DE2230288A1 - Refractory electrode arc welding torch - for welding the interior of small bore tubes - Google Patents
Refractory electrode arc welding torch - for welding the interior of small bore tubesInfo
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Abstract
Description
Lichtbogensohweißbrenner Die Erfindung bezieht sich auf Lichtbogenschweißbrenner und ist besonders auf Liohtbogensohweißbrenner mit sich nicht-verbrauchender Innenbohrungselektrode gerichtet. Arc Welding Torches The invention relates to arc welding torches and is especially on arc welding torches with non-consuming inner bore electrode directed.
Die in der britischen Patentschrift 934,485 beschriebenen Brenner waren beim Schweißen von Röhren mit verhältnismäßig kleinem Loch an Rohrplatten oder Kopfstücke durch vom Innern der Bohrung bewirkte Schweißungen übermäßig erfolgreich.The burners described in British Patent 934,485 were when welding tubes with relatively small holes on tube plates or headers overly successful by welds made from inside the bore.
Ein solcher Brenner enthält einen Körper und einen dünnen Schaft, der aus dem Körper heraustritt und in die Bohrung des Rohres beim Schweißen eingesetzt wird. Nahe seinem freien Ende trägt der Sohaft eine sich nicht verbrauchende Elektrode und bei der Herstellung einer Schweißung wird der Schaft zum Körper so gedreht, daß er die Spitze der Elektrode um das Schweißgebiet herumführt.Such a burner contains a body and a thin shaft, which emerges from the body and is inserted into the bore of the pipe during welding will. The Sohaft carries a non-consumable electrode near its free end and when making a weld, the shaft is turned towards the body in such a way that that he leads the tip of the electrode around the welding area.
Der Schaft wird gegen den Körper gewöhnlich durch ein Schneokengetriebe gedreht. Das Schneokenrad ist am Körper drehbar angeordnet und wird durch einen entfernt aufgestellten Motor gedreht, der mit ihm durch eine entsprechende biegsame Welle verbunden ist. Diese Welle ist umständlich und sperrig und außerdem treten beachtliche Leistungsverluste in der Welle auf, so daß ein verhältnismäßig kräftiger Motor notwendig ist, Die Leistungsverluste sind durch die Reibung zwischen der inneren Seele und der Außenumhüllung der Welle bedingt und die Reibungen beim Drehen- des Schafts neigen zu unregelmäßigem Lauf. Deshalb können geringe Unregelmäßigkeiten bei der Umlaufgeschwindigkeit des Schafts und der Elektrode auftreten und dies hat Schweißunregelmäßigkeiten zur Folge.The shaft is usually snapped against the body turned. The worm wheel is rotatably arranged on the body and is through a remotely erected motor rotated, which is connected to it by a corresponding flexible Shaft is connected. This wave is awkward and bulky and in addition, considerable power losses occur in the shaft, so that a relatively powerful engine is necessary, the power losses are due to the friction between the inner soul and the outer envelope of the shaft and the friction at Turning shafts tend to run irregularly. Therefore there can be minor irregularities occur at the rotational speed of the shaft and the electrode and this has Welding irregularities result.
Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Innenbohrungsschweißbrenner, der einen Brennerkörper besitzt, aus dem ein Schaft heraustritt, der eine nicht-verbrauchbare Elektrode enthält, wobei der Schaft sich relativ zum Körper so dreht, daß er die Spitze der Elektrode rund um das Schweißgebiet beim Schweißen herumführt, und daß ein elektrischer Motorantrieb, der durch den Brennerkörper getragen wird und mit seiner Antriebsabnahmewelle unmittelbar oder über ein Getriebe mit dem Schaft verbunden ist, diesen gegenüber dem Körper beim Schweißen dreht.The invention therefore relates to an internal bore welding torch, which has a torch body from which protrudes a shaft, which is a non-consumable Includes electrode, the shaft rotates relative to the body so that it the The tip of the electrode goes around the welding area when welding, and that an electric motor drive carried by the torch body and with its drive take-off shaft connected to the shaft directly or via a transmission it rotates with respect to the body during welding.
Durch Verwenden eines solchen Brenners wird die Benutzung einer langen biegsamen Welle, die die Antriebsquelle mit dem Brenner verbindet, zusammen mit deren Nachteilen überflüssig. Außerdem kann, weil die verhältnismäßig großen Reibungen der biegsamen Welle beseitigt sind, der elektrische Motor von geringerer Leistung sein als bei einer biegsamen Welle und so kann der Motor vergleichbar kleiner gehalten werden.By using such a burner, the use of a long flexible shaft that connects the drive source to the torch, along with their disadvantages are superfluous. In addition, because of the relatively large friction the flexible shaft are eliminated, the electric motor is less powerful than with a flexible shaft and so the motor can be kept comparably smaller will.
Der Motor kann sich im Brennerkörper befinden oder an seiner Außenseite angebracht sein. In jedem Fall kann aber der Motor verhältnisiäßig klein sein und macht den Brenner nicht unnötig kompliziert und schwer.The motor can be in the burner body or on its outside to be appropriate. In any case, however, the motor can be relatively small and does not make the burner unnecessarily complicated and heavy.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der Elektromotorantrieb an der Seite des Brennerkörpers angebracht und seine Leistungsabnahmewelle geht durch den Körper hindurch. Diese Welle trägt ein Kegelrad, das mit einem anderen, am Schaft angeordneten Kegelrad kämmt, und so die Antriebsleistung vom Elektromotor auf den Schaft überträgt.In an advantageous embodiment, the electric motor drive attached to the side of the torch body and its power take-off shaft goes through the body. This shaft carries a bevel gear that is connected to another, bevel gear arranged on the shaft meshes, and so the drive power from the electric motor transfers to the shaft.
Der Elektromotorantrieb besteht vorzugsweise aus einem Motor, dessen Ausgangsleistung unmittelbar auf ein Reduktionsgetriebe hoher Untersetzung übertragen wird, dessen Ausgangswelle wiederum den Antrieb vom Motor liefert, Der Schaft des Brenners nach der Erfindung ist vorzugsweise an einem drehbar gelagerten Block im Brennerkörper gelagert. Dieser Block kann aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen und ein Kern des Schafts kann den Block mit der Elektrode verbinden. Auf diese Weise wirkt der Block als Wärmeableitung, wodurch die Elektrode beim Schweißen beachtlich kühl gehalten wird.The electric motor drive preferably consists of a motor whose Transfer output power directly to a reduction gear with a high reduction ratio whose output shaft in turn provides the drive from the motor, the shaft of the Burner according to the invention is preferably on a rotatably mounted block in Burner body stored. This block can be made of a material of high thermal conductivity and a core of the shaft can connect the block to the electrode. on this way the block acts as a heat sink, reducing the electrode during welding is kept considerably cool.
Der Block ist somit im Brennerkörper drehbar angeordnet.The block is thus rotatably arranged in the torch body.
Damit sich der Schaft beim Schweißen so gleichbleibend wie möglich dreht und die Leistungsverluste niedrig gehalten werden, soll der Block in solcher Weise angeordnet sein, daß die Reibung so weit wie möglich beseitigt wird.So that the shank is as consistent as possible during welding rotates and the power losses are kept low, the block should be in such Be arranged in such a way that friction is eliminated as much as possible.
Es soll deshalb an reibungsarmen Lagern laufen, die vorzugsweise einen Satz Rollenlager zwischen dem Körper und dem Schaft sind. Diese Rollenlager besitzen den anderen wichtigen Vorteil, daß, wenn sie als Kommutator zwischen einem stationären Schweißstromeingang am Brennerkörper und einem elektrisch leitenden Weg im Schaft dienen, der zur Elektrode führt, sie einen sehr konstanten Widerstand gegenüber einem Kommutator mit einem Kohlebürstenlager oder einem Schleifring ergeben, so daß der Schweißstrom praktisch während des Schweißens konstant gehalten werden kann, Es ist deshalb ein anderer Gegenstand der Erfindung, einen Schweißbrenner mit einer Innenbohrung mit einem Brennerkörper zu versehen, in dem sich ein Innenkern durch eine Einrichtung dreht, die durch einen Satz von Rollenlagern an oder nahe seinem Außenende eine nicht verbrauchbare Elektrode trägt, wobei der Schaft an dem drehbar gelagerten Innenkern befestigt ist, so daß die Drehung des Kerns gegenüber dem Körper den Schaft dreht und die Spitze der Elektrode um das Schweißgebiet herumgeführt wird, wobei die Einrichtung zum Drehen des Innenkerns gegenüber dem Körper beim Schweißen einen feststehenden Schweißstromweg am Schaft am Brennerkörper ergibt und ein elektrisch leitender Weg entlang dem Schaft zur Elektrode führt, wobei der Rollenlagersatz so angeordnet ist, daß er als Kommutator zwischen dem feststehenden Schweißstromeingang und dem elektrisch leitenden Weg entlang dem Schaft wirkt0 Neben einem gleichbleibenden Schweistrom während der Drehung des Schafts besitzt diese unordnung den zusätzlichen Vorteil, daß der Rollenlagersatz keiner wesentlichen Abnutzung unterworfen istw während, wenn der Kommutator eine Kohlebürste oder ein Schleifring ist, die Bürsten wegen der abnutzung häufig ausgewechselt werden müssen.It should therefore run on low-friction bearings, preferably one Set of roller bearings are between the body and the shaft. Own these roller bearings the other important advantage that when used as a commutator between a stationary Welding current input on the torch body and an electrically conductive path in the shaft that leads to the electrode, they have a very constant resistance to it result in a commutator with a carbon brush bearing or a slip ring, so that the welding current kept practically constant during welding It is therefore another object of the invention to provide a welding torch to be provided with an inner bore with a torch body in which there is an inner core rotates by means of a set of roller bearings at or near its outer end carries a non-consumable electrode, the shaft on the rotatably mounted inner core is attached, so that the rotation of the core opposite the body rotates the shaft and guided the tip of the electrode around the welding area the means for rotating the inner core relative to the body at Welding results in a fixed welding current path on the shaft on the torch body and an electrically conductive path along the shaft leads to the electrode, the Roller bearing set is arranged so that it acts as a commutator between the fixed Welding current input and the electrically conductive path along the shaft acts as a supplement this has a constant welding current during the rotation of the shaft clutter has the added advantage that the roller bearing set is not a substantial one Is subject to wear and tear while when the commutator is a carbon brush or a The brushes have to be changed frequently due to wear and tear.
Die Erfindung wird mit Hilfe eines tusführunasbeispiels anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen ist: Figur 1 eine#nsicht, teilweise im Schnitt, eines elektrischen Lichtbogenschweißbrenners nach der Brfindung; und Figur 2 eine Seitenansicht, gesehen in Richtung des Pfeiles 2 der Figur 1.The invention is illustrated with the help of a tusführunasbeispiels based on Drawings described. In these is: Figure 1 a # view, partly in section, an electric arc welding torch according to the invention; and figure FIG. 2 shows a side view, seen in the direction of arrow 2 in FIG. 1.
Der elektrische Lichtbogenschweißbrenner lo enthält einen feststehenden Körper 12 mit einem zylindrischen Oberteil 13 aus elektrisch isolierendem Material, aus dem ein Schaft 14 heraustritt. Nahe dem Außenende dieses Schaftes 14 befindet sich eine nicht-verbrauchbare Wolframelektrode 16. Der Schaft enthält einen Kern 18 aus Eupfer oder anderem Material hoher Leitfähigkeit. Die Elektrode 16 ist in diesem Kern nahe dessen Ende befestigt.The electric arc welding torch lo includes a fixed one Body 12 with a cylindrical upper part 13 made of electrically insulating material, from which a shaft 14 emerges. Located near the outer end of this shaft 14 a non-consumable tungsten electrode 16. The shaft contains a core 18 made of Eupfer or other high conductivity material. The electrode 16 is in attached to this core near its end.
Der Kern 18 wird von einer keramischen Isoliermuffe 20 umgeben, in deren Wand sich ein kleines Loch 22 befindet, durch das die Spitze der Elektrode heraustritt.The core 18 is surrounded by a ceramic insulating sleeve 20, in the wall of which is a small hole 22 through which the tip of the electrode steps out.
Zwischen der keramischen Muffe 20 und dem Kern 18 befindet sich ein ringförmiger Durchgang 24, durch den ein inertes Schutzgas in das Gebiet der Elektrode gelangt, um das Schweißgebiet während dem Schweißen abzuschirmen.Between the ceramic sleeve 20 and the core 18 is a annular passage 24 through which an inert protective gas in the area of the electrode to shield the weld area during welding.
Das Außenende des Durchganges 24 ist durch den Kopf einer in den Kern eingeschraubten Schraube 25 verschlossen.The outer end of the passage 24 is through the head one into the core screwed in screw 25 closed.
Das andere Ende des Kerns 18 ist in einen kupfernen Wärmeableitblock 26 eingeschraubt, Der Block 26 ist im Körper 12 durch ein oberes Nadelrollenlager 31 und ein unteres Kugellager 32 drehbar gehalten. Zwischen dem Lager 32 und dem Block 26 befindet sich ein ringförmiges Lagerpolster 34 aus Isoliermaterial. Zwischen dem Block 26 und einer Drehwelle 38, durch die die Umdrehung auf den Block 26 zum Drehen des Kerns 18 und der Muffe 22 beim Schweißen übertragen wird, befindet sich ein kleiner Stift 36, der ebenfalls aus Isoliermaterial ist.The other end of the core 18 is in a copper heat sink 26 screwed in, the block 26 is in the body 12 through an upper needle roller bearing 31 and a lower ball bearing 32 are rotatably supported. Between the camp 32 and the Block 26 is an annular bearing pad 34 made of insulating material. Between the block 26 and a rotating shaft 38, through which the rotation on the block 26 for Rotation of the core 18 and the sleeve 22 during welding is transferred, is located a small pin 36, which is also made of insulating material.
Am unteren Teil des Körpers 12 ist ein Getriebekasten 4o befestigt, der wiederum mit dem Elektromotor 42 verbunden ist Die Leistungsabnahmewelle 44 des Getriebekastens 40 besitzt ein Kegelrad 46, das mit einem Kegelrad 48 kämmt, dasvan der Welle 38 befestigt ist. Auf iese Weise wird der Antrieb vom Motor 42 zum Block 26 und zum Kern 18 übertragen, so daß die Elektrode 16 um das Schweißgebiet während des Schweißens herumläuft. Die Leistung wird zum Motor über eine elektrische Ldngangsbuchse 49 übertragen.On the lower part of the body 12 is a gear box 4o attached, which in turn is connected to the electric motor 42 The power take-off shaft 44 of the gear box 40 has a bevel gear 46 which meshes with a bevel gear 48, dasvan the shaft 38 is attached. In this way, the drive is provided by the motor 42 to block 26 and core 18 so that electrode 16 is around the weld area walking around while welding. The power is delivered to the engine via an electrical one Transfer longitudinal socket 49.
Der Block 26 ist, wie bereits erwhnt, durch ein oberes Nadelrollenlager 31 gelagert. Dieses Lager wird durch einen Trägerring 50 aus Isoliermaterial gehalten, Dieser Trägerring ist in einen ringförmigen Ausschnitt eingepaßt, in dem sich ein elektrisch leitender Ring 52 in elektrischem Kontakt mit dem Lager 31 befindet. Es besteht auch ein elektrischer Kontakt mit dem Ring 52 an einer elektrischen Verbindung 54, die wiederum mit dem Kern 56 eines elektrischen Steckers 58 verbunden ist, der in ein Gehäuse 60 an der Seite des Blocks 26 eingepaßt ist. Der elektrische Schweißstrom wird von einer entsprechenden (nicht dargestellten) Tafel, die am Stecker 58 befestigt ist, geliefert. Der Strom fließt über den Kern 56, die Verbindung 54, den Ring 52, das Lager 31, den Block 26 und den Kern 18 zur Elektrode 16.The block 26 is, as already mentioned, through an upper needle roller bearing 31 stored. This bearing is held by a carrier ring 50 made of insulating material, This carrier ring is fitted into an annular cutout in which a electrically conductive ring 52 is in electrical contact with bearing 31. There is also electrical contact with ring 52 at an electrical connection 54, which in turn is connected to the core 56 of an electrical connector 58, the is fitted into a housing 60 on the side of the block 26. The electric welding current is from a corresponding panel (not shown) attached to connector 58 is delivered. The current flows through the core 56, the connection 54, the ring 52, the bearing 31, the block 26 and the core 18 to the electrode 16.
Das inerte Gas wird über ein Rohr 61 mit einer Eingangsmuffe 62 geliefert, an die ein (nicht dargestelltes) Zuführrohr angeschlossen werden kann. Das Rohr 61 wird nahe seinem Eingangsende durch zwei Halbklammern 64 gehalten, die sich über dem Motor 42 schließen. Das andere Ende des Rohres 61 ist in ein Rohr 66 geschraubt, das mit dem Körper 12 eine Gasleitung 68 ergibt. Diese Leitung führt vom Rohr 60 durch kleine Löcher in den Körper 12. Das Gas, das in den Körper 12 gelangt, geht durch eine andere Bohrung 72, von der es durch eine Bohrung 73 im Block 26 und zwischen der keramischen Muffe 2o und dem Kern 18 in das Schweißgebiet geführt wird, um dieses Gebiet in üblicher Weise abzuschirmen, Das Rohr 61 dient ferner zum Halten des Motors 42 und des Getriebekastens 4o, die miteinander am Körper 12 befestigt sind. Das Außenende der keramischen Muffe ist von einem Metallrohr 74 umgeben. Dies ist so angeordnet, daß es eng in das zu verschweißende Rohr paßt, so daß es den Schaft 14 in genauer Lage zur Achse des rohres hält, Das Rohr 74 wird durch einen Bezugsblock 76 in seiner Lage gehalten. Dieser paßt in eine Schraubeinstellung, an der er in den Körper 12 eingeschraubt ist. Der Block 7G ist so angeordnet, daß er beim Schweißen an das Ende eines Rohres anstößt und durch Verdrehen des Einstellers 76 in oder aus dem Körper so eingestellt werden kann, daB der Raum zwischen der Elektrode und dem Block verändert wird. Auf diese leise kann die Lage der Elektrodenspitze in bezug auf die zu schweilnende Werbindung genau eingestellt werden Die Arbeitsweise des Brenners ergibt sich aus der Beschreibung. Beim Schweißen wird der Schaft 14 in ein zu schweißendes Rohr eingesetzt. Än das Rohr 61 wird Ärgongas gegeben, das von dort in das Schweißgebiet gelangt.The inert gas is supplied through a pipe 61 with an inlet sleeve 62, to which a feed pipe (not shown) can be connected. The pipe 61 is held near its entrance end by two half-brackets 64 that extend across close the motor 42. The other end of the tube 61 is screwed into a tube 66, which results in a gas line 68 with the body 12. This line leads from pipe 60 through small holes in the body 12. The gas that goes into the body 12 passes through another bore 72, from which it passes through a bore 73 in the block 26 and between the ceramic sleeve 2o and the core 18 in the weld area is performed to shield this area in the usual way, the pipe 61 is used further to hold the motor 42 and the gear box 4o together on the body 12 are attached. The outer end of the ceramic sleeve is from a metal tube 74 surrounded. This is arranged so that it fits snugly into the pipe to be welded, so that it holds the shaft 14 in precise position with respect to the axis of the tube, the tube 74 becomes held in place by a reference block 76. This fits into a screw setting, at which it is screwed into the body 12. The block 7G is arranged so that it hits the end of a pipe during welding and by turning the adjuster 76 in or out of the body can be adjusted so that the space between the Electrode and the block is changed. The position of the electrode tip can be influenced by this can be set precisely in relation to the advertising binding to be swept of the burner results from the description. When welding, the shaft 14 inserted into a pipe to be welded. Gas is given to the pipe 61, the from there into the welding area.
Durch Führen es Schweißstromes an den Stecker 58 entsteht ein Lichtbogen und unabhängig von der Drehung des Kerns 18 gelangt er über das Lager 31 zur Elektrode. Ist der Lichtbogen hergestellt, so wird der rotor 42 eingeschaltet und dreht den Kern 18 und die Muffe 20 und führt die Elektrodenspitze um die Schweißung herum.By applying welding current to the plug 58, an arc is created and regardless of the rotation of the core 18, it arrives at the electrode via the bearing 31. Once the arc is established, the rotor 42 is switched on and rotates the Core 18 and sleeve 20 and guides the electrode tip around the weld.
Weil der Motor 42 und der Getriebekasten 40 unmittelbar durch das Getriebe den Schaft 14 drehen, leidet die Drehung des Schafts nicht an unregelmäßiger Bewegung infolge Reibung in einer langen biegsamen Velle zwischen Brenner und Motor. Deshalb führt dies zu einer besseren Schweißung.Because the motor 42 and the gear box 40 are directly connected to the Gear rotate the shaft 14, the rotation of the shaft does not suffer from irregular Movement due to friction in a long flexible shaft between the burner and the motor. Therefore this leads to a better weld.
Ferner gelangt der Schweißstrom vom Stecker 58 über das Lager 31, das als Kommutator wirkt, zum Kern. dadurch viri unabhängig von der Drehung des-Kerns 18 ein konst&nter widerstand erzielt und ein konstanter Schweißstrom erhalten, der ebenfalls zu besseren Schweißungen führt.Furthermore, the welding current comes from the plug 58 via the bearing 31, that acts as a commutator, to the core. thereby viri independent of the rotation of the nucleus 18 a constant resistance is achieved and a constant welding current is obtained, which also leads to better welds.
XuRerdem ist das Lager 31 keinem raschen Verschleiß wie eine Kohlebürste oder ein Schleifring ausgesetzt.In addition, the bearing 31 is not subject to rapid wear and tear like a carbon brush or a slip ring exposed.
Der Brenner besitzt den Vorteil, daß er klein und kompakt ausgeführt und insbesondere der Schaft 14 verhältnismätßig klein im durchmesser sein und so zum Schweißen von Rohren oder dergl. mit kleinen Innenbohrungen dienen kann. Die Elektrode wird durch die Värmeableitung von ihr durch den Kern 18 zum Wärmeableitblock 26 kühl gehalten Der iVärmeableitblock 26 und/oder der Kern 18 können große Oberflächen aufweisen und so die Wärme von sich ableiten und die Kühlung der Elektrode weiter verbesserno Obwohl der Brenner 1o mit einem inerten Schutzgasleitung 61 dargestellt ist, konnte er durch einen Gaseinlaß durch die Buchse 49 für die Speisung des Motors 42 verändert werden. Das Schutzgas könnte auch durch eine über die elektrische Leitung gelegte Hülse zugeführt werden. Dann würden die Durchgänge das Schutzgas von der Buchse 49 in das untere Ende des Körpers 12 führen, von wo es dann zum Schweißgebiet gelangt. Das Rohr 61 könnte auch durch eine massive Stange oder ein zugestopftes ohr zum Halten des Motors 42 und des Getriebekastens 40 ersetzt werden, die aneinander und mit dem 3rennerkörper verbunden sind.The burner has the advantage that it is made small and compact and in particular the shaft 14 can be relatively small in diameter and so on Can be used for welding pipes or the like. With small inner bores. the The electrode becomes a heat dissipation block due to the dissipation of heat from it through the core 18 26 kept cool The heat dissipation block 26 and / or the core 18 can have large surfaces and thus dissipate the heat and continue cooling the electrode improveo Although the burner 1o is shown with an inert protective gas line 61 is, he could through a gas inlet through the socket 49 for the supply of the motor 42 can be changed. The protective gas could also be supplied via the electrical line placed sleeve are fed. Then the passages would remove the protective gas from the Bushing 49 lead into the lower end of the body 12, from where it then goes to the weld area got. The tube 61 could also be a solid rod or a plugged one Ear for holding the motor 42 and the gear box 40 that are attached to each other and are connected to the 3cross body.
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1972
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |