DD288771A5 - Stromduese fuer das mag-schweissen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stromduese fuer das MAG-Schweiszen und findet insbesondere beim automatisierten Schweiszprozesz mit Schweiszrobotern Anwendung. Aufgabe der Erfindung ist es, einen definierten Stromuebergang von der Stromduese auf den Schweiszdraht zu sichern. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz hinter der Stirnseite (5) der Duese eine Kontaktzone (6) angeordnet ist, deren Durchmesser (7) dem Durchmesser des Schweiszdrahtes (11) entspricht und die eine definierte Laenge (1) aufweist und dasz nach der Kontaktzone (6) im Duesenkoerper ein roehrchenfoermiger Einsatz (1) aus elektrisch nichtleitendem Material vorgesehen ist, der einen Kontakt des Schweiszdrahtes (11) mit dem Duesenkoerper vor der Kontaktzone (6) verhindert und gleichzeitig ein sauberes Fuehren des Schweiszdrahtes (11) und ein zusaetzliches Richten gewaehrleistet. Fig. 1{Stromduese; MAG-Schweiszen; Schweiszprozesz, automatisiert; Stromuebergang, definiert; Kontaktzone; Einsatz, elektrisch, nichtleitend}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Stromdüse für das MAG-Schweißen und findet insbesondere beim automatisierten Schweißprozeß mit Schweißrobotern Anwendung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

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Beim automatisierten MAG-Schweißen, z. B. mit Schweißrobotern, werden hohe Anforderungen an die Stabilität der Schweißparameter gestellt, um einen kontinuierlichen Schweißprozeß und eine gleichmäßig gute Qualität der Schweißnaht zu

gewährleisten. Daraus ergibt sich insbesondere die Forderung nach einem definierton Stromübergang vom Düsenkörper auf den Schweißdraht, da dieser direkten Einfluß auf die Abschmelzleistung des Schweißdrahtes, die Stabilität des Lichtbogens und damit auf die Schweißnahtqualität hat.

Gegenwärtig existieren Stromdüsen in verschiedenen stofflichen und konstruktiven Ausführungen. Der definierte Stromübergang wird zum Teil mit hohem Aufwand, z. B. aurch Anpreßrollen (DE OS 30 29713), Anpreßstücke (DD WP150707)

oder Kulissensteine (DD WP 242189) angestrebt, aber nicht erreicht, da der Schweißdraht teilweise unkontrolliert die

Bohrungswand der Bohrung im Düsenkörper berühren kann. Des weiteren besteht bei einigen dieser Ausführungsformen ein großer Abstand der Stromübertragungspunkte zum Schweißbad. Dieser Sachverhalt führt zu einem längeren stromdurchflossenen Elektrodenende, damit zu einem höheren Widerstand und einem negativen Einfluß auf den Schweißprozeß. Bei Düsenformen entsprechend DE OS 3330335 mit einer Durchgangsbohrung durch den Düsenkörper, deren Einführungszone

größer ist als der Schv* eißdrahtdurchmesser und die in Richtung der Stirnseite der Düse eine Kontaktzone aufweist, deren

Durchmesser mit dem Schweißdrahtdurchmesser übereinstimmt, erfolgt ebenfalls eine ungerichtete Führung des Schweißdrahtes, so daß ein Stromübergang vor der Kontaktzone möglich wird. Es sind auch Stromdüsen bekannt, die an ihrer Stirnseite einen Einsatz aus nichtmetallischem, elektrisch leitendem Werkstoff

aufweisen, der die Aufgabe hat, eine Benetzung zu vermeiden und diü Lebensdauer der Düsen zu erhöhen.

In DE OS 3203798 wird dafür Keramik und in DE OS 3427072 Kunstkohle eingesetzt. Eine Stromdüse aus einem zweiteiligen Düsengrundkörper und einem auswechselbaren Kontaktstück wird in DD WP 232007 beschrieben. Der Stromübergang erfolgt in all diesen Fällen Undefiniert, da ei auf der gesamten Länge der Drahtführungsbohrung an

verschiedenen Stellen möglich ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Eifindung ist es, eine Stromdüse für das MAG-Schweißen zu entwickeln, die insbesondere beim automatisierten Schweißprozeß mit Schweißrobotern einen störungsfreien Ablauf des Schweißprozesses, stabile Schweißparameter und eine gute Schweißnahtqualität garantiert, eine hohe Lebensdauer aufweist und mit geringem Aufwand herstellbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromdüse für das MAG-Schwelßen zu schaffen, die bei einem einfachen

technischen Aufbau einen definierten Stromübergang auf den Schweißdraht und gleichzeitig einen geringstmögllchen

Widerstand des freien Drahtendes gewährleistet. Erfindungsgomäß wird die Aufgabe mit einem ein- oder zweiteiligen metallischen Düsenkörpor, der einen nichtmetallischen Einsatz und olne axiale Bohrung aufweist, die sich In Richtung der Stirnseite dos Düsonkörpors zu einer Kontaktzono, doron Durchmesser dem Schwoißnahtdurchmesser entspricht, verjüngt, wobei der zweiteilige Düsenkörpor einen verschleißfesten Grundkörper besitzt, dadurch gelöst, daß der nichtmetallische Einsatz aus elektrisch nichtleitendem Material besteht und vor der Kontaktzone angeordnet ist. Er schließt vortoilhaftorwelso mit dom der Stirnseite entgegengesetzten Ende der Stromdüso ab

und sitzt relativ spielfrei in dor Bohrung. Durch diesen nichtmetallischen Einsatz wird eine Berührung dos Schwolßdrahtes mit dem Düsenkörper vor der stromübertragenden Kontaktstelle vormieden. Der Einsatz sollte vorzugsweise aus hitzebeständigem

Glas bestehen, um dessen Temperaturbeständigkeit zu sichern. Gleichzeitig erfolgt durch die Härte und Steifigkeit des Glasröhrchens sowie durch den relativ spiolfrelon Sitz ein zusätzliches Richten und ein sauberes Führen des Schwoißdrahtos. Der Innendurchmesser des Einsatzes korrespondiert mit dem Durchmesser der Kontaktzono, wobei es sich für die Ff.irunü Jos Schweißdrahtes günstig auswirkt, wenn der Innendurchmesser des Einsatzes vorzugsweise 0,1 bis 0,6 mm größer ist. Die Kontaktzone weist morkm;ilsgomäß eine definierte Länge auf, die vortoilhafterwelse 3-7 mm betragen sollte. Durch die Anordnung des nichtmetallischen, elektrisch nichtleitenden Einsatzes vor der Kontaktzono erfolgt eine definierte Stromübertragung auf den Schweißdraht nur über deren Mantelfläche. Damit wird eine gleichmäßige Abschmelzlolstung dos Schweißdrahtos und eine gute Stabilität des Lichtbogens gewährleistet. Positiv auf den Schweißprozeß wirkt sich auch die geringe Entfernung der Kontaktstelle zum Sclwvelßbad aus, da das

stromdurchfloseone freie Drahtende und dessen Widerstand gering sind.

Die Stromdüse kann aus einem einteiligen DUsenkörper aus Kupfer bestehen, doch vorteilhafter 1st die zweiteilige Ausführung

des Düsenkörpors, welcher aus einem verschleißfesten Grundkörper, z. B. aus Stahl besteht, auf welchem eine Kontaktkappe, vorzugsweise aus Kupfer, lösbar befestigt i&t.

Bei dieser Variante wird nur die verschlissene Kontaktkappe ausgewechselt und wertvoller Kupferwerkstoff eingespart. Mit der erfindungsgemäßen Stromdüse, bei welcher erstmalig im Düsenkörper ein nichtmetallischer elektrisch nichtleitender Einsatz vorzugsweise In Form eines hitzebeständigen Glasröhrchens in Verbindung mit der definierten Länge der Kontaktzone

zur Erzielung eines definierten Stromüberganges Verwendung findet, wird ein für das automatische

Lichtbogenschmelzschweißen mit Schweißrobotern notwendiger störungsfreier, kontinuierlicher Schweißprozeß und eine gute Schweißnahtqualität gewährleistet. Positiv ist auch die lange Lebensdauer der Stromdüse sowie die geringe Spritzerbildung zu

bewerten.

Ausführungsbelspial

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1: Längsschnitt einer Stromdüse mit einteiligem Düsenkörper Fig. 2: Längsschnitt einer Stromdüse mit zweiteiligem Düsenkörper.

In Figur 1 ist eine Stromdüso mit einteiligem Düsenkörper aus Kupferwerkstoff (CuCrZn) dargestellt, der eine Bohrung aufweist,

in welcher sich ein elektrisch nichtleitender Einsatz 1 aus hitzebeständigem Glas befindet, wobei der Durchmesser 4 der Bohrung dem Außendurchmesser 2 des Einsatzes 1 angepaßt ist. In Richtung der Stirnseite 5 weist diese Stromdüse eine Kontaktzone auf, die eine definierte Länge I von 3 bis 7 mm hat und deren Durchmesser 7 gleich dem Durchmesser des Schweißdrahtes 111st.

Der Innendurchmesser 3 des Einsatzes 1 sollte ca. 0,1 bis 0,5mm größer als der Durchmesser 7 der Kontaktzone 6 sein, um eine

gute Schweißdrahtführung zu gewährleisten. Dio Stirnseite 5 der Stromdüse ist in bekannter Weise kugelsegmontförmig ausgebildet. Der Stirnseite 5 gegenüberliegend ist zum Ei !schrauben In den Brenner ein Gewindeteil 8 vorgesehen.

Der zweiteilige Düsenkörper (Fig. 2) besteht aus einem Grundkörper 9 aus Stahl und der Kontaktkappe 10 aus Kupfer (CuCrZn),

die durch eine Schraubvorbindung lösbar miteinander verbunden sind. Dor Grundkörper 9 weist dabei vorteilhafterweise eine symmetrische Gestaltung auf, so daß es gleich ist, aufweicher Seite die Kontaktkappe 10 aufgeschraubt und welche mit dom

Brenner verbunden wird. Der Einsatz 1 reicht durch don Grundkörper bis in die Kontaktkappe 10 hinein, in der sich die Kontaktzono 6 befindet. Dor Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß Kupferwerkstoff eingespart und nur die verschlissene Kontaktkappe 10

ausgetauscht wird, währenddessen bei der einteiligen Ausführungsform dor gesamte Düsenkörper gewechselt werden muß.

Die Stirnseite 6 ist ebenfalls kugelsegmontförmig ausgebildet. Durch den Einsatz 1 aus hitzebeständigem Glas wird eine Stromübertragung vom Düsonkörper auf don Schweißdraht 11 vor der Kontaktzone 6 verhindert. Erst in Richtung der Stirnseite 5 dos Düsenkörpers kommt es in der Kontaktzono 6, dio eine definierte Länge I aufweist, zu einem definierten Stromübergang von der Mantelfläche der Kontaktzono auf den Schweißdraht 11. Durch

diese Anordnung der Kontaktzone wird eine minimale Entfernung der stromübertragenden Fläche zum Schweißbad gewährleistet, wodurch der Widerstand des freien Elektrodenendes 12 gering ist.

Mit diesen Ausführungsformen der Stromdüse wird eine hohe Zuverlässigkeit und Stabilität des automatischen sowie eine gute Nahtqualität gewährleistet. Positiv ist auch zu bewerten, daß diese Düsen eine lange Lebensdauer aufweisen und die Spritzerbildung gering ist. Insbesondere durch die 2toilige Ausführungsform wird wertvoller Kupferwerkstoff eingespart. Die Stromdüsen sind vorteilhafterweise bei einer Schweißstrcmstärke von 250A einsetzbar.

Claims (6)

1. Stromdüse für das MAG-Schwelßen, bestehend aus einem ein- oder zweiteiligen metallischen Düsenkörper, der einen nichtmetallischen Einsatz in Form eines Röhrchens und eine axiale Bohrung aufweist, die sich in Richtung der Stirnseite des Düsenkörpers zu einer Kontaktzone, deren Durchmesser dem Schweißdrahtdurchmesser entspricht, verjüngt, wobei der zweiteilige Düsenkörper einen verschleißfesten Grundkörper besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmetallische Einsatz (1) aus elektrisch nichtleitendem Material besteht und vor der Kontaktzone (6) angeordnet ist, daß der Innendurchmesser (3) des Einsatzes (1) mit dem Durchmesser (7) der Kontaktzone (6) korrespondiert und daß die Kontaktzono (6) eine definierte Länge (1) aufweist.

2. Stromdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (1) au3 hitzebeständigem Glas besteht und mit dem der Stirnseite (5) entgegengesetzten Ende der Stromdüse abschließt.

3. Stromdüse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (3) des Einsatzes vorzugsweise 0,1 bis 0,5mm größer ist als der Durchmesser (7) der Kontaktzone (6).

4. Stromdüse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (I) der Kontaktzone insbesondere 3 bis 7 mm beträgt.

5. Stromdüse r ^ch Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verschleißfeste Grundkörper (9) des zweiteiligen Düsenkörpers aus Stahl besteht und mit einer Kontaktkappe (10) lösbar verbunden ist.

6. Stromdüse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der einteilige Düsonkörper und die Kontaktkappe (10) aus Kupfer bestehen.