NO145153B

NO145153B - PROCEDURE FOR AND WELDING BURNER FOR WELDING IN A THERMAL IONIZED GAS.

Info

Publication number: NO145153B
Application number: NO771094A
Authority: NO
Inventors: Gerardus Antonius Mari Willems
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1976-03-31
Filing date: 1977-03-28
Publication date: 1981-10-19
Also published as: CA1096949A; ES457312A1; SE427437B; NO771094L; IT1083741B; BR7701921A; DE2711852A1; NL175500B; GB1542547A; BE853004A; FI770964A; SE7703543L; JPS52120249A; FR2346092A1; FI65933B; JPS5812108B2; NL175500C; FR2346092B1; FI65933C; NO145153C

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til og en sveisebrenner for sveising i en termisk ionisert gass, hvor det i en gasstrøm mellom en ikke-forbrukselektrode og en andre elektrode opprettholdes en plasmabue, hvor det av plasmabuen frembrakte plasma føres gjennom et munnstykke, hvor en sveisetråd kontinuerlig føres i gassplasmaet og gjennom munnstykket i retning av arbeidsstykket, og hvor det mellom sveisetråden og arbeidsstykket opprettholdes en sveisebue. The invention relates to a method and a welding torch for welding in a thermally ionized gas, where a plasma arc is maintained in a gas flow between a non-consumable electrode and a second electrode, where the plasma produced by the plasma arc is passed through a nozzle, where a welding wire is continuously passed in the gas plasma and through the nozzle in the direction of the workpiece, and where a welding arc is maintained between the welding wire and the workpiece.

En fremgangsmåte av denne art er kjent under beteg-nelsen plasma-MIG-sveising fra britisk patentskrift nr. 1.338.866. Ifølge denne kjente fremgangsmåte tilføres sveise-strømmen via et kontaktrør til forbrukselektroden ovenfor munnstykket' og den del av forbrukselektroden som befinner seg på nivået for plasmaelektroden er da strømførende, slik at en innbyrdes elektromagnetisk påvirkning opptrer mellom gassplasmaet og den strømførende forbrukselektrode. Denne innbyrdes påvirkning kan bevirke ustabilitet av plasmabuen, og denne ustabilitet er tosidig, dvs.: a) Det opptrer en sammentrekning av plasmabuen rundt forbrukselektroden, slik at spenningen over plasmabuen øker. Dette er en uheldig virkning fordi en mindre steil del av spennings-fallkarakteristikken for plasmamatekilden anvendes for plasmabuen og dette gjør den kontinuerlig opprettholdelse av plasmabuen mindre pålitelig. b) En forskyvning av det sammentrengte gassplasma langs forbrukselektroden som i tilfelle av positiv polaritet av forbrukselektroden i forhold til arbeidsstykket, bevirker ekstra og uønsket varmeutvikling og kan bevirke en begynnende dannelse av en katode i forhold til plasmaelektroden på forbrukselektroden, slik at plasmabuen ikke rettes mot arbeidsstykket, men heller til den nærmereliggende forbrukselektrode. Dette er et meget uønsket fenomen fordi sveisingen påvirkes og vanligvis opptrer forstyrrelser i kontinuiteten av sveisingen. A method of this kind is known under the name plasma-MIG welding from British patent document no. 1,338,866. According to this known method, the welding current is supplied via a contact pipe to the consumption electrode above the nozzle' and the part of the consumption electrode which is at the level of the plasma electrode is then current-carrying, so that a mutual electromagnetic influence occurs between the gas plasma and the current-carrying consumption electrode. This mutual influence can cause instability of the plasma arc, and this instability is two-sided, i.e.: a) A contraction of the plasma arc occurs around the consumption electrode, so that the voltage across the plasma arc increases. This is an unfortunate effect because a less steep part of the voltage drop characteristic of the plasma feed source is used for the plasma arc and this makes the continuous maintenance of the plasma arc less reliable. b) A displacement of the compressed gas plasma along the consumption electrode which, in the case of positive polarity of the consumption electrode in relation to the workpiece, causes additional and unwanted heat development and can cause an incipient formation of a cathode in relation to the plasma electrode on the consumption electrode, so that the plasma arc is not directed towards the workpiece, but rather to the nearby consumption electrode. This is a very undesirable phenomenon because the welding is affected and disturbances usually occur in the continuity of the welding.

Ifølge den kjente fremgangsmåte er det mulig å opp-rettholde stabiliteten av plasmabuen i tilfelle av negativ polaritet, vel og merke hvis katodedannelsen på forbrukselektroden stimuleres ved tilførsel av noe oksygen eller C02 til plasmagassen, mens stabiliteten oppnås ikke hvis potensialet av kontaktrøret og plasmaelektroden ikke er tilpasset til hverandre innenfor forholdsvis snevre grenser. Fullstendig eller delvis strømoverføring fra plasmaelektroden til forbrukselektroden i stedet for til arbeidsstykket vil da også lett oppstå, hvilket er uønsket og vanligvis fører til forstyrrelse fordi plasmabuen trekkes av magnetiske krefter og vandrer oppover mellom plasmaelektroden og kontaktrøret, eller også så langt at disse deler ødelegges slik at lekkasje vanligvis oppstår. According to the known method, it is possible to maintain the stability of the plasma arc in the case of negative polarity, especially if the cathode formation on the consumption electrode is stimulated by supplying some oxygen or C02 to the plasma gas, while the stability is not achieved if the potential of the contact tube and the plasma electrode is not adapted to each other within relatively narrow limits. Complete or partial current transfer from the plasma electrode to the consumable electrode instead of to the workpiece will then also easily occur, which is undesirable and usually leads to disruption because the plasma arc is pulled by magnetic forces and travels upwards between the plasma electrode and the contact tube, or to the extent that these parts are destroyed like this that leakage usually occurs.

Ifølge den kjente fremgangsmåte hvor strømmen til-føres forbrukselektroden via et kontaktrør, er dette rør vanligvis anordnet over munnstykket utenfor virkeområdet av bueplasmaet og vanligvis ovenfor enden av plasmaelektroden. Det oppstår da et problem ved at forlengelsen av forbrukselektroden, dvs. den strømførende del av denne mellom kontaktrøret og dens frie ende, er forholdsvis stor, hvilket er uheldig i visse tilfeller. According to the known method where the current is supplied to the consumption electrode via a contact tube, this tube is usually arranged above the nozzle outside the working area of the arc plasma and usually above the end of the plasma electrode. A problem then arises in that the extension of the consumer electrode, i.e. the current-carrying part of it between the contact tube and its free end, is relatively large, which is unfortunate in certain cases.

Fra britisk patentskrift nr. 845.410 er det også kjent å overføre strømmen til sveisetråden nedenfor plasma-elektrodene, men ikke innenfor gassplasmaet, men på siden av dette. From British patent document No. 845,410 it is also known to transfer the current to the welding wire below the plasma electrodes, but not within the gas plasma, but to the side of it.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor i det minste å minske disse ulemper, og forbedre plasma-MIG-sveisingen og ut-vide dens anvendelsesområde. The purpose of the invention is therefore at least to reduce these disadvantages, and to improve plasma MIG welding and expand its field of application.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at sveisestrøm-men for sveisebuen overføres til sveisetråden over et kontaktsted som befinner seg i gassplasmaet. This is achieved according to the invention by the welding current for the welding arc being transferred to the welding wire over a contact point located in the gas plasma.

Overraskende nok har det vist seg at det faktum at strømmen tilføres forbrukselektroden i selve gassplasmaet ikke har noen uheldig virkning på sveisingen. Tvert om i tilfelle av positiv som negativ polaritet av plasmaelektroden og forbrukselektroden, oppnås det tydelige fordeler. Når forholds-reglene ifølge oppfinnelsen tas, vil ikke den del av forbrukselektroden som ligger i flukt med plasmaelektroden være strøm-førende, slik at ustabilitet av plasmabuen som følge av innbyrdes magnetisk påvirkning mellom gassplasmaet og forbrukselektroden hindres. Følgelig kan plasmaelektroden såvel som føringen av forbrukselektroden anordnes nær munnstykket og forlengelsen, dvs. den strømførende del av forbrukselektroden kan minskes. Surprisingly, it has been shown that the fact that the current is supplied to the consumption electrode in the gas plasma itself has no adverse effect on the welding. On the contrary, in the case of positive as well as negative polarity of the plasma electrode and the consumption electrode, clear advantages are obtained. When the precautions according to the invention are taken, the part of the consumable electrode which lies flush with the plasma electrode will not be current-carrying, so that instability of the plasma arc as a result of mutual magnetic influence between the gas plasma and the consumable electrode is prevented. Consequently, the plasma electrode as well as the guide of the consumption electrode can be arranged close to the nozzle and the extension, i.e. the current-carrying part of the consumption electrode can be reduced.

En ytterligere fordel fremtrer tydelig i det tilfellet at det sveises med negativ polaritet av plasmaelektroden og forbrukselektroden. Selv om en utladning skulle opptre mellom plasmaelektroden og forbrukselektroden, vil denne ikke bevege seg oppover. Tvert om vil utladningen heller bevege seg i retning av arbeidsstykket. En delvis eller fullstendig utladning mellom plasmaelektroden og forbrukselektroden vil da opptre på en stabil måte selv om sveiseforholdene endres utilsiktet eller tilsiktet, slik at plasmabuen mellom plasmaelektroden og arbeidsstykket ikke opprettholdes eller bare med stor vanskelighet, mens utladningen mellom forbrukselektroden og arbeidsstykket opprettholdes. Dette kan opptre f.eks. hvis avstanden mellom sveisebrenneren og arbeidsstykket økes ut over visse grenser. Når den normale arbeidsavstand gjenopp-rettes, vil plasmabuen spontant trekkes igjen mot arbeidsstykket. Dette er en vesentlig fordel som er av stor viktighet, hvis sveisebrenneren føres for hånd. Dette er mulig, fordi anodedelen av plasmabuen på forbrukselektroden eller på arbeidsstykket er meget føyelig når fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes og fordelen kan utnyttes fullt ut, A further advantage appears clearly in the case that the plasma electrode and the consumption electrode are welded with negative polarity. Even if a discharge should occur between the plasma electrode and the consumption electrode, this will not move upwards. On the contrary, the discharge will rather move in the direction of the workpiece. A partial or complete discharge between the plasma electrode and the consumable electrode will then occur in a stable manner even if the welding conditions change unintentionally or intentionally, so that the plasma arc between the plasma electrode and the workpiece is not maintained or only with great difficulty, while the discharge between the consumable electrode and the workpiece is maintained. This can occur e.g. if the distance between the welding torch and the workpiece is increased beyond certain limits. When the normal working distance is restored, the plasma arc will spontaneously be drawn back towards the workpiece. This is a significant advantage that is of great importance if the welding torch is guided by hand. This is possible, because the anode part of the plasma arc on the consumption electrode or on the workpiece is very pliable when the method according to the invention is used and the advantage can be fully exploited,

fordi utladningen mellom plasmaelektroden og forbrukselektroden da er stabil. En vesentlig fordel består i at plasmabuen ikke kan slukkes under sveisingen ved en forstyrrelse av noen art slik det vanligvis skjer ved anvendelse av den kjente fremgangsmåte. Videre har det vist seg at ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det ikke lenger nødvendig å justere forbrukselektroden og plasmaelektrodens potensial nøyaktig i forhold til hverandre for å hindre forstyrrelse eller oppnå et tilfredsstillende sveiseresultat. because the discharge between the plasma electrode and the consumption electrode is then stable. A significant advantage consists in the fact that the plasma arc cannot be extinguished during welding by a disturbance of any kind, as usually happens when using the known method. Furthermore, it has been shown that with the method according to the invention it is no longer necessary to adjust the potential of the consumption electrode and the plasma electrode exactly in relation to each other in order to prevent interference or achieve a satisfactory welding result.

Det området innenfor hvilket tilfredsstillende over-føring av materialet finner sted er meget stort. Dette skyldes muligens den korte utstrekning av forbrukselektroden, slik at en spenningsgradient over forbrukselektroden opptrer i mindre grad. The area within which satisfactory transfer of the material takes place is very large. This is possibly due to the short extent of the consumption electrode, so that a voltage gradient across the consumption electrode occurs to a lesser extent.

I tilfelle av positiv polaritet for plasmaelektroden og forbrukselektroden, vil den korte utstrekning av forbrukselektroden være av viktighet fordi dette blant annet muliggjør ytterligere inntrengning i arbeidsstykket enn i tilfelle av en større utstrekning av forbrukselektroden. Rotasjon av MIG-buen som opptrer ved den kjente fremgangsmåte, vil da finne sted ved en større overføringsstrømtetthet av sveisestrømmen, hvilket muliggjør større sveisestrømmer ved denne strømtett-het for samme avsatt kvantum av elektrodematerialet, og resul-tatet er mindre motstandsvarme i forbrukselektroden og minsket oppvarming i gassplasmaet. En stabilisering av plasmabuen som oppnås ved negativ polaritet kan ikke oppnås ved positiv polaritet, men det er ofte mulig å velge en mere fordelaktig posisjon av plasmaelektroden i forhold til plasmaåpningen, fordi en mindre avstand mellom plasmaelektroden og forbrukselektroden ikke bevirker forstyrrelser. In the case of positive polarity for the plasma electrode and the consumable electrode, the short extent of the consumable electrode will be of importance because, among other things, this enables further penetration into the workpiece than in the case of a larger extent of the consumable electrode. Rotation of the MIG arc that occurs with the known method will then take place at a greater transfer current density of the welding current, which enables greater welding currents at this current density for the same deposited quantity of the electrode material, and the result is less resistance heat in the consumable electrode and reduced heating in the gas plasma. A stabilization of the plasma arc achieved with negative polarity cannot be achieved with positive polarity, but it is often possible to choose a more advantageous position of the plasma electrode in relation to the plasma opening, because a smaller distance between the plasma electrode and the consumption electrode does not cause disturbances.

Ifølge en foretrukket fremgangsmåte hvor gasstrømmen ledes gjennom plasmaåpningen i et munnstykke, bringes forbrukselektroden i kontakt med munnstykket og sveisestrømmen tilføres forbrukselektroden via munnstykket. According to a preferred method where the gas flow is led through the plasma opening in a nozzle, the consumable electrode is brought into contact with the nozzle and the welding current is supplied to the consumable electrode via the nozzle.

Oppfinnelsen gjelder også en sveisebrenner for ut-førelse av fremgangsmåten og denne sveisebrenner omfatter et hus som er forsynt med et munnstykke med en åpning, en ikkeforbruksplasmaelektrode, en inne i huset anordnet sveisetråd-føring for tilførsel av sveisetråd gjennom munnstykkeåpningen, og en tilslutning for tilførsel av en gass og er karakterisert ved et kontaktorgan med en kontaktflate som ligger nedenfor plasmaelektroden, og i det minste en del av kontaktflaten ligger hovedsakelig i flukt med trådføringens midtlinje og nesten berører denne. The invention also applies to a welding torch for carrying out the method and this welding torch comprises a housing which is provided with a nozzle with an opening, a non-consumable plasma electrode, a welding wire guide arranged inside the housing for supplying welding wire through the nozzle opening, and a connection for supply of a gas and is characterized by a contact means with a contact surface that lies below the plasma electrode, and at least part of the contact surface lies substantially flush with the center line of the wire guide and almost touches it.

For kontaktorganet kan anvendes ethvert egnet element forutsatt at det avkjøles tilstrekkelig slik at det kan motstå kombinasjonen av varmeutviklingen ved strømgjennomgangen og varmeoverføringen fra gassplasmaet. Any suitable element can be used for the contact member, provided that it is cooled sufficiently so that it can withstand the combination of the heat generation by the current passage and the heat transfer from the gas plasma.

En foretrukket utførelse av sveisebrenneren ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved et munnstykke med,en plasmaåpning hvor munnstykket virker som kontaktorgan og trådføringen er eksentrisk i forhold til plasmaåpningen, idet trådføringens midtlinje hovedsakelig ligger i flukt med et punkt på periferien av plasmaåpningen. Munnstykket er meget egnet for anvendelse som kontaktorgan fordi det vanligvis avkjøles godt. Plasmaåpningen ved denne utførelse kan være sirkelformet eller A preferred embodiment of the welding torch according to the invention is characterized by a nozzle with a plasma opening, where the nozzle acts as a contact member and the wire guide is eccentric in relation to the plasma opening, the center line of the wire guide mainly being flush with a point on the periphery of the plasma opening. The nozzle is very suitable for use as a contact member because it usually cools well. The plasma opening in this embodiment can be circular or

oval. oval.

Det har vist seg at den usymmetriske anordning av trådføringen i forhold til munnstykket ikke påvirker sveisingen. Det er tydelig at det elektromagnetiske felt av den strømfør-ende del av sveisetråden utenfor munnstykket fordeler gassplasmaet symmetrisk rundt den utragende del av sveisetråden. It has been shown that the asymmetric arrangement of the wire guide in relation to the nozzle does not affect the welding. It is clear that the electromagnetic field of the current-carrying part of the welding wire outside the nozzle distributes the gas plasma symmetrically around the projecting part of the welding wire.

En ytterligere fordel ved anvendelse av munnstykket som kontaktorgan, består i at tilførselen av sveisestrømmen til kontaktområdet på munnstykket skjer via veggen i sveise-brennerens hus. Som følge derav vil tilførselen av strøm til sveisetråden ikke, eller i bare uvesentlig grad, bevirke et magnetisk felt i det indre av huset, hvor plasmaelektroden befinner seg, slik at virkningen av strømmen gjennom sveisetråden på den del av plasmabuen som befinner seg i brenneren er minimal. A further advantage of using the nozzle as a contact means is that the supply of the welding current to the contact area of the nozzle takes place via the wall in the housing of the welding torch. As a result, the supply of current to the welding wire will not, or only to an insignificant extent, cause a magnetic field in the interior of the housing, where the plasma electrode is located, so that the effect of the current through the welding wire on the part of the plasma arc located in the torch is minimal.

En ytterligere utførelse av sveisebrenneren ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved et munnstykke med en plasmaåpning hvor munnstykket virker som plasmaelektrode og kontaktorganet befinner seg nedenfor munnstykket. Som følge herav vil kontaktorganet befinne seg forholdsvis nær arbeidsstykket, slik at den strømførende del av sveisetråden og dermed dens forlengelse blir meget kort. A further embodiment of the welding torch according to the invention is characterized by a nozzle with a plasma opening where the nozzle acts as a plasma electrode and the contact member is located below the nozzle. As a result, the contact member will be relatively close to the workpiece, so that the current-carrying part of the welding wire and thus its extension will be very short.

Utførelseseksempler på oppfinnelsen skal nedenfor Embodiment examples of the invention shall below

beskrives nærmere under henvisning til tegningene. is described in more detail with reference to the drawings.

Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom et apparat ifølge Fig. 1 shows a longitudinal section through an apparatus according to

oppfinnelsen. the invention.

Fig. 2-5 viser skjematisk ytterligere utførelse av apparater ifølge oppfinnelsen, hvor tilsvarende henvisningstall er anvendt som på fig. 1. Fig. 2-5 schematically show further embodiments of devices according to the invention, where corresponding reference numbers are used as in fig. 1.

Apparatet 1 på fig. 1 omfatter en sveisebrenner 3 The device 1 in fig. 1 comprises a welding torch 3

med en ikkeforbruksplasmaelektrode 5 og en trådføring 15 anordnet på hver sin side av midtlinjen Ti et hus 21 for sveisebrenneren. Huset 21 omfatter et munnstykke 11 med en plasmaåpning 13 op tilslutninger 23 for tilførsel av en inert gasstrøn A. En skjermingsgass S tilføres via forbindelser 27 i en kappe 25. Plasmaelektroden 5 består f.eks. av wolfram og er montert i en kopperholder 29 som avkjøles med with a non-consumable plasma electrode 5 and a wire guide 15 arranged on either side of the center line Ti a housing 21 for the welding torch. The housing 21 comprises a nozzle 11 with a plasma opening 13 and connections 23 for supplying an inert gas stream A. A shielding gas S is supplied via connections 27 in a jacket 25. The plasma electrode 5 consists of e.g. of tungsten and is mounted in a copper holder 29 which is cooled with

vann via forbindelser 31 og 33 og ikke viste kjølekanaler. Munnstykket 11 og huset 21 er forsynt med ikke viste kjøle-kanaler på vanlig måte. Elektrodeholderen 29 er forbundet ved hjelp av en tilslutningsklemme 35 med en høyfrekvensgenerator 7 med en av polene på en første matekilde 9 hvis andre pol er forbundet med et arbeidsstykke W. water via connections 31 and 33 and cooling channels not shown. The nozzle 11 and the housing 21 are provided with cooling channels not shown in the usual way. The electrode holder 29 is connected by means of a connection clamp 35 to a high-frequency generator 7 with one of the poles of a first feed source 9 whose other pole is connected to a workpiece W.

Ved hjelp av en tilslutningsklemme 37 er munnstykket 11 forbundet med den ene pol av en andre matekilde 19 hvis andre pol er forbundet med arbeidsstykket W. Holderen 29 By means of a connection clamp 37, the nozzle 11 is connected to one pole of a second feed source 19, the other pole of which is connected to the workpiece W. The holder 29

er isolert i forhold til huset 21 ved hjelp av en innsatt del 39 av kunststoff. Transporten av sveisetråden 17 som skal avsettes skjer ved hjelp av ruller 41 som drives med styrbar hastighet av en motor 43. Trådføringen 15 er anordnet i forhold til munnstykket 11 slik at midtlinjen Y for trådføringen hovedsakelig ligger i flukt med et punkt på den indre omkrets 45 av munnstykket 11 som ligger i plasmaåpningen 13, slik at sveisetråden 13 danner kontakt med den indre omkrets 45 av munnstykket som tjener som kontaktorgan for tilførsel av sveisestrømmen til sveisetråden. Sveisingen kan utføres enten med positiv eller negativ polaritet på sveisetråden, munnstykket og plasmaelektroden så lenge som deres polaritet er den samme. is insulated in relation to the housing 21 by means of an inserted part 39 of plastic. The transport of the welding wire 17 to be deposited takes place with the help of rollers 41 which are driven at a controllable speed by a motor 43. The wire guide 15 is arranged in relation to the nozzle 11 so that the center line Y of the wire guide lies mainly flush with a point on the inner circumference 45 of the nozzle 11 located in the plasma opening 13, so that the welding wire 13 forms contact with the inner circumference 45 of the nozzle which serves as a contact means for supplying the welding current to the welding wire. The welding can be done with either positive or negative polarity on the welding wire, nozzle and plasma electrode as long as their polarity is the same.

En overført plasmabue P mellom plasmaelektroden 5 A transmitted plasma arc P between the plasma electrode 5

og arbeidsstykket W tennes ved hjelp av ho4yfrekvensutladning og opprettholdes ved hjelp av matekilden 9. Deretter kan sveisetråden 17 mates frem etter at en MIG-bue M er tent mellom sveisetråden og arbeidsstykket, idet sveisetråden holdes på and the workpiece W is ignited by means of a high-frequency discharge and maintained by means of the feed source 9. Then the welding wire 17 can be fed forward after a MIG arc M has been ignited between the welding wire and the workpiece, the welding wire being held on

et egnet potensial ved hjelp av matekilden 19. a suitable potential using the feed source 19.

Positiv polaritet har en fordel overfor negativ polaritet ved at sveisingen blir jevnere i det høyere strømom-råde, f.eks. over 225A. En fordel ved en negativ polaritet overfor positiv polaritet er at stabiliteten av plasmaet, sikres langs den elektriske utladning fra sveisetråden til arbeidsstykket. En annen fordel i bestemte tilfeller består i at materialoverføringen forstyrrer smeiten mindre og ved at roten av den kombinerte bue i smeiten er mere jevnt fordelt og dermed har mindre forstyrrende virkning på overflaten av sveisen. Positive polarity has an advantage over negative polarity in that the welding becomes smoother in the higher current range, e.g. over 225A. An advantage of a negative polarity over positive polarity is that the stability of the plasma is ensured along the electrical discharge from the welding wire to the workpiece. Another advantage in certain cases is that the material transfer disturbs the forging less and that the root of the combined arc in the forging is more evenly distributed and thus has less disturbing effect on the surface of the weld.

Por begge polariteter er sveising med ikke overført plasmabue mellom plasmaelektroden 5 og munnstykket 11 alterna-tivt mulig. Por dette er det tilstrekkelig å forbinde matekilden 9 for plasmabuen ved hjelp av en forbindelsesklemme 47 til munnstykket 11 i stedet for til arbeidsstykket W, slik at de to matekilder 9 og 19 er serieforbundet. Det kan v?°re fordelaktig for plasmabuen å være fullstendig uavhengig av arbeidsstykket, op i det tilfellet med en ikke- overført plasmabue mellom plasmaelektroden og munnstykket, kan den enkle innføring av en bryter 49 mellom arbeidsstykket 9 og den andre matekilde 19 for MIG-buen M gi vesentlige fordeler. Når bryteren 19 er brutt, vil plasmabuen ikke bli overført til arbeidsstykket, men tennes mellom plasmaelektroden 5 og munnstykket 11. Når utmatningen av sveisetråden 17 begynner, sluttes bryteren 49 for å opprette forbindelsen arbeidsstykket-matekilden-munnstykket-sveisetråden og bringe sveisetråden på. et egnet potensial i forhold til arbeidsstykket. Som resultat herav vil plasmaelektroden da også ha høyere potensial enn arbeidsstykket. Følgelig vil plasmabuen starte fra plasmaelektroden 5 og overføres fra munnstykket 11 til arbeidsstykket W og utladningen fra sveisetråden 17 til arbeidsstykket W fortsettes umiddelbart. Når matihgen av sveisetråd stoppes, brytes bryteren 49 og plasmabuen vil automatisk vende tilbake til ikke overført form fra plasmaelektroden 5 til munnstykket 11. Apparatet er så igjen klart til ny start av sveising, slik at tenningen av plasma ved hjelp av høyfrekvensutladning ikke lenger er nødvendig. For both polarities, welding with a non-transmitted plasma arc between the plasma electrode 5 and the nozzle 11 is alternatively possible. For this, it is sufficient to connect the feed source 9 for the plasma arc by means of a connection clamp 47 to the nozzle 11 instead of to the workpiece W, so that the two feed sources 9 and 19 are connected in series. It may be advantageous for the plasma arc to be completely independent of the workpiece, and in the case of a non-transmitted plasma arc between the plasma electrode and the nozzle, the simple introduction of a switch 49 between the workpiece 9 and the second feed source 19 for MIG- the arch M provide significant advantages. When the switch 19 is broken, the plasma arc will not be transferred to the workpiece, but ignited between the plasma electrode 5 and the nozzle 11. When the discharge of the welding wire 17 begins, the switch 49 is closed to establish the connection the workpiece-feed source-nozzle-welding wire and bring the welding wire on. a suitable potential in relation to the workpiece. As a result, the plasma electrode will then also have a higher potential than the workpiece. Accordingly, the plasma arc will start from the plasma electrode 5 and be transferred from the nozzle 11 to the workpiece W and the discharge from the welding wire 17 to the workpiece W will continue immediately. When the feeding of welding wire is stopped, the switch 49 is broken and the plasma arc will automatically return to its non-transmitted form from the plasma electrode 5 to the nozzle 11. The apparatus is then again ready for a new start of welding, so that the ignition of the plasma by means of a high-frequency discharge is no longer necessary .

Som vist på fig. 2 kan munnstykket i det ovenfor be-skrevne utførelseseksempel med en ikke overført plasmabue mellom plasmaelektroden 5 og munnstykket 11, via forbindelses-klemmen 47 erstattes på i og for seg kjent måte av en andre plasmaelektrode 51 i huset 21 hvorved en ikke overført plasmabue opprettholdes mellom de to plasmaelektroder 5 og 51- Hvis begge plasmaelektroder 5 og 51 består av wolfram, kan matekilden 9 bestå av en transformator. Hvis en tredje matekilde 53 forbindes med en av de to plasmaelektroder, og med arbeidsstykket W via en bryter 55, sikres stabiliteten av plasmabuen mellom plasmaelektroden 5 og arbeidsstykket W ved samtidig opptreden av plasmabue mellom de to plasmaelektroder 50 og 51 i huset 21 som ikke overføres til arbeidsstykket. Dette skyldes at hvis plasmabuen på arbeidsstykket slukker som følge av forstyrrelser under sveisingen, kan den øyeblikkelig tennes igjen ved en strøm av termisk ionisert gass som frem-bringes av plasmabuen mellom de to plasmaelektroder, uavhengig av arbeidsstykket. As shown in fig. 2, the nozzle in the above-described design example with a non-transmitted plasma arc between the plasma electrode 5 and the nozzle 11 can, via the connection clamp 47, be replaced in a known manner by a second plasma electrode 51 in the housing 21 whereby a non-transmitted plasma arc is maintained between the two plasma electrodes 5 and 51 - If both plasma electrodes 5 and 51 consist of tungsten, the feed source 9 can consist of a transformer. If a third feed source 53 is connected to one of the two plasma electrodes, and to the workpiece W via a switch 55, the stability of the plasma arc between the plasma electrode 5 and the workpiece W is ensured by the simultaneous occurrence of a plasma arc between the two plasma electrodes 50 and 51 in the housing 21 which is not transmitted to the workpiece. This is because if the plasma arc on the workpiece goes out as a result of disturbances during welding, it can be instantly re-ignited by a flow of thermally ionized gas produced by the plasma arc between the two plasma electrodes, regardless of the workpiece.

Normalt kan sveising utføres med likestrøm for sveisetråden såvel som for plasmabuen. Utførelsen som er an-tydet på fig. 1 med streket linje og som omfatter to seriefor-bundne matekilder 9 og 19 og en bryter 49, kan gjøres enklere og billigere ved å erstatte likeretteren i den første matekilde 9 med en billigere transformator 57 (fig. 3), en hjelpe-elektrode 59 av wolfram anordnes da på innersiden av munnstykket 11. Ved hjelp av en lett høyfrekvensutladning kan en ikke overført vekselstrømsbue tennes mellom plasmaelektroden 5 og hjelpeelektroden 59- Da de to wolframelektroder anvendes, kan vekselstrømbuen opprettholdes ved hjelp av transformatoren 57 uten noen høyfrekvensutladning. Argongass strømmer inn i huset 21 og blåser bueplasmaet gjennom munnstykket til arbeidsstvkket W. Apparatet er sl klart til start av plasma-MIG-sveising uten ytterligere høyfrekvensutladning. Så startes utmatningen av sveisetråden 17 slik at den berører munnstykket og bryteren 49 kan sluttes på samme tid. Sveisetråden 17 er da forbundet via munnstykket 11 med den positive pol av like-strtfmkilden 19, nens den negative pol er forbundet med arbeidsstykket W. Det har vist seg at etter slutning av bryteren 49, dannes en overført plasmabue mellom elektroden 5 og arbeidsstykket W og utladningen fra sveisetråden tennes øyeblikkelig og opprettholdes. Mår l^.kestrømutladningen fra sveisetråden 17 først er tent er en katode permanent til stede på arbeidsstykket W, slik at utladningen fra plasmaelektroden 5 til arbeidsstykket W lett kan tennes under den positive periode. Normally, welding can be carried out with direct current for the welding wire as well as for the plasma arc. The embodiment indicated in fig. 1 with dashed line and which comprises two series-connected feed sources 9 and 19 and a switch 49, can be made simpler and cheaper by replacing the rectifier in the first feed source 9 with a cheaper transformer 57 (fig. 3), an auxiliary electrode 59 of tungsten is then arranged on the inside of the nozzle 11. With the help of a light high-frequency discharge, a non-transmitted alternating current arc can be ignited between the plasma electrode 5 and the auxiliary electrode 59 - When the two tungsten electrodes are used, the alternating current arc can be maintained with the help of the transformer 57 without any high-frequency discharge. Argon gas flows into the housing 21 and blows the arc plasma through the nozzle of the workpiece W. The apparatus is then ready for the start of plasma MIG welding without further high-frequency discharge. The output of the welding wire 17 is then started so that it touches the nozzle and the switch 49 can be closed at the same time. The welding wire 17 is then connected via the nozzle 11 to the positive pole of the direct current source 19, while the negative pole is connected to the workpiece W. It has been shown that after closing the switch 49, a transferred plasma arc is formed between the electrode 5 and the workpiece W and the discharge from the welding wire is instantly ignited and maintained. If the current discharge from the welding wire 17 is first ignited, a cathode is permanently present on the workpiece W, so that the discharge from the plasma electrode 5 to the workpiece W can be easily ignited during the positive period.

Under den negative periode av plasmaelektroden 5 During the negative period of the plasma electrode 5

er plasmabuen stadig tilstede mellom plasmaelektroden og munnstykket. Det er overraskende at starttenningen av den overførte plasmabue oppnås så lett fordi en katode flekk må opprettes på arbeidsstykket. Tilstedeværelsen av termisk ionisert gass i den ikke overførte plasmabue og økningen av potensialet på plasmaelektroden under den positive periode med spenning fra likestrømskilden 19 sørger øyensynlig for dette. Til tross for at bare halvdelen av plasmastrømmen går til arbeidsstykket, slik at oppvarming av sveisen blir mindre enn i tilfelle av likestrømplasmabue, er forskjellen i sveise-resultatet ganske liten. Når trådmatingen opphører, og bryteren 49 brytes, bibeholdes en ikke overført vekselstrøms-plasmabue i hvilken start lett kan oppnås igjen. the plasma arc is constantly present between the plasma electrode and the nozzle. It is surprising that the initial ignition of the transferred plasma arc is achieved so easily because a cathode spot must be created on the workpiece. The presence of thermally ionized gas in the non-transmitted plasma arc and the increase of the potential of the plasma electrode during the positive period of voltage from the direct current source 19 apparently ensures this. Despite the fact that only half of the plasma current goes to the work piece, so that the heating of the weld is less than in the case of a direct current plasma arc, the difference in the welding result is quite small. When the wire feed ceases, and the switch 49 is broken, an untransmitted alternating current plasma arc is maintained in which start can easily be achieved again.

Alle disse kretser er med tilfredshet anvendt for sveiseprøver med strøm i sveisetråden på mellom 50 og 500A og plasmastrømmer på mellom 50 og 300A. Sveisetråd av stål, rustfritt stål, kopper og aluminium med en diameter på 1,6 - 0,9 mm er anvendt. All these circuits have been used with satisfaction for welding tests with current in the welding wire of between 50 and 500A and plasma currents of between 50 and 300A. Welding wire of steel, stainless steel, copper and aluminum with a diameter of 1.6 - 0.9 mm is used.

Fig. 4 viser en utførelsesform hvor et særskilt kontaktorgan 61 forbundet med den andre matekilde 19, er anordnet mellom munnstykket 11 og arbeidsstykket W. Kontaktorganet består av en kontaktflate 63 som ..er parallell med midtlinjen Y for trådføringen 15. Kontaktorganet er anordnet slik at kontaktflaten 63 er hovedsakelig i flukt med midtlinjen Y. Forlengelsen L eller sveisetråden 17, dvs. den strøm-førende del mellom kontaktorganet og den fri ende av sveisetråden er meget kort i dette tilfellet. Kontaktorganet 61 må være vesentlig avkjølt hvilket kan oppnås ved anbringelse av kjølekanaler (ikke vist). Fig. 4 shows an embodiment where a special contact member 61 connected to the second feed source 19 is arranged between the nozzle 11 and the workpiece W. The contact member consists of a contact surface 63 which is parallel to the center line Y of the wire guide 15. The contact member is arranged so that the contact surface 63 is mainly flush with the center line Y. The extension L or the welding wire 17, i.e. the current-carrying part between the contact member and the free end of the welding wire is very short in this case. The contact member 61 must be substantially cooled, which can be achieved by placing cooling channels (not shown).

Utførelsen på fig. 5 omfatter et kontaktoragn 71 som består av en vannkjølt kopperholder 75 og en wolframdel 77 med en kontaktflate 73- Munnstykket 11 er forbundet med den første matekilde 9 og tjener som plasmaelektrode. En særskilt plasmaelektrode i huset 21 er derfor utelatt. Høyfrekvens-generatoren er heller ikke nødvendig ved denne utførelse, fordi plasmabuen tennes spontant av MIG-buen som kan tennes ved å bringe sveisetråden i kontakt med arbeidsstykket. The embodiment in fig. 5 comprises a contactor rag 71 which consists of a water-cooled copper holder 75 and a tungsten part 77 with a contact surface 73. The nozzle 11 is connected to the first feed source 9 and serves as a plasma electrode. A separate plasma electrode in the housing 21 is therefore omitted. The high-frequency generator is also not necessary in this embodiment, because the plasma arc is ignited spontaneously by the MIG arc which can be ignited by bringing the welding wire into contact with the workpiece.

Claims

1. Method for welding in a thermally ionized gas, where a plasma arc is maintained in a gas flow between a non-consumable electrode and a second electrode, where the plasma produced by the plasma arc is passed through a nozzle, where a welding wire is continuously passed into the gas plasma and through the nozzle in the direction of the workpiece, and where a welding arc is maintained between the welding wire and the workpiece, characterized in that the welding current for the welding arc is transferred to the welding wire via a contact point located in the gas plasma.

2. Method according to claim 1, characterized in that the welding wire is brought into contact with the nozzle, and that the welding current is transferred to the welding wire via the nozzle.

3. Welding torch for carrying out the method according to claim 1 or 2, comprising a housing which is provided with a nozzle with an opening, a non-consumable plasma electrode, a welding wire guide arranged inside the housing for supplying welding wire through the nozzle opening, and a connection for the supply of a gas, characterized by a contact means (11,61,71) with a contact surface (45,63,73) which lies below the plasma electrode (5), and at least part of the contact surface is mainly flush with that of the wire guide (15) center line (Y) and almost touches it.

4. Welding torch according to claim 3, characterized by a nozzle (11) with a plasma opening (13) where the nozzle acts as a contact member and the wire guide (15) is eccentric in relation to the plasma opening, with the center line (Y) of the wire guide (15) mainly lying tangential to the periphery (45) of the plasma opening.

5. Welding torch according to claim 3, characterized by a nozzle (11) with a plasma opening (13) which is designed as a plasma electrode and the contact member (71) is arranged below the nozzle.