NO167718B - Kontaktspiss for tilfoersel av stroem til en sveiseelektrode - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en kontaktspiss for tilførsel av strøm til en sveiseelektrode. Slike kontaktspisser brukes vanligvis i sveiseanordninger, såsom f.eks. sveisebrennere. Sveisestrømmen overføres fra kontaktspissen til f.eks. en massiv trådelektrode eller en pulverfylt rørtråd, når elektroden mates frem langs kontaktspissen.

Kjente kontaktspisser av dette slaget har form som et rør, hvor den indre diameter er noe større enn elektrodens diameter. Når elektroden føres fremover, glir den gjennom røret langs innerveggen og får derved den ønskede kontakt med kontaktrøret for overføringen av sveisestrømmen. Noen kontaktrør er noe bøyd i et plan, noe som gjør at kontakten mellom røret og elektroden forbedres. Kontaktstedets beliggenhet mellom tråden og munnstykket ligger i almin-nelighet ikke fast. Sveisetrådenes lengde, som gjen-nomstrømmes av sveisestrømmen, varierer. Resultatet blir at energitilførselen til sveisestedet varierer, noe som ufordelaktig påvirker sveisekvaliteten.

Man har allerede oppdaget dette problemet, og i DE 1.197.52: (US 3.112.393) er det foreslått et rørformet kontaktmunnstykke med en skruelinjeformet passasje for elektroden. Ved sin passasje gjennom kontaktrøret bøyes sveisetråden kontinuerlig i forskjellige retninger, og kontakten med kontaktmunnstykket opprettholdes langs med hele munnstykket; lengde. Fremstillingen av et slikt munnstykke som må utgå fra et rør med liten indre diameter, er imidlertid kompli-sert og derfor dyrt. Videre innebærer et slikt kontaktrør den risiko at røret kan tilstoppes med partikler som trekke; inn i dette kontaktrør av den fremmatende elektrode.

Elektrodene er ofte overflatebehandlet og forsynt med et beskyttelsessjikt mot oksidasjon og slitasje. Elektrodens overflate blir dessuten ofte tilsmusset av støv eller annet materiale, såsom f.eks. slipestøv eller lignende fra elektrodelederen. Disse materialer har en tendens til å trenge seg sammen i den trange kontaktmunnstykkepassasjen, og hemmer den ønskede, jevne tilførsel av elektroden. Kontaktmunnstykket må være en billig detalj, ettersom det slites ganske fort. Levetiden for et kontaktmunnstykke regnes vanligvis i timer.

En kontaktspiss i henhold til oppfinnelsen, kjennetegnes ve at kontaktspissen er stangformet og på sin overflate er utformet med en skrueformet flate som er snodd om en akse, og som er anordnet som en kontaktflate for elektroden, idet avstanden A mellom nevnte skrueformede flate og aksen er definert ved

hvor D representerer diameteren av elektroden, og den skrueformede flate levner åpen en sylindrisk passasje av

diameter 2A langs stangoverflaten.

Kontaktspissen er i henhold til oppfinnelsen ikke rørformet, og er derfor meget enkel og lett å fremstille. Kontaktoverflaten kan lett nåes utenfra, og kontaktspissen er selvrensende. De materialpartikler som slepes med av elektroden til kontaktspissen, blir ikke sittende fast i denne, men faller ut.

Ytterligere fordelaktige utførelsesformer er angitt i underkravene. Disse utførelsesformene og øvrige deler kommer nå til å bli beskrevet nærmere i henhold til de vedføyde tegningsfigurene. Fig. 1 viser hovedtrekkene av en kontaktspiss sett fra forsiden i retning av kontaktspissens akse.

Fig. 2 viser en utførelsesform av en kontaktspiss.

Fig. 3, 4 og 5 er et snitt langs henholdsvis III-III, IV-IV og V-V på fig. 2. Fig. 6 viser en kontaktspiss i henhold til fig. 2 sammen med et sveisebrennermunnstykke. Fig. 7 viser en modifisert utførelsesform for en kontaktspiss. Fig. 8, 9 og 10 er et snitt langs henholdsvis VIII-VIII, IX-IX og X-X på fig. 7. Fig. 11 viser en annen utførelsesform for kontaktspissen på fig. 2. Fig. 12 er en overflate av kontaktspissen på fig. 11 sett fra forsiden.

Kontaktspissen på fig. 1 utgjøres av minst en omdreining av en rundt en akse C dreiet stang 1 med rektangulært tverrsnitt. Den overflaten 2 som befinner seg nærmest aksen C og stangens øvrige sideoverflater, danner skrueoverflater. Aksen C befinner seg utenfor stangen med en avstand A fra overflaten 2. En elektrode 3 er i kontakt med overflaten 2. Uten elektroden har kontaktspissen en rett sylindrisk passasje 4, som er antydet med den stiplede sirkelen 4a, hvor diameteren er 2A. Elektrodens diameter er her, som vist, større enn passasjens 4 diameter. Elektroden følger derfor ved sin fremmatning langs kontaktspissens overflate den skruelinje på overflaten 4 som har den minste avstanden fra aksen C. På grunn av geometriske ufullkommenhet hos elektroden og kontaktspissen får elektroden kontakt med stangen på en smal båndformet kontaktoverflate, som omslutter den ovenfor nevnte skruelinjen og som strekker seg aksielt langs med stangen.

Elektrodens bøyning ved passering av kontaktspissen beror dels på stillingen av aksen C i forhåld til stangen, dels på elektrodens diameter D, dels på gjengehøyden av skruelinjen og ikke minst på de geometriske ufullkommenhetene hos elektroden, som vanligvis er rett, når den trenger inn i kontaktspissen. Det har vist seg,at en god kontakt mellom kontaktspissen og elektroden oppnåes når følgende sammmen-heng mellom den nevnte avstanden A og elektrodens diameter D foreligger:

En positiv - verdi av A innebærer derved at aksen C befinner seg utenfor kontaktspissen, mens en negativ verdi av A innebærer at aksen C går gjennom kontaktspissen.

Hvis A = 0,5D er diameteren av passasjen 4 like stor som

elektrodens diameter D. Når en absolutt rett elektrode til-føres langs en kontaktspiss, som gjelder for 0,5D<=A<=0,6D, blir dens kontakt med spissen noe tilfeldig. Imidlertid medfører de nevnte ufullkommenhetene at A kan være så stor som 0,6D uten at kontakten forverres merkbart. I særdeles-

het gjelder dette for grovere elektroder med en diameter på flere millimeter. En hensiktsmessig verdi av A kan bestem-mes ved forsøk.

For A gjelder fortrinnsvis: 0 < A < 0,5D. Hvis verdien av A er negativ, bøyes elektroden veldig kraftig når den passer-er kontaktspissen. Det høye kontakttrykket leder til en ganske rask slitasje av spissen, spesielt ved tilførsel av grovere tråder. En slik slitasje kan eventuelt være aksep-tabel, når der stilles spesielt høye krav til en veldig lav kontaktmotstand mellom kontaktsspissen og elektroden. For verdien A < 0,5D sikres en god kontakt også for perfekt rette elektroder.

Mindre bøyninger av elektroden langs kontaktoverflaten min-sker kontakttrykket og slitasjen. Det har vist seg at 0,2D < A < 0,5D som gjelder for kontaktmunnstykket, viser den optimale driftsverdien, ved hvilken den lavere verdien av A bør anvendes for spinkle og den høyere verdien for grovere elektroder.

Levetiden av kontakspissen øker ved at man fortrinnsvis forsyner kontaktoverflaten med et sjikt av slitesterkt, ledende materiale, såsom nikkel eller nikkellegering. Disse beleggene kan lett anbringes på den frie tilgjengelige kon-taktoverf laten ved pletteringsteknikker.

En annen faktor som har stor innflytelse på slitasjen, er skruelinjene og dermed også kontaktoverflatens gjengehøyde. Gjengehøyden skal fortrinnsvis ikke være mindre enn 10D. Jo mindre gjengehøyden og jo mindre avstanden A er, desto kraftigere bøyes elektroden ved dens passasje gjennom kontaktspissen. En større bøyning av elektroden øker ikke bare slitasjen men stiller også større krav til tilførselsanord-ningen, ved hvis dimensjonering der må taes hensyn til friksjonsmotstand i elektrodespissen.

Dessuten er det i henhold til oppfinnelsen fordelaktig at kotaktspissens lengde skal svare til minst en omdreining av skruelinjen rundt aksen. Elektroden bøyes derigjennom ved sin passasje til alle kanter og en viss retningsvirkning oppnåes.

Dermed sikres det også at elektroden forlater kontaktspissen alltid i samme retning, noe som eksempelvis forenkler den korrekte innstillingen av sveisebrenneren i forhold til arbeidsstykket.

Kontaktspissen i fig. 2 utgjøres av en stang 5 som er skrueformet vridd rundt en akse C . Stangen har et hoved-sakelig halvsylindriskt tverrsnitt met en ytre sylindrisk overflate 6 og en noe konkav overflate 7. En sveiseelektrode er i kontakt med den konkave overflaten 7. Kontaktspissen i fig. 2 er slik dimensjonert at avstanden mellom aksen C og den nærmeste skruelinjen på overflaten 7 er større enn null. Utover det er avstanden mindre en radiusen av elektroden, og elektroden blir tvunget atil å følge den skrueformede overflaten 7, når den tilføres langs kontaktspissen, noe som fremgår av fig. 2 til 5.

Støv og annet skitt som transporteres av elektroden til kontaktspissen, faller ut av kontaktspissen og forstyrrer ikke elektrodens tilførsel og kontakt.

Kontaktspissen er ved sin bakre ende forsynt med en gjenge 9 som festes i en motsvarende holder 11 av sveisebrenner-munnstykket 12 (fig. 6).

Den noe modifiserte kontaktspissen på fig. 7 utgjøres av en stang 13 som er forsynt med et V-formet skruespor 14 for en elektrode 16. Sporet har en treformet bunn, der krumnings-radiusen er større enn elektrodens radius. Elektroden glir langs bunnen av dette sporet, slik som det er vist på fig. 9 og 10.

Som følge av den gode kontakten mellom elektroden og den skrueformede kontaktoverflaten, er kontaktmotstanden liten og oppvarmingen av kontaktspissen så lav at sprut fra svei-sebadet normalt ikke fester seg på den middels varme kontaktspissen. Hvis det noen gang forekommer store mengder med sprut, er det imidlertid hensiktsmessig å feste et styremunnstykke 17 på kontaktspissens fremre ende som beskyt-ter selve kontaktspissen for sveisesprut og sikrer at elektroden forlater munnstykket 17 i en viss retning.

Kontaktspissen, i henhold til fig. 11 og 12 som er av samme utførelse som på fig. 2, er på en del av sin lengde om-sluttet av en hylse 18. I enkelte tilfeller kan strømmen av beskyttelsesgassen som omgir kontaktspissen, slik det er vist med piler 19 på fig. 6, forstyrres av kontaktspissens skrueformede kontaktoverflate. Ettersom gass-strømmens has-tighet gjennom munnstykket er relativt liten, er disse for-styrrelsene, som bare opptrer i liten utstrekning, i almin-delighet overkommelige. Kontaktspissen bør allikevel forsynes med hylsen 18, når spesielle krav må oppfylles. Hensiktsmessig forsynes kontaktoverflaten med et slitasje-sjikt, som settes på før kontaktspissen settes sammen med hylsen.

Kontaktspissen kan fremstilles på ulike måter. Det er nær-liggende å fremtille en slik kontaktspiss ved å vri en opp-rinnelig rett stang rundt en akse, som befinner seg på avstanden A fra stangens overflate. Visse promlemer kan dukke opp dersom materialet, som. vanligvis er en hard kobberlege-ring, bare med vanskeligheter kan deformeres på denne måt-en .

Det kan også tenkes å fremstille disse skrueformede kontaktspisser ved strengpressing og strengstøping. Dessuten er det eksempelvis også mulig å maskinbearbeide et hensiktsmessig formet utgangsmateriale på en slik måte at det får den ønskede skrueformede kontaktoverflaten. Eksempelvis kan kontaktspissen 13, i henhold til fig. 7, uten styremunnstykket 17 fremstilles på en lignende måte som spiralbor.

Claims (9)

1. Kontaktspiss for tilførsel av strøm til en sveiseelektrode, karakterisert ved at kontaktspissen er stangformet og på sin overflate er utformet med en skrueformet flate som er snodd om en akse, og som er anordnet som en kontaktflate for elektroden, idet avstanden A mellom nevnte skrueformede flate og aksen er definert ved O<A<<>0,6D, hvor D representerer diameteren av elektroden, og den skrueformede flate levner åpen en sylindrisk passasje av diameter 2A langs stangoverflaten.

2. Kontaktspiss som angitt i krav 1, karakterisert ved at avstanden A er definert ved 0,2D<A<0,6D.

3. Kontaktspiss som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at aksen sammenfaller med stangaksen.

4. Kontaktspiss som angitt i et av kravene 1-3, karakterisert ved at stigningen for den skrueformede flate er minst 10D.

5. Kontaktspiss som angitt i et av kravene 1-4, karakterisert ved at den aksiale lengde av den skrueformede flate svarer til i det minste en full-stendig omdreining av flaten om aksen.

6. Kontaktspiss som angitt i et av kravene 1-5, karakterisert ved at den skrueformede flate er belagt med et lag av slitesterkt, ledende materiale.

7. Kontaktspiss som angitt i krav 6, karakterisert ved at laget består av nikkel eller en nikkellegering.

8. Kontaktspiss som angitt i et av kravene 1-7, karakterisert ved at et styremunnstykke for elektroden er festet på den fremre ende av kontaktspissen.

9. Kontaktspiss som angitt i et av kravene 1 - 8, karakterisert, ved at kontaktspissen er omgitt av en hylse (18) over en del av sin utstrekning.