DE2265065A1 - Arc welding using a consumable electrode - with pulsating stream of carbon dioxide directed onto molten end of the electrode - Google Patents
Arc welding using a consumable electrode - with pulsating stream of carbon dioxide directed onto molten end of the electrodeInfo
- Publication number
- DE2265065A1 DE2265065A1 DE19722265065 DE2265065A DE2265065A1 DE 2265065 A1 DE2265065 A1 DE 2265065A1 DE 19722265065 DE19722265065 DE 19722265065 DE 2265065 A DE2265065 A DE 2265065A DE 2265065 A1 DE2265065 A1 DE 2265065A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrode
- gas
- welding
- pulsating
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/32—Accessories
- B23K9/325—Devices for supplying or evacuating shielding gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
- B23K9/091—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
- B23K9/173—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Description
MESSER GRIESHEIM GMBH MG 688aMESSER GRIESHEIM GMBH MG 688a
... .....—---—f Be/Tr... .....—---— f Be / Tr
Ii:^ I.;i2 ni'^lxiS 17.10.1975Ii: ^ I.; i2 ni '^ lxiS 10/17/1975
Kennwort: Pulspneuraarc II
Erfinder: Dr. Teske, HannappelPassword: Pulspneuraarc II
Inventor: Dr. Teske, Hannappel
Verfahren zum Lichtbogenschweißen mit abschmelzender Elektrode, insbesondere zum Schutzgasschweißen unter CO2 Process for arc welding with a consumable electrode, in particular for inert gas welding under CO 2
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lichtbogenschweißen mit abschmelzender Elektrode, insbesondere zum Schutzgasschweißen unter CO2· Beim Schweißen mit abschmelzender Elektrode ist der Übergang des Schweißmetalls von der Elektrode zum Werkstück abhängig von dem jeweils verwendeten Schweißverfahren, wie beispielsweise MIG- und MAG-Lichtbogenschweißen, zu denen auch das Tauchlichtbogenschweißen zählt.The present invention relates to a method for arc welding with a consumable electrode, in particular for inert gas welding under CO 2 When welding with a consumable electrode, the transition of the weld metal from the electrode to the workpiece depends on the welding process used, such as MIG and MAG arc welding, which also includes submerged arc welding.
Beim Tauchlichtbogenschweißen (DIP-Transfer) mit abschmelzender Elektrode unter Schutzgas (insbesondere Kohlendioxid) wird, wie bekannt (USA-Patentschrift 2 886 696) das Elektrodenende periodisch in das Schmelzbad eingetaucht. Dadurch entstehen periodische Kurzschlüsse, so daß sich zwangsläufig ein Pulsieren des Schweißstromes ausbildet. Bei diesem bekannten Verfahren wird der Lichtbogen periodisch ausgelöscht und der Metallübergang findet ausschließlich während der Berührung von Elektrode und Werkstück statt. Dabei entsteht ein kleines, einfach zu führendes Schweißbad mit guter Spaltüberbrückbarkeit. Wird bei diesem Verfahren jedoch, beispielsweise bei Blechdicken über 2 bis 3 mm, die Leistung durchIn immersion arc welding (DIP transfer) with consumable As is known (US Pat. No. 2,886,696), the electrode end becomes the electrode under protective gas (in particular carbon dioxide) periodically immersed in the weld pool. This creates periodic short circuits, so that inevitably a pulsation of the welding current forms. In this known method, the arc is extinguished periodically and the metal transition takes place only when the electrode and workpiece are in contact. This creates a small, easy-to-manage weld pool with good gap-bridging properties. However, if this method is used, for example with sheet metal thicknesses of over 2 to 3 mm, the performance is achieved
609821/0 37 0 609821/0 37 0
Erhöhen der Stromstärke und damit der zugeführten Drahtmenge vergrößert, wodurch gleichzeitig die Kurzschlußfrequenz, d.h. die Anzahl der Kurzschlüsse pro Sekunde vergrößert wird, so verschlechtert sich das Nahtaussehen. Außerdem wird durch die Erhöhung der Stromstärke und bei Verwendung von Kohlendioxid als Schutzgas der Lichtbogen unstabil und das Schweißmaterial wird zum Teil verspritzt.Increase the current strength and thus the amount of wire fed in, which at the same time reduces the short-circuit frequency, i.e. if the number of short circuits per second is increased, the seam appearance deteriorates. aside from that the arc becomes unstable due to the increase in the amperage and the use of carbon dioxide as a protective gas and the welding material is partially spattered.
Wird dagegen als Schutzgas ein Inertgas oder ein Mischgas, welches zum überwiegenden Teil aus einem inerten Gas wie Argon oder Helium besteht, verwendet, so erreicht man bei erhöhten Strom- und Spannungswerten den sog. Sprühlichbogen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß viele Materialtröpfchen (bis zu etwa 500/sec) sprühregenartig kurzschlußfrei von der Drahtelektrode auf das Werkstück übergehen. Der Lichtbogen mit Sprühübergang ist stabil und in Verbindung mit der geringen Größe der Tropfen wird der Vorteil · erreicht, daß die Tropfen leicht auf eine horizontale Kehlnaht oder auf eine Uberkopfnaht gerichtet v/erden können. Die Konzentration der Energie in dem mittleren Bereich des Bogens und die kinetische Energie der in das Schmelzbad einschlagenden Metalltropfen bewirken einen tiefen Einbrand, was jedoch für eine Zwangslagenschweißung häufig unerwünscht ist, da das durch axiales Sprühen bei hohen Stromdichten in großer Menge gebildete überhitzte Schweißmetall zu flüssig ist; folglich ist die Führung des Schweißbades schwierig,If, on the other hand, an inert gas or a mixed gas, which for the most part consists of an inert gas such as If argon or helium is used, the so-called spray arc is achieved with increased current and voltage values. which is characterized by the fact that many droplets of material (up to about 500 / sec) are short-circuit-free like spray rain from the wire electrode to the workpiece. The arc with spray transition is stable and connected the small size of the droplets has the advantage that the droplets easily hit a horizontal fillet weld or directed towards an overhead seam. the Concentration of the energy in the central area of the arc and the kinetic energy of those impacting the weld pool Metal droplets cause deep penetration, which, however, is often undesirable for out-of-position welding is because the overheated weld metal formed in large quantities by axial spraying at high current densities is too liquid is; consequently, the management of the weld pool is difficult,
Wegen des relativ tiefen Einbrandes ist die Anwendung von Lichtbogen mit Sprühübergang auf die Schweißung dicker Querschnitte beschränkt. Bei dünnen Teilen führt der tiefe Einbrand unter Umständen zu Löchern, so daß die Schweißung derartiger Teile unter Ausnutzung des axialen Sprühüberganges schwierig, wenn nicht unmöglich ist. Durch das Impuls-Lichtbogenschweißen ist es möglich geworden, die VorteileBecause of the relatively deep penetration, the application of arc with spray transition to the weld is thicker Cross-sections limited. In the case of thin parts, the deep penetration may lead to holes, so that the weld Such parts using the axial spray transition is difficult, if not impossible. With pulse arc welding it has become possible to take advantage of the benefits
609821/0370609821/0370
j NAM.:- i^U , , ! j NAM .: - i ^ U ,,!
des Sprühliehtbogens auch bei dünnen Blechen auszunutzen.of the spray arc can also be used with thin metal sheets.
Beim Impuls-Lichtbogenschweißen (Deutsche Patentschrift 1 149 472) wird die für einen kurzschlußfreien Tropfenübergang erforderliche hohe Stromstärke der Elektrode nicht kontinuierlich sondern nur in kurzen Intervallen (Stromimpuls) zugeführt.When pulsed arc welding (German patent specification 1 149 472) is used for a short-circuit-free drop transfer required high current strength of the electrode not continuously but only at short intervals (current pulse) fed.
Auf die Probleme des Werkstoffüberganges beim Kurzlichtbogenschweißen, MIG-VMAG-Schweißen, sowie beim Impulslichtbogenschweißen wird auch in den ArtikelnOn the problems of material transfer in short arc welding, MIG-VMAG welding, as well as pulsed arc welding will also be in the articles
-"Der Werkstoff übergang beim MIG- und MAG-Schweißen" von Dr.-Ing. W Ruckdeschel, Lohhof Sonderdruck aus DVS-Berichte, Band 18 'Schutzgasschweißen1 Deutscher Verlag für Schweißtechnik GmbH, Düsseldorf- "The material transition in MIG and MAG welding" by Dr.-Ing. W Ruckdeschel, Lohhof Reprint from DVS reports, Volume 18 'Inert gas welding 1 Deutscher Verlag für Schweißtechnik GmbH, Düsseldorf
-"Impuls-Lichtbogenschweißen" von Karl Schöbel, Frankfurt Sonderdruck 13/68 aus Elektrotechnische Zeitschrift ETZ-B Band 2OC1968) Heft 5, VDE-Verlag GmbH, Berlin- "Impulse arc welding" by Karl Schöbel, Frankfurt Special print 13/68 from Elektrotechnische Zeitschrift ETZ-B Volume 2OC1968) Issue 5, VDE-Verlag GmbH, Berlin
-"Beitrag zur Kenntnis der Vorgänge beim Kurζlichtbogenschweißen von S^hI" Dr.-Ing. Folkhard und Dipl.Ing. H. Keller- "Contribution to knowledge of the processes involved in short-arc welding von S ^ hI "Dr.-Ing. Folkhard and Dipl.Ing. H. Keller
Sonderdruck aus Fachbuchreihe 'Schweißtechnik1, Band 40 Deutscher Verlag für Schweißtechnik (DVS)GmbH, DüsseldorfSpecial print from the specialist book series' Schweißtechnik 1 , Volume 40 Deutscher Verlag für Schweißtechnik (DVS) GmbH, Düsseldorf
eingegangen.received.
Bei den bekannten Schweißverfahren ist jedoch eine Veränderung des Schweißgutüberganges, ob kontrolliert wie beim Impulslichtbogenschweißen oder unkontrolliert wie beim Sprühlichtbogenschweißen im wesentlichen nur durch Maßnahmen .bezüglich der elektrischen Energiezufuhr erreichbar, wodurch jedoch der Aufbau der Strömquellen durch die dazu erforder-However, there is a change in the known welding processes of the weld metal transition, whether controlled as with pulsed arc welding or uncontrolled as with spray arc welding can essentially only be achieved by measures relating to the supply of electrical energy, whereby however, the structure of the current sources due to the
609821/0370609821/0370
lichen elektrischen Bauteile wie Drosseln, Impulsstromquelle und dergleichen u.U. erheblich kompliziert und teuer wird.Lichen electrical components such as chokes, pulse power sources and the like may become considerably complicated and expensive.
Darüberhinaus ist es bisher noch nicht möglich, den Schweißgutübergang unter Verwendung von CO2 als Schutzgas derart kontrolliert zu steuern, wie es beispielsweise bei der Verwendung von einem Inertgas (Argon) oder einem überwiegenden Teil aus Inertgas bestehenden Mischgas durch das Impulslichtbogenschweißen erreichbar ist. Eine mögliche Erklärung hierfür wird darin gesehen, daß die Ansatzflächen des CO2"Lichtbogens kleiner sind als die des Argon-Lichtbogens. Hierdurch wird die Energiekonzentration an diesen Stellen größer. Unter Argon wird der Tropfen vom Lichtbogen gewissermaßen eingehüllt und dadurch gleichmäßiger erhitzt? das Schweißbad wird gleichzeitig im Gegegnsatz zum Kohlendioxid in einer großen Fläche erwärmt. Durch die hohe Energiekonzentration beim CO2 kommt es zu einem Verdampfen des Metalls an der Tropfenunterseite. Der dabei entstehende Dampfdruck wirkt der Tropfenablösung entgegen und kann den Tropfen seitlich nach oben drücken.In addition, it has not yet been possible to control the weld metal transition using CO2 as a shielding gas in the way that pulsed arc welding can achieve, for example, when using an inert gas (argon) or a predominantly inert gas mixed gas. One possible explanation for this is that the contact surfaces of the CO 2 "arc are smaller than those of the argon arc. This increases the energy concentration at these points. Under argon, the drop is enveloped by the arc, so to speak, and thus heated more evenly - the weld pool is heated over a large area at the same time in contrast to carbon dioxide. Due to the high concentration of energy with CO 2 , the metal on the underside of the droplet evaporates.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schweißverfahren zu schaffen, bei dem, insbesondere bei der Verwendung von C0~ als Schutzgas, ein kontrollierter, vorbestimmter Tropfenübergang erreichbar ist, welcher von Schwerkrafteinflüssen weitgehend unabhängig ist.The object of the present invention is to create a welding method in which, in particular when using from C0 ~ as protective gas, a controlled, predetermined droplet transfer can be achieved, which is influenced by gravity is largely independent.
Die Erfindung besteht darin, daß das ahschmelzende Ende der Elektrode von einem mit einer vorbestimmten Frequenz pulsierenden Gasstrom beaufschlagt wird.The invention consists in that the melting end the electrode is acted upon by a gas flow pulsating at a predetermined frequency.
Durch den pulsierenden Gasstrom wird es vorteilhaft möglich, den Schweißgutübergang zu steuern und zwar ohneThe pulsating gas flow advantageously makes it possible to control the weld metal transition without
609821 /0370609821/0370
ι : tι: t
Veränderung der eingestellten Strom- und Spannungswerte. So wird beim Schweißen mit CO2 als Schutzgas und bei Strom- und Spannungswerten/ bei rtonen üblicherweise ein Kurzschluß stattfindet (Werte liegen also unterhalb des kritischen Bereiches) durch die Gasimpulne bewirkt, daß der sich am Elektrodenende ausbildende Tropfen ablöst und kurzschlußfrei von der Elektrode zum Werkstück geschleudert wird. Ein Hochwandern des Tropfens an d^r Elektrode tritt nicht mehr auf, wie Filmaufnahmen gezeigt haben. Durch den pulsierenden Gasstrom wird also erreicht, 'laß auch bei CO3 als Schutzgas ein gesteuerter, durch dio Frequenz des pulsierenden Gasstromes kontrollierter und vorbestimmter Tropfenübergang möglich wird.Changing the set current and voltage values. For example, when welding with CO 2 as the shielding gas and with current and voltage values / with red tones, a short circuit usually takes place (values are therefore below the critical range) Workpiece is thrown. The drop does not migrate up to the electrode, as film recordings have shown. Through the pulsating gas flow it is achieved that even with CO 3 as protective gas, a controlled and predetermined drop transfer is possible, controlled by the frequency of the pulsating gas flow.
Ferner wird es durch den pulsierenden Gasstrom vorteilhaft möglich, einen Schweißgutilbnrgang, bei dem aufgrund der eingestellten Strom- und Spannungswerte bereits pro Zeiteinheit eine gewisse Anzahl Tropfen von der Elektrode abgelöst werden, zu verändern. Kn hat sich beispielsweise gezeigt, daß bei den Parametern: Drahtdurchmesser 1 mm, Spannung 38 V, Strom 220 Λ, sich pro Sekunde 13 Tropfen ablösten. Furthermore, the pulsating gas flow makes it advantageous possible to use a weld metal course, in which due to the set Current and voltage values have already detached a certain number of drops from the electrode per unit of time will change. For example, Kn has shown that with the parameters: wire diameter 1 mm, voltage 38 V, current 220 Λ, 13 drops were detached per second.
Durch einen pulsierenden C.ίοstrom mit einer Impulsfrequenz von 21 Hz, bei einem Verhältnis von Impulsdauer zu Impulspause von 1:1 und einem überdruck des Gases von etwa 1,5 bar wurde der Tropfenübergang von 13/sec auf 21/see erhöht. Die Tropfenübergangsfrequenz entspricht etwa der Gasimpulsfrequenz. By means of a pulsating current with a pulse frequency of 21 Hz, with a ratio of pulse duration to pulse pause of 1: 1 and an overpressure of the gas of about 1.5 bar the drop transfer was increased from 13 / sec to 21 / sec. the The droplet transition frequency corresponds approximately to the gas pulse frequency.
Durch die Erhöhung der Tropfenfrequenz und der damit verbundenen Verkleinerung der Tropfengröße ist es nunmehr vorteilhaft möglich, eine Schweiflung auszuführen, bei der der Einbrand größer ist als bei der Schweißung ohne Gasstrom. Wir verweisen auch auf das in Fig. 4 veranschaulichte Diagramm.By increasing the drop frequency and the associated By reducing the size of the droplets, it is now advantageously possible to carry out a curvature in which the penetration occurs is greater than when welding without gas flow. We also refer to the diagram illustrated in FIG.
609821/0370609821/0370
Darüberhinaus wird, insbesondere beim Überkopf schv/ei ßen, durch den erfindungsgemäß vorgesehenen pulsierenden Gasstrom eine Stützwirkung auf das Schweißbad ausgeübt.In addition, especially when sweating overhead, exerted a supporting effect on the weld pool by the pulsating gas flow provided according to the invention.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung haben die Gasimpulse eine Frequenz von 1 bis 200 Hz., vorzugsweise eine Frequenz zwischen 1 und 50 Hz.According to a further proposal of the invention, the gas pulses have a frequency of 1 to 200 Hz., Preferably one Frequency between 1 and 50 Hz.
In vorteilhafter Weiterbildung wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der pulsierende Gasstrom ringförmig das abschmelzende Elektrodenende beaufschlagt. Unter ringförmig wird dabei verstanden, daß der pulsierende Gasstrom über eine, die Elektrode umgebende Düse zugeführt wird, die als Austrittsöffnung einen Ringspalt oder eine Vielzahl von Γ ffnungen aufv/eist, welche um die Elektrode herum vorgesehen sind.In an advantageous further development it is proposed according to the invention, that the pulsating gas flow acts on the melting end of the electrode in a ring shape. Under becomes annular understood here that the pulsating gas flow is supplied via a nozzle surrounding the electrode which, as an outlet opening, has an annular gap or a plurality of openings which are provided around the electrode.
Dadurch wird vorteilhaft erreicht, daß auf das aufschmelzende Elektrodenende gleichmäßig von allen Seiten der Gasimpuls einwirkt. Ferner wird dadurch vorteilhaft erreicht, daß durch die Gasimpulse der Lichtbogen an seinem Außenmantel abgekühlt wird, so daß eine Kontraktion des Lichtbogens eintritt. Hierdurch wird vorteilhaft eine höhere Energieumsetzung im Lichtbogen möglich, was wiederum eine Vergrößerung der Abschmelzleistung zur Folge hat.This advantageously ensures that the gas pulse is applied uniformly from all sides to the melting electrode end acts. Furthermore, it is thereby advantageously achieved that the arc on its outer jacket by the gas pulses is cooled so that a contraction of the arc occurs. This advantageously results in a higher Energy conversion in the arc possible, which in turn results in an increase in the deposition rate.
Ferner ist gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung der pulsierende Gasstrom von einem kontinuierlich strömenden Gasmantel umgeben. Auf diese Weise wird vorteilhaft eine Beeinflussung des Lichtbogens, der Elektrode, des Schweißbades sowie des pulsierenden Gasstromes durch die ümgebungsluft verhindert.Furthermore, according to a further proposal of the invention, the pulsating gas flow is from a continuously flowing one Surrounded by gas jacket. In this way, it is advantageous to influence the arc, the electrode and the weld pool as well as the pulsating gas flow through the ambient air prevented.
Der pulsierende Gasstrom besteht gemäß der Erfindung bevorzugt aus Kohlendioxid. Es ist jedoch auch möglich, anstelle von Kohlendioxid ein anderes Schutzgas wieAccording to the invention, the pulsating gas stream preferably consists of carbon dioxide. However, it is also possible instead of carbon dioxide like another protective gas
609821 /0370609821/0370
beispielsweise He, Ar, N2/Ne oder Gemische hiervon zu verwenden. Auch der den pulsierenden Gasstrom umgebende Gasmantel kann aus einem oder mehreren der oben genannten Gasarten bestehen.for example, He, Ar, N 2 / Ne or mixtures thereof to be used. The gas jacket surrounding the pulsating gas flow can also consist of one or more of the above-mentioned types of gas.
Gemäß der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, daß der pulsierende Gasstrom und/oder der Gasmantel einen gewissen Prozentsatz (etwa zwischen 1 und 15%) an Sauerstoff aufweist. Durch den Sauerstoff im Gas wird die Oberflächenspannung des sich bildenden Tropfens herabgesetzt und dadurch das Ablösen des Tropfens erleichtert. Es ist selbstverständlich auch möglich, in der Elektrode in an sich bekannter Weise Legierungselemente, z.B. seltene Erden vorzusehen, durch welche der Abschmelzcharakter (Ablösen des Tropfens und dergleichen) verbessert wird.According to the invention it is further proposed that the pulsating gas flow and / or the gas jacket have a certain Percentage (approximately between 1 and 15%) of oxygen. The surface tension is created by the oxygen in the gas of the drop that forms and thereby facilitates the detachment of the drop. It goes without saying Alloying elements, e.g. rare earths, are also possible in the electrode in a manner known per se provide through which the melting character (detachment of the drop and the like) is improved.
609821/0370609821/0370
In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert:The invention is illustrated in the following description of exemplary embodiments explained with reference to the drawings:
In den Zeichnungen veranschaulicht:Illustrated in the drawings:
Fig. 1 eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgeraäßen Verfahrens;Fig. 1 shows a device for carrying out the inventive device Procedure;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 schematisch dargestellten Brenners;FIG. 2 shows an enlarged illustration of the burner shown schematically in FIG. 1; FIG.
Fig. 3 das Gasimpulsgerät gemäß Fig. 1 in vergrößerte:: Darstellung;3 shows the gas pulse device according to FIG. 1 in an enlarged illustration;
Fig. 4 ein Diagramm über die Tropfenfrequenz in Abhängigkeit von Gasimpulsfrequenz und Gasvolumen. 4 shows a diagram of the drop frequency as a function of gas pulse frequency and gas volume.
In Fig. 1 ist die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit 10 bezeichnet. Die Einrichtung 10 weist eine schematisch dargestellte Brennervorrichtung 11, eine Stromquelle 12 sowie eine Gasversorgungseinrichtung 13 auf.In Fig. 1, the device for carrying out the invention is Method denoted by 10. The device 10 has a schematically illustrated burner device 11, a power source 12 and a gas supply device 13.
Die Brennervorrichtung 11 besteht im wesentlichen aus einem Brennerkörper 14, einer abschmelzenden Elektrode 15 sowieThe burner device 11 consists essentially of one Torch body 14, a consumable electrode 15 and
609821 /0370609821/0370
ι . — Q —ι. - Q -
einer mit der Elektrode 15 in Verbindung stehenden Drahtvorschubeinheit 16, die Antriebsrollen 17 und einen Motor 18 aufweist.a wire feed unit connected to the electrode 15 16, the drive rollers 17 and a motor 18 having.
Die Stromquelle 12 besteht aus einem Transformator 19, einem dem Transformator 19 nachgeschalteten Transduktor 20, der mit einem Gleichrichter 21 in Verbindung steht, sowie einer Steuervorrichtung 22 mit einem Thyristor 23 und einem Impulsgerät 24. Die Ausgangsleitungen 25 und 26 des Gleichrichters 21 sind mit der Elektrode 15 bzw. einem Werkstück 27 verbunden. Ferner ist in der Stromquelle 12 ein Steuerkreis 28 vorgesehen, der einen Gleichrichter 29, einen Thyristor 3 0 sowie einen Impulsgenerator 31 aufweist und der zur Versorgung des Motors 18 mit demselben über Leitungen 32 verbunden ist.The power source 12 consists of a transformer 19, a transducer 20 connected downstream of the transformer 19 and connected to a rectifier 21, as well as a control device 22 with a thyristor 23 and a pulse device 24. The output lines 25 and 26 of the rectifier 21 are connected to the electrode 15 or a workpiece 27. Furthermore, a control circuit is in the current source 12 28 is provided which has a rectifier 29, a thyristor 3 0 and a pulse generator 31 and which is connected to the motor 18 via lines 32 to supply the same.
Die Einrichtung 10 weist eine Gasdüse 33 auf, die mit einem, einen pulsierenden Gasstrom erzeugenden Gasimpulsgerät 34 in Verbindung steht (Leitung 65). Die Gasdüse 33 weist ferner einen Austrittskanal auf, welcher gegen das abschmelzende Ende 36 der Elektrode 15 gerichtet ist. Das Gasimpulsgerät 34 ist über eine Leitung 37 mit einer Gasversorgungseinrichtung 38 - beim Ausführungsbeispiel ein Gasflaschenbündel verbunden. The device 10 has a gas nozzle 33 which is equipped with a, a pulsating gas flow generating gas pulse device 34 is in connection (line 65). The gas nozzle 33 also has an outlet channel which is directed towards the melting end 36 of the electrode 15. The gas pulse device 34 is connected via a line 37 to a gas supply device 38 - in the exemplary embodiment a bundle of gas cylinders.
Durch den aus der Gasdüse 33 pulsierend ausströmenden Gasstrom wird der sich am Ende 36 der Elektrode 15 ausbildende Tropfen 39 abgelöst und auf das Werkstück 27 geschleudert.Due to the gas flow flowing out of the gas nozzle 33 in a pulsating manner, the drop that forms at the end 36 of the electrode 15 becomes 39 detached and thrown onto the workpiece 27.
In Fig. 2 ist in vergrößerter Darstellung der Brenner 40 veranschaulicht, bei dem die Gasdüse eine die Elektrode 15 umgebende Ringdüse 41 ist.In Fig. 2, the burner 40 is shown in an enlarged view, in which the gas nozzle surrounds the electrode 15 Ring nozzle 41 is.
6098 21/03706098 21/0370
ίο - r- ίο - r-
/'■■·-. ■·■"■■:■:"/ '■■ · -. ■ · ■ "■■: ■:"
Der Brenner 40 besteht im wesentlichen aus einem Elektrodenführungsrohr 42, welches mit der in Fig. 1 mit 25 bezeichneten Stromleitung verbindbar ist, einem das Rohr 42 umgebenden und auf demselben aufgespannten Innenteil 43, einem den Innenteil umfassenden Außenteil 44, der von einem aus zwei ineinander geschobenen Hülsen 45 und 46 gebildeten Mantel umschlossen ist. Innenteil 4 3 und Außenteil 44 sind an ihrem dem abschmelzenden Elektrodenende 36 zugewandten Teil konisch verjüngend ausgebildet. Ferner weist der Innenteil 43 an dem konischen Teil gegenüberliegenden zylindrischen Bereich ein Außengewinde 47 auf, welches mit einem Innengewinde 4 8 im Außenteil 44 in Verbindung steht. Durch Verdrehen von Innenteil 43 und Außenteil 44 entsteht ein mehr oder weniger großer Ringspalt 49, welcher über den zwischen Innen- und Außenteil 43, 4 4 vorgesehenen Ringkanal 50 und die Bohrungen 51, 52 mit der Leitung 65 (Fig. 1) für den pulsierenden Gasstrom verbunden ist. Durch diese Ausbildung wird vorteilhaft erreicht, daß der pulsierende Gasstrom gleichmäßig auf das Elektrodenende 36 einwirkt. Vorteilhaft beträgt der Winkel 53 etwa 5° bis 75°, vorzugsweise etwa 10 bis 30 . Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 hat sich ein Winkel 53 von 15° als vorteilhaft herausgestellt.The burner 40 consists essentially of an electrode guide tube 42, which can be connected to the power line designated by 25 in FIG. 1, a pipe 42 surrounding it and on the same spanned inner part 43, an outer part 44 that encompasses the inner part, which from a two nested sleeves 45 and 46 formed jacket is enclosed. Inner part 4 3 and outer part 44 are at its part facing the melting electrode end 36, it is conically tapered. Furthermore, the inner part 43 on the opposite cylindrical area on the conical part on an external thread 47, which with a Internal thread 4 8 in the outer part 44 is in connection. By rotating the inner part 43 and outer part 44, a more or less large annular gap 49, which over the annular channel provided between the inner and outer parts 43, 4 4 50 and the bores 51, 52 with the line 65 (Fig. 1) is connected for the pulsating gas flow. This configuration advantageously ensures that the pulsating gas flow is uniformly applied to the electrode end 36 acts. The angle 53 is advantageously approximately 5 ° to 75 °, preferably approximately 10 to 30 °. In the embodiment according to 2, an angle 53 of 15 ° has proven to be advantageous exposed.
Der pulsierende Gasstrom ist von einem zweiten Gasstrom umgeben Hierzu ist beim Brenner gemäß Fig. 2 ein Ringkanal 54 vorgesehen, welcher durch entsprechende Aussparungen in der Hülse 45 und 46 gebildet wird. Der Ringkanal 54, der über Bohrungen 55 mit dem Innenraum 56 des Brenners in Verbindung steht, ist über eine Leitung 57 an die Gasversorgungseinrichtung (Fig. 1) angeschlossen.The pulsating gas flow is surrounded by a second gas flow For this purpose, an annular channel 54 is provided in the burner according to FIG. 2, which through corresponding recesses in the sleeve 45 and 46 is formed. The annular channel 54, which is connected to the interior 56 of the burner via bores 55, is connected to the gas supply device (FIG. 1) via a line 57.
Die Bauteile 42, 43 und 44 sowie 45 und 46 sind gegeneinander in einem gemeinsamen Brennerhalter 59 fixiert.The components 42, 43 and 44 and 45 and 46 are against each other fixed in a common torch holder 59.
609821 /0370609821/0370
In Fig. 3 ist das in Fig. 1 schematisch veranschaulichte Gasimpulsgerät 34 dargestellt, welches beim Ausführungsbeispiel einen im Zylinder 60 hin- und herbewegten Kolben 61 aufweist, der über die Stange 62 und das Exzenterrad 63 mit einem Elektromotor 64 in Verbindung steht.In FIG. 3 that is illustrated schematically in FIG. 1 Gas pulse device 34 is shown, which in the exemplary embodiment has a piston 61 moved back and forth in the cylinder 60 which is connected to an electric motor 64 via the rod 62 and the eccentric wheel 63.
Der Zylinder 60 steht einerseits mit der Gasversorgungseinrichutng 38 über die Leitung 37 (Fig. 1) und andererseits über die Ausgangs leitung 65, in welcher ein Rückschlagventil 66 angeordnet ist, mit der Gasdüse 33 bzw. 41 in Verbindung. Durch Änderung der Drehzahl des Motors 64 ist die Gasimpulsfrequenz einstellbar. Durch Änderung des Vordruckes in Leitung 37 ist die Impulsintensität einstellbar.The cylinder 60 is on the one hand with the gas supply device 38 via line 37 (Fig. 1) and on the other hand via the output line 65, in which a check valve 66 is arranged, with the gas nozzle 33 or 41 in connection. By changing the speed of the motor 64 is the Adjustable gas pulse frequency. The pulse intensity can be adjusted by changing the pre-pressure in line 37.
In Fig. 4 ist ein Diagramm veranschaulicht.A diagram is illustrated in FIG. 4.
Auf der linken Ordinate 70 ist die Tropfenfrequenz in Hz, auf der rechten Ordinate 71 die Gasmenge des pulsierenden Gasstromes in l/min und auf der Abszisse 72 die Gasimpulsfrequenz in Hz aufgetragen.On the left ordinate 70 is the drop frequency in Hz, on the right ordinate 71 the gas quantity of the pulsating gas flow in l / min and on the abscissa 72 the gas pulse frequency plotted in Hz.
Die Kurve 73 im Diagramm veranschaulicht die Tropfenfrequenz in Abhängigkeit von der Gasimpulsfrequenz; die Kurve 74 die Gasmenge abhängig von der Gasimpulsfrequenz.The curve 73 in the diagram illustrates the drop frequency as a function of the gas pulse frequency; the curve 74 the amount of gas depends on the gas pulse frequency.
Aus dem Diagramm geht hervor, daß ohne Gasimpulse (Frequenz '- O) ein kurzschlußfreier Tropfenübergang von 13 Hz vorhanden -ist. Dieser ergibt sich aufgrund folgender Parameter:The diagram shows that without gas pulses (frequency '- O) there is a short-circuit-free drop transition of 13 Hz -is. This results from the following parameters:
GRIDUCT S-V 10 Charge 5885 (Typenbezeichnung der Anmeld.)GRIDUCT S-V 10 batch 5885 (type designation of registration)
609821/0370609821/0370
Drahtvorschub 10,65 m/minWire feed 10.65 m / min
Brennervorschub 100 mm/minTorch feed 100 mm / min
Wie das Diagramm zeigt, wird beim Beaufschlagen des Elektrodendrahtendes mit einem pulsierenden Gasstrom unter Einhaltung obiger Parameter und der nachfolgenden Kennwerte für den pulsierenden Gasstrom, die Tropfenfrequenz größer und zwar proportional mit der Impulsfrequenz und der Gasmenge des pulsierenden Gasstromes. Bei einer Erhöhung der Gasimpulsfrequenz von 10 Hz auf 20 Hz wurde die Tropfenfrequenz von etwa 17 Hz auf 21 Hz, also die ohne pulsierenden Gasstrom vorhandene Frequenz von 13 Hz um 4 Hz (bei Impulsfrequenz von 10 Hz)bzw. um 8 Hz (bei Impulsfrequenz von 20 Hz) vergrößert.As the diagram shows, when the electrode wire end is applied with a pulsating gas flow in compliance with the above parameters and the following characteristic values for the pulsating gas flow, the drop frequency is greater namely proportional to the pulse frequency and the amount of gas the pulsating gas flow. With an increase in the gas pulse frequency from 10 Hz to 20 Hz, the drop frequency of about 17 Hz to 21 Hz, i.e. the frequency of 13 Hz present without a pulsating gas flow by 4 Hz (with a pulse frequency of 10 Hz) or. increased by 8 Hz (with a pulse frequency of 20 Hz).
Die Kennwerte für den pulsierenden Gasstrom sind:The characteristic values for the pulsating gas flow are:
Gasart CO-Gas type CO-
überdruck des Gasesoverpressure of the gas
in Leitung 37 1,5 barin line 37 1.5 bar
Impulsdauer td =2y (see) f = GasimpulsPulse duration td = 2 y (see) f = gas pulse
frequenz in Hzfrequency in Hz
Impulspause tp =2y (see)Pulse pause tp = 2 y (see)
Gasmenge 9 = V-f·6Ο·1Ο~3 (l/min)Gas quantity 9 = Vf 6Ο 1Ο ~ 3 (l / min)
wobei V = Hubvolumen 6,5 cmwhere V = stroke volume 6.5 cm
Wie Untersuchungen weiterhin gezeigt haben, ist auch die Tropfenfrequenz durch Veränderung des Überdruckes in Leitung 37 variierbar. So wurde bei einem überdruck von 2 bar und einer Gasimpulsfrequenz von 22 Hz eine Tropfenfrequenz von 22 Hz erreicht, also vorteilhaft auch bei diesen Einstellwerten pro Gasimpuls ein Tropfen abgelöst.As studies have also shown, the drop frequency is also due to changes in the overpressure in the line 37 variable. At an overpressure of 2 bar and a gas pulse frequency of 22 Hz, a drop frequency of 22 Hz is reached, so one drop is advantageously detached per gas pulse even with these setting values.
Aus dem Diagramm geht auch hervor, daß der TropfenübergangThe diagram also shows that the drop transition
60^9821/037060 ^ 9821/0370
durch die Frequenz des pulsierenden Gasstromes kontrollierbar und steuerbar ist.is controllable and controllable by the frequency of the pulsating gas flow.
Die Erfindung ist neben dem Schutzgasschweißen unter CO2 auch beim Lichtbogenschweißen unter einem anderen Schutzgas, beim Plasmaschweißen sowie beim Auftragsschweißen vorteilhaft anwendbar .In addition to gas-shielded welding under CO 2 , the invention can also be advantageously used in arc welding under a different shielding gas, in plasma welding and in build-up welding.
Ferner ist die Erfindung auch vorteilhaft anwendbar in Kombination mit dem eingangs beschriebenen Impulslichtbogenschweißen, wobei durch die Erfindung erreichbar ist, daß der Impulsstrom gegenüber den bisherigen Impulsströmen kleiner ist und dadurch der Aufbau derartiger Stromguellen vereinfacht wird. Weiterhin ist die Erfindung bei Schweißverfahren mit diskontinuierlicher Drahtzuführung anwendbar.Furthermore, the invention can also advantageously be used in combination with the pulsed arc welding described above, With the invention it can be achieved that the pulse current is smaller than the previous pulse currents and thereby the structure of such current sources is simplified. The invention also relates to welding processes applicable with discontinuous wire feed.
609821/0370609821/0370
Claims (1)
17.10.1975
MG 688aSTPH / Be / Tr
10/17/1975
MG 688a
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722265065 DE2265065A1 (en) | 1972-06-24 | 1972-06-24 | Arc welding using a consumable electrode - with pulsating stream of carbon dioxide directed onto molten end of the electrode |
| DE2231037A DE2231037C3 (en) | 1972-06-24 | 1972-06-24 | Device for arc welding with a consumable electrode under protective gas |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19722265065 DE2265065A1 (en) | 1972-06-24 | 1972-06-24 | Arc welding using a consumable electrode - with pulsating stream of carbon dioxide directed onto molten end of the electrode |
| DE2231037A DE2231037C3 (en) | 1972-06-24 | 1972-06-24 | Device for arc welding with a consumable electrode under protective gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2265065A1 true DE2265065A1 (en) | 1976-05-20 |
Family
ID=32509352
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2231037A Expired DE2231037C3 (en) | 1972-06-24 | 1972-06-24 | Device for arc welding with a consumable electrode under protective gas |
| DE19722265065 Pending DE2265065A1 (en) | 1972-06-24 | 1972-06-24 | Arc welding using a consumable electrode - with pulsating stream of carbon dioxide directed onto molten end of the electrode |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2231037A Expired DE2231037C3 (en) | 1972-06-24 | 1972-06-24 | Device for arc welding with a consumable electrode under protective gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (2) | DE2231037C3 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1129808A3 (en) * | 2000-02-29 | 2002-06-12 | Japan as represented by Director General of | Consumable electrode gas shielded arc welding method and apparatus |
| DE102007024791A1 (en) * | 2007-05-26 | 2008-11-27 | Eisenmann Anlagenbau Gmbh & Co. Kg | Device for drying objects, in particular painted vehicle bodies |
| DE102009035922A1 (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Technische Universität Chemnitz | Process for inert gas welding with a time-varying inert gas supply |
| EP2848351A1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-18 | Linde Aktiengesellschaft | Method of and apparatus for welding metal using protective gas and a supplementary gas nozzle |
-
1972
- 1972-06-24 DE DE2231037A patent/DE2231037C3/en not_active Expired
- 1972-06-24 DE DE19722265065 patent/DE2265065A1/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1129808A3 (en) * | 2000-02-29 | 2002-06-12 | Japan as represented by Director General of | Consumable electrode gas shielded arc welding method and apparatus |
| DE102007024791A1 (en) * | 2007-05-26 | 2008-11-27 | Eisenmann Anlagenbau Gmbh & Co. Kg | Device for drying objects, in particular painted vehicle bodies |
| DE102007024791B4 (en) * | 2007-05-26 | 2011-10-06 | Eisenmann Ag | Device for drying objects, in particular painted vehicle bodies |
| DE102009035922A1 (en) * | 2009-08-03 | 2011-02-17 | Technische Universität Chemnitz | Process for inert gas welding with a time-varying inert gas supply |
| EP2848351A1 (en) * | 2013-09-12 | 2015-03-18 | Linde Aktiengesellschaft | Method of and apparatus for welding metal using protective gas and a supplementary gas nozzle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2231037A1 (en) | 1974-01-10 |
| DE2231037B2 (en) | 1978-02-09 |
| DE2231037C3 (en) | 1978-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3432087A1 (en) | METAL ARC WELDING METHOD UNDER PROTECTIVE GAS | |
| DE2711037A1 (en) | WELDING PROCESS AND DEVICE FOR WELDING WITH A NARROW WELDING JOINT | |
| DE3031808A1 (en) | PULSE WELDING PROCESS. | |
| DE2842693C2 (en) | Process for underwater plasma cutting of workpieces, in particular structural steel | |
| DE2213822C3 (en) | Process for plasma MIG welding | |
| DE2426146A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR ELECTRIC ARC WELDING | |
| DE1006986B (en) | Process for arc welding with a consumable electrode and with inert protective gas or under powder | |
| DE2834774A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR IMPULSE WELDING WITH INTERMITTENT WIRE FEED | |
| DE3542984A1 (en) | Process and apparatus for partially or fully mechanised inert gas (protective gas) joint welding | |
| DE2511204A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR ARC WELDING | |
| DE2333433A1 (en) | PROCESS FOR ELECTRIC WELDING WITH TRANSFERRED PLASMA AND WELDING TORCH FOR PERFORMING THE PROCESS | |
| DE19525191A1 (en) | Process for igniting a welding arc | |
| DE2265065A1 (en) | Arc welding using a consumable electrode - with pulsating stream of carbon dioxide directed onto molten end of the electrode | |
| DE2713309A1 (en) | PROCESS FOR ELIMINATING RESIDUAL MAGNETISM DURING LONGITUDINAL SEAM WELDING ON A PIPE | |
| DE1215278B (en) | Process for the electrical welding of metals with a consumable electrode | |
| DE1565890A1 (en) | Method and device for arc welding | |
| DE1098637B (en) | Device for shielding gas arc welding of thin-walled workpieces with a melting electrode | |
| DE102017000083A1 (en) | TIG welding device and TIG welding process | |
| EP1570939B1 (en) | Submerged arc welding process | |
| DE102014013047A1 (en) | Welding torch and welding process with annular electrode arrangement | |
| DE2344730C3 (en) | Process for perpendicular arc joint welding of metals | |
| DE2904481A1 (en) | METHOD FOR ENDING A DC CURRENT WELDING ARC, ESPECIALLY IN PROTECTIVE GAS ARC WELDING WITH NON-MELTING ELECTRODE OF LIGHT METALS | |
| DE2424666A1 (en) | WELDING PROCESS, IN PARTICULAR FOR SHIELD GAS ARC WELDING WITH NON-CONSUMING ELECTRODE AND FOR ELECTRON BEAM WELDING, AS WELL AS DEVICE FOR ITS DESIGN | |
| EP1955804B1 (en) | Method for built-up welding and/or build-up brazing | |
| EP1980354A1 (en) | Method for plasma taphole welding |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |