WO2008011907A1 - Schweissvorrichtung zum lichtbogenschweissen mittels hubzündung - Google Patents

Schweissvorrichtung zum lichtbogenschweissen mittels hubzündung Download PDF

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WO2008011907A1
WO2008011907A1 PCT/EP2006/007507 EP2006007507W WO2008011907A1 WO 2008011907 A1 WO2008011907 A1 WO 2008011907A1 EP 2006007507 W EP2006007507 W EP 2006007507W WO 2008011907 A1 WO2008011907 A1 WO 2008011907A1
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welding
coil
magnetic
welding element
element holder
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PCT/EP2006/007507
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Wolfgang HÖLLINGER
Original Assignee
Hbs Bolzenschweiss-Systeme Gmbh & Co. Kg
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/20—Stud welding
    • B23K9/205—Means for determining, controlling or regulating the arc interval
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/20—Stud welding

Definitions

  • the invention relates to a welding device for fastening a welding element to a workpiece.
  • a magnetic field is generated during the welding process, which extends radially in the welding gap.
  • Such a device is known from DE 195 08 380 A1.
  • the magnetic coil is rigidly connected to the welding head, which is part of a welding gun, while the welding element holder is movable relative to the welding head to and from the workpiece.
  • the welding element holder is thus movable relative to the magnetic coil, which means that a gap is required between these parts.
  • This gap should be as small as possible in order to achieve the best possible coupling of the magnetic field in the welding element holder.
  • the gap must not be too small to avoid a rollover of the welding element holder passing through the welding current to the coil. In practice, only a compromise between these two opposite conditions is possible.
  • the current passing through the coil for generating the radial magnetic field is supplied separately.
  • the coil current is derived from the welding element holder passing through the welding current. This means that the welding current is reduced by the solenoid current.
  • measures are required to tap the coil current on the movable relative to the coil welding element holder and due to enforce the coil through the housing of the Sch dervor- direction.
  • the welding device described in DE 195 12 094 A1 operates with a rotating arc, wherein a radially extending magnetic field in the welding gap is generated only by a housed in the welding element holder rod-shaped permanent magnet. With such an arrangement, only a comparatively weak magnetic field can be achieved.
  • the general object of the invention is to at least partially avoid disadvantages such as occur in comparable devices according to the prior art.
  • a more specific object of the invention may be seen to provide a welding apparatus for securing a welding element to a workpiece capable of generating a high magnetic field without the risk of electrical flashover between the welding element holder and the magnet system.
  • a known field shaper with the magnetic coil is firmly connected and forms with this and the welding element holder a moving unit.
  • a magnetically conductive core is provided to improve the magnetic coupling, which passes through the magnetic coil and is magnetically coupled to the welding element.
  • the magnetic circuit is further completed by a remind gleich- ring on the side facing away from the welding element of the magnetic coil between the magnetic core and the generally cylindrical Feldformer or arranged with a magnetically conductive member connected thereto.
  • the return ring is embedded in a coil carrier.
  • the coil support is surrounded by a magnetically conductive jacket connected to the field former, which forms a flow channel for a cooling medium for cooling the magnet coil.
  • the magnetic coil can be traversed by the welding current itself, with its own power connections unnecessary and a particularly high magnetic field strength is achieved.
  • the magnetic coil is preferably provided on a disposed between the welding element holder and a welding current connecting part bobbin and therefore movable with the welding element holder. Since the distances otherwise required for enabling a relative movement between the welding element holder and the coil are eliminated, the arrangement can be made particularly compact.
  • the specified in claim 8 conical configuration of the bobbin is favorable in that a large diameter is required only at the welding element adjacent the end of the coil, while at the other, thinner end of the bobbin space for the supply of inert gas, forming gas and coolant results.
  • the conical bobbin the relatively thick and therefore not tightly wound coil wire is applied from the thinner cone end, so that during the winding of the wire is pulled onto the respective previous turn. In this way, the cone shape of the bobbin contributes despite the thick coil wire to form a tight winding.
  • a welding device such as a welding gun
  • a stand 10 Connected to the housing of the device is a stand 10, which is placed on a workpiece 11 in the drawings and serves to align the welding head.
  • a welding element holder 13 which engages around the welding element 12 on its outside.
  • a lifting device such as a lifting magnet
  • the welding element 12 is lifted off a predetermined length from the workpiece 11, so that an arc is formed therebetween, which is set in rotation by a radially extending magnetic field in the welding gap.
  • Fig. 1 shows the device in this state with the welding element 12 lifted.
  • the welding element holder 13 is inserted into the lower opening of a welding current guiding part 14, the welding current guiding part 14 is in contact with a connecting part 15 at its upper end.
  • the welding current-guiding part 14 is surrounded by a coil carrier 20, in which a magnetic coil 21 is embedded.
  • a magnetic core receptacle 22 is arranged, which receives the upper end of a magnetic core 23.
  • the lower end 24 of the magnetic core 23 is located in the interior of the annular welding element 12.
  • the coil support 20 is surrounded by a substantially cylindrical, magnetically conductive jacket 25, at the lower end of a field former 26 is attached, the lower part of the welding element 12 surrounds.
  • a return ring 27 is embedded in the coil carrier 20.
  • the magnetic field generated by the magnetic coil 21 during the welding process passes through the magnetic core 23 and the magnet core in its interior. would take 22 and is coupled via the return ring 27 on the magnetically conductive jacket 25 and connected to this, magnetically conductive field shaper 26.
  • a radial magnetic field is generated between the lower end of the Feldformers 26 and the lower end 24 of the magnetic core 23, which is effective in the welding gap between the lower end of the welding element 12 and the workpiece 11 and the arc ignited in this gap in rotation added.
  • the jacket 25 surrounds the coil carrier 20 at a distance; the channel 28 formed therebetween is supplied with a coolant for cooling the solenoid coil 21.
  • the cooling channel 28 is shown as a contiguous space for the sake of simplicity, and the coolant supply lines are omitted.
  • a welding current connection part 15 passes through a plurality of between the bobbin 20 and the welding current-guide member 14, distributed around the axis protective gas channels 41 and into a welding element 12 surrounding annular space 42 opens.
  • the protective gas channels 41 is shown.
  • the welding element 12 is received at its upper side and at its periphery by the welding element holder 13 carrying the welding current and inside by the lower end 24 of the magnetic core 23.
  • the design of these receiving parts depends on the shape of the welding element 12.
  • the welding element holder 13 and the magnetic core 23 are interchangeably connected to the welding current guide part 14 and the magnetic core receptacle 22.
  • the field former 26 is designed in accordance with the welding element 12 and constitutes a replaceable part fixed to the lower end of the jacket 25. Between the welding element holder 13 and the magnetic core 23, an insulating sleeve 53 is inserted.
  • FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in particular in that the ' welding current passes through the magnetic coil 21.
  • the magnetic coil 21 is arranged here on a conical coil carrier 20.
  • the magnetic core 23 runs with its upper end coaxially within the magnetic coil 21 and passes through its lower end 24, the welding element 12.
  • the magnetic field generated by the magnetic coil 21 and its interior axially enforcing magnetic lines emerge at the lower end 24 of the magnetic core 23, enforce the formed between the welding element 12 and the workpiece 11 Welding gap in the radial direction and close outside the magnetic coil 21.
  • the jacket 25 surrounding the coil carrier 20 forms with the coil carrier 20, the substantially cylindrical, widening upward cooling channel 28.
  • In the top of the coil support 20 in the drawing is an electrically conductive Inserted connection ring 30, which has a passage 31 for connection of the magnetic coil 21.
  • the terminal ring 30 is provided with an upwardly widening conical surface 32, which is in contact with a complementarily shaped conical surface of the welding current connection part 15.
  • a center piece of the connecting part 15 passes through the connecting ring 30 and engages with a threaded sleeve 33 embedded in the coil carrier 20 with a thread provided at its lower end. In this way, a firm mechanical connection between the welding current connection part 15 and the coil carrier 20 with safe electrical contact between the connection part 15 and the connection ring 30 is made on the cone surfaces 32.
  • connection ring 35 In the lower, larger end of the conical bobbin 20, a further connection ring 35 is inserted, which has a passage 36 for connection of the lower end of the magnetic coil 21.
  • the connection ring 35 is provided with a downwardly widening conical surface 37 into which a complementarily shaped conical surface engages at the upper end of the welding element holder 13.
  • the interior of the welding element 12 passing through the magnetic core 23 engages with its upper end in an embedded in the bobbin 20 threaded sleeve 38 a.
  • the magnet core 23 is provided with a shoulder 39 which, when the magnet core 23 is screwed into the threaded sleeve 38, abuts against an insulating sleeve 53 arranged in the tubular welding element holder 13. In this way, a mechanically strong connection between the magnetic core 23, the welding element holder 13 and the bobbin 20 and at the same time a secure conductive transition between the welding element holder 13 and the connecting ring 35 on the conical surfaces 37 is produced.
  • the welding current flows from the connecting part 15 via the upper connecting ring 30 provided in the coil carrier 20, the magnet coil 21, the lower connecting ring 35 and the welding element holder 13 to the welding element 12 and via the arc formed after the welding element 12 has lifted off Work 11.
  • the shape of the welding element holder 13 and the magnetic core 23 depend on the shape of the respective welding element 12. They can be through Unscrew the magnet core 23 from the threaded sleeve 38 easily.
  • the arc rotation welding apparatus operates to weld a welding member having an annular end surface.
  • the invention is equally applicable to the welding of bolts with non-annular end face.
  • the magnetic field can serve to avoid deflections of the arc due to external influences.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Zum Befestigen eines Schweißelements (12) mit ringförmiger Stirnfläche (16) an einem Werkstück (11) dient eine Schweißvorrichtung, die mit einem den ringförmigen Schweißspalt radial durchsetzenden Magnetfeld arbeitet. Dieses Magnetfeld wird von einer Magnetspule (21), die vom Schweißstrom durchflossen sein kann, erzeugt und über einen äußeren Feldformer (26) und einen inneren Magnetkern (23) geführt. Die Magnetspule (21), der Feldformer (26) und der Magnetkern (23) sind mit dem den Schweißstrom führenden Schweißelementhalter (13) fest verbunden und werden mit diesem relativ zu dem Werkstück (11) bewegt. Dadurch wird der sonst notwendige Zwischenraum zwischen Magnetspule (21) und Schweißelementhalter (13) vermieden.

Description

SCHWEISSVORRICHTUNG ZUM LICHTBOGENSCHWEISSEN MITTELS HUBZÜNDUNG
Beschreibung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Schweißvorrichtung zum Befestigen eines Schweißelements an einem Werkstück. Um den Lichtbogen in der Schweißzone zu beein- flussen zu versetzen, wird während des Schweißvorgangs ein Magnetfeld erzeugt, das im Schweißspalt radial verläuft.
Eine derartige Vorrichtung ist aus DE 195 08 380 A1 bekannt. Dort ist die Magnetspule mit dem Schweißkopf, der Teil einer Schweißpistole ist, starr verbunden, während der Schweißelementhalter relativ zu dem Schweißkopf auf das Werkstück zu und von diesem weg bewegbar ist. Der Schweißelementhalter ist also relativ zu der Magnetspule bewegbar, was bedeutet, dass zwischen diesen Teilen ein Spalt erforderlich ist. Dieser Spalt soll möglichst klein sein, um eine möglichst gute Einkopplung des Magnetfeldes in den Schweißelementhalter zu erreichen. Andererseits darf der Spalt nicht zu klein sein, um ein Überschlagen des den Schweißelementhalter durchsetzenden Schweißstroms auf die Spule zu vermeiden. In der Praxis ist zwischen diesen beiden entgegengesetzten Bedingungen nur ein Kompromiss möglich.
In der Regel wird der die Spule zur Erzeugung des radialen Magnetfeldes durchsetzende Strom separat zugeführt. Bei der Anordnung nach DE 195 08 380 A1 wird der Spulenstrom aus dem den Schweißelementhalter durchsetzenden Schweißstrom abgeleitet. Dies bedeutet, dass der Schweißstrom um den Magnetspulenstrom verringert wird. Außerdem sind Maßnahmen erforderlich, um den Spulenstrom an dem gegenüber der Spule bewegbaren Schweißelementhalter abzugreifen und nach Durchsetzen der Spule über das Gehäuse der Schweißvor- richtung zurückzuführen.
Aus DE 102 21 387 C1 ist eine weitere mit Rotationslichtbogenschweißung arbeitende Vorrichtung bekannt, bei der das Magnetfeld durch eine asymmetrisch zum Schweißelement angeordnete stationäre Magnetspule erzeugt wird. Zwar tritt hier das oben erläuterte Problem hinsichtlich der Bemessung eines Spaltes zwi- sehen Schweißelementhalter und Magnetspule nicht auf; die Vorrichtung ist aber wegen der seitlichen Anordnung der Magnetspule am Schweißkopf unhandlich und zum Einsatz bei beengten Platzverhältnissen ungeeignet. Darüber hinaus ergibt sich aus der asymmetrischen Anordnung der Magnetspule notwendigerweise eine über den Umfang des Schweißelements ungleichmäßige Magnetfeldstärke, was die Qualität der Verschweißung beeinträchtigt. In DE 102 43 220 C1 ist eine weitere mit magnetischer Lichtbogenrotation arbeitende Schweißvorrichtung bekannt, bei der die Magnetspule auf der vom Schweißkopf abgewandten Seite des Werkstücks angeordnet wird. Auch hier wird zwar das geschilderte Problem des Spaltes zwischen Schweißelementhalter und Magnetspule vermieden, doch ist die zweiteilige Ausgestaltung der gesamten Schweißvorrichtung für die praktische Handhabung ungünstig. Außerdem ist diese Vorrichtung nur dann einsetzbar, wenn die vom Schweißelement abgewandte Seite des Werkstücks zugänglich ist.
Auch die in DE 195 12 094 A1 beschriebene Schweißvorrichtung arbeitet mit rotierendem Lichtbogen, wobei ein im Schweißspalt radial verlaufendes Magnetfeld lediglich durch einen im Schweißelementhalter untergebrachten stabförmigen Permanentmagnet erzeugt wird. Mit einer solchen Anordnung lässt sich nur ein vergleichsweise schwaches Magnetfeld erzielen.
Abriss der Erfindung Der Erfindung liegt die generelle Aufgabe zugrunde, Nachteile, wie sie bei vergleichbaren Vorrichtungen nach dem Stand der Technik auftreten, mindestens teilweise zu vermeiden. Eine speziellere Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden, eine Schweißvorrichtung zum Befestigen eines Schweißelements an einem Werkstück anzugeben, die ein hohes Magnetfeld ohne die Gefahr von elektrischen Überschlägen zwischen Schweißelementhalter und Magnetsystem zu erzeugen vermag.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung. Danach ist die Magnetspule mit dem Schweißelementhalter fest verbunden, so dass sie sich mit diesem bewegt und der beim Stand der Technik erfor- derliche Spalt für die Bewegung des Schweißelementhalters entfällt. Aufgrund des Fehlens einer Relativbewegung lässt sich die gesamte Vorrichtung kompakt und stabil ausführen.
In der Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist ein an sich bekannter Feldformer mit der Magnetspule fest verbunden und bildet mit dieser und dem Schweißelementhalter eine Bewegungseinheit.
In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 ist zur Verbesserung der magnetischen Kopplung ein magnetisch leitender Kern vorgesehen, der die Magnetspule durchsetzt und mit dem Schweißelement magnetisch gekoppelt ist. Gemäß Anspruch 4 wird der Magnetkreis ferner durch einen Rückschluss- ring vervollständigt, der auf der vom Schweißelement abgewandten Seite der Magnetspule zwischen dem Magnetkern und dem generell zylindrischen Feldformer bzw. einem mit diesem verbundenen magnetisch leitenden Bauteil angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Rückschlussring in einen Spulenträger eingebettet.
In der Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 ist der Spulenträger von einem mit dem Feldformer verbundenen magnetisch leitenden Mantel umge- ben, der einen Strömungskanal für ein Kühlmedium zur Kühlung der Magnetspule bildet.
Gemäß Anspruch 6 kann die Magnetspule vom Schweißstrom selbst durchflössen sein, wobei sich eigene Stromanschlüsse erübrigen und eine besonders hohe Magnetfeldstärke erreicht wird. Nach Anspruch 7 ist die Magnetspule vorzugsweise auf einem zwischen dem Schweißelementhalter und einem Schweißstrom-Anschlußteil angeordneten Spulenträger vorgesehen und daher mit dem Schweißelementhalter bewegbar. Da die sonst zur Ermöglichung einer Relativbewegung zwischen Schweißelementhalter und Spule erforderlichen Abstände entfallen, lässt sich die Anordnung be- sonders kompakt bauen.
Die in Anspruch 8 angegebene konische Gestaltung des Spulenträgers ist insofern günstig, als ein großer Durchmesser nur an dem dem Schweißelement benachbarten Ende der Spule erforderlich ist, während sich am anderen, dünneren Ende des Spulenträgers Platz für die Einspeisung von Schutzgas, Formiergas und Kühlmittel ergibt. Bei dem konusförmigen Spulenträger wird der verhältnismäßig dicke und deshalb an sich nicht stramm wickelbare Spulendraht vom dünneren Konusende her aufgebracht, so dass während des Wickeins der Draht auf die jeweils vorhergehende Windung gezogen wird. Auf diese Weise trägt die Konusform des Spulenträgers trotz des dicken Spulendrahtes zur Ausbildung einer festen Wicklung bei.
Die Weiterbildungen der Erfindung nach den Ansprüchen 9 bis 11 sind insofern günstig, als sie bei einfacher Fertigungsmöglichkeit eine sichere Führung des Schweißstroms vom Anschlusselement über die Magnetspule auf den Schweißelementhalter gewährleisten. Die Maßnahme des Anspruchs 12 ist für eine gute Einkopplung des
Magnetfeldes in das Schweißelement zweckmäßig.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, deren Figuren 1 und 2 schematische Axialschnitte durch den in Zusammenhang mit der Erfindung interessierenden Teil einer Schweißvorrichtung gemäß zwei Ausführungsbeispielen zeigen. Beschreibung von Ausführungsbeispielen
In den Zeichnungen ist im Wesentlichen nur der bewegte Teil einer Schweißvorrichtung, etwa einer Schweißpistole, gezeigt. Mit dem Gehäuse der Vorrichtung ist ein Stativ 10 verbunden, das in den Zeichnungen auf ein Werk- stück 11 aufgesetzt ist und zur Ausrichtung des Schweißkopfes dient.
Das an dem Werkstück 11 zu befestigende Schweißelement 12, bei dem es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um ein ringförmiges Bauteil, etwa eine Mutter oder Gewindehülse, handelt, wird von einem Schweißelementhalter 13 aufgenommen, der das Schweißelement 12 auf seiner Außenseite umgreift. Beim Schweißvorgang wird zunächst das Schweißelement 12 mit seiner anzuschweißenden Stirnfläche 16 in Kontakt mit dem Werkstück 11 gebracht, wobei in den dargestellten Ausführungsbeispielen der Kontakt am Rand einer in dem Werkstück 11 vorgesehenen Bohrung 17 stattfindet.
Bei Kontaktierung fließt der über ein Anschlussteil 15 und den Schweiß- elementhalter 13 zugeführte Schweißstrom durch das Schweißelement 12 und das Werkstück 11. Mittels einer (nicht gezeigten) Hubvorrichtung, etwa einem Hubmagnet, wird das Schweißelement 12 ein vorgegebenes Stück von dem Werkstück 11 abgehoben, so dass sich dazwischen ein Lichtbogen ausbildet, der durch ein im Schweißspalt radial verlaufendes Magnetfeld in Rotation versetzt wird. Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in diesem Zustand bei abgehobenem Schweißelement 12.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Schweißelementhalter 13 in die untere Öffnung eines Schweißstrom-Führungsteils 14 eingesetzt, das Schweißstrom-Führungsteil 14 an seinem oberen Ende mit einem Anschlussteil 15 in Kontakt steht. Das Schweißstrom-Führungsteil 14 ist von einem Spulenträger 20 umgeben, in den eine Magnetspule 21 eingebettet ist. Innerhalb des Schweißstrom-Führungsteils 14 ist eine Magnetkernaufnahme 22 angeordnet, die das obere Ende eines Magnetkerns 23 aufnimmt. Das untere Ende 24 des Magnetkerns 23 befindet sich im Innern des ringförmigen Schweißelements 12. Der Spulenträger 20 ist von einem im wesentlichen zylindrischen, magnetisch leitenden Mantel 25 umgeben, an dessen unterem Ende ein Feldformer 26 befestigt ist, dessen unterer Teil das Schweißelement 12 umgibt. Oberhalb der Magnetspule 21 , d.h. auf ihrer vom Schweißelement 12 abgewandten Seite, ist in den Spulenträger 20 ein Rückschlussring 27 eingebettet. Das während des Schweißvorgangs von der Magnetspule 21 erzeugte Magnetfeld durchsetzt in deren Inneren den Magnetkern 23 und die Magnetkemauf- nähme 22 und wird über den Rückschlussring 27 auf den magnetisch leitenden Mantel 25 und den mit diesem verbundenen, magnetisch leitenden Feldformer 26 gekoppelt. Auf diese Weise wird zwischen dem unteren Ende des Feldformers 26 und dem unteren Ende 24 des Magnetkerns 23 ein radiales Magnetfeld erzeugt, das in dem Schweißspalt zwischen dem unteren Ende des Schweißelements 12 und dem Werkstück 11 wirksam ist und den in diesem Spalt gezündeten Lichtbogen in Rotation versetzt.
Der Mantel 25 umgibt den Spulenträger 20 mit Abstand; der dazwischen ausgebildete Kanal 28 ist mit einem Kühlmittel zur Kühlung der Magnetspule 21 beaufschlagt. In der Zeichnung ist der Kühlkanal 28 der Einfachheit halber als zusammenhängender Raum dargestellt, und die Kühlmittelzuführungen sind weggelassen.
Dargestellt ist ferner ein das Schweißstrom-Anschlussteil 15, die Magnetkernaufnahme 22 und den Magnetkern 23 durchsetzender Formiergaskanal 40 sowie eine Schutzgaszuführung, die mehrere zwischen dem Spulenträger 20 und dem Schweißstrom-Führungsteil 14 ausgebildete, um die Achse verteilte Schutzgaskanäle 41 durchsetzt und in einen das Schweißelement 12 umgebenden Ringraum 42 mündet. In der Zeichnung ist nur einer der Schutzgaskanäle 41 gezeigt. Wie dargestellt, wird das Schweißelement 12 an seiner Oberseite und an seinem Umfang von dem den Schweißstrom führenden Schweißelementhalter 13 und im Innern vom unteren Ende 24 des Magnetkerns 23 aufgenommen. Die Gestaltung dieser Aufnahmeteile richtet sich nach der Form des Schweißelements 12. Daher sind der Schweißelementhalter 13 und der Magnetkern 23 auswechselbar mit dem Schweißstrom-Führungsteil 14 bzw. der Magnetkernaufnahme 22 verbunden. Ebenso ist auch der Feldformer 26 entsprechend dem Schweißelement 12 gestaltet und stellt ein am unteren Ende des Mantels 25 befestigtes auswechselbares Teil dar. Zwischen den Schweißelementhalter 13 und den Magnetkern 23 ist eine Isolierhülse 53 eingefügt.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 insbesondere dadurch, dass der 'Schweißstrom die Magnetspule 21 durchsetzt.
Die Magnetspule 21 ist hier auf einem konischen Spulenträger 20 angeordnet. Der Magnetkern 23 verläuft mit seinem oberen Ende koaxial innerhalb der Magnetspule 21 und durchsetzt mit seinem unteren Ende 24 das Schweißelement 12. Die von der Magnetspule 21 erzeugten und deren Inneres axial durchsetzen- den Magnetfeldlinien treten am unteren Ende 24 des Magnetkerns 23 aus, durchsetzen den zwischen dem Schweißelement 12 und dem Werkstück 11 gebildeten Schweißspalt in radialer Richtung und schließen sich außerhalb der Magnetspule 21. Der den Spulenträger 20 umgebende Mantel 25 bildet mit dem Spulenträger 20 den im Wesentlichen zylindrischen, sich nach oben erweiternden Kühlkanal 28. In das in der Zeichnung obere Ende des Spulenträgers 20 ist ein elektrisch leitender Anschlussring 30 eingesetzt, der eine Durchführung 31 zum Anschluss der Magnetspule 21 aufweist. Der Anschlussring 30 ist mit einer sich nach oben erweiternden Konusfläche 32 versehen, die mit einer komplementär geformten Konusfläche des Schweißstrom-Anschlussteils 15 in Kontakt steht. Ein Mittelstück des Anschlussteils 15 durchsetzt den Anschlussring 30 und greift mit einem an seinem unteren Ende versehenen Gewinde in eine in den Spulenträger 20 eingebettete Gewindehülse 33 ein. Auf diese Weise wird eine feste mechanische Verbindung zwischen dem Schweißstrom-Anschlussteil 15 und dem Spulenträger 20 mit sicherer elektrischer Kontaktgabe zwischen dem Anschlussteil 15 und dem Anschlussring 30 an den Konusflächen 32 hergestellt.
In das untere, größere Ende des konischen Spulenträgers 20 ist ein weiterer Anschlussring 35 eingesetzt, der eine Durchführung 36 zum Anschluss des unteren Endes der Magnetspule 21 aufweist. Der Anschlussring 35 ist mit einer sich nach unten erweiternden Konusfläche 37 versehen, in die eine komplementär geformte Konusfläche am oberen Ende des Schweißelementhalters 13 eingreift.
Der das Innere des Schweißelements 12 durchsetzende Magnetkern 23 greift mit seinem oberen Ende in eine in den Spulenträger 20 eingebettete Gewindehülse 38 ein. Der Magnetkern 23 ist mit einer Schulter 39 versehen, die beim Einschrauben des Magnetkerns 23 in die Gewindehülse 38 an einer in dem rohr- förmigen Schweißelementhalter 13 angeordnete Isolierhülse 53 anstößt. Auf diese Weise wird eine mechanisch feste Verbindung zwischen dem Magnetkern 23, dem Schweißelementhalter 13 und dem Spulenkörper 20 und gleichzeitig ein sicherer leitender Übergang zwischen dem Schweißelementhalter 13 und dem Anschlussring 35 an den Konusflächen 37 hergestellt. Wie ersichtlich, fließt der Schweißstrom von dem Anschlussteil 15 über den in dem Spulenträger 20 vorgesehenen oberen Anschlussring 30, die Magnetspule 21 , den unteren Anschlussring 35 und den Schweißelementhalter 13 zu dem Schweißelement 12 und über den nach dem Abheben des Schweißelements 12 gebildeten Lichtbogen zu dem Werkstück 11. Die Form des Schweißelementhalters 13 und des Magnetkerns 23 richten sich nach der Form des jeweiligen Schweißelements 12. Sie lassen sich durch Herausschrauben des Magnetkerns 23 aus der Gewindehülse 38 leicht auswechseln.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel arbeitet die Schweißvorrichtung mit Lichtbogenrotation zum Anschweißen eines Schweißelements mit ringförmiger Stirnfläche. Die Erfindung ist in gleicher Weise beim Verschweißen von Bolzen mit nicht-ringförmiger Stirnfläche anwendbar. In diesem Fall kann das Magnetfeld dazu dienen, Ablenkungen des Lichtbogens durch äußere Einflüsse zu vermeiden.
Bezugszeichenliste
10 Stativ
11 Werkstück
12 Schweißelement
13 Schweißelementhalter
14 Schweißstrom-Führungstei
15 Anschlussteil
16 Stirnfläche (von 12)
17 Bohrung (in 11 )
20 Spulenträger
21 Magnetspule
22 Magnetkernaufnahme
23 Magnetkern
24 unteres Ende (von 23)
25 Mantel
25 Mantel
26 Feldformer
27 Rückschlussring
28 Kühlkanal
30 Anschlussring
31 Durchführung
32 Konusfläche
33 Gewindehülse
35 Anschlussring
36 Durchführung
37 Konusfläche
38 Gewindehülse
39 Schulter
40 Formiergaskanal
41 Schutzgaskanäle
43 Ringraum
53 Isolierhülse

Claims

Patentansprüche
1. Mit Schweißvorrichtung zum Befestigen eines Schweißelements (12) an einem Werkstück, mit einem relativ zu einem Vorrichtungsgehäuse bewegbaren Schweißele- menthalter (13) und einer Magnetspule (21) zur Erzeugung eines die Schweißzone radial durchsetzenden Magnetfeldes, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetspule (21) mit dem Schweiß- elementhalter (13) fest verbunden ist.
2. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1 mit einem mit der Magnetspule (21) fest verbundenen, den Schweißelementhalter (13) umgebenden Feldformer (26).
3. Schweißvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem die Magnetspule (21) durchsetzenden und mit dem Schweißelement (12) magnetisch gekoppelten Magnetkern (23).
4. Schweißvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Magnetspule (21) in einem isolierenden Spulenträger (20) angeordnet ist, in den auf der vom Schweißelement (12) abgewandten Seite der Magnetspule (21) ein Rückschluss- ring zur magnetischen Kopplung zwischen dem Magnetkern (23) und dem FeId- former (26) eingefügt ist.
5. Schweißvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Feldformer (26) mit einem die Magnetspule (21) umgebenden magnetisch leitenden Mantel (25) verbunden ist, der zusammen mit dem Spulenträger (20) einen Kühlkanal (28) für die Ma- gnetspule (21) bildet.
6. Schweißvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetspule (21) vom Schweißstrom durchflössen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei die Magnetspule (21) auf einem zwi- sehen dem Schweißelementhalter (13) und einem Schweißstrom-Anschlussteil (15) angeordneten Spulenträger (20) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Spulenträger (20) konisch ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Enden der Magnetspule (21) mit Spulen-Anschlusselementen (30, 35) verbunden sind, die in den Spulenträger (20) von dessen beiden Stirnseiten her eingefügt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die beiden Spulen-Anschlusselemente (30, 35) im Wesentlichen ringförmig sind und das Schweißstrom-Anschlussteil (15) und der Schweißelementhalter (13) in die ringförmigen Spulen-Anschluss- elemente (30, 35) eingreifen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Spulen-Anschlusselemente (30, 35) nach außen sich erweiternde Konusflächen (32, 37) zum elektrischen Kontakt mit komplementär geformten Flächen des Schweißstrom-Anschlussteils (15) bzw. des Schweißelementhalters (13) aufweisen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 mit im Spulenträger (20) angeordneten Gewindehülsen (33, 38) zur Befestigung des Schweißstrom-Anschlussteils (15) bzw. eines das Schweißelement (12) und den Schweißelementhalter (13) durch- setzenden Bauteils (23).
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Magnetkern (23) gegenüber dem Schweißelementhalter (13) isoliert ist.
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