt at forsåvidt ikke laminær strømning var helt utviklet, mens gassen var i munnstykket inntreffer øde-leggelsen av den forekommende gasstrøm hurtig og starter nesten umiddelbart etter uttreden fra munnstykket. Iakttagelsen i henhold til oppfinnelsen betyr et meget betydelig fremskritt på området, da heller relativt korte enn lange munnstykker eller gassledninger kan anvendes for å tilveiebringe betraktelig økning i lengden av gassens sammenhengsstrømning i rommet etter uttreden fra munnstykket. This new concept of a gas protection layer or sleeve which promotes coherent flow in the occurring gas stream stands in stark contrast to what has previously been assumed. It has previously been assumed that unless laminar flow was fully developed, while the gas was in the nozzle, the destruction of the occurring gas flow occurs rapidly and starts almost immediately after exiting the nozzle. The observation according to the invention means a very significant advance in the area, as relatively short rather than long nozzles or gas lines can be used to provide a considerable increase in the length of the continuous flow of the gas in the room after exiting from the nozzle.

Selv om sjiktets eller hylsterets tykkelse og følgelig sammenhengsstrømningens lengde kan økes ved konvensjonelle tidligere metoder, som gjennom anvendelse av meget lange munnstykker og lave gasshas-tigheter, er slike metoder ikke generelt til-passelige fra verktøykonstruksj onens og/ eller fremgangsmåtens synspunkt. Som et praktisk alternativ ble det funnet på at forlenget sammenhengningsstrømning kunne oppnås ved innsetning av et flertall vegger (overflater) inne i munnstykket, hvorigjennom ytterligere laminære beskyttelsessjikt eller gasshylstre dannes. Iste-denfor å stole på bare et beskyttelsessjikt fremmer tillegget av et flertall gassjikt for å omgi og inneslutte gasskjernen i høy grad sammenhengsstrømningen. Fig. 2 viser denne virkning når et munnstykke 23 modifiseres til å inneholde et annet konsentrisk indre munnstykke 24. Det skal iakttas at tillegget av bare et indre munnstykke fører på grunn av dets indre og ytre vegger til dannelse av to tilleggsgass-sjikt, et på hver side rundt et slikt indre munnstykke. I kombinasjon danner disse sjikt et laminert beskyttelsessjikt med en betydelig øket tykkelse som effekt. Although the thickness of the layer or casing and consequently the length of the continuous flow can be increased by conventional previous methods, such as through the use of very long nozzles and low gas velocities, such methods are not generally suitable from the point of view of the tool construction and/or the method. As a practical alternative, it was found that extended continuous flow could be achieved by inserting a plurality of walls (surfaces) inside the nozzle, through which additional laminar protective layers or gas envelopes are formed. Rather than relying on just one protective layer, the addition of a plurality of gas layers to surround and enclose the gas core greatly promotes coherent flow. Fig. 2 shows this effect when a nozzle 23 is modified to contain another concentric inner nozzle 24. It should be noted that the addition of only one inner nozzle leads due to its inner and outer walls to the formation of two additional gas layers, one on each side around such an inner nozzle. In combination, these layers form a laminated protective layer with a significantly increased thickness as an effect.

Laboratorieundersøkelser er blitt ut-ført med brennermunnstykket og en ekstra avskj ermningsanordning for å prøve gyl-digheten av laminært gassjikt-begrep. To forskjellige forsøk ble gjort under for-søkene. Ved første prøve ble et standard-munnstykke 26 fig. 3 modifisert ved innsetning av et gitter som hadde tre konsentriske vegger med mellomrom. En sam-menligning ble gjort mellom sveiser som fremkom før og etter en slik modifikasjon, men med konstante sveisebetingelser og gasstrømning. Samme gasstilførselssystem anvendes i hvert tilfelle. Dette er identifisert som system «A». Ved en annen prøve ble et enkelt munnstykke 30, fig. 5, modifisert ved innsetning av et gitter som ble dannet av to mindre konsentriske munnstykker 30a og 32. To atskilte gasstilførsels-systemer ble anvendt for å mate gass til munnstykkene, et system for sentrummunnstykket 32 og det andre system for matning til begge munnstykkene 30 og 30a. Sveiser ble sammenlignet før og etter mo-difikasjonen ved samme totale gasstrøm-ning. Dette er identifisert som system «B». Det følgende er en beskrivelse av de resultater som ble oppnådd når hvert og et av disse individuelle systemer ble prøvet. System «A». Laboratory investigations have been carried out with the burner nozzle and an additional shielding device to test the validity of the laminar gas layer concept. Two different attempts were made during the pre-searches. In the first test, a standard nozzle 26 fig. 3 modified by the insertion of a grid having three concentric walls spaced apart. A comparison was made between welds that appeared before and after such a modification, but with constant welding conditions and gas flow. The same gas supply system is used in each case. This is identified as system "A". In another test, a single nozzle 30, fig. 5, modified by inserting a grid formed by two smaller concentric nozzles 30a and 32. Two separate gas supply systems were used to feed gas to the nozzles, one system for the center nozzle 32 and the other system for feeding both nozzles 30 and 30 a. Welds were compared before and after the modification at the same total gas flow. This is identified as system "B". The following is a description of the results obtained when each of these individual systems was tested. System "A".

En konvensjonell brenner 38 anordnet til å inneholde en wolframelektrode 40 med 2,4 mm diameter for mekanisert buesveisning med tungtsmeltbar elektrode og inert avskjermningsgass. Et munnstykke med 22 mm innvendig diameter og en avstand 1,3 cm ovenfor arbeidsstykket samt 0,425 mV time argon som avskjermningsgass anvendes. Multipelrørinnsatsen 28 plasseres i brennermunnstykket som vist. A conventional torch 38 is arranged to contain a tungsten electrode 40 of 2.4 mm diameter for mechanized arc welding with a hard fusible electrode and inert shielding gas. A nozzle with an internal diameter of 22 mm and a distance of 1.3 cm above the workpiece and 0.425 mV hour argon as shielding gas are used. The multiple tube insert 28 is placed in the burner nozzle as shown.

Sveiser ble utført på 1,6 cm tykt rustfritt stål med og uten innsatsen 28. Disse sveiser ble utført ved 63,5 cm/min. og 150 amp. likestrøm, samt negativ elektrode og 10 volt buespenning. Ved slutten av sveis-ningene likesom på alle etterfølgende sveis-ninger under prøvene fortsatte argon-strømmen etter at brennerføringen var stanset, og sveisestrømmen avbrutt. Det ble notert at den sveis som ble utført uten innsats hadde en grov, kraftig oksydert overflate. Selv sveiseenden som ble tilsatt avkjølende og maksimalt tilgjengelig gass-beskyttelse viste en høy grad oksydasjon. I motsetning hertil når multipelrørinnsat-sen 28 ble anvendt viste sveiseenden en glinsende uoksydert metalloverflate, hvilket påviste at når brenneren var i beve-gelse fremkom en høy grad avskjermning over det vidstrakte kritiske areal som inne-holdt lysbuen, sveisesmelten og de varmes-te partier av de varmepåvirkede soner nær smeiten. Selv hele lengden av sevise-sømmen gjenspeilet en meget høyere be-skyttelsesgrad i form av jevn mindre oksydert overflate enn det som fremkom uten Welds were performed on 1.6 cm thick stainless steel with and without insert 28. These welds were performed at 63.5 cm/min. and 150 amp. direct current, as well as negative electrode and 10 volt arc voltage. At the end of the welds, as on all subsequent welds during the tests, the argon flow continued after the torch guidance had been stopped and the welding current interrupted. It was noted that the weld which was carried out without effort had a rough, heavily oxidized surface. Even the weld end which was added cooling and maximum available gas protection showed a high degree of oxidation. In contrast, when the multiple tube insert 28 was used, the welding end showed a shiny unoxidised metal surface, which proved that when the torch was in motion, a high degree of shielding appeared over the extensive critical area which contained the arc, the welding melt and the hottest parts of the heat-affected zones near the forge. Even the entire length of the sevise seam reflected a much higher degree of protection in the form of a uniformly less oxidized surface than what appeared without

innsats, da oksydasjonen ble begrenset til effort, when the oxidation was limited to

den varmepåvirkede sones koldere deler. Uten innsats krevdes en gasstrøm på omkring 0,829 m3/time, under like forhold, for å oppnå en gassavskj ermning som var ekvivalent med det som ble tilveiebragt ved hjelp av innsats med 0,425 ms argon/ time. the colder parts of the heat-affected zone. Without input, a gas flow of about 0.829 m 3 /hour was required, under equal conditions, to achieve a gas shield equivalent to that provided by input with 0.425 ms argon/hour.

Da verdien av en multipelrørinnsats under anvendelse ved buesveisning med tungtsmeltelig elektrode og inert gassavskj ermning var demonstrert, ble det fore-tatt en annen prøve med innsatsen for anvendelse ved sveisning med konsumerbar elektrode. I dette tilfelle ble sentrumrøret fjernet fra innsatsen 28 for å tillate større klaring for trådstyringsspissen. Forsøk ble When the value of a multiple tube insert for use in arc welding with a fusible electrode and inert gas shielding had been demonstrated, another test was made with the insert for use in welding with a consumable electrode. In this case, the center tube was removed from the insert 28 to allow greater clearance for the wire guide tip. Attempts were made

utført med de gjenværende to konsentriske performed with the remaining two concentric

rør å sveise stål med 2,7 mm tykkelse. Over-flatesveiser ble utført med 0,76 mm elek-trodetråd ved 275 amp. likestrøm, elektroden positivt, og med en buespenning på 28 pipe to weld steel with 2.7 mm thickness. Surface welds were performed with 0.76 mm electrode wire at 275 amps. direct current, the electrode positive, and with an arc voltage of 28

volt, samt en sveisehastighet på 38 cm/ min., med samme munnstykke 1,3 cm over arbeidsstykket. En argon — 5 pst. oksygenblanding for sveiseavskj ermningen med en strøm på 1,13 ms/time ble anvendt. Ved alle prøver ble det iakttatt kraftig forbedret sveiseavskj ermning, og buestabi-litet sammenlignet med de resultater som fremkom når brenneren ble anvendt uten innsats. volts, as well as a welding speed of 38 cm/min., with the same nozzle 1.3 cm above the workpiece. An argon - 5 percent oxygen mixture for the welding shield with a current of 1.13 ms/hour was used. In all tests, greatly improved welding shielding and arc stability were observed compared to the results obtained when the torch was used without input.

System «B». System "B".

Under disse forsøk ble det anvendt en vanlig mekanisert brenner 42. Sveisesøm-mer ble lagt på 1,6 mm tykt rustfritt stål under anvendelse av 3,2 mm wolframelektrode 44. Et indre munnstykke 32 med 6,4 mm innvendig diameter og 1,6 mm vegg-tykkelse ble anvendt sammen med et sam-mensatt gitter bestående av et munnstykke 30 med 19 mm innvendig diameter, hvori det var innsatt et rør 30a med 14,3 mm utvendig diameter, og 0,89 mm vegg-tykkelse. Røret ble holdt på plass ved hjelp av tre tråder 30b med 2,4 mm utvendig diameter, hvilke tråder var sølvloddet til røret før innsetningen i munnstykket 30. Separate gasstilførselssystem ble anordnet for det indre munnstykke 32 og for det ytre munnstykkekomplekset. During these tests, a conventional mechanized torch 42 was used. Weld seams were placed on 1.6 mm thick stainless steel using a 3.2 mm tungsten electrode 44. An inner nozzle 32 of 6.4 mm internal diameter and 1.6 mm wall thickness was used together with a composite grid consisting of a nozzle 30 with 19 mm internal diameter, in which was inserted a tube 30a with 14.3 mm external diameter, and 0.89 mm wall thickness. The tube was held in place by three wires 30b of 2.4 mm outside diameter, which wires were silver soldered to the tube prior to insertion into the nozzle 30. Separate gas supply systems were provided for the inner nozzle 32 and for the outer nozzle complex.

Det skulle iakttas at for tilpasning av den konvensjonelle brenner for anvendelse med indre munnstykke 32 hvilket var uvanlig lite for den gitte størrelseselektroden 44 var en serie modifikasjoner nødvendige. Enden på hylselegemet 45 ble gjenget for å passe til sentrummunnstykket 32. Utbor-ingen i hylselegemet ble øket til 6,4 mm i diameter for å tillate gassen å strømme i en ringformet strøm rundt elektroden. De fire ordinære gassåpninger i hylselegemet ble plugget igjen, og den ordinære vann-mantel 47 modifisert til å avgi en separat gasstrøm til det ytre munnstykkekompleks. Et ytterligere trekk av betydning for god drift av gassbrenneren var anvendelsen av en elektrodesentreringsanordning. Slik sentrering ble utført ved at elektrodehyl-sen 46 ble svinget ved hjelp av et eksenter 48 som vist i kontakt med hylsens øvre ende. Ved hjelp av dette sentreringssystem var det mulig å anvende uvanlig små sentrummunnstykker av størrelsesorden 3,8—7,6 mm innvendig diameter med 3,2 mm elektrodediameter. Forholdsvis mindre munnstykker kunne anvendes med elek-troder med mindre diameter uten å være nødt til å gripe inn på grunn av feilretning av elektrode i forhold til munnstykket. It should be noted that to adapt the conventional torch for use with inner nozzle 32 which was unusually small for the given size electrode 44, a series of modifications were necessary. The end of the sleeve body 45 was threaded to fit the center nozzle 32. The bore in the sleeve body was increased to 6.4 mm in diameter to allow the gas to flow in an annular stream around the electrode. The four ordinary gas ports in the sleeve body were plugged, and the ordinary water jacket 47 modified to deliver a separate gas stream to the outer nozzle complex. A further feature of importance for good operation of the gas burner was the use of an electrode centering device. Such centering was carried out by swinging the electrode sleeve 46 by means of an eccentric 48 as shown in contact with the upper end of the sleeve. With the help of this centering system, it was possible to use unusually small center nozzles of the order of 3.8-7.6 mm internal diameter with 3.2 mm electrode diameter. Relatively smaller nozzles could be used with smaller diameter electrodes without having to intervene due to misdirection of the electrode in relation to the nozzle.

Utmerkede sveiser med et munnstykke-til-arbeidsstykke avstand på 25 mm ble oppnådd med denne modifiserte brenner. Det ble anvendt total argonstrøm på 0,425 ms/time, dvs. 0,10 m<s>/time gjennom det indre munnstykke med 6,4 mm innvendig diameter, og 0,325 mVtime gjennom det ytre munnstykkekompleks. Med samme brennerlegeme og bare munnstykke med 19 mm innvendig diameter kunne god sveiseavskj ermning oppnås ved 0,425 ms argon-strøm/time bare ved en munnstykke-til-arbeidsstykkeavstand på omkring 13 mm eller mindre. Excellent welds with a nozzle-to-workpiece distance of 25 mm were obtained with this modified torch. A total argon flow of 0.425 ms/hr was used, i.e. 0.10 m<s>/hr through the 6.4 mm internal diameter inner nozzle, and 0.325 mVhr through the outer nozzle complex. With the same torch body and only a 19 mm internal diameter nozzle, good weld shielding could be achieved at 0.425 ms argon flow/hour only at a nozzle-to-workpiece distance of about 13 mm or less.

Foruten den på fig. 4 og 6 viste multi-pelveggkontur hvorved en serie av konsentriske rør ble anvendt kunne det også anvendes andre konturer for å oppnå lignende fordeler. Eksempelvis kunne knip-per av rør anvendes, fig. 7 fortrinnsvis med gassen strømmende såvel innenfor som utenfor rørknippenes vegger. Bivokskake-gitteret med passasjer som er triangulære, kvadratiske, heksagonale etc. fig. 8 og 9, kunne også anvendes. Slike konturer har alle felles den effekt å danne veggover-flater som fullstendig omgir elektroden, og derved danner en serie beskyttelsesgass-sjikt for å inneslutte kjernegassen som inneholder lysbuen. Besides the one in fig. 4 and 6 showed a multi-pile wall contour whereby a series of concentric tubes were used, other contours could also be used to achieve similar advantages. For example, bundles of pipes could be used, fig. 7 preferably with the gas flowing both inside and outside the walls of the tube bundles. The beeswax grid with passages that are triangular, square, hexagonal, etc. fig. 8 and 9, could also be used. Such contours all have in common the effect of forming wall surfaces which completely surround the electrode, thereby forming a series of shielding gas layers to enclose the core gas containing the arc.

Den forbedring i sammenhengsstrøm-ning som oppnås ved hjelp av oppfinnelsen er større enn den som kan forklares bare som følge av de adderte beskyttelsesgass-lag. En undersøkelse av standard gasstrøm-ningsparametrene (Heat Transmission, W. H. McAdams, McGraw Hill, New York 1942, og amerikansk patent nr. 2 544 711) slik som Reynolds tall og L/D(. forholdene fast-slår at disse verdier forandres fordelaktig til å fremme sammenhengsstrømning. Når en lednings geometri modifiseres for å oppnå en økning av dens tverrseksjons-perimeter ble Reynolds tall for den modifiserte ledning mindre enn for den opprinnelige ledning under antagelse av en konstant gasstrømningshastighet. Omvendt blir L/D(.-forholdet for den modifiserte ledning større enn det opprinnelige. The improvement in coherent flow achieved by means of the invention is greater than that which can be explained only as a result of the added shielding gas layers. An examination of the standard gas flow parameters (Heat Transmission, W. H. McAdams, McGraw Hill, New York 1942, and US Patent No. 2,544,711) such as Reynolds number and L/D(. ratios) establishes that these values are advantageously changed to to promote coherent flow. When a conduit's geometry is modified to achieve an increase in its cross-sectional perimeter, the Reynolds number of the modified conduit becomes smaller than that of the original conduit assuming a constant gas flow rate. Conversely, the L/D(. ratio for the modified wire larger than the original.

Det faktum at fordelaktige Reynolds tall og L/De forhold oppnås i den modifiserte ledningen, garanterer imidlertid ikke at sammenhengningsstrømningen og god sveiseavskj ermning også skal oppnås. Det er likeledes nødvendig å sikre at gassen etter uttredelse fra multipelveggene kommer til å sammensmelte for å danne en gasspilar uten blanding med luft eller å tillate luftlommer å trenge inn i gasstrøm-mens kjerne. Ved andre utførelser har gasspilaren blitt dannet inne i hovedledningen ved å la multipelveggene slutte en betydelig strekning innenfor det punkt hvor gassen ledes ut i rommet. Denne fremgangsmåte virker uheldig på brenner- og/eller munnstykkeutføringen ved å kreve en ikke ønsket økning av ledningslengden. Behovet for en slik økning av ledningslengden er blitt eliminert ved ut-førelsen ifølge oppfinnelsen, hvilken til-later avkortning av hovedledning således at multipelinnerveggene kunne til og med rage ut, utenfor hovedledningen. However, the fact that favorable Reynolds numbers and L/De ratios are achieved in the modified line does not guarantee that the cohesive flow and good weld shielding will also be achieved. It is likewise necessary to ensure that the gas after exiting from the multiple walls will coalesce to form a gas column without mixing with air or allowing air pockets to penetrate into the core of the gas stream. In other embodiments, the gas pillar has been formed inside the main line by allowing the multiple walls to terminate a considerable distance within the point where the gas is led out into the room. This method has an adverse effect on the burner and/or nozzle design by requiring an unwanted increase in the cable length. The need for such an increase in the cable length has been eliminated by the design according to the invention, which allows shortening of the main cable so that the multiple liner walls could even protrude outside the main cable.

Anvendelsen av finner som strekker seg radialt fra en ledningsvegg er av og til blitt anbefalt for å oppnå redusert Reynold-tall og øket L/D(1-verdi. Slike finner har imidlertid ikke den spesielle fordel å danne multipelgassjikt som danner en serie kontinuerlige beskyttelseslag rundt gasskjernen. Dessuten er det iakttatt at anvendelsen av radielle finner kan befordre luftinnfiltrasjon i gasstrømmen når slike finner slutter nær ledningens ende. Dette inntreffer på grunn av den oppslissing eller deling av gasstrømmen som dannes når den passerer finneveggens to sider. Delningen av gasstrømmen kommer til å heles ved veg-gens slutt hvis den ikke er utsatt for atmosfæren eller hvis den er av en tykkelse som ikke overskrider omkring 0,5 mm. Hvis luft kan komme i berøring med delingen så kommer den til å bli oppsugd i denne, og således danne en luftlomme som trenger dypt inn i gasstrømmen med det resultat at sveisene blir forurenset uten hensyn til gasstrømmens renhet forøvrig. Eksempelvis forårsaker en 1,6 mm tykk radiell finne i et munnstykke luftinnfiltrasjon i gass-strømmen og sveiseforurensning hvis fin-nens bunnkant ligger omkring 13 mm fra munnstykkets ende. På den annen side kunne vegger helt inn i gasstrømmen, som innvendige konsentriske rør, være meget tykke, f. eks. 3,2 mm uten fare for luftinnfiltrasjon, selv når de innvendige vegger strekker seg nedenfor det ytre munnstykke. Radielle finneveggers tykkelse må reduseres til størrelsesorden 0,5 mm eller mindre, hvis de slutter nær munnstykkets ende eller utenfor denne. The use of fins extending radially from a conduit wall has occasionally been recommended to achieve reduced Reynold's number and increased L/D(1 value. However, such fins do not have the particular advantage of forming multiple gas layers forming a series of continuous protective layers around the gas core. Furthermore, it has been observed that the use of radial fins can promote air infiltration into the gas stream when such fins terminate near the end of the conduit. This occurs due to the splitting or splitting of the gas stream that occurs as it passes the two sides of the fin wall. The splitting of the gas stream occurs to be cured at the end of the wall if it is not exposed to the atmosphere or if it is of a thickness that does not exceed about 0.5 mm. If air can come into contact with the partition, it will be absorbed into it, and thus form an air pocket that penetrates deep into the gas stream with the result that the welds are contaminated without regard to the purity of the gas stream otherwise. A 1.6 mm thick radial fin in a nozzle causes air infiltration into the gas stream and welding contamination if the bottom edge of the fin is about 13 mm from the end of the nozzle. On the other hand, walls right into the gas flow, such as internal concentric tubes, could be very thick, e.g. 3.2 mm without risk of air infiltration, even when the inner walls extend below the outer nozzle. Radial fin wall thickness must be reduced to the order of 0.5 mm or less if they terminate near or beyond the end of the nozzle.

Sammenfattet fremmer altså oppdelingen av en ledning i et flertall ledninger eller vegger utført ifølge oppfinnelsen sam-menhengsstrømningen og optimal sveiseavskj ermning, ikke bare på grunn av de addisjonelle gassjikt men også på grunn av at Reynolds-tallet minskes og L/Di;-for-holdet økes. Dessuten blir alle gasslag in-klusiv det opprinnelige tykkere enn før oppdelingen. Den totalt oppnådde forbedring i sveiseutførelsen overskrider imidlertid betydelig summen av disse effekter. Hvert og ett av elementene innvirker til å forbedre de andre eller til å tilveiebringe en kombinasjon som er spesielt hensikts-messig for en sveise-fremgangsmåtes spesielle krav. Eksempelvis er den munnstykke-til-arbeidsstykke avstand, som er an-vendbar ved multipelveggmunnstykket fig. In summary, the division of a line into a plurality of lines or walls carried out according to the invention promotes coherent flow and optimal welding shielding, not only because of the additional gas layers but also because the Reynolds number is reduced and L/Di; the team is increased. Moreover, all gas layers, including the original one, become thicker than before the split. However, the overall improvement in welding performance significantly exceeds the sum of these effects. Each and every one of the elements works to improve the others or to provide a combination that is particularly suitable for the particular requirements of a welding process. For example, the nozzle-to-workpiece distance, which can be used with the multiple wall nozzle fig.

5 og med en total argonstrøm på 0,425 5 and with a total argon flow of 0.425

mVtime, større enn summen av slik avstand oppnådd når munnstykkeelemen-tene anvendes individuelt med deres res-pektive argonstrøm-forhold. mVtime, greater than the sum of such distance achieved when the nozzle elements are used individually with their respective argon flow ratios.

Enskjønt multipelvegg-munnstykke-gitteret som vist i fig. 4 og fig. 6 er hen-siktsmessig for angjeldende formål, inneholder andre innsatser som kunne anvendes, et knippe av rør, bivokskakegittere (kvadratiske, heksagonale, triangulære etc). Although the multiple wall nozzle grid as shown in FIG. 4 and fig. 6 is appropriate for the purpose in question, contains other inserts that could be used, a bundle of tubes, beeswax cake grids (square, hexagonal, triangular etc).

Generelt gjør oppfinnelsen det mulig å oppnå optimal sveiseavskj ermning med korte munnstykker, idet en eller en kombinasjon av følgende fordeler oppnås. a. Bredere arealoverdekning kan oppnås med en gitt munnstykkevidde og gasstrøm-ningshastighet. In general, the invention makes it possible to achieve optimal welding shielding with short nozzles, one or a combination of the following advantages being achieved. a. Wider area coverage can be achieved with a given nozzle width and gas flow rate.

b. Like arealoverdekninger kan oppnås med en gitt munnstykkevidde, men ved betydelig redusert gasstrømningshastighet. c. Det kan anvendes lengre avstand mellom munnstykke og arbeidsstykke og enda kan det oppnås god sveiseavskj ermning. b. Equal area coverages can be achieved with a given nozzle width, but at a significantly reduced gas flow rate. c. A longer distance between nozzle and workpiece can be used and good welding shielding can still be achieved.

Claims

1. Method for arc operations where an electric arc formed between an electrode and a workpiece is shielded from the atmosphere by means of a stream of shielding gas of uniform composition, which passes through a nozzle, characterized in that the stream of shielding gas flowing through the nozzle is divided at least at the outer zone of the nozzle exit in a plurality of peripheral continuous or discontinuous subflows, which are so close to each other at small intervals and at different radial distances from the electrode, that the subflows outside the nozzle merge into a single laminar flow that encloses any turbulent flow in the interior of the gas stream.

2. Burner for carrying out the method according to claim 1, comprising an electrode centering device for holding or controlling an electrode which is placed inside a gas nozzle which is equipped with longitudinally arranged separation means, which is arranged to divide a gas flowing through it stream of uniform composition in a plurality of separated streams, which merge into a single stream below mentioned separating means, characterized in that the separating means consist of a thin-walled grid which is arranged at least around a peripheral zone of the nozzle outlet, said grid providing a plurality of walls which are arranged transverse to the radial direction outward from the electrode, and which enclose the electrode at different radial distances.

3. Burner according to claim 2, characterized in that the grid consists of two or more concentrically arranged thin-walled tubes.

4. Burner according to claim 2, characterized in that the grid consists of a bundle of tubes.

5. Burner according to claim 2, characterized in that the grating consists of beeswax cake grating.

6. Burner according to any one of claims 2-5, characterized in that the electrode centering devices comprise an electrode holder equipped with centering devices for setting a non-consumable electrode which is retained therein in the center of said nozzle.