DE2334335B1

DE2334335B1 - Power nozzle for welding guns

Info

Publication number: DE2334335B1
Application number: DE2334335A
Authority: DE
Inventors: Erwin Closs
Original assignee: Carl Cloos Schweisstechnik GmbH
Current assignee: Carl Cloos Schweisstechnik GmbH
Priority date: 1973-07-06
Filing date: 1973-07-06
Publication date: 1974-07-11
Also published as: SE7407581L; GB1435427A; FR2235754B1; FR2235754A1; BE816505A; NL7406706A; DK130878C; JPS5038659A; DK130878B; ATA477774A; IT1015417B; AT345067B; ES426492A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromdüse für Schweißpistolen mit einer Bohrung für die Führung der Drahtelektrode und für die Stromübertragung zur Drahtelektrode und mit einem mit Gewinde versehenen Anschlußteil für die Befestigung der Stromdüse an einer Stromdüsenhalterung.The invention relates to a contact nozzle for welding guns with a bore for guiding the wire electrode and for power transmission to the wire electrode and with a threaded connector for attaching the contact tip to a contact tip holder.

Die Zuführung der Drahtelektrode zur Schweißpistole erfolgt unter anderem durch ein als Hohlleiter ausgebildetes Schweißstromkabel. Das Kabel ist innerhalb der Schweißpistole mit einem Führungsrohr verbunden, an dessen äußerem Ende eine Halterung für eine Stromdüse befestigt ist. Der Drahtelektrode, die durch eine Bohrung der Stromdüse geführt wird, wird über die Düse der Schweißstrom zugeführt. Die Stromdüse wird, um eine gute elektrische Leitfähigkeit zu erhalten, aus einer harten Kupferlegierung hergestellt. Die Stromdüse, die sich beim Schweißen nahe der Schweißstelle befindet, erwärmt sich erheblich durch die Strahlungswärme der Schweißstelle, durch die von der Drahtelektrode auf die Düse übertragene Wärme und durch den relativ großen, durch die Düse fließenden Schweißstrom. Bei bekannten Stromdüsen erreichen die an den Düsen registrierten Temperaturen 500 bis 600° C. Diese starke Erwärmung der Stromdüse bewirkt, daß ihre Leitfähigkeit auf Bruchteile der ursprünglichen zurückgeht. Dies hat zur Folge, daß die durch den Stromfluß in der Stromdüse bewirkten Wärmeverluste sehr hoch werden. Durch die schlechtere Leitfähigkeit der Stromdüse verschlechtert sich auch der Stromübergang von der Düse zur Drahtelektrode, der elektrische Übergangswiderstand steigt an, und die Drahtelektrode brennt an der Düse fest. Die Folge ist, daß die Drahtelektrode die Düse nicht mehr gleichmäßig durchläuft, sondern ins Stottern gerät.The wire electrode is fed to the welding gun, among other things, through a waveguide trained welding current cable. The cable is connected to a guide tube inside the welding gun, at its outer end a holder for a contact tip is attached. The wire electrode that is passed through a hole in the contact tip, the welding current is fed through the nozzle. The contact tip is made of a hard copper alloy in order to obtain good electrical conductivity. The contact tip, which is located near the welding point during welding, heats up considerably the radiant heat of the welding point, due to the heat transferred from the wire electrode to the nozzle and by the relatively large welding current flowing through the nozzle. Achieve with known contact nozzles the temperatures registered at the nozzles 500 to 600 ° C. This strong heating of the contact nozzle causes that their conductivity goes back to fractions of the original. As a result, the heat losses caused by the flow of current in the contact nozzle become very high. By the worse Conductivity of the contact tip also deteriorates the current transfer from the nozzle to the wire electrode, the electrical contact resistance increases and the wire electrode sticks to the nozzle. The result is, that the wire electrode no longer runs evenly through the nozzle, but starts to stutter.

Bei luftgekühlten Schweißpistolen wird die Wärme von der Stromdüse hauptsächlich über das Schweißstromkabel an die Luft abgeführt. Um die Temperatur der Stromdüse auch bei höheren Schweißleistungen niedrig zu halten, wird die Pistole zusätzlich durch Wasser gekühlt. Trotz dieser Wasserkühlung erreichen die Stromdüsen noch Temperaturen von 500 bis 600⁰C. Die Ursache hierfür liegt, da die Wärme überwiegend zuerst einmal von der Stromdüse auf die Stromdüsenhalterung übertragen werden muß, in dem schlechten Wärmeübergang von Stromdüse zur Halterung. Da die Stromdüse ein Verschleißteil ist, muß sie leicht auswechselbar sein. Üblicherweise wird die Stromdüse mit der Halterung nach Art von Mutter und Schraube verbunden. Zumeist hat die Stromdüse ein Schraubengewinde, das in eine mit Gewinde versehene zylindrische Bohrung in der Halterung so weit eingeschraubt wird, bis die Stromdüse mit ihrer Anlagefläche fest gegen die Halterung gepreßt wird. Der Wärmeübergang von Düse zur Halterung erfolgt hauptsächlich über den Gewindeteil. Diese bekannte Befestigungsart ermöglicht jedoch keinen optimalen Wärmeübergang zwischen Düse und Halterung. Für hohe Schweißleistungen muß für einen ausreichenden Wärmeübergang das Gewindeteil der Stromdüse und die Bohrung der Halterung wesentlich größer ausgebildet werden, als es für die Befestigung der Stromdüse erforderlich ist. Dies führt aber zu ausgesprochen unhandlichen Schweißpistolen.With air-cooled welding guns, the heat from the contact tip is mainly dissipated into the air via the welding current cable. In order to keep the temperature of the contact tip low even with higher welding powers, the gun is additionally cooled by water. Despite these water cooling the power nozzle still reach temperatures of 500 to 600 ⁰ C. The reason for this is because the heat must be transferred from the contact tip on the power nozzle holder mainly first of all, in the poor heat transfer from contact tip for holding. Since the contact tip is a wearing part, it must be easy to replace. The contact tip is usually connected to the holder in the manner of a nut and screw. The contact tip usually has a screw thread which is screwed into a threaded cylindrical bore in the holder until the contact surface of the contact tip is pressed firmly against the holder. The heat transfer from the nozzle to the bracket takes place mainly via the threaded part. However, this known type of fastening does not allow optimal heat transfer between the nozzle and the holder. For high welding performance, the threaded part of the contact tip and the bore of the holder must be made much larger than is necessary for fastening the contact tip for sufficient heat transfer. However, this leads to extremely unwieldy welding guns.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Befestigung einer Stromdüse der eingangs genannten Art in einer Stromdüsenhalterung so auszubilden, daß bei gleichem Raumbedarf von Stromdüse und Halterung der Wärmeübergang zwischen Stromdüse und Halterung gegenüber den bekannten Befestigungen wesentlich verbessert wird.The invention is based on the object of fixing a contact tip of the type mentioned in the introduction to form a contact tip holder so that the contact tip and holder take up the same space the heat transfer between the contact tip and the holder compared to the known fastenings is essential is improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gewinde des Anschlußteiles der Stromdüse und das in der Stromdüsenhalterung ausgebildete Gewinde konisch sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das an der Stromdüse befestigte Anschlußteil als Schraube ausgebildet und das vordere Ende der Halterung als Mutter.This object is achieved according to the invention in that the thread of the connecting part of the contact nozzle and the threads formed in the contact tip holder are tapered. In a preferred embodiment of the invention, the connector attached to the contact nozzle is designed as a screw and that front end of the bracket as a nut.

Das konische Gewinde hat gegenüber dem zylindrischen Gewinde den Vorteil, daß bei fest angedrehter Schraube beide Seitenflanken jedes Gewindeganges an den ihnen gegenüberliegenden Seitenflanken der Mutter anliegen, während bei einem zylindrischen Gewinde nur jeweils eine Seitenflanke an einer Seitenflanke der Mutter anliegt. Allein hieraus folgt, daß die für die Übertragung der Wärme von der Stromdüse auf die Halterung zur Verfügung stehende Fläche bei einem zylindrischen Gewinde nur halb so groß ist wie bei einem konischen Gewinde. Hinzu kommt, daß bei einem zylindrischen Gewinde, bei dem die Schraube auf Zug beansprucht wird, nicht gewährleistet ist, daß sämtliche Gewindegänge auch zum Tragen kommen. Die zur Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Fläche ist also noch geringer als zuvor angegeben.The conical thread has the advantage over the cylindrical thread that when screwed on tightly Screw both side flanks of each thread turn on the opposite side flanks of the nut rest, while with a cylindrical thread only one side flank on each side flank of the Mother. From this it follows that the heat transfer from the contact tip to the Bracket available area with a cylindrical thread is only half as large as with a conical thread. In addition, with a cylindrical thread, in which the screw is stressed on train, it is not guaranteed that all threads come into play. The area available for heat transfer is therefore even smaller than indicated above.

Da weiter das zylindrische Gewinde nicht unmittelbar bis zum Schraubenkopf der Schraube reichen kann, sondern hier das Gewinde in eine Hinterschneidung auslaufen muß, damit der Schraubenkopf fest mit der Mutter verspannbar ist, geht ein weiterer Teil des in die Mutter eingeschraubten Teiles der Schraube für die Wärmeübertragung verloren. Bei den in Frage kommenden Abmessungen der Stromdüsen kann diese Hinterschneidung bis zu 30 % der für die Wärmeübertragung zur Verfugung stehenden Fläche betragen. Bei einem konischen Gewinde hingegen kommen beide Seitenflanken zum Tragen, da die Schraube die Mutter zu sprengen versucht und so die Seitenflanken gegeneinander gedruckt werden. Da weiter keine Hinterschneidung erforderlich ist, trägt der gesamte in die Mutter eingeschraubte Teil der Schraube zur Wärme-Since the cylindrical thread cannot reach directly to the screw head of the screw, but here the thread has to run out into an undercut so that the screw head is firmly attached to the The nut can be clamped, another part of the part of the screw screwed into the nut goes for the Heat transfer lost. With the dimensions of the contact nozzles in question, this undercut up to 30% of the area available for heat transfer. at With a conical thread, however, both side flanks come into play, since the screw is the nut tries to blow up and so the side flanks are printed against each other. There is no further undercut is required, the entire part of the screw screwed into the nut contributes to the heat

übertragung bei. Durch die Verwendung eines konischen Gewindes kann man also bei gleichen äußeren Abmessungen die für die Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Fläche gegenüber einer zylindrischen Schraube mehr als verdoppeln.transfer at. By using a conical thread you can use the same external Dimensions the area available for heat transfer compared to a cylindrical one More than double the screw.

Messungen haben ergeben, daß bei einer Düse her-' kömmlicher Bauart bei einer bestimmten Leistung schon bei 300 Ampere Schweißstrom Schwierigkeiten in der Drahtförderung auftraten, während bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Stromdüse gleicher Abmessung bei 400 Ampere Schweißstrom noch keine Schwierigkeiten auftraten. Dabei ist die bei 400 Ampere entstehende Wärmemenge fast doppelt so groß wie bei 300 Ampere. Die erfindungsgemäßen, mit einem konischen Gewinde versehenen Stromdüsen bieten also den Vorteil, daß die mit diesen versehenen Schweißpistolen für höhere Belastungen einsetzbar und einer geringeren Abnutzung unterworfen sind. Die geringere Abnutzung der Schweißpistole erklärt sich daraus, daß die Kräfte, die beim Festbrennen und dem dadurch bedingten Abbremsen der Drahtelektrode entstehen, entfallen. Diese Kräfte sind verantwortlich für einen erhöhten Verschleiß von Drahtführungsschläuchen, Drahtantriebsrollen usw.Measurements have shown that with a nozzle of conventional design at a certain power Difficulties in the wire feed occurred even at 300 amperes welding current, while with one according to the invention formed contact tip of the same dimensions at 400 amperes welding current still none Difficulties arose. The amount of heat generated at 400 amps is almost twice as large as at 300 amps. The contact nozzles provided with a conical thread according to the invention offer thus the advantage that the welding guns provided with these can be used for higher loads and are subject to less wear and tear. The reduced wear and tear on the welding gun is explained by that the forces that arise when the wire electrode sticks and the resulting braking, omitted. These forces are responsible for increased wear and tear on wire guide hoses, Wire drive rollers, etc.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgen- as den an Hand der Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigtAn embodiment of the invention is as follows described in more detail with reference to the drawing; in this shows

F i g. 1 das vordere Ende eines Pistolenkopfes gemäß der Erfindung im Schnitt,F i g. 1 shows the front end of a gun head according to the invention in section,

F i g. 2 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Stromdüse in größerem Maßstab,F i g. 2 shows a view of a contact nozzle according to the invention on a larger scale,

F i g. 3 eine Stromdüsenhalterung im Schnitt undF i g. 3 a contact nozzle holder in section and

F i g. 4 das vordere Ende des Führungsrohres in Ansicht. F i g. 4 the front end of the guide tube in view.

In F i g. 1 ist der Pistolenkopf einer Schweißpistole insgesamt mit 1 bezeichnet. Der Pistolenkopf besteht aus einem Gasverteilereinsatz 2, dessen vorderes Ende als Stromdüsenhalterung 3 ausgebildet ist. In der Stromdüsenhalterung 3 ist eine Stromdüse 4 eingeschraubt. Das hintere Ende des Gasverteilereinsatzes 2 ist mit einem Führungsrohr 6 verbunden, das im Griff der Schweißpistole (nicht gezeigt) eingespannt ist. Über das Führungsrohr 6 ist ein Schutzschiauch 7 geschoben, der am Pistolenkopf 1 mit Hilfe einer Klemmbuchse 8 festgespannt ist.In Fig. 1 is the gun head of a welding gun designated as 1 in total. The gun head consists of a gas distributor insert 2, the front end of which is designed as a contact nozzle holder 3. A contact nozzle 4 is screwed into the contact nozzle holder 3. The rear end of the gas distributor insert 2 is connected to a guide tube 6, which is in the handle the welding gun (not shown) is clamped. A protective tube 7 is pushed over the guide tube 6, which is clamped to the gun head 1 with the aid of a clamping sleeve 8.

Über den Gasverteilereinsatz 2 und die Stromdüse 4 ist ein als Gasdüse wirkendes Rohr 9 mit Isoliereinsatz geschoben, das von einer Klemmfeder 10 auf dem hinteren Ende 5 des Gasverteilereinsatzes 2 gehalten ist.About the gas distributor insert 2 and the contact nozzle 4 is a pipe 9 acting as a gas nozzle with an insulating insert pushed, which is held by a clamping spring 10 on the rear end 5 of the gas distributor insert 2.

Der Gasverteilereinsatz 2 hat eine axiale Bohrung, die mit der des Führungsrohres 6 in Verbindung steht. Mehrere radiale, mit der Bohrung 11 in Verbindung stehende Bohrungen 12 lassen das Gas in einen Ringkanal 13 austreten, von dem es durch den zwischen Stromdüse 4 und Gasdüse 9 gebildeten Spalt aus dem Pistolenkopf 1 austritt.The gas distributor insert 2 has an axial bore which is connected to that of the guide tube 6. Several radial bores 12, which are in communication with the bore 11, let the gas into an annular channel 13 emerge, from which it is through the gap formed between contact nozzle 4 and gas nozzle 9 from the Pistol head 1 emerges.

Das hintere Ende 17 der Stromdüse 4 hat ein konisches Außengewinde 18, das eine Konizität von etwa 3,2° aufweist. Das vordere Ende 3 des Gasverteilereinsatzes, d. h. die Stromdüsenhalterung, hat ein entsprechendes konisches Innengewinde. Die Stromdüse 4 hat weiter eine axiale dem Durchmesser der zu verschweißenden Drahtelektrode angepaßte Bohrung 15 und zwei Schlüsselflächen 16.The rear end 17 of the contact nozzle 4 has a conical external thread 18 which has a conicity of approximately 3.2 °. The front end 3 of the gas distribution insert, d. H. the contact tip holder has a corresponding conical internal thread. The contact nozzle 4 also has an axial diameter of the diameter to be welded Wire electrode adapted bore 15 and two wrench flats 16.

Das hintere Ende 5 des Gasverteilereinsatzes 2 und das vordere Ende des Rohres 6 haben gleichfalls einander entsprechende konische Gewinde 19, 20, so daß auch an dieser Stelle ein guter Wärmeübergang erreicht wird.The rear end 5 of the gas distributor insert 2 and the front end of the tube 6 also have one another corresponding conical thread 19, 20, so that good heat transfer is also achieved at this point will.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Contact tip for welding guns with a hole for guiding the wire electrode and a threaded connector for attaching the contact tip in a contact tip holder, characterized in that the thread (18) of the connecting part (17) of the contact nozzle (4) and that formed in the contact nozzle holder (3) Threads (14) are conical.

2. Contact nozzle according to claim I _1, characterized in that the connecting part (17) formed on the contact nozzle (4) is designed as a screw.

3. Contact nozzle according to claim 2, characterized in that the holder (3) is designed as a nut is.

4. Current nozzle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the taper of the thread is 1: 16 ± 20%.

5. Contact nozzle according to claim 1, characterized in that the rear end (5) of the gas distributor insert (2) and the guide tube (6) are connected to one another by conical threads (19, 20).