DE1765124A1

DE1765124A1 - Bogenschweissverfahren

Info

Publication number: DE1765124A1
Application number: DE19681765124
Authority: DE
Inventors: Needham James Christopher; Carter Albert William
Original assignee: Welding Institute England
Current assignee: Welding Institute England
Priority date: 1967-04-05
Filing date: 1968-04-05
Publication date: 1970-01-02
Also published as: BE713310A; FR1563314A; US3549857A; NL6804766A; GB1188024A

Description

PATENTANWÄLTE

dr. ing. H. NEGENDANK · dipping. H. HAUCK · dipl.-phys. W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHEN _M _M ^

'..^Teldin - lic:αcaro'i Hamburg se · neuer wall«

TXLXOK. MOKDINTINT ElKBUlO

Abin₅ton HaIl₃ Abln-ton München 15 · mozartstr.as

Cambridge, England

>w. _J μ TEL. Ο SB OQ 8β

TXLXOR. NKOKDAFATBKT MÜNCHEN

Anwaltsakte M-326 München, H. April 1963

Bo^enschweißverfahren

Die ürfindunj, bezieht sich auf Bozens chueißver fahr en unter Verwendung einer verbrauchbaren Tletallelektrode, beispielsweise Verfahren, bei denen ein Inertgras oder ein anderes Schutzgas verwendet wird. Allgemein ist bei derartigen Verfahren der zum richtigen Aufschmelsen des l/erkstücks erforderliche Wärmesustrom größer als die zum Abbrennen eines verhältnismäßig dünnen Elektrodendrahtes erforderliche Wärme. Um bei dem für ausreichende Durchdringung des Werkstücks erforderlichen Strom genügend Platz für die von der Elektrode abgebrannte Metallmenge zu schaffen, ist es vielfach notwendig, erhebliche Vorbereitungsarbeiten an den Kanten vorzunehmen (nämlich entlang des Schweißpfades Metall zu entfernen), um die sonst auftretende übermäßige Verstärkung der Schweißnaht durch Elektrodenmetall zu vermeiden. Diese Einschränkung könnte natürlich überwunden werden, falls für eine gegebene Zuführgeschwindigkeit ein größerer Strom angewendet werden

könnte. Dies ist jedoch normalem/eise nicht siö^lich, da der Abbrennfaktor durch die Schweißelgenschaften des Eogens unveränderlich festliegt, nachdem einmal das Material, das Schutzgas, der Drahtdurchmesser und die anderen Variablen unter Berücksichtigung der netallurfischen und schvreißtechnisehen Bedingungen festgelegt worden sind.

Es kann zwar das Werkstück vorgeheizt werden, doch ergeben sich dabei verschiedene Nachteile, z. 3. die Schwierigkeit, eine gleichmäßige Temperaturvertellung zu erhalten.

Es ist jedoch gefunden worden, daß sich unerwartete Vorteile dann ergeben, wenn man einen nicht«rbrauchbaren Wolframbojen mit Schutzgas zum zusätzlichen Heizen vervrendet. Dies ergibt nicht nur eine zusätzliche Erwärmung und ermöglicht eine besser Durchdringung des l.'erksfcücks sowie eine höhere Schweißqualität, sondern es können die beiden Elektroden des Zweibogensystems auch mit Vorteil an entgegengesetzte Pole einer einzigen Stromversorgung angeschlossen werden, so das sie während des Schweißens untereinander und mit der gemeinsamen Stromquelle in Reihe geschaltet sind. Zunächst ist es gewöhnlich vorteilhaft, mit Schutzgas umhüllte Iletallbοgenentladungen mit einer verbrauchbaren Elektrode derart aus einer Gleichstromquelle zu betreiben, daß der Elektrodendraht eine positive Polarität in bezug auf das Werkstück hat, und es ist ferner gewöhnlich vorteilhaft, den von Inertgas umhüllten Wolfraabogen aus einer

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"leic'-stroncuelle ^erirt zu betreiben, <?«Ä die Elektrode nc-'itlv in ^Kezu^- auf '.?s VJerlist'lc!: ist. Fomit können -.urc'i Anschließen der fcoicer. ''Ie! trogen an r"ie für sie -aa* -neten Polaritäten halde Forderungen .^leichzeitir ir? einer oi"zi~:en ^eihenscbaltun^ erfüllt werden.

eit^r ergibt siel:;, fjlls rie Stromquelle und die Betriab^I.ennjr'JSen ric'itir; gewühlt sind, für jede Bogenentlscu:!;; in ':er T.ei'ienöcäaltun^ Mit der Stromquelle ur.ö ;eM nieren Γ-ste:; eine Stronversorjunfj mit den f"r ca3 ojston erforri3rliclien Fijenschsften. Da eine ein^i^e otroicuelle verwendet -;erden kann, erbeten sic: "¹Ie vori es jerten Ei'-ei-nisse mit einer sowohl in be zu,; ^u Γ JIc Ausrl-stune als mch den "ner^ieverbrauc.i Toerr -se^.^nien '."irtschaftli--*."i:-;eit.

den erfindun~sfen£ßen Bo~ense?r.:eiiiVerfahren v.'ird somit das Uerkstüc!·: sowohl von einem von einer verbrauchbaren Elektrode ausgehenden Bogen als auch von einem von einer ^JoIframelektrode ausgehenden 3oj;en erwärmt, wobei die u'ol£raine.lektrode von'einem in bezu^ auf VJolfram inerten Schutzgas umhüllt wird, und die verbrauchbare Elektrode ist an den positiven Pol einer gemeinsamen elektrischen Stromquelle angeschlossen, während cie ί-Jolfraraelektrode an den negativen Pol dieser Stromquelle angeschlossen ist. Bei der bevorzugten Ausführungsfonij bei welcher die von der nicht verbrauchbaren Uolframelektrode ausgehende Bogenentladung als Vorheizun^ i*ür den der verbrauchbaren Elektrode aus-

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gehenden Bogen dient, wird dem Werkstück und einem die beiden Elektroden tragenden Schweißkopf eine Relativbe- * wegung erteilt, derart, daß die Wolframelektrode der verbrauchbaren Elektrode vorausläuft. Es ist jedoch auch möglich, den Wolframbogen zum Nachheizen zu verwenden, um eine glattere Schweißnaht zu erhalten. Falls erwünscht, können ^T.'.^roIfranbogen sowohl vor als auch nach dem mit der verbrauchbaren Elektrode erzeugten Bogen vorgesehen werden, um sowohl die Vorheizung als auch die "kosmetische" Nachbearbeitung der Schweißnaht zu erzielen. In diesem Fall kann der Rückstrom je nach Wunsch gleichmäßig oder ungleichmäßig auf die beiden Wolframbogen aufgeteilt werden.

Die Qualitätsverbesserung, die bei Verwendung eines Wolframbogens als Vorheizquelle für ein verbrauchbares Elektrodensystem erhalten wird, ist von der Art, wie man sie bei alleiniger Verv/endung des letztgenannten Systems mit einen erheblich höheren Betriebsstrom erwarten würde. Als Beispiel sei angeführt, daß mit einer verbrauchbaren Stahlelektrode in einer Kohlendioxyd-Umhüllung und kurzschlußartigem 3etrieb (ohne Wolframbogen) die Durchdringung des Schv/eißflecks oder der Schmelzzone in Richtung zu den Kanten des Schweißflecks sehr scharf abnahm. Wenn das Wolfram-Bogensystem als Vorheizquelle verwendet wurde, ergab sich eine erhebliche Verbesserung der Durchdringung in Richtung zu den Kanten des Schweißflecks, und ferner vrurde die Breite der Schweißraupe vergrößert.

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Die Vorteile der Erfindung sind jedoch nicht auf übertragendes Kurzschluß-Lichtbogenschweißen beschränkt, der Wolfram-Inertgas-Bogen kann mit Vorteil auch beim Schutzgasschweißen mit verbrauchbaren Elektroden sowohl mit feintropfigem als auch mit grobtropfigem Werkstoff-Übergang, beim Impulsstromschweißen und auch beim Unterpulverschweißen mit verbrauchbaren Elektroden zusätzlich verwendet und aus ein und derselben Stromversorgung gespeist werden. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung soll der Ausdruck "Wolfram-Inert r;as-3ogen^!l (sogenanntes WICJ-Verfahren) auch Plasma-ScIr.-.'eißverfahren der als übertragendes oder eingeschnürtes Plasmaschweißen bekannten Art einschließen.

Weiter vorn ist schon erwähnt worden, daß bei Verwendung einer geeigneten Stromquelle für jeden der beiden Bogen die Stromquelle und der andere Bogen als eine Kombination mit der für ihn geeigneten Charakteristik wirken. Dieses Ergebnis wird erhalten, wenn eine Stromquelle mit Spannungsquellencharakteristik in Verbindung mit einem selbsteinstellenden verbrauchbaren Elektrodensystem und dem Wolframbogen verwendet wird. Die Stromquelle hat somit die für ein selbst-nachstellendes verbrauchbares Elektrodensystem erforderliche Charakteristik, da sie die Einstellung der Stromstärke je nach den Erfordernissen (wie sie von der Draht-Zuführgeschwindigkeit vorgeschrieben werden) gestattet, ohne daß sich übermäßige Veränderungen

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der Boijenspannum- ergeben. Die Anwesenheit des './olframbo^ens, der eine nominelle flache Spannungs-Strom-Charakteristik. auffielst, bevrirkt lediglich die Subtraktion dieser Spannung von der durch die epannungsquellenarti^ nit flacher Charakteristik arbeitenden Stromquelle zur Verf'11-un-.; "je3teilten Spannung, und somit ist eine derartige Quelle, falls ihre Spannung um den Spannungsabfall des 'Jolfranbo^ens -(etwa 7 - Io Volt) erhöht wird, nach wie vor für den nit verbrauchbarer Elektrode arbeitenden Bogen mit zufriedenstellendem Ergebnis verwendbar.

Sine Quelle mit konstanter Spannung würde normalerweise für einen Wolframbo~en, der eine Versorgung mit Stromquellencharakteristik benötigt, nicht als zufriedenstellend angesehen werden. Es ist Jedoch die Charakteristik des Verfahrens (zum Unterschied vom Eogen) eines selbsteinstellenden verbrauchbaren Elektrodensystems einer Quelle mit Stromquellencharakteristik analog, da in einem gewissen Bereich von Betriebs-Bogenspannungen der von dem verbrauchbaren Elektrodensystem gezogene Strom im wesentlichen konstant ist und allein von der vorgewählten Zuführgeschwindigkeit des Drahtes abhängt. Deshalb stellt vom Gesichtspunkt des Wolframbogens aus gesehen das verbrauchbare Elektrodensystem zusammen mit seiner Quelle eine Konstantstromquelle dar, auch wenn die Energiequelle selbst eine Spannungsquellen-Charakteristik aufweist.

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ja; ν.--!■■-> " '■- BAD OFHQINAL

Ein weiterer Vorteil der erf indun_t~s-jemäSen Anordnung besteht darin, da^ keine dauernde Verbindung mit dem V.'erkstücl: erforderlich ist, da die beiden Bo^en ein und denselben Strom ziehen. Dies ist besonders wichtig beim Schweißen bewegter oder sich drehender "JerlstücLe, da es dann nicht not ir; ist, einen "lasse-P.ückstrora über Larer oder Schleifringe r,ur Schvei^einrichtunr: zurückzuleiten.

"ur näheren Erläuterung der-Erfindung v/erden ir. folgenden Vorrichtungen zur Ausführung der Erfindung und die damit ersielten Ergebnisse unter 3ezu~nahne auf die Zeichnungen beschrieben.

Fi£.._l seiTt eine Anordnung von Schneidkopfen zur Ausführung des erfindunrrsjerruißen Verfahrens.

ri_:-;n. 2a, 2b, 2c und 2d erläutern Einirir.~tiefen in Schvreii^- nShten die in herliömmlieher '.-,'eise bzvi. nach der. erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden.

Fi_:gn_. 3 und j!__zei£en AnlaSeinrichtungen für Vorrichtungen der in Pi5. 1 gezeigten Art.

Mach Fi₁T. 1 ist der mit der IJolframeleirtrode arbeitende Brenner Io senkrecht zum Werkstück 12 angebracht. Die KoI frame le let rode 13 ist koaxial in einem ringförmigen Gehäuse 14 angeordnet, durch das ein Inertgasstrom auf

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JAvT-."»ι' ■■"■"■

das Werkstück gerichtet v/ird.

Der mit der verbrauchbaren Elektrode arbeitende Brenner Ii ist unter einen Winkel von 8 zur 'Vertikalen angebracht, wobei' eine horizontale Anordnung des Uerkstticks 12 ange nomnen ist. Das Zuführrohr 13 für den verbrauchbaren Elsktrocendraht 2o ist koaxial in einem ringförmigen Oehf.use 22 angeordnet, durch das ein ringförmiger Et rom von Inertgas auf das Werkstück gerichtet wird. Somit sind sowohl der von der verbrauchbaren Elektrode ausgehende Eo^en als auch der von der Wolframelektrode ausgehende 3o-3on von Inertgas umhüllt.

Die beiden Brenner sind in einem gemeinsamen Block gelagert j viobei ein Abstandshalter für die Einstellung des gegenseitigen Abstandes vorgesehen ist. Dieser Abstand

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lie.jt normalerweise zwischen 2,5 und 6,5 cm. Für eine derartige Anordnung l:ann eine Viol frame lek tr ode mit einem Turchnesser von etvja 3nm nit Strömen über 2oo Ampere benützt werden, und der 3ogenspalt kann auf ebenfalls etwa 3nrci eingestellt werden. Bei einem typischen verbrauchbaren Elektrodensystem kann die Zuführgeschwindigkeit für einen Stahldraht von 1,19 nun Durchmesser etwa 5oo cm pro ilinute betragen. ^T..^Tie in den Darstellungen zuerkennen ist, ist die Stromquelle direkt an die verbrauchbare Elektrode und die Vfolframelektrode angeschlossen, wobei die verbrauchbare Elektrode am positiven Pol und die Wolfram-

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elektrode am negativen Pol liegt. Eine ständige Anschlußverbindung zum Werkstück ist nicht erforderlich. Es hat sich gezeigt, daß zwischen den beiden Schutzgasströmen keine merklichen gegenseitigen Störungen auftreten; so wurde bei Stahl-Werkstücken Argon für den Wolframbogen und Kohlendioxyd oder ein Standard-Argongemisch für den Bogen der verbrauchbaren Elektrode verwendet.

Fig. 2a ist eine schematische Wiedergabe einer Makrophotographie eines angöfezten Schnittes durch eine Schweißung, die an einem Stahl-Werkstück durch eine übertragende Kurzschluß-Inertgasschweißung mit verbrauchbarer Elektrode unter Verwendung von Kohlendioxyd-Schutzgas erzeugt wurde. Die Stromstärke betrug 19o Ampere. Fig. 2b zeigt eine Schweißung, die bei Verwendung eines Wolfram-Inertgas-Bogens zur Vorwärmung des Werkstücks in einer ähnlichen Anordnung wie Fig. 1 erhalten wurde. Der Abstand zwischen den beiden Bogen betrug 22,2 mm, und die Wolfram-Bogenlänge betrug etwa 3,2 mm. In beiden Fällen wurde der Draht mit einer Geschwindigkeit von 48o cm pro Minute zugeführt, und die relative Bewegungsgeschwindigkeit zwischen dem Werkstück und den Schweißköpfen betrug l/lo der Draht-Zuführgeschwindigkeit.

Aus einem Vergleich der Figuren 2a und 2b' ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße System, bei dem ein mit einer verbrauchbaren Elektrode erzeugter Bogen und ein

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Uolframborten in Rdtie geschaltet sind, nicht nur eine -r-ößers Eindrin^tiafe ergibt, sondern auch eine Verbesserung des Profils der Schmelzzone. Die Raupe 22 ist breiter und hat einen niedrigeren Beruhrungswinkel Φ an den Stellen, v/o das -eschnolzene Material auf die Oberfläche der Uerkstückplatte 12 trifft; d. h., daß eine bessere 3enetzun^sv/irkunj- vorliest. Ferner ist auch eine breitere wärmebehandelte "one 2'I vorhanden; dies zeigt, daß in durchaus erwünschter 'Jeise kein starker Temperaturgradient während des Schv.'eiSvorganiges vorhanden war, und infolgedessen können für den die Schweißnaht umgebenden Bereich des £eschvfei3ten"^;.^Terkstück3 bessere Eigenschaften erwartet werden: eine derartige Schweißuns ist weniger gesen Ermildun^sschclcen anfällig. 'Je^en der besseren Tiindrin^ung und der breiteren Schweißraupe ist der "ueröchnitt des geschmolzenen Metalls n£herung3weise verdoppelt. Die breitere wärmebehandelte Zone ist bei legierten Stählen von besonderem IJutsen.

Die vergrößerte Eindringung und die breitere Schweißraupe 3ind in Fall.von Aluminium von noch größerer Bedeutung. Die Fig. 2c zeigt eine Schweißraupe 26, die beim Schweißen mit verbrauchbar-er Elektrode bei einem Strom von 13o Ampere, einer Draht-Zuführgeschwindigkeit von 33o cm/min und einer Jfelativgeabhwlndlgkeit zwiachen Schweißkopf und Werkstück von 33 cra/min erhalten wurde. Als Schutzgas diente Argon. Fig. 2d zeigt einen Schnitt durch eine Schweißnaht, die mit dem gleichen Strom, der

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gleichen -uf ühr-eneir.vindigkeit_} der -leicher. Schwel." r;e-3ch-.;indi-;;i-eit und mit den gleichen Schutzgas, jedoch unter Hinzufü'-unr des in Reihe geschalteten V.'olfrairxO erzeugt uurde. In diesem Fall ist die erhaltene Lincringtiefe etv.'a drei-mal so groß wie bei dem Verfahren nach Pir. 2c. In den "ij;n. 2c und 2d ist die durch die Erwärmung beeinflußte Zone nicht dargestellt, da sie in Aluminium durch .^Ληηΐsen nicht in "rscheinun" tritt. Al3 "eispiel bevorzugter Bedingungen für erwünschte Kindringcharakteristiken wurde experimentell gefunden, daß es beim Schweißen mit St^hldraht, v;obei die beiden Eo~en in Serie neschaltet sind und die Draht-Zuführjeschv.'indi^lceit unter 5oo cm/min liep-t, für Schvieiß^esch^.vindi^keiten mit Freite/ Tiefe-Verhältnissen von 3:1 oder weniger vorzuziehen ist₃ eine Kurzschlusschweißung mit Kohlendioxyd-Schutzgas zu veri"fenden; für den gleichen Draht wird bei Draht-Zuführgeschv/indigkeiten über etwa 75o cm/min die Amrendung von feintropfigem übertragendem Schweißen mit einem aus 3o" Argon und 2ο;"3 Kohlendioxyd bestehenden Schutzgas vorgezogen. Bei Breite/Tiefe-Verhältnissen über S:l ist die Anwendung einer niedrigen Draht-Zuführgeschvdndigkeit bei grobtropfigem übertragendem Schweißen unter Verwendung eines Schutzgases aus 8o? Argon und 2oji Xohlendioxyd vorzuziehen.

Im allgemeinen ist die für Kurzschluß-Übertragungsschweißen mit in Serie geschalteten Bogen -44* erforderliche Versorgungsspannung typischerweise die gleiche wie bei einer Energie-

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quelle, die bei feintropfigem übertragendem Schweißen unter alleiniger Verwendung einer verbrauchbaren Elektrode verwendet wird, nämlich etwa Ho Volt. Bei feintropfiger übertragung mit beiden Bogen in Serie ist eine Energiequelle von 55 bis 60 Volt erforderlich.

Für Höchstrombetrieb können mehr als ein Wolframbogen verwendet werden, um die Breite der Vorwärmzone zu vergrößern. Der Rückstrom wird dann auf diese Wolframelektroden aufgeteilt. Das dabei erhaltene Breiten/Tiefen-Verhclltnis der Eindringung hängt davon ab, ob die beiden Wolframbogen in einer Linie mit der abgeschiedenen Schweißraupe oder senkrecht dazu liegen. Das die beiden in Reihe geschalteten 3ogen verwendende System hat eine ihm eigentümliche Stabilität. Zum Beispiel ist bei Kurzschlußbetrieb mit niedrigen Systemspannungen der von der verbrauchbaren Elektrode ausgehende Bogen unstabil und neigt dazu/ sich ' in Richtung zum Werkstück zu verkürzen und zwischen den ?^r.urzschlüssen zu verlöschen. Dies führt Jedoch nicht zu einer vollständigen Unterbrechung, und das System zünde,t erneut, sobald der Draht das Werkstück wiederum berührt; cies beruht darauf,, daß der Wolframbo--*en nach einer kurzen Zeitspanne allein durch '!lederherstellung der Systemspannun? am '..'oIframbogen erneut zünden kann. Somit ist auch bei Anviesenheit eines unstabilen Rogens einer verbrauchbaren Elektrode eine kontinuierliche Arbeitsweise sichergestellt, falls zwischen der Wolf raneOekt rode und dem Werk-

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stück ein Hilfsbogen aufrechterhalten './erden kann, ocer falls der Wolfraaboj;en neu ^ezündet werfen kann, bei-sr-Iel ueise durch Iloehfrequennfunken-Injektion oder- aus einer Hilfs-Ener^iequelle.

einfache Schaltung FI^r". 3 sel;t eine #iM^!!W*!we«*#fl!«·: cur Anwendung "ler vorliegenden Erfindung, bei welcher der Wolframbrenner "iber einen Widerstand 3o an eine erste "n.sr:;.iequelle angeschlossen ist, die beispielsweise eine Leerlaufspannung von loo Volt und eine Stromab^abe von Io Ampere hat. Eine zweite Energiequelle 3^> ^Ie eine Leerlaufspannun^ von 4o Volt und eine Stronkapasif-'t von 2oo Anpere hat, ist mit einem Pol an die Zviischenftollen j6 in Brenner IG laufende verbrauchbare Elektrode 13 und mit Ihrem negativen Pol an den Wolframbrenner Io angeschlossen. In diesen Beispiel Ist der positive Pol der Energiequelle 32 an das Werkstück angeschlossen. Falls der von der verbrauchbaren Elektrode ausgehende Bogen verlöscht, wird der Draht 18 weiterhin in Richtung auf das Werkstück transportiert, und bei Berührung mit dem Werkstück ergibt sich ein Kurzschliiß durch den Elektrodendraht und den Wolframbosen. Dies stellt augenblicklich den von der verbrauchbaren Elektrode ausgehenden Bogen wieder her.

Zum Anlassen kann der Hilfsbogen zwischen der Wolframelektrode und dem Brennerkörper gezündet werden; danach

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wire der von der verbrauchbaren Elektrode ausgehende 3o.r;en durch Vorschub der Dr'ihtelektroda rezündet. Die bei Berührung des v.'erkstücks durch den Draht dem Werkstück erteilte positive Vorspannung zieht den Wolfran-Hilfsbogen vorn Brennerkörper auf das Werkstück.

Un den I-Iilfsbo.jen zu zünden, wird die positive Ver-

von

bindung «wfeMfcrtH» der Quelle 32 an den Körper des Wolframbrenners ;_;;ela2t. In einer alternativen Ausführung der Schaltung ist die Quelle 32 weggelassen, und eine einen Widerstand enthaltende elektrische Verbindung wird von Körper des Wolframbrenners zum Rohr des mit der verbrauchbaren Elektrode arbeitenden 3renners hergestellt j um die Zündung des "ilfsbo^ens zwischen der Elektrode und dem Brennerkörper zu gestatten.

Fig. '! zeigt eine etwas kompliziertere Schaltung, bei der der Wolframbogen mit Hilfe einer zeitweiligen Verbindung ^o zum Werkstück 12 und einemStartwiderstand 41 gezündet wird. Dies ergibt einen jetrennten Stromkreis für einen Hilfsbösen von der Wolframelektrode Io zum Werkstück. ' Nachdem dieser Wolfranbogen erzeugt v/orden ist, kann der Bogen an der verbrauchbaren Elektrode zwischen dieser Elektrode 13 und dem Werkstück in der üblichen Weise gezündet werden. Die zeitweilige Verbindung wird dann entfernt. Um Jedoch zu vermeiden, daß ein zu großer , Anteil des Kurzschluß-Startstromes durch den Wolframbogen fließt, wird über einen Kontakt kj> ein Bypass-Widerstand

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parallel zur: '..'olfrnrnbojen ^eIe^t₁ und durch das öffnen einen Kontakts ^υ v:irö eine Startdrossel ^ in °.eihe mit dem V.'olframbojen eingeschaltet. Die Induktanz der Drossel wirkt zeitweilig dem anfänglichen hohen Startstromfluß ent^C'-en und vermindert die St rom auf η ahme des './olframbo^ens, bis seine Kathode normale Betriebsbedingungen erreicht hat. Die Energiequelle 43 hat aus den oben besprochenen Gründen eine flache Charakteristik. Die Verwendung einer solchen energiequelle ist jedoch nicht von wesentlicher Bedeutung, und es viüre ohne weiteres ruj^jlich, eine andere Kombination von Betriebsbedingungen zu fini.en, unter welcher, die verbrauchbare Elektrode in einen System jere.celter Poftenentladun.";en mit einer Quelle \^rcr:;endet vrerden könnte, die eine Stror.juellencharakteristik oder steil abfallende Charakteristik aufweist. Ein derartiges Systsr. erfordert jedoch eine "ner-iequelle höherer Scheinleistun^: und eine Praht-ru^'lhr-eaClrrindi^keit, die von der :o~enspannun-i: abh^n-t. Die \^rerv:cnc.un · einar Energiequelle mit fin eher (S;oai!nun""3cuelle'n). Charakteristik wird deshalb vorneζοjen.

Falls es aus irrendeineinGrund erv:ünsclit ist, verschiedene Bogenstr"me an der ''olframelektrode und der verbrauchbaren Elektrode zu haben^ können parallel zu dem nit dem niedrigeren Strom zu betreibenden Bogen Bypassi.-iderstänae vorgesehen v/erden.

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"an erkennt aus der vorstehenden Beschreibung, daß die !'origination der beider, in Cerie geschalteten Bo^en die Einführung zusätzlicher I/''mc in das VJe rks tück ohne Verjr"ßerun~ der letallabscheidung ermöglicht und somit eine bessere ']indrin_;un~ gestattet, und caÄ die Serienschaltung der beiden ^ogen eine Anzahl von unerwarteten Vorteilen in Linblic!: auf die elektrische Energieversor;:"unr; aufv;eist. Die 3chv.^Teißraupe hat ein glatteres Profil, und es ergibt sich eine bessere Benetzung an den Kanten der Schweißraupc bei der gleichen Draht-Zuf ührseschv.'indinkoit und IJe rks tu ck-Vors chub geschwindigkeit.

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BAD " ⁿ

Claims

PATENTANWÄLTE dr. ing. H. NEGENDANK · dipl-ing. H. HAUCK · dipl-ρηϊβ. W. SCHMITZ HAMBURG-MÜNCHEN HAMBURG 36 · NEUER WALL 41 Dritish 1JeI(Un^ r.Co^arch ui.aiiissonDSiiiii Association »lioi. nsgidifatint hakburo Abin-ton Hall, Abinrjton München i8 · mozartstr.ss Cambridge, :rn?land m·"""1 "'" " TILIOR. NIQKDiPATINT HtNCBIM München, Ij. April 19".ΐ Anv;altsal:te '.\-32(· Patentansprüche

1. BogenschweiÄverfahrenj dadurch gekennzeichnet> daß ein 'Jerks tu el; sowoal von einen von einer verbrauchbaren Elektrode ausgehenden 3or;en als auch von einen von einer l/olframelektrode ausgehenden Ro~en erv:ärmt wird, wobei die V/olframelektrode von einen in bezus auf \/olfram inerten Schutzgas umhüllt wird, und daß die verbrauchbare Elektrode an den positiven Pol und die Wolframelektrode an den negativen Pol einer gemeinsamen elektrischen Energiequelle angeschlossen ist.

2. Bogenschweißverfahren, dadurch gekennzeichnet ₃ daß ein Werkstück durch einen von einer Wolframelektrode ausgehenden, von einem Schutzgas umhüllten Bogen vorgewärmt und die Schweißung durch einen von einer verbrauchbaren Elektrode ausgehenden, von einem Schutzgas umhüllten Bogen bewirkt wird, und daß die verbrauchbare Elektrode und die Wolframelektrode an den positiven

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. negativen Pol einer gemeinsamen elektrischen Ener3iequelle angeschlossen sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vrährend des Schweißvor^anges kein elektrischer Anschluß am Werkstück lie_:~t.

Ά. Verfahren nach Anspruch 1 oder· 2, dadurch ~ekennzeichnetj daß zur Einleitung des Verfahrens eine paraUsl zur Bo^enstrecke der verbrauchbaren Elektrode liegende' zeitweilige Verbindung zwischen den v/erkstück.und dem positiven Pol der Energiequelle hergestellt wird, daß die verbrauchbare Elektrode bis zum Zünden eines Bozens zwischen der verbrauchbaren Elektrode und dem V.'erkstück in Pichtung zum '..'erkstück vorgeschoben v/ird und daß dann die zeitweilige Verbindung aufgehoben v/ird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einleiten der Schweißung ein Hilfsbogen zv;ischen der Wolframelektrode und dem Körper des die Wolframelektrode enthaltenden Brenners gezündet und dann die verbrauchbare Elektrode in Richtung zum Werkstilck vorbewegt v/ird.

6. Vorrichtung zur Ausführung einer Schutegas-Lichtbogensehweißung, gekennzeichnet durch einen Brennerkörper (16) mit Einrichtungen zur Durchführung

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einer verbrauchbaren ^TIet5fl.lelektrode (Eo)-in Richtung zu einen Uerl'stück (12) _} einen Brennerkörper (lo) für eine 'Jolfranelektrode (13)_: eine Düse zur Abgabe eines Schutgases μπι die. Spitze der tfolframelektrode.. zwischen die beiden. Brennerkörper einrefügte Abstandhalter zur Erzielung eines gewünschten AbStandes Epischen diesen.Körper₃ und von den beiden Elektroden aus gehende, elektrische Verbindungen zum Anschluß der verbrauchbaren Elektrode an einen positiven Pol und der './olfranelektrode an einen negativen Pol einer 'd-Tien. Energiequelle (3*0·

7. Vorrichtung nacl: /mspruch G₃ dadurch _f~el:ennzelehnetj, daB die ra-iexnsäne Energiequelle \7eni3stens n-"herungsvreise eine STannunrsquellen-Charakteristik aufv/eist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 6_} rekennzeichnet durch einen Bypassv.'iäerstand; der parallel zu einer der 3os;en entladun.^en angeschlossen ist und einen Teil des durch den anderen 3o~en fliesenden Stromes aufniirtnt.

9. Vorrichtung nach Anspruch β, gekennzeichnet .durch z^T,:ei mit VJoIfrar.ielektroden versehene Brenner, von denen der eine auf der einen Seite des .mit der verbrauchbaren Elektrode versehenen 3renners unc der andere auf der anc.sren Seite des mit der verbrauchbaren Elektrons versahenen Brenners aii^eoiAriet ist_; so daS,

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falls der eine mit der '/olframelektrode versehene Brenner dem Brenner mit der verbrauchbaren Elektrode vo raus ge führt wird, um eine Vorwärmung des Vierkstücks zu bewirken, der andere mit der "./olframelektrode versehene Brenner dem mit der verbrauchbaren Elektrode versehenen Brenner nachfolgt, um cor Schweißnaht eine glättende Nachbearbeitung zu erteilen.

Io. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Ilittel zur Herstellung einer zeitweiligen lasseverbindung (*Jo zum Werkstück über einen Anlaßwicerstand^ (*J1).

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