DD214318A1

DD214318A1 - Schweissbrenner fuer das elektrische lichtbogenschweissen mit zwei schutzgasen

Info

Publication number: DD214318A1
Application number: DD24971683A
Authority: DD
Inventors: Werner Kraus; Herbert Berger; Gerald Pfeiffer; Gunnar Buerkner
Original assignee: Werner Kraus; Herbert Berger; Gerald Pfeiffer; Gunnar Buerkner
Priority date: 1983-04-11
Filing date: 1983-04-11
Publication date: 1984-10-10

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schweissbrenner fuer das elektrische Lichtbogenschweissen unter Verwendung von zwei getrennt zugefuehrten Schutzgasen.Ziel ist, eine Verringerung der Spritzerbildung unter Einsatz des ueberwiegenden Anteils von billigem Schutzgas zu ermoeglichen. Es ist ein Schweissbrenner auf der Grundlage vorhandener konstruktiver Loesungen fuer Eingasbrenner zu entwickeln. Kennzeichnend ist, dass die innere Schutzgasduese ein weiteres aussenliegendes Gewinde fuer die Befestigung der aeusseren Schutzgasduese aufweist, wobei im Aussengewinde der inneren Schutzgasduese mehrere Kanaele fuer den Gasdurchfluss in Form von Laengsnuten vorhanden sind und die aeussere Schutzgasduese an ihrem oberen Ende zusammen mit einem auf dem Brennerrohr befestigten Ring einen ringfoermigen Hohlraum bildet, in dem ein zum Brennerrohr paralleles Schutzgasrohr oder ein zum Brennerrohr konzentrisches Huellrohr fuer das Schutzgas der aeusseren Schutzgasduese einmuendet.

Description

Schweißbrenner für das elektrische Lichtbogenschweißen mit zwei Schutzgasen -.' ' · " '·.·' '' ·. . ... ;. '· .^:'"

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Schweißbrenner für das elektrische Lichtbogenschweißen mit endloser Elektrode unter Verwendung von zwei getrennt zugeführten Schutzgasen mit zwei konzentrisch angeordneten Schutzgasdüsen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für das elektrische Lichtbogenschweißen Mnter einer Schutzgasatmosphäre gibt es eine große Zahl von Brennertypen, die das Schutzgas bzw, ein Gemisch aus mehreren Gasen vorwiegend durch den Handgriff des Brenners und dann durch das ßrennerrohr der Schutzgasdüse zuführen. Dabei dient in der Regel das Brennerrohr der Zuleitung des Schweißstromes, während im Inneren des Brennerrohres der Elektrodendraht und das Schutzgas geführt werden. Innerhalb der zum Brennerrohr isolierten Schützgasdüse gestatten Offnungen im zentrisch angeordneten Düsenstock den Durchtritt des Schutzgases aus dem zentrischen Kanal für Elektrodendraht und Schutzgas in den mantelförmigen Kanal für Schutzgas, der zwischen der Schutzgasdüse oder der Gaskappe und dem Düsenstock mit der Stromkontaktdüse gebildet wird. Der so erzeugte mantelförmige Schutzgasstrom ist die Voraussetzung für einen ausreichenden Gasschutz des Lichtbogens und des durch den Lichtbogen erzeugten Schmelzbades.

Eine besondere Form des MAG-Schweißens stellt das Schweißen mit zwei getrennt zugeführten Schutzgasen dar. Hierbei wird in einem inneren Schutzgasstrom ein inertes Gas, vorwiegend Argon, oder ein Gasgemisch mit hohem Argorianteil zugeführt und in einem äußeren, ringförmigen Schutzgasstrom; ein aktives Schutzgas, z. B. CO₂, zugeführt. Damit soll erreicht werden, daß der innere inerte ,jSchutzgasstrom vorzugsweise auf den Lichtbogen einwirkt, während der äußere aktive Schutzgasstrom die erforderlichen metallurgischen Reaktionen im Schmelzbad hervorruft, um ein porenfreies Schweißgut zu erhalten. Mit dieser besonderen Gaszuführung soll erreicht werden, daß die beim Schweißen unter reinem C0_? zu verzeichnende Spritzerbildung verhindert, bzw. stark reduziert wird und dabei ein sehr geringer Anteil von inertem Gas benötigt wird, ': /' ·. " .' ..· '^: ' .^: -··' ' .''

Für dieses neue Verfahren sind konstruktive Lösungen für einen zweckmäßigen Aufbau eines Schutzgasbrenners für zwei getrennte Gase bisher nur andeutungsweise bekannt geworden* Es muß davon ausgegangen werden, daß für das Schweißen mit zwei getrennten Schutzgasen spezielle Brennerkonstruktionen 'zur'Anwendung kommen/die bei doppelter Auslegung der Gas- S kanäle und Schutzgasdüsen relativ große Abmessungen aufweisen. : '''.'. . . ;-.· '.'-''. ·.' ;. ^; · _; *. In einem speziellen Fall wurde vorgeschlagen, die Strömkontaktdüse eines an sich bekannten Mäschihenschweißbrenners mit einer zusätzlichen inneren Gasdüse mit engem Querschnitt zu versehen, die auf den Düsenstock aufgeschraubt ist und die von der vorhandenen zentrischen Gaszuführungsleitung mit Gas versorgt wird. Die äußere Schutzgasdüse besitzt einen zusätzlichen seitlichen Gasanschluß. Bei dieser Lösung sind mehrere Veränderungen an den handelsüblichen Brennerteilen u.a. zur Gewährleistung einer zentrischen Lage der Gasdüsen erforderlich. Die Form der inneren Gasdüse gewährleistet keinen laminaren Gasstrom, so daß der innere Schutzgasmantel am Lichtbogen nicht optimal wirksam werden kann. Die seitliche Zuführung des äußeren Schutzgases bedingt eine Vergrößerung der Baubreite des Brenners und ist deshalb als Lösung für einen Handschweißbrenner ungeeignet.

Ziel der Erfindung

Es sind die technischen Voraussetzungen für die Anwendung des ZwBjfcgasschweißens zu schaffen mit dem Ziel der Verringerung der Spritzerbildung beim Schutzgasschweißen unter Verwendung eines überwiegenden Anteils von billigem Schutzgas.

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Das Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schweißbrenner mit getrennter Zuführung von zwei Schutzgasen auf der Grundlage vorhandener konstruktiver Lösungen für Eingasbrenner zu entwickeln, der sowohl als Handschweiß- ".:', brenner als auch als Schutzgasbrenner für automatische Schweißanlagen eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird ein an sich bekannter Schutzgasschweißbrenner mit einer im Durchmesser reduzierten Schutzgas- : düse ausgestattet, die als innere Gasdüse an die vorhandenen Gaskanäle angeschlossen ist. Diese innen liegende Schutzgasdüse besitzt ein weiteres, außen liegendes Gewinde für die Befestigung der äußeren Schutzgasdüse. In diesem Gewinde sind mehrere Längsnuten mit einer Tiefe unterhalb des Kerndurchrnessers des Gewindes angeordnet und gestatten damit den Gasdurchtritt des äußeren Schutzgases» Die äußere Schutzgasdüse hat oberhalb ihres Innengewindes eine Fortsetzung, die zusammen mit dem Brennerrohr und mit einem auf dem Brennerrohr befestigten Ring einen ringförmigen Hohlraum bildet. Der auf dem Brennerrohr befestigte Ring bildet einen Anschlag und damit die Dichtfläche beim Aufschrauben der äußeren Gasdüse auf die innere Gäsdüse. Vorzugsweise ist dieser Ring zusammen/mit dem für die innere Gasdüse vorgesehenen Gewindering aus einem Stück mit ringförmiger Ausdrehung gefertigt und gegenüber dem Brennerrohr isoliert. In diese ringförmige Ausdrehung mündet ein parallel zum Schutzgas rohr'geführtes Rohr für das äußere Schutzgas ein. Dieses Röhr wird auf geeignete Weise durch den Brennergriff hindurchgeführt, parallel zum Brennerrohr an die Schutzgasdüse herangeführt und mündet dort in den ringförmigen Kanal. Von dort verteilt sich das Gas auf die im Gewinde eingefrästenGas- :.;

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kanäle. Diese regelmäßig über den Umfang angeordneten Kanäle bilden: eine Voraussetzung für den Aufbau einer laminaren Strömung in der äußeren Gasdüse. In einer, weiteren Ausführungsform dieses Zweigasbrenners besitzt das brenner- , rohr ein zusätzliches Hüllrohr für die zentrische Zuführung des zweiten Schutzgases. In diesem Fall ist der zur Kappenhalterung dienende Dicht- und Gewindering an seinem inneren Durchmesser mit Abstufungen versehen, so daß im vorderen Teil eine Abdichtung des Ringes gegenüber dem inneren Brennerrohr und im hinteren Teil ©ine Oberleitung des Gases durch radiale oder schräge Löcher vom Hüllrohr zum ringförmigen Kanal ermöglicht wird.

Eine weitere spezielle Ausführungsform des Brenners ist mit einer indirekten Fremdkühlung, d.h. mit einer Wasserkühlung ausgestattet. In dem zur Kappenhalterung dienenden Ring ist ein ringförmiger geschlossener Kühlkanal vor·· banden, der eine Trennwand in Form des durch den Kühlkanal geführten Schutzgasrohres aufweist.

Beidseitig des Schutzgasrohres sind die Zuführüngs- bzw. . Abflußleitungen für das Kühlwasser angeschlossen. Aöf diese Weise wird ein Zwangsumlauf des Kühlmittels durch den gesamten Kühlkanal gewährleistet.

Um ein Nachrüsten vorhandener normaler Schutzgasbrenner zu ermöglichen, kann der auf dem Schutzgasrohr angeordnete Ring, der als Anschlag und Dichtfläche für die äußere Schutzgasdüse dient, in Längsrichtung zweigeteilt sein. Durch Befestigung dieses Ringes auf dem Brennerrohr und durch Ersetzen der normalen Schutzgasdüse durch die erfindungsgemäße Düsenanordnung ist der erfindungsgemäße Zweigasbrenner herstellbar.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Brennerkonstruktion besteht in der Möglichkeit, serienmäßige Schutzgasbrenner ohne großen Aufwand für die Verwendung von zwei Schutz-

gasen umzurüsten bzw. einen erfindungsgemäßen Zweigasbrenher auf der Grundlage einer vorhandenen Brennerkonstruktion als Variante mit einem großen Anteil gemeinsamer Bauelemente >\:' zu fertigen. Die äußeren Abmessungen des Brenners einschließlich des zusätzlichen Schutzgasrohresübersteigen die Abmessungen eines normalen Schutzgasbrenners nur geringfügig. Gleichseitig ist bei dieser Brennerkonstruktion :gewährleistet» das äußerer und inerer Schutzgasstrom eine optimale laminare Strömung ausbilden können. Weiterhin ist durch geringfügige Veränderungen die Möglichkeit einer indirekten Wasserkühlung des Brenners gegaben. Die Kühlwasserleitungen verlassen¹dabei den Brenner .in seiner AaHs-/ richtung nach hinten, so daß die schlanke Bauweise, des Brenners auch in seiner wassergekühlten Form erhalten bleibt. .'. ':... '.;. . _:-^: ,.. : : ..' . . , . ' :· . '

Ausführungsbeispiel' '

T3ie Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiei näher erläutert werden,.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen: :

FIg, i Eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Zv;eigasbrenner

Fig, 2 Eine Darstellung der inneren Gasdüse.

Fig. 3 Einen Längsschnitt durch die Kappenhalterung für einen fremdgekühlten Zweigasbrenner

An einen) handelsüblichen Schweißbrenner, bestehend aus Drennergriff 1, Brennerrohr 2 mit Isolierring 3, Gewindehülse 4 für die innere Schutzgasdüse 7 und Düsenstock 5 mit Stror.ikontaktdüse 6 ist die innere Schutzgasdüse 7 zusätzlich zum normalen Innengewinde mit einem Außengewinde 8 versehen. In dieses sind in Längsrichtung Nuten eingearbeitet, so daß nach Aufschrauben der äußeren Schutzgasdüse 9 Kanäle IC für den Gasdurchfluß entstehen. Das verlängerte obere Ende der äußeren Schutzgasdüse 9 bildet zusammen mit e.ihenv

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Ring 11 und einer Ausdrehung in dieser.) Ring einen ringförmigen Kanal 12, in den ein parallel zum Brennerrohr 2 geführtes Schutzgasrohr 13 für das äußere Schutzgas einmündet. Das Gehutzgasrohr 13 wird durch den Brennergriff 1 hindurch·'· geführt und ist zusammen mit der Zuleitung für das innere Schutzgas an die Gasschläuche des Hohlkabels bzw. Schlauchpaketes angeschlossen.

In einer weiteren Ausführungsform nach Fig. 3 ist eine indirekte Γ-remdkühlung für den Zweigasbrenner vorgesehen. In dem als Kappenhalterung dienenden Ring 11 ist ein ringförmig geschlossener Kühlkanal 14 vorhanden, der eine Trennwand in Fora des durch den Kühlkanal 14 geführten Schutzgasrohres 13 besitzt. Beidseitig des Schutzgasrohres 13 sinddie Zuführungs-bzw. Abflüßleitungen 15 für das Kühlwasser angeschlossen, so daß ein Zwangsumlauf des Kühlmittels durch den gesamten Kühlkanal 14 gewährleistet ist.

Claims

r f χ η d u η g s a η s ρ r u c h

1. Schweißbrenner für das elektrische Lichtbogenschweißen mit endloser Drahtelektrode unter Verwendung von zwei getrennt zugeführten Schutzgasen mit Anordnung von zwei konzentrischen Schutzgasdüsen unter Verwendung der Schützgaskanäle eines an sich bekannten MAG-Schweißbrenners für die Gaszuführung zur inneren Schutzgasdüse, gekennzeichnet dadurch,· daß die innere Schutzgasdüse (7) ein weiteres außenliegendes Gewinde (S) für die Befestigung der äußeren Schutzgasdüse (9) aufweist, wobei im Außengewinde (8) der inneren Schutzgasdüse (7) mehrere Kanäle (10) für den Gasdurchfluß in Form von Längsnuten vorhanden sind und die äußere Schutzgasdüse (9) an ihrem oberen Ende zusammen mit einem auf dem Srennerrohr (2) befestigten -Ring (11) einen ringförmigenKanal (12) bildet, in den ein zum Brennerrohr paralleles Schutzgasrohr (13) öder ein zum Brennerrohr (2) konzentrisches Hüllrohr für das Schutzgas der äußeren Schutzgasdüse (9) einmündet.

Schweißbrenner für das elektrische Lichtbogenschweißen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der auf dem Drennerrohr (2) befestigte Ring (11) und die Gewinde-·, hülse (4). für die innere Schutzgasdüse (7) aus einem Stück bestehen und zusammen die Kappenhalterung für die Schutzgasdüsen (7,9) bilden, ; ^

Schweißbrenner für das elektrische Lichtbogenschweißen nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der zur Kappenhalterung gehörende Ring (11) mit einen geschlossenen ringförmigen Kühlkanal (14) versehen ist, wobei das durch diesen Kühlkanal (14) geführte Schutzgasrohr (13) eine Trennwand innerhalb des Kühlkanals (14) bildet und beidseitig des Schutzgasrohres (13) Leitungen (15) für die? Zu- und Abführung des Kühlmediums ^ einmünden*

4> Schweißbrenner für das elektrische Lichtbogenschweißen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der auf dem Brennerrohr (2) befestigte Ring (il) längsgeteilt ist.

- Hierzu ein Blatt Zeichnungen -