<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schweissdüse, gemäss den Merkmalen im Ober-
EMI1.1
EMI1.2
Der kombinierte Einsatz eines Laserstrahls in Verbindung mit einem Lichtbogen zum Schweissen sowie die Ausbildung entsprechender Düsenanordnungen für derartige Schweissbrenner ist schon seit längerem aus dem Stand der Technik bekannt.
Eine derartige Düsenanordnung ist beispielsweise aus der DE 196 27 803 C bekannt. Die darin beschriebene Düsenanordnung ist dabei so ausgebildet, dass innerhalb einer Düsenhülse eine weitere Düse, welche den Laserstrahl umhüllt, angeordnet ist. Sowohl die Düsenhülse als auch die Düse weisen dabei einen konischen in Richtung des Werkstückes verjüngenden Verlauf auf. Die Düse und die Düsenhülse sind mit quer versetzten Achsen angeordnet, d. h. dass die Mittelachse der Düse aus dem Zentrum der Düsenhülse versetzt angeordnet ist. Der dadurch gewonnene Raum in einem Teil zwischen Düse und Düsenhülse wird dazu verwendet, die Schweisselektrode zum Aufbau des Lichtbogens bzw. ihre Elektrodenführung in dem entstandenen Bereich des Ringspaltes anzuordnen.
Nachteilig bei dieser Ausbildung einer Düsenanordnung ist die schräg konische Ausbildung der Düse, welche nur mit einem erhöhten Fertigungsaufwand bewerkstelligt werden kann. Zudem sind auf der äusseren Oberfläche der Düsenhülse zusätzliche Einrichtungen notwendig, um eine entsprechende Kühlung der Düsenanordnung zur Erhöhung der Standzeiten zu ermöglichen.
Die ebenfalls in dieser DE-C geoffenbart Variante der parallelen Achsversetzung zwischen Düse und Düsenhülse birgt ebenfalls den Nachteil in sich, dass die Elektrode bzw. Elektrodenführung nur in genau jenem Teil des erweiterten Ringspaltes an-
<Desc/Clms Page number 2>
geordnet werden kann, der durch die Achsversetzung entsteht.
Eine weitere Düsenanordnung für den Einsatz eines Laserstrahls in Verbindung mit dem Lichtbogenschweissen ist aus der JP 60-106688 A bekannt. Die in dieser JP-A beschriebene Düse geht von einer konzentrischen Anordnung des Laserstrahls und der einzelnen Elektroden aus. Letztere sind innerhalb eines zylindrischen Isolators angeordnet, wobei dieser gleichzeitig die Apparatur für den Laserstrahl darstellt.
Das für den Schweissprozess erforderliche Schutzgas wird durch einen Ringspalt, der sich aufgrund der Anordnung des Isolators innerhalb der Düse ergibt, der zu schwei- ssenden Stelle zugeführt. Durch die Anordnung von vier Elektrodenpaaren innerhalb des Isolators soll erreicht werden, dass der Lichtbogen vor und nach dem Laserstrahl ausgebildet werden kann. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, dass die Düse, insbesondere der Isolator, lediglich zur Elektrodenführung herangezogen werden kann.
Zudem muss bei einem allfälligen Störfall, beispielsweise durch Verreiben einer Elektrode im Isolator oder aber durch Verlegen einer Öffnung im Isolator durch Spritzer aus dem Schmelzbad, der gesamte Schweissbrenner vom Werkstück abgesetzt werden, um diesen beheben zu können, sodass in der Folge der Schweissprozess für einen mehr oder weniger langen Zeitraum unterbrochen werden muss.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schweissdüse mit mehreren Kammern auszubilden, wobei diese Kammern für die Zufuhr unterschiedlichster Medien an eine Verbindungsstelle herangezogen werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruches 1 ge- löst. Vorteilhaft ist dabei, dass die Schweissdüse aus einem Aussen- und einem Innen- mantel aufgebaut ist, zwischen denen mehrere Kammern angeordnet werden kön- nen. Es ist auf diese Weise möglich, die Kammern einerseits für die Zuführung ei- nes Zusatzwerkstoffes, insbesondere eines Schweissdrahtes, zur Verbindungsstelle, andererseits aber auch für andere Aufgaben, wie beispielsweise das Kühlen der
Schweissdüse, zu verwenden. Durch dieses Mehrkammersystem wird es aber auch möglich, völlig individuell mehrere Zusatzwerkstoffe gleichzeitig der Verbindungs- stelle zuzuführen, wobei sich deren Anzahl nach den jeweiligen Erfordernissen rich- ten kann.
Es ist auf diese Weise möglich, einen damit ausgerüsteten Schweissbren- ner in stechender und/oder schleppender Verfahrensweise zu betreiben.
Durch die konzentrische Anordnung der Kammern innerhalb der Schweissdüse, ge- mäss Anspruch 2, wird auf vorteilhafte Weise erreicht, dass die Kammern alternie-
<Desc/Clms Page number 3>
rend für verschiedenste Verwendungszwecke, beispielsweise zur Führung des Zusatzwerkstoffes, verwendet werden können.
Vorteilhaft ist weiters eine Ausbildung nach Anspruch 3, da es durch die Anordnung von Verbindungsleitungen möglich wird, die Kammern zur Führung von Fluiden zu verwenden, wobei zumindest eine Kammer für den Vorlauf und zumindest eine weitere für den Rücklauf des Fluides verwendet werden kann.
Weiters ist vorteilhaft, wenn die Verbindungsleitungen im Bereich einer Stirnfläche angeordnet sind, gemäss Anspruch 4, da somit der Bereich, der der Schweissstelle am nächsten gelegen ist, frei von störenden Einbauten ist.
Dadurch, dass die Stege, welche die Kammern voneinander trennen, den Aussenmantel mit dem Innenmantel verbinden, gemäss Anspruch 5, kann auf vorteilhafte Weise eine Vereinfachung der Schweissdüse erreicht werden, da zusätzliche Verbindungseinrichtungen nicht erforderlich sind.
Vorteilhaft ist, wenn gemäss den Ansprüchen 6 und 7 ein Verschluss zumindest einer
Kammer als Lochblende ausgebildet ist, da damit die Kammern sowohl für die Zu- führung des Zusatzwerkstoffes als auch zur Fluidführung verwendet werden kön- nen.
Von Vorteil ist dabei auch, wenn dieser Verschluss drehbar gehaltert ist, gemäss An- spruch 8, da die Kammern dadurch alternativ zeitlich aufeinanderfolgend verschie- dentlich verwendet werden können.
Es ist weiters möglich, den Verschluss gemäss Anspruch 9 im Übergangsbereich von einer Kammer zu einer weiteren Kammer mit einem Übergangskanal zu versehen, womit der Vorteil erreicht werden kann, dass der Querschnitt zum Übergang des zu führenden Fluids von einer Kammer auf eine andere Kammer beliebig angepasst und vergrössert werden kann.
Von Vorteil ist weiters eine Ausbildung gemäss Anspruch 10, da dadurch eine Ab- trennung des Zusatzwerkstoffes in der jeweiligen Kammer vom Rest des Zusatzwerk- stoffes ermöglicht wird, ohne dass dadurch der Zusatzwerkstoff zum Verdrehen der
Schweissdüse aus der Kammer entfernt werden muss.
<Desc/Clms Page number 4>
Durch die Anordnung einer Öffnung im Innenmantel im Bereich einer Kammer gemäss Anspruch 11 kann der Vorteil erreicht werden, dass ein Schutzgas bzw. ein Schutzgasgemisch durch den durch den Innenmantel definierten Innenraum der Verbindungsstelle zugeführt werden kann.
Mit Hilfe der Anordnung von Durchbrüchen in den Stegen gemäss Anspruch 12, kann der Vorteil erreicht werden, dass ein Fluid in mäanderförmigem Verlauf durch mehrere Kammern gefördert wird.
Es ist weiterhin möglich, gemäss Anspruch 13, den Aussen- und/oder Innenmantel zumindest bereichsweise konisch verlaufend auszuformen, wodurch eine gezielte Zuführung des Zusatzwerkstoffes zur Verbindungsstelle ermöglicht wird und somit eine Zwangskontaktierung des Zusatzwerkstoffes erreicht wird.
Gemäss Anspruch 14 kann an einer der Stirnflächen eine Schleifkupplung angeordnet sein, wodurch ein leichteres Verdrehen und eine sichere Kontaktierung der Schweissdüse erreicht werden kann.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn im Bereich der Stirnflächen Rasten mit vordefinierten Abständen angeordnet sind, gemäss Anspruch 15, da damit ein gezieltes Verdrehen der Schweissdüse in gezielte Positionen möglich ist.
Vorteilhaft ist weiters, wenn wie in Anspruch 16 beschrieben die Kammern zur Zubzw. Abführung eines Kühlmediums ausgebildet sind, da damit in einfacher Form eine Kühlung der Schweissdüse ausgebildet werden kann.
Von Vorteil ist aber auch eine Weiterbildung gemäss Anspruch 17, da durch die
Ausbildung der Kammern zur Zu- bzw. Abführung eines Schutzgases bzw. eines
Schutzgasgemisches eine bessere Umspülung des Zusatzwerkstoffes erreicht werden kann und ist somit dieser besser vor oxidativen Einflüssen geschützt.
Ebenso vorteilhaft ist es, wenn nach Anspruch 18 zumindest eine Kammer als Teil einer Zuführungseinrichtung für zumindest einen Zusatzwerkstoff ausgebildet ist, da es dadurch möglich wird, diese Schweissdüse universell einzusetzen.
Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruches 19 gelöst. Von Vorteil bei dem erfindungsgemässen Schweissbrenner
<Desc/Clms Page number 5>
ist, dass eine mehrfach verwendbare Schweissdüse mit mehreren Kammern verwendet wird, wodurch über diesen Schweissbrenner sowohl ein Zusatzwerkstoff einer Verbindungsstelle, insbesondere einer Schweissstelle, zugeführt als auch die Schweissdüse vor Überhitzung durch Führung eines Fluids in den Kammern geschützt werden kann.
Vorteihaft ist weiters eine Ausbildung gemäss Anspruch 20, da durch die konzentrische Anordnung des Laserstrahls die über den Umfang der Schweissdüse verteilten Kammern gleichermassen für sämtliche Verwendungszwecke verwendet werden können.
Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung gemäss Anspruch 21, da durch die Verwendung einer nicht abschmelzenden Elektrode auf die Kontaktierung des Zusatzwerkstoffes verzichtet werden kann.
Durch die drehbare Halterung der Schweissdüse am Brennerkopf des Schweissbrenners, gemäss Anspruch 22, kann ein einfacher Wechsel zwischen den einzelnen Kammern ermöglicht werden.
Es ist weiters vorteilhaft, wenn wie in Anspruch 23 beschrieben im Übergangsbereich zur Schweissdüse zumindest eine Schneideinrichtung angeordnet ist, da dadurch eine einfache Durchtrennung des Zusatzwerkstoffes und in der Folge ebenso eine einfache Verdrehung der Schweissdüse möglich ist.
Dabei ist von Vorteil, wenn, gemäss Anspruch 24, die Schweissdüse über ein Verbin- dungselement am Brennerkopf gehaltert ist, da dadurch ein leichtes Austauschen der Schweissdüse möglich wird.
Es ist ebenso von Vorteil, wenn nach Anspruch 25 das Verbindungselement als
Schleif-ring ausgebildet ist, da dadurch die Drehung der Schweissdüse vereinfacht wird.
Vorteilhaft ist es nach Anspruch 26 aber auch, wenn das Verbindungselement als
Dichtelement, insbesondere für Flüssigkeiten und/oder Gase ausgebildet ist, da auf diese Weise eine sichere Verwendung einzelner Kammern zur Führung von Fluiden erreicht werden kann.
<Desc/Clms Page number 6>
Durch die Ausbildung des Verbindungselementes mit mehreren Rasten mit vorbestimmte Abstand, gemäss Anspruch 27, ist ein zielsicheres, genaues Verdrehen bzw. Positionieren der Schweissdüse um bestimmte Winkelabschnitte möglich.
Von Vorteil ist aber auch, wenn, gemäss Anspruch 28, der Zuführungsvorrichtung eine Antriebsvorrichtung zugeordnet ist, da damit ein automatisches Zurückziehen des Zusatzwerkstoffes bewirkt werden kann und somit wiederum das Verdrehen der Schweissdüse vereinfacht wird.
Von Vorteil ist dabei, wenn, gemäss Anspruch 29, die Antriebsvorrichtung ein Stellmottor ist, da damit ein unbeabsichtigtes Zurückziehen über eine zu grosse Strecke verhindert und somit der Zeitraum für das Verdrehen der Schweissdüse und die Wiedereinsetzbarkeit des Schweissbrenners verkürzt werden kann.
Durch die Anordnung einer weiteren Zuführungseinrichtung im durch den Innenmantel definierten Innenraum, gemäss Anspruch 30 und 31, kann auf vorteilhafte Weise zusätzlicher Werkstoff beispielsweise dem Zentrum der Schweissdüse und in der Folge der Verbindungsstelle zugeführt werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiters durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruches 32 gelöst. Von Vorteil ist dabei, dass durch die Anordnung einer Schweissdüse mit mehreren Kammern bzw. eines Schweissbrenners mit einer derarti- gen Schweissdüse im Schweissgerät, letzteres vielseitig verwendbar ist und insbesondere auch die Störzeiten bei der Verwendung dieses Schweissgerätes verkürzt wer- den können.
Von Vorteil ist dabei die Anordnung eines Drahtvorschubgerätes gemäss Anspruch
33, da damit eine automatische Zufuhr des Zusatzwerkstoffes zur Verbindungsstelle ermöglicht wird.
Von Vorteil ist nach Anspruch 34 weiters, wenn das Drahtvorschubgerät eine An- triebseinrichtung umfasst, welche einen einstellbaren Vor-und Rücklauf ermöglicht, da es damit möglich ist, den Zusatzwerkstoff aus den Kammern der Schweissdüse herauszuziehen, wodurch die Verdrehung der Schweissdüse erleichtert wird.
<Desc/Clms Page number 7>
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen : Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemässen Schweissgerätes ; Fig. 2 einen Teil des erfindungsgemässen Schweissbrenners, insbesondere der
<Desc/Clms Page number 8>
am Brennerkopf angeschlossenen Schweissdüse, in schematischer, seitli- cher und geschnittener Darstellung ; Fig. 3 die erfindungsgemässe Schweissdüse, geschnitten in Draufsicht und sche- matisch vereinfachter Darstellung ; Fig. 4 einen Teil der erfindungsgemässen Schweissdüse in seitlicher, geschnitte- ner und schematischer Darstellung mit einer zusätzlichen Zuführungs- vorrichtung im durch den Innenmantel gebildeten Innenraum ; Fig. 5 die erfindungsgemässe Schweissdüse in schematischer, geschnittener
Draufsicht mit teilweise durch einen Verschluss verschlossenen Kam- mern ;
Fig. 6 eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Schweissdüse in schematischer, geschnittener Draufsicht mit alternativer Anordnung der Kammern ; Fig. 7 eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Schweissdüse in schematischer, geschnittener Draufsicht.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäss auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar be- schriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinn- gemäss auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen
Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemässe
Lösungen darstellen.
In Fig. 1 ist eine Schweissanlage bzw. ein Schweissgerät 1 gezeigt. Dieses Schweiss- gerät 1 umfasst zumindest eine Stromquelle 2 mit einem Leistungsteil 3, eine Steuer- vorrichtung 4 und ein dem Leistungsteil 3 bzw. der Steuervorrichtung 4 zugeordne- tes Umschaltglied 5. Das Umschaltglied 5 bzw. die Steuervorrichtung 4 ist mit ei-
<Desc/Clms Page number 9>
nem Steuerventil 6 verbunden, welches in einer Versorgungsleitung 7 für ein Gas 8, insbesondere ein Schutzgas wie beispielsweise CO, Helium oder Argon und dgl., zwischen einem Gasspeicher 9 und einem Schweissbrenner 10 angeordnet ist.
Zudem kann über die Steuervorrichtung 4 noch ein Drahtvorschubgerät 11, welches für das MIG/MAG-Schweissen üblich ist, angesteuert werden, wobei über eine Versorgungsleitung 12 ein Schweissdraht 13 von einer Vorratstrommel 14 in den Bereich des Schweissbrenners 10 zugeführt wird. Selbstverständlich ist es möglich, dass das Drahtvorschubgerät 11, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, im Schweissgerät 1 integriert ist und nicht, wie in Fig. 1 dargestellt, als Zusatzgerät ausgebildet ist.
Der Strom zum Aufbauen eines Lichtbogens 15 zwischen dem Schweissdraht 13 und einem Werkstück 16 wird über eine Versorgungsleitung 17 vom Leistungsteil 3 der Stromquelle 2 dem Schweissbrenner 10 bzw. dem Schweissdraht 13 zugeführt, wobei das zu verschweissende Werkstück 16 über eine weitere Versorgungsleitung 18 ebenfalls mit dem Schweissgerät 1, insbesondere mit der Stromquelle 2, verbunden ist und somit über dem Lichtbogen 15 ein Stromkreis aufgebaut werden kann.
Zum Kühlen des Schweissbrenners 10 kann über einen Kühlkreislauf 19 der
Schweissbrenner 10 unter Zwischenschaltung eines Strömungswächters 20 mit ei- nem Wasserbehälter 21 verbunden werden, wodurch bei der Inbetriebnahme des
Schweissbrenners 10 der Kühlkreislauf 19, insbesondere eine für die im Wasserbe- hälter 21 angeordnete Flüssigkeit verwendete Flüssigkeitspumpe, gestartet werden und somit eine Kühlung des Schweissbrenners 10 bzw. des Schweissdrahtes 13 be- wirkt werden kann.
Das Schweissgerät 1 kann weiters eine Ein-und/oder Ausgabevorrichtung 22 aufwei- sen, über die die unterschiedlichsten Schweissparameter bzw. Betriebsarten des
Schweissgerätes 1 eingestellt werden können. Dabei werden die über die Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 22 eingestellten Schweissparameter an die Steuervor- richtung 4 weitergeleitet und von dieser werden anschliessend die einzelnen Kompo- nenten der Schweissanlage bzw. des Schweissgerätes 1 angesteuert.
Weiters kann, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, der Schweissbrenner 10 über ein
Schlauchpaket 23 mit dem Schweissgerät 1 bzw. der Schweissanlage verbunden sein.
In dem Schlauchpaket 23 sind die einzelnen Leitungen vom Schweissgerät 1 zum
<Desc/Clms Page number 10>
Schweissbrenner 10 angeordnet. Das Schlauchpaket 23 wird über eine zum Stand der Technik zählende Verbindungsvorrichtung 24 mit dem Schweissbrenner 10 verbunden, wogegen die einzelnen Leitungen im Schlauchpaket 23 mit den einzelnen Kontakten des Schweissgerätes 1 über Anschlussbuchsen bzw. Steckverbindungen verbunden sind. Damit eine entsprechende Zugentlastung des Schlauchpaketes 23 gewährleistet ist, ist das Schlauchpaket 23 über eine Zugentlastungsvorrichtung 25 mit einem Gehäuse 26 des Schweissgerätes 1 verbunden.
Wie weiters aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst das Schweissgerät l neben dem Schweissbrenner 10 einen Laser 27. Dieser Laser 27 kann dabei zumindest aus einer monochromatische Strahlung erzeugenden Strahlungsquelle 28 und einen die monochromatische Strahlung emittierenden Laserkopf 29 bestehen, wobei der Laserkopf 29 mit der Strahlungsquelle 28 über eine geeignete Leitung 30, z. B. einem vorzugsweise flexiblen Lichtwellenleiter, verbunden sein kann.
Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass der Laserkopf 29 und die Strahlungsquelle 28 eine einzige Baueinheit bilden und der Laserkopf 29 direkt an der Strahlungsquelle 28 angeordnet ist.
EMI10.1
dem Stand der Technik bekannte Laser verwendet werden. Die Wellenlänge der abgestrahlten monochromatischen Laserstrahlung kann im Bereich zwischen 500 nm und 15000 nm, insbesondere zwischen 850 nm und 1060 nm liegen. Vorteilhaft ist bei der Verwendung eines Nd : YAG-Lasers, dass in Abhängigkeit von der Nd3+Konzentration ein Aufbau einer grossen Populationsumkehr möglich ist und somit das Nd3+ in Hochenergielasern verwendet werden kann.
Die Fig. 2 und 3 zeigen den Schweissbrenner 10 mit einer erfindungsgemässen Schweissdüse 31 in stark vereinfachter Darstellung. Diese Schweissdüse 31 umfasst dabei einen Aussenmantel 32 sowie einen davon distanzierten Innenmantel 33. Sowohl der Aussenmantel 32 als auch der Innenmantel 33 sind von einer oberen und einer unteren, einander gegenüberliegenden Stirnfläche 34,35 begrenzt.
Wie besser aus Fig. 3 ersichtlich ist, werden zwischen dem Aussenmantel 32 und dem Innenmantel 33 mehrere Kammern 36 ausgebildet. Diese Kammern 36 können durch Stege 37 voneinander getrennt sein und beispielsweise als Längsstege, wel-
<Desc/Clms Page number 11>
che sich in Richtung einer Mittelachse 38 zwischen den beiden Stirnflächen 34 und 35 erstrecken, ausgebildet sein.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel verbinden die Stege 37 den Aussenmantel 32 mit dem Innenmantel 33. Selbstverständlich können zwischen dem Aussenmantel 32 und dem Innenmantel 33 weitere Schichten, beispielsweise Beschichtungen des Aussen- und/oder Innenmantels 32,33, angeordnet sein und ist es dadurch möglich, dass die Stege 37 nicht direkt an den Aussenmantel 32 bzw. Innenmantel 33 anschlie- ssen. Derartige Beschichtungen können beispielsweise zur elektrischen Isolierung
EMI11.1
bildet sein. Es ist auf diese Weise möglich, eine als Zusatzwerkstoff 39 ausgebildete Elektrode über den Innenmantel 33 und/oder die Stege 37 zu kontaktieren, ohne dass der Aussenmantel 32 stromführend ist.
Die Verbindung der Stege 37 mit dem Aussenmantel 32 bzw. Innenmantel 33 kann in geeigneter Weise erfolgen, beispielsweise durch Schweissen, Löten oder dgl.
Selbstverständlich ist es möglich, dass die Schweissdüse 31 einstückig ausgebildet ist, d. h., dass diese Stege 37 sowohl am Aussenmantel 32 als auch am Innenmantel 33 angeformt sind. Eine Kombination dieser beiden Ausführungsvarianten ist ebenfalls möglich, sodass beispielsweise diese Stege 37 entweder am Aussenmantel 32 oder am Innenmantel 33 angeformt sind.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Kammern 36 vorzugsweise konzentrisch angeordnet. Die Anzahl der Kammern 36 kann sich nach dem jeweiligen Verwendungszweck dieser Kammern 36 richten und ist es beispielsweise möglich, durch diese Kammern 36 ein entsprechendes Fluid zu führen, um beispielsweise eine Kühlung der Schweissdüse 31 zu erreichen. Ebenso kann der Zusatzwerkstoff 39 durch diese Kammern 36 der Verbindungsstelle bzw. dem Schmelzbad zugeführt werden. Eine weitere Möglichkeit zur Nutzung dieser Kammern 36 ist die Zuführung eines entsprechenden Schutzgases bzw. Schutzgasgemisches zur Verbindungsstelle.
Um ein entsprechendes Fluid zur Kühlung der Schweissdüse 31 durch diese Kammern 36 führen zu können, ist es möglich, dass zumindest zwei Kammern über eine Verbindungsleitung miteinander verbunden sind. Dadurch kann ein Zu- und Ablauf des Fluids beispielsweise über die der Stirnfläche 34 zugewandten Öffnungen der Kammern 36 erfolgen. Andeutungsweise ist in Fig. 5 der Strömungsverlauf des
<Desc/Clms Page number 12>
Fluids in üblicher Weise in zwei Kammern 36 dargestellt.
Es ist weiters möglich, mehrere Kammern 36 über Verbindungsleitungen miteinander zu verbinden, um so einen mäanderförmigen Verlauf des Fluids zu erhalten.
Diese Verbindungsleitungen können zumindest zum Teil auch durch Durchbrüche 40 in den Stegen 37 ersetzt werden.
Die Verbindungsleitungen können sowohl im Bereich der Stirnfläche 34 als auch im Bereich der Stirnfläche 35 angeordnet sein und ist es vorteilhaft, wenn diese Verbindungsleitungen im Bereich der Stirnfläche 34 vorgesehen werden. Im Bereich der Stirnfläche 35, welche auf die zu verbindenden Werkstücke 16 weist, ist es hingegen vorteilhaft, wenn die Verbindung zweier Kammern 36 über besagte Durchbrüche 40 erfolgt. Dadurch kann eine ungehinderte Zufuhr des Zusatzwerkstoffes 39 über jede beliebige Kammer 36 erfolgen, sollte eine derartige Kühlung der Schweissdüse 31 gegebenenfalls nicht beabsichtigt sein bzw. verwendet werden.
Zur Führung des Fluids in der Schweissdüse 31 müssen zumindest zwei Kammern 36 im Bereich der Stirnflächen 35 einen entsprechenden Verschluss 41, wie dies beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist, aufweisen. Dieser Verschluss 41 kann so ausgebildet sein, dass er bereits bei der Herstellung der Schweissdüse 31 mitberücksichtigt und somit nicht bewegbar an der Schweissdüse 31 angebracht ist. Andererseits ist es möglich, den Verschluss 41 beispielsweise als Lochblende auszubilden, wodurch vorteilhafterweise erreicht werden kann, insbesondere wenn diese Lochblende bzw. der Verschluss 41 drehbar an der Schweissdüse 31 gehaltert ist, dass beliebige Kammern 36 bei entsprechender Ausbildung der Lochblende verschlossen werden können.
Damit ist es weiters möglich, sofern die Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Kammern 36 entsprechend gewählt werden, dass das Kühlfluid nicht nur in einander benachbarten Kammern 36 zu-bzw. abgeführt wird, sondern sind belie- bige Kombinationen der Kammern 36 möglich.
Es kann in diesem Zusammenhang vorteilhaft sein, wenn an der Schweissdüse 31 entsprechende Vorkehrungen getroffen werden, mit deren Hilfe die Verbindungslei- tungen nachträglich angebracht werden können. Diese Vorkehrungen können bei- spielsweise in Form von Steckanschlüssen, Schraubgewinden oder dgl. ausgebildet sein. Ein weiterer Vorteil für die Verwendung des Verschlusses 41 liegt darin, dass dadurch keine Schweissspritzer in die Kammern 36 der Schweissdüse 31 eindringen können und somit eine Verlegung der Kammern 36 verhindert wird.
<Desc/Clms Page number 13>
Der Verschluss 41 kann weiters, wie in Fig. 5 dargestellt, als Segmentblende ausgeführt sein, wobei diese wiederum drehbar an der Schweissdüse 31 im Bereich der in Fig. 5 verdeckten Stirnfläche 35 angeordnet sein kann. Dieser Verschluss 41 kann dabei so ausgeführt sein, dass er über entsprechende Dichtungseinrichtungen ebenflächig an der Stirnfläche 35 anliegt. Andererseits ist es möglich, dass der Verschluss 41 über einen Übergangskanal 42 verfügt, wie in Fig. 5 strichliert angedeutet. Dieser Übergangskanal 42 kann aus dem Material des Werkstoffes für den Verschluss 41 durch entsprechende Bearbeitungsverfahren gebildet sein, beispielsweise mit Hilfe von Pressen.
Weiters kann sich dieser Übergangskanal 42 über einen weiten Bereich des Verschlusses 41 erstrecken oder aber ist es möglich, dass der Übergangskanal 42 lediglich im Bereich der Stege 37 angeordnet ist.
Unterstützend kann der bzw. können die Stege 37 eine entsprechende Aussparung im Bereich der Stirnfläche 35 aufweisen, wodurch sich der Querschnitt des Übergangskanals 42 vergrössern lässt. Selbstverständlich kann der Querschnitt des Übergangskanals 42 jede beliebige Form aufweisen und ist die Querschnittsfläche in weiten Grenzen variabel gestaltbar.
Ein Vorteil der erfindungsgemässen Schweissdüse 31 ist, dass der Zusatzwerkstoff 39 in zeitlicher Abfolge über verschiedene Kammern 36 der Verbindungsstelle zugeführt werden kann. Ebenso ist es natürlich möglich, dass mehrere Zusatzwerkstoffe 39 gleichzeitig über mehrere Kammern 36 zugeführt werden. Durch dieses Mehrkammersystem der erfindungsgemässen Schweissdüse 31 ist es möglich, dass, sollte unvorhergesehenerweise der Zusatzwerkstoff 39 nicht mehr weitertransportiert werden, die Schweissdüse 31 um zumindest eine Position, d. h. eine Kammer 36, verdreht werden kann und somit der Zusatzwerkstoff 39 durch diese neue Kammer 36 geführt werden kann. Um dies zu erreichen, kann der Zusatzwerkstoff 39 entweder aus der jeweiligen Kammer 36 in Richtung vom Werkstück 16 weg zurückgezogen werden.
Andererseits ist es natürlich möglich, dass jenes Stück des Zusatzwerkstoffes 39, welches sich bereits in der Kammer 36 befindet, vom darüberliegenden Teil des Zusatzwerkstoffes 39 abgetrennt wird und somit das Verdrehen der Schweissdü- se möglich wird.
Zum automatischen Abtrennen des Zusatzwerkstoffes 39 kann in zumindest einer
Kammer 36 im Bereich einer Stirnfläche, vorzugsweise der Stirnfläche 34, des Überganges von der Schweissdüse 31 auf einen Brennerkopf 43 (siehe Fig. 2) eine
<Desc/Clms Page number 14>
Schneideinrichtung 44 angeordnet sein. Selbstverständlich ist es möglich, dass diese Schneideinrichtung 44 auch im Brennerkopf 43 im Bereich der Stirnfläche 34 angeordnet ist. Beide Varianten sind in Fig. 2 schematisch angedeutet. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass z.
B. durch entsprechendes Verschieben der Schneideinrichtung 44 der Zusatzwerkstoff 39 entweder vollständig durchtrennt wird oder aber soweit angeritzt wird, dass bei einem Weiterdrehen der Schweissdüse 31 der Zusatzwerkstoff 39 an dieser Sollbruchstelle abgetrennt und somit das Verdrehen der Schweissdüse 31 ermöglicht wird.
Für den Fall, dass die Schneideinrichtung 44 an der Schweissdüse 31 angebracht ist, ist es selbstverständlich möglich, dass diese im Bereich der Stege 37, insbesondere auf Höhe der Stirnfläche 34, situiert ist und somit ohne zusätzliches Verschieben dieser Schneideinrichtung 44 durch alleiniges Verdrehen der Schweissdüse 31 der Zusatzwerkstoff 39 durchtrennt wird.
Wie in Fig. 5 dargestellt, besteht weiters die Möglichkeit, dass der Innenmantel 33 im Bereich einer Kammer 36 eine Öffnung 45 aufweist. Durch diese Öffnung 45 kann ein während des Verbindungsvorganges verwendetes Schutzgas bzw. Schutz- gasgemisch in den Bereich zwischen dem Laserkopf 29 (siehe Fig. 2) und dem In- nenmantel 33 sowie in der Folge der Verbindungsstelle zugeführt werden, wie dies in Fig. 5 durch Pfeile 46 angedeutet ist.
Selbstverständlich ist es aber möglich, dass dieses Schutzgas bzw. Schutzgasge- misch durch den Brennerkopf 43 besagtem Bereich zugeführt wird, wie dies in Fig.
2 ebenfalls mit Hilfe der Pfeile 46 dargestellt ist.
Für den Fall, dass eine oder mehrere Kammern 36 für die Zufuhr des Schutzgases bzw. Gasgemisches herangezogen wird bzw. werden, besteht die Möglichkeit, dass die Schweissdüse 31 im Bereich der Stirnfläche 35, welche dem Werkstück 16 zuge- wandt ist, offen oder verschlossen ist, je nachdem, ob erwünscht ist, dass ein Teil- strom des Schutzgases bzw. Gasgemisches direkt durch zumindest eine der Kam- mern 36 der Verbindungsstelle zugeführt wird.
Durch das Mehrkammersystem wird weiters ermöglicht, dass ein Gasgemisch entwe- der direkt an der Austrittstelle aus der Schweissdüse 31 oder aber in den Kammern
36 bzw. im Bereich zwischen Laserkopf 29 und Innenmantel 33 hergestellt wird, in- dem nämlich verschiedene Kammern 36 von Reingasen durchströmt werden.
<Desc/Clms Page number 15>
Für den Fall, dass das Gasgemisch in einer der Kammern 36 hergestellt wird, kann eine mittlere Kammer 36 von zwei benachbarten Kammern 36, welche von den Reingasen durchstörmt werden, in Strömungsverbindung stehen, sodass diese Reingase in die mittlere Kammer 36 eintreten und sich dort durchmischen können. Dazu können die Stege 37 wiederum entsprechende Durchbrüche 40 aufweisen. Ebenso können durch die wahlweisen Öffnungen 45 im Innenmantel 33 Reingase aus den Kammern 36 dem Innenraum zur Vermischung zugeführt werden.
Es ist weiters möglich, dass im Fall der Gasgemischherstellung in der Schweissdüse 31 entsprechende Einbauten in zumindest einer Kammern 36 angeordnet sind, die eine bessere Durchmischung erlauben.
Vorteilhaft ist es weiters, wenn die Schweissdüse 31 zumindest bereichsweise einen konischen Verlauf aufweist. Durch die entsprechende Ausbildung des Aussenund/oder Innenmantels 32,33 kann der Zusatzwerkstoff 39 einfacher der Verbindungsstelle zugeführt werden. Die Konizität kann sich dabei nach dem Fokusabstand zwischen Verbindungsstelle und Laserkopf 29 richten, sodass der Fokus direkt auf bzw. in unmittelbarer Nähe zur Verbindungsstelle ist.
Wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemässe Schweissdüse 31 drehbar am Brennerkopf 43 angeodnet sein. Dazu ist es möglich, dass im Bereich der Stirnfläche 34 im Übergangsbereich Schweissdüse 31/Brennerkopf 43 eine entsprechende Verbindungseinrichtung, wie z. B. eine Schleifkupplung angeordnet ist. Weiters ist es möglich, dass diese Verbindungseinrichtung über Rasten verfügt, welche einen vordefinierten Abstand zueinander aufweisen und ist es vorteilhaft, wenn dieser Abstand der Breite der Kammern 36 zwischen den Stegen 37 entspricht, da damit ein zielgenaues Verdrehen der Schweissdüse 31 um jeweils eine Kammer 36 auf einfache Wei- se möglich wird. Selbstverständlich können diese Rasten auch am Brennerkopf 43 angeordnet sein.
Ein mit dieser Schweissdüse 31 ausgestatteter erfindungsgemässer Schweissbrenner
10 kann aber auch anstelle der Einrichtung zur Erzeugung bzw. Abgabe eines Laser- strahls eine nicht abschmelzende Elektrode aufweisen. Dadurch wird es, wie bei der
Verwendung des Laserstrahls, nicht notwendig, den Zusatzwerkstoff 39 zu kontak- tieren, da der Lichtbogen zwischen der nicht abschmelzenden Elektrode und dem
Werkstück 16 aufgebaut wird. Die Kontaktierung der nicht abschmelzenden Elektro-
<Desc/Clms Page number 16>
de kann entsprechend dem Stand der Technik erfolgen. Durch diese Ausbildung kann eine vorteilhafte Vereinfachung des Aufbaus der Schweissdüse 31 erreicht werden, da zusätzliche Massnahmen zur elektrischen Isolierung, beispielsweise des Au- ssenmantels 32, nicht erforderlich sind.
Sowohl die Einrichtung zur Erzeugung bzw. Abgabe eines Laserstrahls, insbesondere der Laserkopf 29, als auch die nicht abschmelzende Elektrode können konzentrisch zu den Kammern 36 angeordnet sein, d. h., dass diese im wesentlichen im Zentrum der Schweissdüse 31 angeordnet sind, wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Wie bereits erwähnt, kann die Schweissdüse 31 um die Mittelachse 38 drehbar am Schweissbrenner 10 gehaltert sein.
Zur Verbindung der Schweissdüse 31 mit dem Brennerkopf 43 können entsprechende Verbindungselemente, beispielsweise Schleifringe, verwendet werden und können insbesondere für den Fall, dass durch einzelne der Kammern 36 Flüssigkeiten und/oder Gase geführt werden, diese Verbindungselemente entweder entsprechende Dichtelemente umfassen oder aber als solche ausgebildet sein.
Das Verbindungselement kann wiederum eine oder mehrere Rasten mit vorzugswei- se vorbestimmtem Abstand zueinander aufweisen.
Wie bereits einführend erwähnt, kann das Schweiss gerät 1 ein Drahtvorschubgerät
11 umfassen. Mit Hilfe dieses Drahtvorschubgerätes 11 wird der Zusatzwerkstoff
39, d. h. der Schweissdraht 13, automatisch über die Zuführungsvorrichtung der Ver- bindungsstelle zugeführt. Es ist nun möglich, dass die Zuführungsvorrichtung bzw. das Drahtvorschubgerät 11 über eine Antriebseinrichtung verfügt, beispielsweise ei- nen Stellmotor, mit deren Hilfe der Zusatzwerkstoff 39 bei einem allfälligen Verdre- hen der Schweissdüse 31 aus der jeweiligen Kammer 36 in Richtung vom Werkstück
16 weg rückgezogen wird, wodurch wiederum ein Verdrehen der Schweissdüse 31 ermöglicht wird. Dadurch kann auf eine zusätzliche Schneideinrichtung 44 in der
Schweissdüse 31 bzw. im Brennerkopf 43 verzichtet werden.
Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, ist es weiters möglich, dass in einem durch den Innenmantel 33 definierten Innenraum 47 neben der Einrichtung bzw. Abgabe eines Laserstrahls oder der nicht abschmelzenden Elektrode eine weitere Zufüh- rungsvorrichtung zur Zuführung eines weiteren Zusatzwerkstoffes 39 zur Verbin- dungsstelle am Werkstück 16 angeordnet ist. Es besteht somit nicht nur die Möglich-
<Desc/Clms Page number 17>
keit, Zusatzwerkstoffe 39 über zumindest eine der Kammern 36 zuzuführen, sondern zusätzlich bzw. ausschliesslich, falls erforderlich, über den Innenraum 47.
In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass es selbstverständlich möglich ist, dass, für den Fall, dass mehrere Zusatzwerkstoffe 39 getrennt zugeführt werden, diese aus unterschiedlichem Material sein können und somit an der Verbindungsstelle eine Legierungsbildung bewirkt werden kann.
Wie in Fig. 4 dargestellt, können die zuletzt genannte weitere Zuführungsvorrichtung und die Einrichtung zur Erzeugung bzw. Abgabe eines Laserstrahls bzw. die nicht abschmelzende Elektrode in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sein, sodass sich beispielsweise die gedachte Verlängerung einer Zusatzwerkstoffmittelachse 48 im Fokus des Laserstrahls trifft. Es kann damit eine ausreichend schnelle Erwärmung des Zusatzwerkstoffes 39 bis über bzw. in den Bereich seines Schmelzpunktes ohne die Ausbildung eines zusätzlichen Lichtbogens erreicht werden. Für den Fall der Verwendung einer nicht abschmelzenden Elektrode kann die gedachte Zusatzwerkstoffmittelachse 48 in etwa im Bereich des Lichtbogenendes enden.
Dieser erfindungsgemässe Schweissbrenner 10 bzw. die Schweissdüse 31 können für jedes herkömmliche Schweissgerät, z. B. einem MIG/MAG-Schweissgerät, in einem Widerstandsschweissgerät oder dgl. verwendet werden, in dem vorteilhafterweise ein Drahtvorschubgerät 11 angeordnet ist. Dieses Drahtvorschubgerät 11 ist dabei vorzugsweise so ausgestaltet, dass ein automatischer Vorschub des Zusatzwerkstoffes 39 mit einstellbarem Vor-und Rücklauf aus oben genannten Gründen möglich ist.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Schweissdüse
31 dargestellt.
Obwohl bislang nur Stege 37 mit zumindest annähernd senkrechter Ausrichtung zum Aussen- und Innenmantel 32,33 beschrieben wurden, ist es selbstverständlich möglich, dass derartige Stege 36 als sogenannte Querstege 49 ausgebildet sind, wel- che wiederum in etwa konzentrisch zum Aussen- bzw. Innenmantel 32,33 angeord- net sind und sich zumindest über einen Teil der gesamten Bauhöhe der Schweissdüse
31 zwischen den Stirnflächen 34 und 35 erstrecken können. Die dadurch zusätzlich entstehenden Kammern können wiederum, wie dies in Fig. 6 strichliert angedeutet
<Desc/Clms Page number 18>
ist, mit Hilfe der Stege 37 unterteilt werden.
Es ist also auf diese Weise möglich, die Schweissdüse 31 mit unterschiedlichst angeordneten Kammern 36 zu versehen und somit die Schweissdüse 31 nach dem jeweiligen Verwendungszweck auszurichten. Beispielsweise kann durch die Anordnung derartiger Querstege 49 erreicht werden, dass ein möglicher Zusatzwerkstoff 39 in einer Kammer 36, welche zwischen dem Innenmantel 33 und dem Quersteg 49 ausgebildet wird, geführt wird und dass die Kammern 36 zwischen dem Aussenmantel 32 und den Querstegen 49 wiederum zur Kühlung verwendet werden.
Mit einem derartig ausgebildeten Schweissgerät 1 bzw. einem derartigen Schweissbrenner 10 mit einer erfindungsgemässen Schweissdüse 31 kann also in der Folge ein erfindungsgemässes Verfahren ausgeführt werden, bei dem der Zusatzwerkstoff 39 aufeinanderfolgend durch unterschiedliche Kammern 36 der Verbindungsstelle zugeführt wird. Selbstverständlich ist es-wie bereits erwähnt - möglich, gleichzeitig mehrere Kammern 36 mit dem Zusatzwerkstoff 39 zu beschicken. Zur Energiezufuhr zur Verbindungsstelle kann entweder die Energie, welche mit Hilfe eines Laserstrahls übertragen werden kann, verwendet werden bzw. kann bei Verwendung einer nicht abschmelzenden Elektrode die Energie von einem zwischen dem Werkstück
16 und der Elektrode gezündeten Lichtbogen 15 stammen.
Soll die Schweissdüse 31 aus bestimmten Gründen, beispielsweise bei auftretenden Problemen in der Zufuhr des Zusatzwerkstoffes 39, um ihre Mittelachse 38 verdreht werden, so ist es möglich, diesen Zusatzwerkstoff 39 vor dem Verdrehen der Schweissdüse 31 in Richtung von der Verbindungsstelle weg, also in Richtung des Schweissbrenners 10 bzw. des Brennerkopfes 43, aus der Schweissdüse 31 zu bewegen bzw. das Stück, welches sich in zumindest einer der Kammern 36 befindet, durch entsprechende Vorkehrungen vom restlichen Teil des Zusatzwerkstoffes 39 abzutrennen.
Selbstverständlich kann bei Verwendung der Kammern 36 zur Führung eines ent- sprechenden Kühlfluids bzw. eines für den Verbindungsvorgang notwendigen
Schutzgases bzw. Schutzgasgemisches die Zufuhr dieser Fluide oder Gase während des Verdrehens der Schweissdüse 31 unterbrochen werden.
Weiters ist in Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schweissdüse 31 gezeigt.
Dabei wird die Schweissdüse 31 aus zumindest zwei Einzelteilen 50,51 gebildet,
<Desc/Clms Page number 19>
wobei einer der Einzelteile 50, 51, insbesondere der Einzelteil 50, derart ausgebildet ist, dass dieser den Innenmantel 33 und die Stege 37 ausbildet, d. h., dass dadurch ein einteiliges Bauteil geschaffen wird.
Dieser Einzelteil 50 kann dabei durch ein Strangpressprofil gebildet werden. Damit die erfindungsgemässe Schweissdüse 31 hergestellt werden kann, wird in einfacher Form über das Strangpressprofil, insbesondere den Einzelteil 50, der weitere Einzelteil 51 geschoben, wodurch die einzelnen Kammern 36 ausgebildet werden. Selbstverständlich ist es möglich, dass der Einzelteil 51, der den Aussenmantel bildet, aus einem entsprechenden Strangpressprofil gebildet sein kann. Die Verbindung der beiden Einzelteile 50,51 kann beliebig erfolgen. Dazu ist es beispielsweise möglich, dass die Einzelteile 50, 51 zumindest teilweise miteinander verlötet, verschweisst oder über Rastverbindungen, usw. miteinander verbunden werden.
Selbstverständlich kann in diesem Fall die Schweissdüse 31 zumindest annähernd gerade ausgeführt sein.
Abschliessend sei darauf hingewiesen, dass in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen einzelne Teile unproportional vergrössert dargestellt wurden, um das Verständnis der erfindungsgemässen Lösung zu verbessern. Des weiteren können auch einzelne Teile der zuvor beschriebenen Merkmalskombinationen der einzelnen Ausführungsbeispiele in Verbindung mit anderen Einzelmerkmalen aus anderen Ausführungsbeispielen eigenständige, erfindungsgemässe Lösungen bilden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen erfindungsgemässen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen erfindungsgemässen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbe- schreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
<Desc/Clms Page number 20>
Bezugszeichenaufstellung 1 Schweissgerät 41 Verschluss 2 Stromquelle 42 Übergangskanal
3 Leistungsteil 43 Brennerkopf
4 Steuervorrichtung 44 Schneideinrichtung
5 Umschaltglied 45 Öffnung
6 Steuerventil 46 Pfeil
7 Versorgungsleitung 47 Innenraum
8 Gas 48 Zusatzwerkstoffmittelachse
9 Gasspeicher 49 Quersteg 10 Schweissbrenner 50 Einzelteil 11 Drahtvorschubgerät 51 Einzelteil 12 Versorgungsleitung 13 Schweissdraht 14 Vorratstrommel 15 Lichtbogen 16 Werkstück 17 Versorgungsleitung 18 Versorgungsleitung 19 Kühlkreislauf 20 Strömungswächter 21 Wasserbehälter 22 Ein-und/oder Ausgabevorrichtung 23 Schlauchpaket 24 Verbindungsvorrichtung 25 Zugentlastungsvorrichtung 26 Gehäuse 27 Laser 28 Strahlungsquelle 29 Laserkopf 30 Leitung 31 Schweissdüse 32 Aussenmantel 33 Innenmantel 34 Stirnfläche 35 Stirnfläche 36 Kammer 37 Steg 38 Mittelachse 39
Zusatzwerkstoff 40 Durchbruch
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a welding nozzle according to the features in the upper
EMI1.1
EMI1.2
The combined use of a laser beam in connection with an arc for welding and the formation of appropriate nozzle arrangements for such welding torches has long been known from the prior art.
Such a nozzle arrangement is known for example from DE 196 27 803 C. The nozzle arrangement described therein is designed such that a further nozzle, which envelops the laser beam, is arranged within a nozzle sleeve. Both the nozzle sleeve and the nozzle have a conical taper in the direction of the workpiece. The nozzle and the nozzle sleeve are arranged with transversely offset axes, i. H. that the central axis of the nozzle is arranged offset from the center of the nozzle sleeve. The space gained in this way in a part between the nozzle and the nozzle sleeve is used to arrange the welding electrode for building up the arc or its electrode guide in the area of the annular gap that has arisen.
A disadvantage of this configuration of a nozzle arrangement is the obliquely conical configuration of the nozzle, which can only be accomplished with increased manufacturing effort. In addition, additional devices are necessary on the outer surface of the nozzle sleeve in order to enable appropriate cooling of the nozzle arrangement to increase the service life.
The variant of the parallel axis offset between the nozzle and the nozzle sleeve, also disclosed in this DE-C, also has the disadvantage that the electrode or electrode guide only attaches to exactly that part of the enlarged annular gap.
<Desc / Clms Page number 2>
can be ordered, which arises from the axis offset.
A further nozzle arrangement for the use of a laser beam in connection with arc welding is known from JP 60-106688 A. The nozzle described in this JP-A assumes a concentric arrangement of the laser beam and the individual electrodes. The latter are arranged within a cylindrical insulator, which at the same time represents the apparatus for the laser beam.
The shielding gas required for the welding process is fed to the point to be welded through an annular gap that results from the arrangement of the insulator within the nozzle. The arrangement of four pairs of electrodes within the insulator is intended to ensure that the arc can be formed before and after the laser beam. A disadvantage of this arrangement is that the nozzle, in particular the insulator, can only be used to guide the electrodes.
In addition, in the event of a malfunction, for example by rubbing an electrode in the insulator or by laying an opening in the insulator due to splashes from the weld pool, the entire welding torch must be removed from the workpiece in order to be able to remedy it, so that the welding process for one subsequently more or less long period of time must be interrupted.
The invention is based on the object of designing a welding nozzle with a plurality of chambers, these chambers being able to be used for supplying a wide variety of media to a connection point.
This object is achieved by the features in the characterizing part of claim 1. It is advantageous that the welding nozzle is made up of an outer and an inner jacket, between which several chambers can be arranged. In this way, it is possible to use the chambers on the one hand for feeding a filler material, in particular a welding wire, to the connection point, but on the other hand also for other tasks, such as cooling the
Welding nozzle to use. However, this multi-chamber system also makes it possible to supply several filler materials to the joint at the same time, completely individually, the number of which may depend on the particular requirements.
In this way it is possible to operate a welding torch equipped with it in a piercing and / or dragging procedure.
The concentric arrangement of the chambers within the welding nozzle, according to claim 2, advantageously means that the chambers alternate.
<Desc / Clms Page number 3>
rend can be used for a wide variety of uses, for example to guide the filler metal.
A configuration according to claim 3 is also advantageous, since the arrangement of connecting lines makes it possible to use the chambers for guiding fluids, it being possible for at least one chamber to be used for the flow and at least one further for the return of the fluid.
It is also advantageous if the connecting lines are arranged in the region of an end face, according to claim 4, since the region which is closest to the welding point is thus free from interfering installations.
Because the webs, which separate the chambers from one another, connect the outer jacket to the inner jacket, according to claim 5, the welding nozzle can advantageously be simplified, since additional connecting devices are not required.
It is advantageous if, according to claims 6 and 7, a closure of at least one
Chamber is designed as a perforated diaphragm, since the chambers can thus be used both for the feed of the filler material and for the fluid flow.
It is also advantageous if this closure is rotatably supported, as claimed in claim 8, since as a result the chambers can alternatively be used differently in time.
It is also possible to provide the closure according to claim 9 in the transition area from one chamber to another chamber with a transition channel, whereby the advantage can be achieved that the cross-section for the transition of the fluid to be guided from one chamber to another chamber is adapted as desired and can be enlarged.
A design according to claim 10 is also advantageous, since this enables the filler material in the respective chamber to be separated from the rest of the filler material without the filler material being used to twist the filler material
The welding nozzle must be removed from the chamber.
<Desc / Clms Page number 4>
By arranging an opening in the inner jacket in the region of a chamber, the advantage can be achieved that a protective gas or a protective gas mixture can be supplied to the connection point through the interior space defined by the inner jacket.
With the help of the arrangement of openings in the webs according to claim 12, the advantage can be achieved that a fluid is conveyed in a meandering course through several chambers.
It is furthermore possible, according to claim 13, to shape the outer and / or inner jacket in a conical shape, at least in some areas, whereby a targeted supply of the filler material to the connection point is made possible and thus a forced contact of the filler material is achieved.
According to claim 14, a sliding clutch can be arranged on one of the end faces, as a result of which easier turning and reliable contacting of the welding nozzle can be achieved.
It is also advantageous if notches are arranged at predefined distances in the area of the end faces, according to claim 15, since this enables the welding nozzle to be rotated in a targeted manner in targeted positions.
It is also advantageous if, as described in claim 16, the chambers for addition. Removal of a cooling medium are formed, since cooling of the welding nozzle can thus be formed in a simple form.
However, a further development according to claim 17 is also advantageous, since through the
Training of the chambers for the supply and discharge of a protective gas or
Shielding gas mixture a better washing around the filler material can be achieved and is therefore better protected against oxidative influences.
It is also advantageous if, according to claim 18, at least one chamber is designed as part of a feed device for at least one filler material, since this makes it possible to use this welding nozzle universally.
The object of the invention is also achieved by the features in the characterizing part of claim 19. This is an advantage for the welding torch according to the invention
<Desc / Clms Page number 5>
is that a reusable welding nozzle with several chambers is used, which means that an additional material can be fed to a connection point, in particular a welding point, and the welding nozzle can be protected from overheating by guiding a fluid in the chambers via this welding torch.
A further advantage is an embodiment according to claim 20, since the concentric arrangement of the laser beam means that the chambers distributed over the circumference of the welding nozzle can be used equally for all purposes.
However, an embodiment according to claim 21 is also advantageous since contacting the filler material can be dispensed with by using a non-melting electrode.
Due to the rotatable mounting of the welding nozzle on the torch head of the welding torch, a simple change between the individual chambers can be made possible.
It is furthermore advantageous if, as described in claim 23, at least one cutting device is arranged in the transition area to the welding nozzle, since this enables simple cutting of the filler material and subsequently also simple rotation of the welding nozzle.
It is advantageous if, according to claim 24, the welding nozzle is held on the torch head via a connecting element, since this enables easy replacement of the welding nozzle.
It is also advantageous if the connecting element as claimed in claim 25
Slip ring is formed, as this simplifies the rotation of the welding nozzle.
It is also advantageous according to claim 26 if the connecting element as
Sealing element, in particular for liquids and / or gases, because in this way a safe use of individual chambers for guiding fluids can be achieved.
<Desc / Clms Page number 6>
By designing the connecting element with a plurality of notches at a predetermined distance, according to claim 27, a precise, accurate turning or positioning of the welding nozzle by certain angular sections is possible.
However, it is also advantageous if, according to claim 28, a drive device is assigned to the feed device, since this can automatically cause the filler material to be withdrawn and thus in turn simplifies the turning of the welding nozzle.
It is advantageous if, according to claim 29, the drive device is an actuating motor, since this prevents unintentional retraction over too long a distance and thus the time period for turning the welding nozzle and the reusability of the welding torch can be shortened.
By arranging a further feed device in the interior defined by the inner jacket, according to claims 30 and 31, additional material can advantageously be fed, for example, to the center of the welding nozzle and subsequently to the connection point.
The object of the invention is further achieved by the features in the characterizing part of claim 32. The advantage here is that by arranging a welding nozzle with several chambers or a welding torch with such a welding nozzle in the welding device, the latter can be used in a variety of ways, and in particular the downtimes when using this welding device can be reduced.
The arrangement of a wire feeder according to claim is advantageous
33, since this enables an automatic feed of the filler material to the connection point.
It is also advantageous according to claim 34 if the wire feed device comprises a drive device which enables an adjustable forward and return flow, since it is thereby possible to pull the filler material out of the chambers of the welding nozzle, thereby facilitating the rotation of the welding nozzle.
<Desc / Clms Page number 7>
For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings.
1 shows a schematic structure of a welding device according to the invention; Fig. 2 shows a part of the welding torch according to the invention, in particular the
<Desc / Clms Page number 8>
welding nozzle connected to the torch head, in a schematic, lateral and sectional representation; 3 shows the welding nozzle according to the invention, cut in plan view and schematically simplified representation; 4 shows a part of the welding nozzle according to the invention in a lateral, sectional and schematic illustration with an additional feed device in the interior formed by the inner jacket; Fig. 5 shows the welding nozzle according to the invention in a schematic, sectioned
Top view with chambers partially closed by a lock;
6 shows a further embodiment variant of the welding nozzle according to the invention in a schematic, sectional top view with an alternative arrangement of the chambers; 7 shows a further embodiment variant of the welding nozzle according to the invention in a schematic, sectional top view.
In the introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, and the disclosures contained in the entire description can be applied analogously to the same parts with the same reference numerals or the same component names. The location information selected in the description, such as. B. top, bottom, side, etc. refer to the figure described and illustrated immediately and are to be transferred to the new position in the event of a change in position. Furthermore, individual features or combinations of features from the different ones shown and described can also be used
Exemplary embodiments for themselves, inventive or inventive
Represent solutions.
1 shows a welding system or a welding device 1. This welding device 1 comprises at least one current source 2 with a power unit 3, a control device 4 and a switching element 5 assigned to the power unit 3 or the control device 4. The switching element 5 or the control device 4 is equipped with a
<Desc / Clms Page number 9>
Connected to a control valve 6, which is arranged in a supply line 7 for a gas 8, in particular a protective gas such as CO, helium or argon and the like, between a gas storage device 9 and a welding torch 10.
In addition, a wire feed device 11, which is common for MIG / MAG welding, can also be controlled via the control device 4, a welding wire 13 being fed from a storage drum 14 into the area of the welding torch 10 via a supply line 12. Of course, it is possible for the wire feed device 11, as is known from the prior art, to be integrated in the welding device 1 and not, as shown in FIG. 1, as an additional device.
The current for establishing an arc 15 between the welding wire 13 and a workpiece 16 is fed via a supply line 17 from the power section 3 of the power source 2 to the welding torch 10 or the welding wire 13, the workpiece 16 to be welded also being connected to the via a further supply line 18 Welding device 1, in particular connected to the power source 2, and thus a circuit can be set up over the arc 15.
To cool the welding torch 10, the cooling circuit 19 can be used
Welding torch 10 can be connected to a water tank 21 with the interposition of a flow monitor 20, so that when the
Welding torch 10 of the cooling circuit 19, in particular a liquid pump used for the liquid arranged in the water container 21, are started and thus cooling of the welding torch 10 or of the welding wire 13 can be effected.
The welding device 1 can furthermore have an input and / or output device 22, via which the most varied welding parameters or operating modes of the
Welder 1 can be set. The welding parameters set via the input and / or output device 22 are forwarded to the control device 4 and the individual components of the welding system or of the welding device 1 are then actuated by the latter.
Furthermore, as shown in FIG. 1, the welding torch 10 can be operated via a
Hose package 23 may be connected to the welding device 1 or the welding system.
In the hose package 23, the individual lines from the welding device 1 to
<Desc / Clms Page number 10>
Welding torch 10 arranged. The hose package 23 is connected to the welding torch 10 via a connecting device 24 which is part of the prior art, whereas the individual lines in the hose package 23 are connected to the individual contacts of the welding device 1 via connection sockets or plug connections. So that a corresponding strain relief of the hose package 23 is ensured, the hose package 23 is connected to a housing 26 of the welding device 1 via a strain relief device 25.
As can also be seen from FIG. 1, the welding device 1 comprises a laser 27 in addition to the welding torch 10. This laser 27 can consist at least of a radiation source 28 generating monochromatic radiation and a laser head 29 emitting the monochromatic radiation, the laser head 29 with the Radiation source 28 via a suitable line 30, e.g. B. a preferably flexible optical waveguide can be connected.
Of course, however, it is also possible for the laser head 29 and the radiation source 28 to form a single structural unit and for the laser head 29 to be arranged directly on the radiation source 28.
EMI10.1
lasers known in the prior art can be used. The wavelength of the emitted monochromatic laser radiation can be in the range between 500 nm and 15000 nm, in particular between 850 nm and 1060 nm. It is advantageous when using an Nd: YAG laser that, depending on the Nd3 + concentration, it is possible to build up a large population reversal and thus the Nd3 + can be used in high-energy lasers.
2 and 3 show the welding torch 10 with a welding nozzle 31 according to the invention in a greatly simplified representation. This welding nozzle 31 comprises an outer jacket 32 and an inner jacket 33 distanced therefrom. Both the outer jacket 32 and the inner jacket 33 are delimited by an upper and a lower, opposite end face 34, 35.
As can be seen better from FIG. 3, a plurality of chambers 36 are formed between the outer jacket 32 and the inner jacket 33. These chambers 36 can be separated from one another by webs 37 and, for example, as longitudinal webs which
<Desc / Clms Page number 11>
che extend in the direction of a central axis 38 between the two end faces 34 and 35, be formed.
In the present exemplary embodiment, the webs 37 connect the outer casing 32 to the inner casing 33. Of course, further layers, for example coatings of the outer and / or inner casing 32, 33, can be arranged between the outer casing 32 and the inner casing 33, and it is possible that do not connect the webs 37 directly to the outer jacket 32 or inner jacket 33. Such coatings can be used, for example, for electrical insulation
EMI11.1
be educated. In this way, it is possible to contact an electrode designed as filler material 39 via the inner jacket 33 and / or the webs 37 without the outer jacket 32 being live.
The webs 37 can be connected to the outer jacket 32 or inner jacket 33 in a suitable manner, for example by welding, soldering or the like.
Of course, it is possible that the welding nozzle 31 is formed in one piece, i. That is, these webs 37 are formed on both the outer jacket 32 and the inner jacket 33. A combination of these two design variants is also possible, so that, for example, these webs 37 are formed either on the outer casing 32 or on the inner casing 33.
3, the chambers 36 are preferably arranged concentrically. The number of chambers 36 can depend on the respective intended use of these chambers 36 and it is possible, for example, to pass a corresponding fluid through these chambers 36 in order, for example, to cool the welding nozzle 31. Likewise, the filler material 39 can be fed through these chambers 36 to the connection point or the melt pool. Another option for using these chambers 36 is to supply a corresponding protective gas or protective gas mixture to the connection point.
In order to be able to pass a corresponding fluid for cooling the welding nozzle 31 through these chambers 36, it is possible for at least two chambers to be connected to one another via a connecting line. This allows the fluid to flow in and out, for example, via the openings in the chambers 36 facing the end face 34. 5 is the flow pattern of the
<Desc / Clms Page number 12>
Fluids shown in the usual way in two chambers 36.
It is also possible to connect a plurality of chambers 36 to one another via connecting lines in order to obtain a meandering course of the fluid.
These connecting lines can at least partially be replaced by openings 40 in the webs 37.
The connecting lines can be arranged both in the area of the end face 34 and in the area of the end face 35 and it is advantageous if these connecting lines are provided in the area of the end face 34. In the area of the end face 35, which points to the workpieces 16 to be connected, on the other hand, it is advantageous if the connection of two chambers 36 takes place via said openings 40. As a result, the filler material 39 can be supplied unhindered via any chamber 36 if such cooling of the welding nozzle 31 is not intended or used, if appropriate.
To guide the fluid in the welding nozzle 31, at least two chambers 36 in the region of the end faces 35 must have a corresponding closure 41, as is shown, for example, in FIG. 5. This closure 41 can be designed such that it is already taken into account during the manufacture of the welding nozzle 31 and is therefore not attached to the welding nozzle 31 so as to be movable. On the other hand, it is possible to design the closure 41, for example, as a perforated diaphragm, which can advantageously, in particular if this perforated diaphragm or the closure 41 is rotatably mounted on the welding nozzle 31, that any chambers 36 can be closed if the perforated diaphragm is designed accordingly.
It is thus also possible, provided the connecting lines between the individual chambers 36 are selected accordingly, that the cooling fluid does not only enter or leave in adjacent chambers 36. any combinations of the chambers 36 are possible.
In this context, it can be advantageous if appropriate measures are taken on the welding nozzle 31, with the aid of which the connecting lines can be retrofitted. These precautions can be designed, for example, in the form of plug connections, screw threads or the like. A further advantage for the use of the closure 41 lies in the fact that no welding spatter can penetrate into the chambers 36 of the welding nozzle 31 and thus a displacement of the chambers 36 is prevented.
<Desc / Clms Page number 13>
The closure 41 can also, as shown in FIG. 5, be designed as a segment diaphragm, which in turn can be arranged rotatably on the welding nozzle 31 in the region of the end face 35 covered in FIG. 5. This closure 41 can be designed in such a way that it lies flat against the end face 35 via corresponding sealing devices. On the other hand, it is possible for the closure 41 to have a transition channel 42, as indicated by dashed lines in FIG. 5. This transition channel 42 can be formed from the material of the material for the closure 41 by appropriate processing methods, for example with the help of presses.
Furthermore, this transition channel 42 can extend over a wide area of the closure 41, or it is possible that the transition channel 42 is only arranged in the area of the webs 37.
To support this, the webs 37 can have a corresponding recess in the area of the end face 35, as a result of which the cross section of the transition channel 42 can be enlarged. Of course, the cross-section of the transition channel 42 can have any shape and the cross-sectional area can be varied within wide limits.
An advantage of the welding nozzle 31 according to the invention is that the filler material 39 can be supplied to the connection point in chronological order via various chambers 36. Likewise, it is of course also possible for a plurality of filler materials 39 to be supplied simultaneously via a plurality of chambers 36. This multi-chamber system of the welding nozzle 31 according to the invention makes it possible that, should the filler material 39 be unexpectedly no longer transported, the welding nozzle 31 by at least one position, i. H. a chamber 36 can be rotated and thus the filler material 39 can be guided through this new chamber 36. To achieve this, the filler material 39 can either be withdrawn from the respective chamber 36 in the direction away from the workpiece 16.
On the other hand, it is of course possible for that piece of filler material 39 which is already in chamber 36 to be separated from the part of filler material 39 lying above it, thus making it possible to twist the welding nozzle.
At least one can be used to automatically separate the filler material 39
Chamber 36 in the region of an end face, preferably the end face 34, of the transition from the welding nozzle 31 to a torch head 43 (see FIG. 2)
<Desc / Clms Page number 14>
Cutting device 44 may be arranged. Of course, it is possible that this cutting device 44 is also arranged in the burner head 43 in the region of the end face 34. Both variants are indicated schematically in Fig. 2. In this way it is possible that, for.
B. by appropriate displacement of the cutting device 44 of the filler 39 is either completely cut or scratched to the extent that the filler 39 is separated at this predetermined breaking point when the welding nozzle 31 is turned further, thus allowing the welding nozzle 31 to be rotated.
In the event that the cutting device 44 is attached to the welding nozzle 31, it is of course possible that it is located in the area of the webs 37, in particular at the level of the end face 34, and thus without additional displacement of this cutting device 44 by simply rotating the welding nozzle 31 the filler material 39 is severed.
As shown in FIG. 5, there is also the possibility that the inner jacket 33 has an opening 45 in the region of a chamber 36. A protective gas or protective gas mixture used during the connection process can be fed through this opening 45 into the area between the laser head 29 (see FIG. 2) and the inner jacket 33 and subsequently to the connection point, as shown in FIG. 5 is indicated by arrows 46.
Of course, it is possible, however, for this protective gas or protective gas mixture to be supplied through the burner head 43 in the area mentioned, as shown in FIG.
2 is also shown with the aid of arrows 46.
In the event that one or more chambers 36 are used for the supply of the protective gas or gas mixture, there is the possibility that the welding nozzle 31 is open or closed in the area of the end face 35 which faces the workpiece 16 is, depending on whether it is desired that a partial flow of the protective gas or gas mixture is fed directly through at least one of the chambers 36 to the connection point.
The multi-chamber system also makes it possible for a gas mixture to either come directly out of the welding nozzle 31 or into the chambers
36 or in the area between the laser head 29 and the inner jacket 33, namely by the fact that clean gases flow through various chambers 36.
<Desc / Clms Page number 15>
In the event that the gas mixture is produced in one of the chambers 36, a central chamber 36 can be in flow communication from two adjacent chambers 36, which are blown through by the clean gases, so that these clean gases enter the central chamber 36 and mix there can. For this purpose, the webs 37 can in turn have corresponding openings 40. Likewise, through the optional openings 45 in the inner jacket 33, clean gases from the chambers 36 can be supplied to the interior for mixing.
It is furthermore possible that, in the case of gas mixture production, corresponding internals are arranged in the welding nozzle 31 in at least one chamber 36, which allow better mixing.
It is also advantageous if the welding nozzle 31 has a conical shape, at least in some areas. Due to the corresponding design of the outer and / or inner casing 32, 33, the filler material 39 can be fed to the connection point more easily. The taper can be based on the focus distance between the connection point and the laser head 29, so that the focus is directly on or in the immediate vicinity of the connection point.
As already mentioned, the welding nozzle 31 according to the invention can be rotatably arranged on the torch head 43. For this purpose, it is possible that in the area of the end face 34 in the transition area welding nozzle 31 / torch head 43 a corresponding connecting device, such as, for. B. a slip clutch is arranged. Furthermore, it is possible for this connecting device to have catches which have a predefined distance from one another, and it is advantageous if this distance corresponds to the width of the chambers 36 between the webs 37, since this enables the welding nozzle 31 to be rotated precisely by one chamber 36 in each case becomes possible in a simple manner. Of course, these catches can also be arranged on the burner head 43.
A welding torch according to the invention equipped with this welding nozzle 31
10 can, however, also have a non-melting electrode instead of the device for generating or delivering a laser beam. This makes it like the
Use of the laser beam, not necessary to contact the filler material 39, since the arc between the non-melting electrode and the
Workpiece 16 is built up. Contacting the non-melting electrical
<Desc / Clms Page number 16>
de can be done according to the state of the art. This configuration advantageously makes it possible to simplify the construction of the welding nozzle 31, since additional measures for electrical insulation, for example the outer jacket 32, are not required.
Both the device for generating or emitting a laser beam, in particular the laser head 29, and the non-melting electrode can be arranged concentrically with the chambers 36, i. that is, they are arranged substantially in the center of the welding nozzle 31, as shown in FIGS. 2 and 3. As already mentioned, the welding nozzle 31 can be held on the welding torch 10 so as to be rotatable about the central axis 38.
Corresponding connecting elements, for example slip rings, can be used to connect the welding nozzle 31 to the torch head 43 and, in particular in the event that liquids and / or gases are passed through individual chambers 36, these connecting elements either comprise corresponding sealing elements or else are designed as such his.
The connecting element can in turn have one or more notches with a preferably predetermined spacing from one another.
As already mentioned in the introduction, the welding device 1 can be a wire feed device
11 include. With the help of this wire feeder 11, the filler material
39, d. H. the welding wire 13 is automatically fed to the connection point via the feed device. It is now possible for the feed device or the wire feed device 11 to have a drive device, for example a servomotor, with the aid of which the filler material 39 can be used to turn the welding nozzle 31 out of the respective chamber 36 in the direction of the workpiece
16 is withdrawn away, which in turn enables the welding nozzle 31 to be rotated. This allows an additional cutting device 44 in the
Welding nozzle 31 or in the torch head 43 can be omitted.
As shown schematically in FIG. 4, it is further possible that in an interior space 47 defined by the inner jacket 33, in addition to the establishment or delivery of a laser beam or the non-melting electrode, a further feed device for feeding a further filler material 39 for connecting is located on the workpiece 16. There is therefore not only the possibility
<Desc / Clms Page number 17>
ability to supply filler materials 39 via at least one of the chambers 36, but additionally or exclusively, if necessary, via the interior 47.
In this context, it should be mentioned that it is of course possible that, in the event that several filler materials 39 are supplied separately, they can be made of different materials and thus alloy formation can be effected at the connection point.
As shown in FIG. 4, the last-mentioned further feed device and the device for generating or emitting a laser beam or the non-melting electrode can be arranged at an acute angle to one another, so that, for example, the imaginary extension of a filler material central axis 48 is in the focus of the laser beam meets. Sufficiently rapid heating of the filler material 39 to above or into the range of its melting point can thus be achieved without the formation of an additional arc. If a non-melting electrode is used, the imaginary filler material central axis 48 can end approximately in the region of the arc end.
This welding torch 10 according to the invention or the welding nozzle 31 can be used for any conventional welding device, e.g. B. a MIG / MAG welding machine, in a resistance welding machine or the like. In which a wire feeder 11 is advantageously arranged. This wire feed device 11 is preferably designed such that an automatic feed of the filler material 39 with an adjustable forward and return is possible for the reasons mentioned above.
6 shows a further embodiment variant of the welding nozzle according to the invention
31 shown.
Although only webs 37 with at least approximately vertical alignment to the outer and inner jacket 32, 33 have been described so far, it is of course possible for such webs 36 to be designed as so-called transverse webs 49, which in turn are approximately concentric with the outer and inner jacket 32,33 are arranged and at least over part of the overall height of the welding nozzle
31 can extend between the end faces 34 and 35. The resulting additional chambers can in turn, as indicated by dashed lines in Fig. 6
<Desc / Clms Page number 18>
is to be divided using the webs 37.
It is thus possible in this way to provide the welding nozzle 31 with differently arranged chambers 36 and thus to align the welding nozzle 31 according to the respective intended use. For example, the arrangement of such transverse webs 49 can result in a possible filler material 39 being guided in a chamber 36 which is formed between the inner jacket 33 and the transverse web 49, and in that the chambers 36 between the outer jacket 32 and the transverse webs 49 in turn Cooling can be used.
With a welding device 1 designed in this way or with a welding torch 10 of this type with a welding nozzle 31 according to the invention, a method according to the invention can consequently be carried out in which the filler material 39 is successively fed to the connection point through different chambers 36. Of course, as already mentioned, it is possible to simultaneously feed several chambers 36 with the filler material 39. Either the energy which can be transmitted with the aid of a laser beam can be used to supply energy to the connection point, or the energy from one between the workpiece can be used if a non-melting electrode is used
16 and the electrode ignited arc 15 originate.
If the welding nozzle 31 is to be rotated about its central axis 38 for certain reasons, for example if problems arise in the supply of the filler material 39, it is possible to rotate this filler material 39 in the direction away from the connection point, i.e. in the direction, before the welding nozzle 31 is rotated of the welding torch 10 or of the torch head 43 to be moved out of the welding nozzle 31 or to separate the piece, which is located in at least one of the chambers 36, from the remaining part of the filler material 39 by appropriate measures.
Of course, when using the chambers 36 to guide a corresponding cooling fluid or one necessary for the connection process
Shielding gas or shielding gas mixture, the supply of these fluids or gases are interrupted during the rotation of the welding nozzle 31.
A further exemplary embodiment of the welding nozzle 31 is also shown in FIG. 7.
The welding nozzle 31 is formed from at least two individual parts 50, 51,
<Desc / Clms Page number 19>
one of the individual parts 50, 51, in particular the individual part 50, being designed such that it forms the inner jacket 33 and the webs 37, i. that is, it creates a one-piece component.
This individual part 50 can be formed by an extruded profile. So that the welding nozzle 31 according to the invention can be produced, the further individual part 51 is pushed over the extruded profile, in particular the individual part 50, in a simple form, as a result of which the individual chambers 36 are formed. Of course, it is possible that the individual part 51, which forms the outer casing, can be formed from a corresponding extruded profile. The two individual parts 50, 51 can be connected as desired. For this purpose, it is possible, for example, that the individual parts 50, 51 are at least partially soldered to one another, welded or connected to one another via snap connections, etc.
Of course, in this case the welding nozzle 31 can be at least approximately straight.
In conclusion, it should be pointed out that in the exemplary embodiments described above, individual parts have been disproportionately enlarged in order to improve understanding of the solution according to the invention. Furthermore, individual parts of the combinations of features of the individual exemplary embodiments described above can also form independent solutions according to the invention in conjunction with other individual features from other exemplary embodiments.
Above all, the individual in FIGS. 1, 2; 3; 4; 5; 6; 7 shown form the subject of independent solutions according to the invention. The tasks and solutions according to the invention in this regard can be found in the detailed descriptions of these figures.
<Desc / Clms Page number 20>
Reference drawing 1 welding device 41 closure 2 power source 42 transition channel
3 Power section 43 burner head
4 control device 44 cutting device
5 switching element 45 opening
6 control valve 46 arrow
7 Supply line 47 interior
8 Gas 48 Filler metal axis
9 gas storage 49 cross bar 10 welding torch 50 single part 11 wire feed device 51 single part 12 supply line 13 welding wire 14 storage drum 15 arc 16 workpiece 17 supply line 18 supply line 19 cooling circuit 20 flow monitor 21 water container 22 input and / or output device 23 hose package 24 connecting device 25 strain relief device 26 housing 27 laser 28 Radiation source 29 laser head 30 line 31 welding nozzle 32 outer jacket 33 inner jacket 34 end face 35 end face 36 chamber 37 web 38 central axis 39
Filler metal 40 breakthrough