NO751121L - - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte til og innretning for plasma- MIG-sveising.

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til og en innretning for plasma- MIG-sveising, hvor en forbrukseléktrode mates gjennom et munnstykke og en MIG-bue opprettholdes i et bueplasma som frembringes ved opprettholdelse av en plasmabue i en gasstrøm mellom en ikke-forbrukselektrode og et arbeidsstykke .

En fremgangsmåte av denne art er allerede

kjent fra britisk patatskrift nr. 1. 276. 110. Ifølge den kjente fremgangsmåte begrensesdeden maksimale strømstyrke i plasmabuen ved dimensjonering og kjølingen av ikke-forbrukselektroden som er anordnet i huset. P.eks. har en stavformet volfram elektrode en diamter på 6mm og kan lastes med en strøm på maksimal 200 amper'med positiv polaritet og under de .mest fordelaktige forhold. Por sveising med.større strømstyrke kan en andre akke-forbrukseléktrode anordnes i huset, men dettévméd-fører en uheldig virkning på plasmabuens stabilitet.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe,, en fremgangsmåte hvor mere energi kan tilføres bueplasma på enkel måte uten at ikke-forbrukselektroden overbelastes eller.^øde-legges og uten at plasmabuens stabilitet svekkes.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at i strøm-ningsretningen fra ikke-forbrukselektroden tilføres ekstra strøm til lysbueplasma ved hjelp av en ringformet hjelpeelektrode.

På denne måte økes strøistyrken i bueplasmaet på meget enkel måte, idet ekstrastrømmen medfører en bredere sveis og en bedre fukting med samme inntregning enn hvis ekstrastrømmen ikke tilføres. En uheldig innvirkning på plasmabuens stabilitet hindres av ring-formen av hjelpeelektroden.

Ved en foretrukket utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tilføres ekstrastrømmen ved hjelp av et munn stykke som tjener som. hjelpeelektrode. Det er således mulig å utføre fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved å anvende et i og for seg kjent sveiseverktøy uten at det er nødvendig å forsyne dette med en separat hjelpeelektrodee

Hvis imidlertid munnstykke ikké. anvendes som • hjelpeelektrode, f.eks. fordi denne utgjør en annen funksjon,

kan ifølge oppfinnelsen ekstrastrømmen tilføres ved hjelp av en hjelpeelektrode som er anordnet mellom- munnstykke og arbeidsstykke .

Dette medfører muligheten for en fordelaktig anvendelse av munnstykke på forskjellige måte ved at plasma-

buen opprettholdes mellom munnstykke som tjener som ikke-forbrukseléktrode og arbeidsstykke.

Oppfinnelsen angår også en innretning for ut-førlse av fremgansmåten hvor det slik som i den nevnte britiske patentskrift 1.276.110 anvendes et sveiseverktøy med et hus med munnstykke med en plasmaåpning, en ikke-ftrbr.ukselektrode, utstyr for tilførsel av en gass, og et kbntaktrør for mating av en sveisetråd gjennom plasmaåpningen, samt en første og en andre strømkilde som kan styres uavhengig av hverandre, i det ikke-forbrukselektroden er Jbrbudnet med den første strømkilde, og kontaktrøret>:;er forbudnet med den andre strømkilde, og innretningen erkarakterisertvéd en ringformet hjelpeelektrode som i strøm-ningsretningen er anordnet efter ikke-forbrukselektroden og som er forbudnet med en strømkilde som er uavhengig av den andre strøm-kilde, hvilken hjelpeelektrode har samme polaritet som ikke-forbrukselektroden og kontaktrøret.

Ved en foretrukket utførelse av innretningen ifølge oppfinnelsen er hjelpeelektroden forbund* med en tredje strømkilde som er uavhengig av den første og andre strømkilde. Potensialet på hjelpeelektrodan og ekstrastrømen som tilfører bueplasmaet kan således styres uavhengig av strømparametrene fer plasmabuen og MIG-buen, og tilpasses andre sveiseparametere som f.^eks. mengden av plasmagass, egenskapene for beskyttelsesgass og diameteren av munnstykke.

Ved en ytterligere utførelse ifølge oppfinnelsen er hjelpeelektroden forbudnet med den første strømkilde gjennom en motstand. Dette gir en meget enkel og billig konstruksjon når riktig polaritet tas i betraking.

Ved en ytterligere foretrukket utførelses-form for innretningen ifølge oppfinnelsen, hvor ikke-f orbruks-elektroden er anordnet i huset, er munnstykke utformet som hjelepelektorde og er fcrsynt med et tilkoplingsutstyr for forbindelse til en strømkilde. På denne måte kan foreliggende sveiseverktøy meget enkelt gjøres anvendelig £r utførelse av •fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen idet munnstykke som normalt er elektrisk isolert i forhold til ikke-forbrukselektroden og.kontaktrøret, bare behøver forbindes med en strømkilde som er uavhengig av den andre strømkilde idfet polariteten tas i betrak-ning.

Ved nok en utførelse av innretningen ifølge oppfinnelsen er den ringformede hjelpeelektrode anordnet i huset i strømningsretningen efter munnstykke. På denne måte kan munnstykke anvendes -.'for andce funksjoner, f.eks. som elektrode for MIG-buen som i slikt tilfelle ikke flyttes.

Det er også mulig at munnstykke kan være utformet som ikke-forbrukseléktrode og være forbundet med den første strømkilde. På denne måte kan en separat elektrode anordnes i huset og således muliggjøre et kompakt sveiseverktøy med for-holdsvis små dimensjoner.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere

under henvisning til tegningene.

Fig. 1 viser et aksialt snitt gjennom en innre

retning for utførelse av fremgangsmåten-ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 viser på samme måte en andre utførelses-form av en innretning ifølge oppfinnelsen.

Innretningen 1 på fig. 1 omfatter et sveise-verktøy 2 med et hus 3 som er forsynt med et munnstykke 5 og en plasmaåpning 7. I huset er anordnet en elektrodeholder 8 med en ikke-forbrukseléktrode 9 av f.eks. volfram, eksentrisk i forhold til plasmaåpningen 7. Sveisetråden 11 styres gjennom plasmaåpningne 7 ved hjelp av et kontaktrør 13, Elektrodehold-eren 8 og kontaktrøret 13 er fastståedne i et deksel 12 av isolasjonsmateriale og dette medfører at huset, kontaktrøret og ikke-forbrukselektroden er elektrisk isolert i forhold til hverandre. Ehisolerende foring 14 er anordnet på den indre vegg av huset.

Sveisetråden 11 mates ved hjelp av transport-ruller 13 som rives av en motor 17 med regulerbar hastighet.

Sveiseverktøyet 2 er videre forsynt med tilførselslaial 19

for en plasmagass A., f.eks. argon. Forbindelser 21 ag en skjerm 20 tjener til tilførsel av ehbeskyttelsesgass S f.eks. en

blanding av argon cg karbondioksyd. Huset 3>elektrodholderen

8 og kontatkrøret 13 er forsynt med kjølekanaler, idet bare

kjølekanalen 22 i huset 3 er vist på tegningen. Kjølekanalene står iforbindelse med forbindelse 23' og 23'',. 25' og 25,,J

27' og 27'' for tilførsel og avløp for kjølevann W. Ikke-fcrbrukselekcroden 9 er forbundet via en forbindelseskontakt 28

på elektrodholderen 8, med den ene pol på en strømkilde 29 via en høyfiétvensgenerator 31. Sveisetråden 11 er forbundet via en f orbindelseskontakt 32 på kontaktlæret 133med en pol av en andre strømkilde 33. Et arbeidsstykke 35 er forbundet med den andre pol avde to strømkilder 39 og 33.

Ifølge oppfinnelsen er munnstykket 5 utformet-:-som hjelpeelektrode go forbundet med den ene pol av den tredje strøm-kilde 37 via en f orbindelseskontakt 39 på hsuet 3-: Den andre pol av strømkilden 37 er forbundet med arbeidsdykke 35. Vol-

fram elektroden 9S kontaktrøret 13 og munnstykke 5 har samme polaritet.

For sveiseng med cfri beskrevne innretning er elektroden 93kontaktrøret 13, munnstyket 5 og arbeidsstykke 35 forbundet;: på den ovenfor beskrevne måte med strømkilden 29}

33..og 37- En plasmagass A tilfører kanalen 19. En beskyttelsesgass S tilføres via en forbindelse 21. Ved'hjelp av strøm-kilden 29 og høyfrekvensgeneratoren 31 dannes en plasmabue i plasmagasstrømmen og denne opprettholdes mellom volframelektroden 9 og arbeidsstykket 35. Ved hjelp av transportrullene 15.mates sveisetråden 11 og styres gejnnom plasmaåpningen 7 ved hjelp av kontatrøret 13. Mellom sveisetråden 11 og arbeidsstykke 35

dannes en MIG-bue som opprettholdes ved hjelp av strømkilden 33. . Sveisetråden llc-smeltes i bueplasmaet som frembringes av plasmabuen.

Strømstyrken i plasmabuen er begrenset til den maksimalt tillate belastning av volframelektroden 9. For å opp-nå', sveising ved større strømstyrke uten overbelastnign av volframelektroden 9 og uten å forstyrre stabiliteten av plasmabuen, er en hjelpestrøm tilført det allerede foreliggende bueplasma og denne ekstra strøm tilføres bueplasma fra strømkilden 37 via forbindelseskontakten 39, huset 3 og munnstykket 5.

Ved anvendelse av innretningen kan en ekstra strøm på mere enn 300 A tilføres bueplasma uten vanskelighet. Ved en konstant strømstyrke på 300 amper i sveisetråden for-dobles bredden av sveisen ved å øke strømstyrken i bueplasma, fra 20- amper til 350 amper, og vetningen forbedres ved prak-tisktalt samme innretning.

På fig. 2. er det anvaidt samme henvisnings tall på tilsvarende bestanddeler som på fig*: 1. Innretningen 51 omfatter et sveiseverktøy 53 hvis munnstykke 5 tjener som ikke-forbrukseléktrode for plasmabuen.. I motsetning til ut-førelses på fig. 1 er hjelpeelektroden som er-anordnet i huset utelatt. Munnstykke 5 er forbudnet med strømkilden 21 via en f orbindelseskontakt 55 på hsuet 3- I dette tilfelle skjer ekstrastrømtilførselen via en"ringformet hjelpeelektrode 57-Hjelpeelektroden er montert på en hylse( 59 som er montert i huset 3 eller ved hjelp av en ringmutter 6l. Hylsen 59 med hjelpeelektrccen 57 er isolert i forhold til huset 3 ved hjelp av et ringformet isolasjonslegeme 63. Hylsen 59 er débbelt-vegg* og forsynt med en kjølekanal .65 og forbindelse 67' og 67'' for tilførsel og avløp av kjølevann W. En beskyttelsesgass S kan tilføres via forbindelsen 69.

Por tilførsel av ekstrastrøm kan hj elpeelek-^.x* troden likesom på fig. 1 være forbundet med en tredje strøm-r kilde som er uavhengig av de to andre strømkilder 29 og 33. Ved denne innretning kan imidlertid hjelpeelektroden være forbundet ved hjelp av forbidnelseskontakten 71 på hylsen 59 med strømkilden 29 f.eks. via en motstand 73, slik at en sørskilt tredje strømkilde ikke er nødvendig, og derved oppnås en enklere og billigere konstruksjon av innretningen.

Som på fig. 1 må riktig polaritet tas i betraksning, dvs. munnstykke 5, kontaktrøret 13 og hjelpeelektroden 57 må ha samme polaritet.

Ved innretningen på fig. 1 ble munnstykket som tjerte som hjelpeelektrode også forbudnet med strømkilden 29 via en motstand.

Munnstykke som tjener som en elektrode så vel som den ringformede hjelpeelektrode kan bestå av volfram eller-av vannkjølt kopper. Levetiden for en kopperelektrode kan "økes ved å anvende en f<5ring av et metall med høyt smeltepunkt f.eks. volfram.

Sveisingen kan utføres med vekselstrøm eller likestrøm, med positiv så vel som negativ polaritet så lenge sveisetråden og de to elektroder, volframelektroden og munnstykket eller munnstukket og hjelpeelektroden har samme polaritet.

Ved de beskrevne utførelseseksempler opprettholdes en overført MIG-bue mellom sveisetråden og arbeidsstykket. Imidlertid kan det ifølge oppfinnelsen være like fordelaktig at en ikke- overført MIG-bue opprettholdes mellom sveisetråden og en hjelpeelektrode sonraklce er arbeidsstykket. P.eks. kan sveiseverktøyet på fig. 1 være forsynt med en ringformet hjelpeelektrode og plasmabuen opprettholdes da mellom volframelektroden og arbeidsstykke, mens MIGJ-buen opprettholdes mellom sveisetråden 11 og hjelpeelektroden, og ekstrastrømmen tilføres via munnstykket.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte til plasma-MIG-sveising, hvor en forbrukseléktrode mates gjennom et munnstykke og en MIG-bue opprettholdes i et bueplasma som frembringes ved opprettholdelse av en plasmabue i en gasstrøm mellom en ikke-forbrukseléktrode og et arbeidsstykke, karakterisert ved at i strømningsretningen fra ikke-forbrukselektroden til-føs s ekstra strøm til bueplasmaet ved hjelp av en ringformet hjelpeelektrode.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at ekstrastrømmen tilføres ved hjelp av munnstykket som tjener som hjelpeelektrode.

3..Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at ekstrastrømmen tilføres ved hjelp av en hjelpeelektrode som er anordnet mellom munnstykket og arbeidsstykket .

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at plasmabuen opprettholdes- mellom munnstykket som tjener som ikke-forbrukseléktrode, og arbeidsstykket.

5. Innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1-4, omfattende et sveiseverktøy med et hus med munnstykket med en plasmaåpning, en ikke-forbrukseléktrode, utstyr for tilførsel av en gass, og et kontaktrør for mating av en sveisetråd gjennom plasmaåpningen, samt en første og en andre strømkilde som kan .styres uavhengig av hverandre, idet ikke-forbrukselektroden er forbundet med den første strøm-kilde, og kontaktrøret er forbundet med den andre strømkilde, karakterisert ved en ringformet hjelpeelektrode som i strømningsretningen er anordnet efter ikke-forbrukselektroden og som er forbundet med en strømkilde somer uavhengig av den andre strømkilde, hvilken hjelpeelektrode har samme polaritet som ikke-forbrukselektroden og kontaktrøret.

6. Innretning ifølge krav 53 kara kttv.e r i - sert ved at hj elpeelektroden er -''forbundet med en tredje strømkilde som er uavhengig ar/ den første og andre strømkilde.

7. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at hjelpeelektroden er forbundet med den første strømkilde gjennom en mbtstand.

8. ' Innretning ifølge et av kravene 5-7, hvor ikke-forbrukselektroden er anordnet i huset, karakterisert ved at munnstykket er utformet som hjelpeelektrode og er forsynt med tilkoplingsutstyr for forbindelse til en strømkilde.

9. Innretning ifølge et av kravene 5-7, karakterisert ved at den ringformete hjelpeelektrode er anordnet i huset i strømningsretningen "efter munnstykket.

10. Innretning ifølge krav 9, karakterisert ved at munnstykket er utformet som ikke-forbrukseléktrode og er.forbundet med den første strømkilde.