DE371456C

DE371456C - Process and device for enamelling, glazing and quartz coating as well as for welding on powdery hard metals

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Publication number: DE371456C
Application number: DEM71450D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1923-03-15

Description

Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine weitere Vervollkommnung des in dem Patent 345Ö53 beschriebenen Verfahrens zum Emaillieren usw. von hitzebeständigen Werkstücken. Nach der Erfindung wird bei Verwendung pulverförmigen, dem Fördergas noch ungeschmolzen zugeführten Spritzgutes, dem mit dem letzteren vermischten Gasstrom eine sich nähe der Austrittsstelle des Düsen- oder Mischkanales fortsetzende stetige Beschleunigung seiner Geschwindigkeit erteilt, um so eine möglichst große strömende Energie beim Austritt und Auftreffen der Spritzgutteilchen zu erreichen, und es wird weiterhin ein Niedersinken einzelner, schwerer als andere Masseteilchen wirkender Spritzgutkörnchen, also eine Veränderung des Gemisches des Spritzgutes auf dem Wege zur Düsenmündung, verhindert.
In den Abb. 1 und 2 der Zeichnung ist ein zur Ausführung dieses Verfahrens dienender Spritzapparat dargestellt, welcher folgende Beschaffenheit aufweist:The subject of the present invention is a further improvement of the method described in patent 345Ö53 for enamelling, etc. of heat-resistant workpieces. According to the invention, when using powdery spray material that is still unmelted to the conveying gas, the gas flow mixed with the latter is given a steady acceleration of its speed that continues near the exit point of the nozzle or mixing channel, so as to achieve the greatest possible flow of energy when the To achieve spray material particles, and it is furthermore prevented a sinking of individual spray material granules that act heavier than other mass particles, that is, a change in the mixture of the spray material on the way to the nozzle orifice.
In Figs. 1 and 2 of the drawing, a spray gun serving to carry out this process is shown, which has the following properties:

Die in Abb. 1 im Seitenschnitt und in Abb. 2 in der Seitenansicht dargestellte SpritzapparaturThe spraying apparatus shown in side section in Fig. 1 and in side view in Fig. 2

«5 besteht im wesentlichen aus dem Spritzgutbehälter ι und dem mit ihm durch einen hohlen Handgriff 2 verbundenen Düsentragkörper 3, dessen von einem Hahnküken 11 durchquertes Fußstück 3^a mit zwei Schlauchanschlußtüllen 4, 4^a versehen ist. Die Tülle 4 führt dem Spritzapparat ein unter Spannung stehendes Brenngas ^ Wasserstoff, Acetylen, Leuchtgas), die Tülle 4^a gespannten Sauerstoff oder Preßluft zu. Das Brenngas strömt nach Passieren einer Bohrung des Kükens 11 in einen Sammelraum 5 des mittleren Teils des Düsentragkörpers. Dieser Sammelraum 5 wird achsial von einem eingeschraubten Einsatzstück 6 durchzogen. Die Seele des Einsatzstückes 6 bildet eine mit einem konischen Einströmungskanal 7 für den Sauerstoff oder die Preßluft ausgestattete, einstellbare und daher mit Kopfgewinde versehene Düse 8. Der hintere Kopfteil 6^a des Einsatzstückes 6 j schließt den Sammelraum nach außen hin ab, ist aber mit einem eingeschraubten Schraubpfropfen 9 versehen, der als Ventil ausgebildet, mittels Handstellrädchens 10 durch Drehung achsial verschoben werden kann, wodurch sein inneres, verjüngtes und konisch abgesetztes Ende cf dem Ventilsitz der achsialen Bohrung 6^a des Einsatzstückes 6 genähert oder entfernt werden kann. Diese Veränderung des Sitzes des Ventilkörpers 9, 9" hat zur Folge, daß der Sauerstoff oder die Preßluft, welche aus dem Schlauch und 4* tretend und eine zweite Bohrung des Kükens 11 passierend, durch Bohrungen 12, 13 in den achsialen Kanal 6^C strömt und in geregelter Menge aus der Düsenöffnung 7 austreten muß."Ι 5 consists essentially of the spray material and the connected to it through a hollow handle 2 nozzle support body 3, which by quertes of a tap member 11 leg 3 is provided with ^a two Schlauchanschlußtüllen 4, ^4a. The nozzle 4 leads the spray gun to a fuel gas under tension (hydrogen, acetylene, luminous gas), the nozzle 4 ^a tensioned oxygen or compressed air. After passing through a bore in the plug 11, the fuel gas flows into a collecting space 5 of the central part of the nozzle support body. This collecting space 5 is axially traversed by a screwed-in insert 6. The soul of the insert 6 forms one equipped with a tapered inflow passage 7 for the oxygen or compressed air, adjustable and therefore provided with threaded head nozzle 8. The rear head 6 ^a of the insert piece 6 j closes the collecting space to the outside, but is provided with a screwed screw plug 9 provided, which is designed as a valve, can be axially displaced by turning the hand wheel 10, whereby its inner, tapered and conically offset end cf the valve seat of the axial bore 6 ^{a of} the insert 6 can be approached or removed. This change of the seat of the valve body 9, 9 'with the result that the oxygen or compressed air which passing out of the hose and 4 * kicking and a second bore of the plug 11, 6 ^C flows through holes 12, 13 in the axial passage and must emerge from the nozzle opening 7 in a controlled amount.

Der Düsentragkörper 3 weist in seinem, sich an den rohrförmigen Handgriff 2 ausschließenden Halsstück 3^C ein Küken 14 auf. Kommuniziert dessen Bohrung mit einem vertikalen, in die Bohrungen 12, 13 einmündenden Kanal 15, so tritt der Sauerstoff oder die Preßluft aus 4^a in durch die Kükenstellung geregelter Menge in den Spritzgutbehälter 1 ein.The nozzle support body 3 has a plug 14 ^{in its neck piece 3 C, which closes off on the tubular handle 2.} Communicates the bore with a vertical, in the bores 12, 13 opening out channel 15, the oxygen or the compressed air in regulated by the chicks position quantity into the spray material 1 enters from ^4a.

Die innere Fortsetzung des Brenngassammeiraumes 5 bildet bei 16 einen Ventilsitz und bei 17 einen sich bis zum Ende des Düsentragkörpers 3 allmählich erweiternden Kanal 18. Das Vorderteil 3^C des Düsentragkörpers ist mit' zwei Einsatzkörpern 19, 20 ausgestattet, von denen der kürzere 19 zweckmäßig aus einem sehr widerstandsfähigen Material, z. B. gehärteten Stahl, besteht. Diese Einsatzkörper sind auswechselbar, wodurch leicht eine Veränderung der Dimensionen des Düscnkanals iS ermöglicht wird, was notwendig ist, um je nach der für die Erschmelzung des Spritzgutes und die Erhitzung des Werkstückes erforderlichen _f Temperatur evtl. auch eine Änderung in der Geschwindigkeit des Fördergases durch andere Konizität des Düsenkanals zu erreichen. Eine · auf das Kopfgewinde des Düsentragkörpers 3" aufgeschraubte Düse 21 bildet die FortsetzungThe inner continuation of the Brenngassammeiraumes 5 forms at 16 a valve seat and at 17 a gradually widening channel 18 to the end of the nozzle support body 3. The front part 3 ^{C of} the nozzle support body is equipped with 'two insert bodies 19, 20, of which the shorter 19 is useful a very resistant material, e.g. B. hardened steel. This insert body are interchangeable, thereby easily changing the dimensions of the Düscnkanals iS is made possible, which is necessary depending on the melting of the spray material, and the heating of the workpiece required _for temperature may also be a change in the velocity of the conveying gas by other To achieve conicity of the nozzle channel. A nozzle 21 screwed onto the head thread of the nozzle support body 3 ″ forms the continuation

und das Ende des Düsenkanals 18. Sie kann durch Abschrauben leicht vom Düsentragkörper entfernt und ebenfalls durch eine andere Düse mit anderer Lichtweite und passend zu dem geäuderten Düsenkanal ersetzt \verden.and the end of the nozzle channel 18. It can easily be unscrewed from the nozzle support body removed and also through another nozzle with a different light width and matching the uterine one Nozzle channel replaced.

Um die Düse 21 ist eine zweite Düse 22, eine Manteldüse, geschachtelt, wobei zwischen den Düsen 2i, 22 entweder ein feiner Ringkanal 23 oder eine Anzahl Nuten im Umfange der Düse 21 oder in der Innenwandung von 22 verbleiben sollen. Diesem Kanal 23 oder diesen Nuten strömt alsdann durch einen zwei im Düsentragkörper 3 bzw. in der Düse vorgesehene Tüllen 24, 25 verbindenden Schlauch 26 Brenngas in solcher Menge aus dem Sammelraum 5 zu, daß die nach Entzündung des Gases gebildete Flamme reduzierende Wirkungen auslöst.
Der Kanal des Handgriffes 2 endet in einenA second nozzle 22, a jacket nozzle, is nested around the nozzle 21, with either a fine annular channel 23 or a number of grooves around the circumference of the nozzle 21 or in the inner wall of 22 remaining between the nozzles 2i, 22. This channel 23 or these grooves then flows through a hose 26 connecting two nozzles 24, 25 provided in the nozzle support body 3 or in the nozzle, fuel gas in such an amount from the collecting space 5 that the flame formed after ignition of the gas triggers reducing effects.
The channel of the handle 2 ends in one

ao Hohlraum 27 des doppelten Behälterbodens 28, 2S^a. Das in den Handgriff kanal eindringende Gas (Sauerstoff, Preßluft) tritt durch einen Verbindungskanal 27* und durch feine öffnungen 29 in dem eingeschraubten oberen Behälter-ao cavity 27 of the double container bottom 28, 2S ^a . The gas penetrating into the handle channel (oxygen, compressed air) passes through a connecting channel 27 * and through fine openings 29 in the screwed-in upper container

s5 boden 2S^a, in das Innere des Behälters 1 und wirbelt das in letzterem aufgestapelte pulverförmige Spritzgut auf. Da der Spritzgutbehälter durch einen mit Füllöffnung i^c versehenen Deckel i^a luftdicht verschlossen ist, so tritt das Gas, mit den aufgewirbelten Spritzgutteilchen vermischt, durch öffnungen 30 einer hohlen, den Spritzbehälter achsial durchsetzenden Ventilspindel 31 in das sich an die Behälterbodenöffnung 28^C anschließende Fallrohr 32 und von dort in eine mit einem Kanal ausgestattete, durch eine Nabe des Düsentragkörpers dringende und dicht vor der Düse 8 mündende Einführungstülle 33.
Bei Gebrauch des Spritzapparates wird in der Weise verfahren, daß die vom Düsentragkörper zum Spritzgutbehälter führenden Verbindungen 14 zunächst geschlossen bleiben und ■ entweder die nur Mischgas in den Düsenkanal 17 entsendenden Hähne oder Ventile geöffnet werden oder außerdem zwecks Erhöhung der Hitzeintensität der an den Düsenmündungen durch Entzündung des Mischgases gebildeten Flamme bei geschlossenen Küken 14 auch noch Brenngas in die Manteldüse 22 entsendet wird.s5 bottom 2S ^a , into the interior of the container 1 and whirls up the powdery spray material piled up in the latter. Since the spray material container is hermetically sealed by a lid i ^a ^{provided with a filling opening i c} , the gas, mixed with the swirled-up spray material particles, passes through openings 30 of a hollow valve spindle 31 axially penetrating the spray container into the downpipe adjoining ^{the container bottom opening 28 C.} 32 and from there into an insertion grommet 33 equipped with a channel, penetrating through a hub of the nozzle support body and opening close to the nozzle 8.
When using the spray gun, the procedure is that the connections 14 leading from the nozzle support body to the spray material container remain closed and ■ either the taps or valves that send only mixed gas into the nozzle channel 17 are opened or, in addition, to increase the heat intensity of the nozzle orifices due to ignition of the mixed gas formed flame when the plug 14 is closed, fuel gas is also sent into the jacket nozzle 22.

Werden die so gespeisten Düsenflammen gegen das zu bearbeitende Werkstück gerichtet, so wird die getroffene Stelle bis auf die je nach Art und Zusammensetzung des Spritzgutes erforderliche Schmelztemperatur, welche je nach der Natur des Spritzgutes zwischen 500 bis 1300 ° C schwankt, erhitzt. Dabei verhütet die reduzierende Flamme in erster Linie eine Oxydation des Spritzgutes, und weiterhin werden etwaige auf der von der Flamme getroffenen Werkstückstelle vorhandene, nicht metallische, in der Hitze verdampfbare Fremdstoffe (Fett, Säuren, ' Alkalien, Wasser) verdampft, während etwaige - leicht reduzierbare Mctalloxyde zu ihren Mc- ; tallen reduziert werden.If the nozzle flames fed in this way are directed against the workpiece to be processed, the affected area is heated to the required melting temperature depending on the type and composition of the sprayed material, which varies between 500 and 1300 ° C depending on the nature of the sprayed material. The reducing flame primarily prevents oxidation of the spray material, and any non-metallic foreign substances (fat, acids, alkalis, water) that may be present on the workpiece area hit by the flame are evaporated, while any - easily reducible metal oxides to their Mc-; tals are reduced.

Etwaiger auf der von der reduzierend wirkcnden Flamme getroffenen Werkstückoberfläche vorhanden gewesener Rost verhindert, . da er unter der AVirkung dieser Flamme ent- ^: weder in eine wasserfreie Eisen-Sauerstoffver- : bindung übergeführt oder zu metallischem Eisen reduziert wird, aus diesem Grunde auch nicht ; im geringsten das feste Anhaften bzw. Aufschmelzen des Spritzgutes auf dem Werkstückstoff. Any rust on the workpiece surface hit by the reducing flame prevents. because it corresponds with the AVirkung this ^flame: either in an anhydrous iron Sauerstoffver-: is binding converted or reduced to metallic iron, for this reason it may not; in the slightest the firm adherence or melting of the spray material on the workpiece material.

Ist auf diese Weise an der von den Flammen bestrichenen Stelle die erforderliche Temperatur erreicht, so wird auch, durch öffnung des Hahnes 14 Sauerstoff oder Preßluft zum Spritzgutbehälter geleitet und dadurch eine kräftige Aufwirbelung des Spritzgutes bewirkt. Der Höhe des im Spritzgutbehälter angehäuften Spritzgutes entsprechend, wird nun eine den Kanal der Ventilspindel 31 ausfüllende hohle Nadel 34, die in verschiedener Höhenlage mit in radialer Richtung versetzt zueinander angeordneten Längsschlitzen 34*, 34* usw. versehen ist, so eingestellt, daß ein aus einem Gemisch von Spritzgut und Sauerstoff oder Preßluft bestehender Gasstrom durch einen der Schlitze der Nadel 34 und den damit korrespondierenden go öffnungen 31 der Ventilspindel 30 hindurch in das Fallrohr 32 bzw. die Tülle 33 gelangt. Er vermischt sich hier mit dem bei 17 aus 8 und 5 austretenden Gemisch von Brenngas und Sauerstoff bzw. Preßluft und strömt als ungeteilter Strom durch 18 zur Düse 21. Das leicht auswechselbare Einsatzstück 19 erschwert hierbei eine Aushöhlung bzw. unerwünschte Erweiterung des Kanals 18 durch die strömende Energie des scharfen Spritzgutes; notfalls kann es leicht ersetzt werden.In this way, the required temperature is at the point where the flames are streaked reached, oxygen or compressed air to the spray material container is also achieved by opening the valve 14 guided and thereby causes a strong swirling of the spray material. The height according to the spray material accumulated in the spray material container, one becomes the channel the valve spindle 31 filling hollow needle 34, which is at different heights with in radial Direction offset from one another arranged longitudinal slots 34 *, 34 * etc. is provided, so set that one consisting of a mixture of spray material and oxygen or compressed air Gas flow through one of the slots in the needle 34 and the corresponding go Openings 31 of the valve spindle 30 passes through into the downpipe 32 or the spout 33. He mixes here with the mixture of fuel gas and oxygen exiting at 17 from 8 and 5 or compressed air and flows as an undivided stream through 18 to nozzle 21. The easily replaceable Insert 19 makes it more difficult to hollow out or to expand undesirably of the channel 18 by the flowing energy of the sharp spray material; if necessary, it can be easy be replaced.

An der Düsenmündung schmelzen die Spritzgutteilchen in der Hitze der Düsenflamme und schweißen im Augenblick des Auftreffens auf der vorerhitzten Werkstückstelle mit dieser fest zusammen. Durch langsames Fortbewegen des Spritzapparates über die ganze zu bearbeitende Werkstückoberfläche wird auf. diese Weise fortschreitend der Aufschweißprozeß durchgeführt, wobei nach der erstmaligen Anwärmung die· no weitere Erwärmung, Schmelzung und Aufschweißung zu gleicher Zeit in lokaler Begrenzung vor sich geht, bis der ganze Prozeß beendet ist. ■At the nozzle mouth, the spray material particles melt in the heat of the nozzle flame and weld at the moment of impact on the preheated workpiece point with this together. By slowly moving the spray gun over the whole area to be processed Workpiece surface is on. the welding process is progressively carried out in this way, where after the initial heating the no further heating, melting and welding at the same time within local limits goes on until the whole process is finished. ■

Der von der Mischstelle der Gase und des n₅ Spritzgutes bei 17, 33 an nach der Düse hin zunächst sich erweiternde Düsenkanal 18 ermöglicht eine fortgesetzte Expansion. Diese Expansion ermöglicht es, daß das aus 7 in den Kanal 18 tretende Gas injektorartig absaugend, sowohl auf das Brenngas aus dem Raum 5 nun auch auf das Gemisch von Spritzgut und Sauer-That of the mixing point of gases and n spray material ₅ at 17, 33 on to the nozzle toward first widening nozzle channel 18 allows a continued expansion. This expansion makes it possible that the gas emerging from 7 in the channel 18 is sucked off like an injector, both on the fuel gas from the space 5 now also on the mixture of spray material and acid.

Claims

Substance (or compressed air) which emerges from 33 acts. This supports the own flowing energy of these gases and their good mixing. However, since the channel iS continues to narrow again to a short end distance up to the exit from the nozzle, the flowing energy at the exit point of the gas also increases to the extent required for the formation of a hot flame. This high kinetic energy of the melting flame results in an extremely solid anchoring of the spray material particles that hit the surface of the workpiece, so that ζ. B. in this way by injecting the spray material into joints, the latter completely welded or enamelled, so loose workpiece parts can be connected to one another. P aText claims:

1. Process for enamelling, glazing and quartz coating as well as welding of powdery hard metals on heat-resistant workpieces according to patent 345Ö53 "characterized in that the flowing energy of the powdery spray material leading conveying gas at the point of entry of the powder-gas mixture into the fuel gas mixture feeding the melting flame first increased, for the purpose of thorough mixing then decreased by the expansion effect and increased again before exiting the nozzle.

2. The method according to claim 1, characterized in that to increase the En.ngie of the gas mixture feeding the melting flame and conveying the spray material particles, the flow energy of the gases is utilized which affects the workpiece surface | Feed the flames that heat up to welding temperature by using the last! teren encased the melting flame. j

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the gases, {

which are used to heat the workpiece I and to melt the material to be sprayed Feed flames in such a way that they prevent oxidation of the melting material and on the workpiece, if required to act, whereby melting of the splash rod? and heating the workpiece surface take place simultaneously or in short time intervals from one another.

4. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 to 3, with a nozzle support body formed as a carrier for a gas-tight closed, but equipped with a removable cover and closable filling opening spray material container, which contains the powdered spray material, characterized in that the nozzle support body (3, 3 ' ¹ ) has two conical nozzle channels (7, 18), one behind the other, of which the rear, conically narrowing (7) feeds oxygen or compressed air to the burning glass and the spray material mixed with it. 'ßenden mixing channel (18) acts with suction on the fuel gas and the conveying gas guiding the material to be sprayed, with a narrowing of the mixing channel (18) shortly before the end of the nozzle giving the entire mixture the desired exit speed.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the gas and spray material mixture leading nozzle channel (18) with an expediently two-part, easily replaceable Insert piece (19, 20) of the nozzle body is provided.

6. Apparatus according to claim 4 and 5, characterized in that the spray material supplied, it whirling up gas' through the hollow, the nozzle support and spray body connecting handle (2) opens into a cavity (27) of the spray material container and through provided in the bottom surface openings (29) enters the interior of the container.

7. Apparatus according to claim * ^ to 6, characterized in that in one the Extension of the entry point (33) for the spray material forming in the nozzle support body, the hollow valve spindle (31) axially extending through the injection material space in different There are openings (30) located at a height, which can be opened by setting a corresponding ■ hollow, axially penetrating the valve spindle, with radially offset slots provided valve needle (34) in or out of connection with the injection material in FIG. 10c Nozzle channel (iS) transferring gas stream can be brought.

8. Apparatus according to claim 4 to 7, 'characterized in that in the nozzle support body (3) an easily replaceable insert ioj piece (6) is provided, which on the one hand it axially penetrating, again easily replaceable and adjustable oxygen or compressed air nozzle (8), on the other hand, carries an easily replaceable and adjustable valve body (9, <f) for regulating the amount of gas flowing into the nozzle (S) and as a valve body (16) for the fuel gas flowing into the mixing nozzle (18) is trained.

1 sheet of drawings.