DE3435145A1

DE3435145A1 - Micro TIG welding torch

Info

Publication number: DE3435145A1
Application number: DE19843435145
Authority: DE
Inventors: Klaus 8000 München Jungmann
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1984-09-25
Filing date: 1984-09-25
Publication date: 1986-04-03

Abstract

Fastened in the torch body (Bk) of a TIG welding torch is a non-consumable electrode (WE) which is enclosed in an annular manner at the front torch end by a gas nozzle (Gd). Inert gas (Ig) is admitted to the welding point via this gas nozzle (Gd) during the spot welding. In order to be able to produce weld bonding during sufficient admission of inert gas even on components which are not very accessible, miniaturisation of the TIG welding torch is made possible owing to the fact that an inlet housing (Eg) for inert gas (Ig) with a gas-feed passage (Gzk) concentric to the electrode (WE) is arranged between the front end of the torch body (Bk) and the preferably two-piece gas nozzle (Gd). <IMAGE>

Description

Mikro-WIG-SchweißbrennerMicro TIG welding torch

Die Erfindung betrifft einen WIG-Schweißbrenner mit einem Brennerkörper, einer im Brennerkörper befestigten nicht abschmelzenden Elektrode und mit einer am vorderen Brennerende konzentrisch zur Elektrode angeordneten Gasdüse, durch welche die Schweißstelle mit einem Inertgas beaufschlagbar ist.The invention relates to a TIG welding torch with a torch body, a non-consumable electrode fixed in the torch body and with a at the front end of the burner concentric to the electrode arranged gas nozzle through which the welding point can be acted upon with an inert gas.

Unter Schutzgasschweißen werden diejenigen Verbindungsverfahren zusammengefaßt, die mit Hilfe eines Schutzgasschleiers während des Lichtbogenschweißens die Schweißstelle und die Wärmeeinflußzone vor einer Gasaufnahme aus der Atmosphäre und damit vor Oxydation schützen. Eines dieser Schutzgas-Schweißverfahren ist das Wolfram-Inert-Gas-Schweißen, welches in der Praxis und Fachliteratur meist abgekürzt als WIG-Schweißen bezeichnet wird. Der Lichtbogen wird hier zwischen einer möglichst nicht abschmelzenden Elektrode, insbesondere einer Wolfram-Elektrode und dem Werkstück gezogen, wobei die Schweißstelle gleichzeitig über eine ringförmige und am vorderen Brennerende angeordnete Gasdüse mit einem Inertgas, insbesondere mit Argon, beaufschlagt wird. Das WIO-Schweißen kann für fortlaufende Verbindungsschweißungen aber auch für teil- oder vollmechanisiertes Punktschweißen eingesetzt werden. Beim Punktschweißen werden die punktförmigen Verbindungen zweier Werkstücke durch örtliche Abschmelzungen gewonnen.Gas-shielded welding is used to summarize those joining processes the welding point with the help of an inert gas curtain during arc welding and the heat affected zone before gas uptake from the atmosphere and thus before Protect from oxidation. One of these shielding gas welding processes is tungsten inert gas welding, which is usually abbreviated as TIG welding in practice and specialist literature will. The arc is created here between an electrode that does not melt if possible, in particular a tungsten electrode and the workpiece drawn, the weld at the same time via an annular gas nozzle arranged at the front end of the burner is acted upon with an inert gas, in particular with argon. WIO welding can be used for continuous joint welding but also for partially or fully mechanized welding Spot welding can be used. When spot welding, the point-like connections of two workpieces obtained by local melting.

Sollen an kleinen und nur schwer zugänglichen Bauteilen Schweißkontaktierungen durch teil- oder vollmechanisiertes Punktschweißen unter Anwendung des WIG-Verfahrens hergestellt werden, so stößt die erforderliche Miniaturisierung von WIG-Schweißbrennern herkömmlicher Bauart an Grenzen, die durch das Erfordernis einer ausreichenden Inertgasbeaufschlagung der Schweißstelle gegeben sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Werkstoffe mit einer hohen Affinität gegenüber Sauerstoff, wie z.B. Wolfram, Molybdän, Tantal oder Titan verschweißt werden sollen.Should weld contacts on small and difficult to access components through partially or fully mechanized Spot welding using the TIG process, the required miniaturization is encountered of conventional TIG welding torches to the limits imposed by the requirement the welding point is sufficiently exposed to inert gas. this is particularly the case when materials with a high affinity for Oxygen, such as tungsten, molybdenum, tantalum or titanium, are to be welded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen flikro-WIG-Schweißbrenner für das teil- oder vollmechanisierte Punktschweißen mit nicht abschmelzenden Elektroden zu schaffen, mit welchem auch an kleinen und nur schwer zugänglichen Bauteilen und bei ausreichender Inertgasbeaufschlagung Schweißkontaktierungen hoher Qualität hergestellt werden können.The invention is based on the object of a flikro TIG welding torch for partially or fully mechanized spot welding with non-melting electrodes to create, with which also on small and difficult to access components and If there is sufficient inert gas exposure, high quality welding contacts are made can be.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem vorderen Ende des Brennerkörpers und der Gasdüse ein Einlaßgehäuse für Inertgas mit einem zur Elektrode konzentrischen Gaszufuhrkanal angeordnet ist.This object is achieved in that between the front end of the burner body and the gas nozzle an inlet housing for inert gas is arranged with a gas supply channel concentric to the electrode.

Bei WIG-Schweißbrennern herkömmlicher Bauart wird das Inertgas über einen seitlichen Stutzen in den Brennerkörper eingeleitet und strömt von dort aus dann über die Gasdüse auf die Schweißstelle. Demgegenüber hat bei dem erfindungsgemäßen Mikro-WIG-Schweißbrenner der Brennerkörper nur noch die Aufgabe die Elektrode einzuspannen und zu kontaktieren, d.h. der Brennerkörper kann sehr klein ausgebildet werden.With TIG welding torches of conventional design, the inert gas is over a lateral nozzle is introduced into the burner body and flows out from there then over the gas nozzle to the welding point. In contrast, has in the invention Micro TIG welding torch the torch body only has the task of clamping the electrode and to contact, i.e. the torch body can be made very small.

Zwischen diesen kleinen Brennerkörper und die entsprechend kleine Gasdüse wird dann ein Einlaßgehäuse für Inertgas eingefügt, welches einen zur Elektrode konzentrischen Gaszufuhrkanal besitzt. Dieses Einlaßgehäuse kann dann ebenfalls sehr klein ausgeführt werden, wobei eine ausreichende Inertgasbeaufschlagung der Schweißstelle trotz dieser Miniaturi- sierung des gesamten Schweißbrenners gewährleistet ist. Da ein seitlicher Gasanschluß für die Handhabung besonders günstig ist, ist das Inertgas dabei vorzugsweise radial in den Gaszufuhrkanal einleitbar.Between this small torch body and the correspondingly small one Gas nozzle is then inserted into an inlet housing for inert gas, which one to the electrode has concentric gas supply channel. This inlet housing can then also are made very small, with sufficient inert gas exposure to the Welding point despite this miniature the entire welding torch is guaranteed. As a side gas connection is particularly favorable for handling is, the inert gas can preferably be introduced radially into the gas supply channel.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Einlaßgehäuse zwischen den Brennerkörper und die Gasdüse fest eingespannt. Da hierdurch separate Befestigungsmittel für das Einlaßgehäuse entfallen, kann der Raumbedarf weiter verringert werden. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn ein hohlzylindrischer Schraubfortsatz in das Einlaßgehäuse ragt und wenn in den Schraubfortsatz radiale Gasdurchtrittsbohrungen eingebracht sind. Ein derartiger Schraubfortsatz ermöglicht eine feste Verbindung mit dem Brennerkörper, während durch die radialen Gasdurchtrittsbohrungen eine ausreichende Zufuhr von Inertgas in die Gasdüse sichergestellt ist.According to a preferred embodiment of the invention, the inlet housing firmly clamped between the torch body and the gas nozzle. Since this creates separate Fastening means for the inlet housing are omitted, the space requirement can be further reduced will. It is particularly useful if a hollow cylindrical screw extension protrudes into the inlet housing and, if in the screw extension, radial gas passage bores are introduced. Such a screw extension enables a firm connection with the burner body, while sufficient through the radial gas passage bores Supply of inert gas into the gas nozzle is ensured.

Eine noch kompaktere Ausgestaltung des gesamten Schweißbrenners kann dann dadurch erzielt werden, daß das Spannglied einer Elektroden-Spanneinrichtung in den Brennerkörper eingeschraubt ist und daß der Schraubfortsatz auf das aus dem Brennerkörper hervorstehende Spannglied aufgeschraubt ist.An even more compact design of the entire welding torch can can then be achieved in that the clamping member of an electrode clamping device is screwed into the torch body and that the screw extension on the from the Torch body protruding tendon is screwed.

Schließlich ist es für eine möglichst hohe Inertgasbeaufschlagung der Schweißstelle von Vorteil, wenn die Gasdüse aus einem Fixteil und einem schlanken, aufsteckbaren Endstück zusammengesetzt ist. Diese zweiteilige Gasdüse kann dann auf einfache Weise so bemessen werden, daß sich zwischen der Elektrode und der Innenwand der Gasdüse eine laminare Strömung ausbilden kann und somit die Gefahr der Vermischung mit Sauerstoff durch Turbulenzen ausgeschlossen werden kann.After all, it is for the highest possible inert gas exposure the welding point is advantageous if the gas nozzle consists of a fixed part and a slim, clip-on end piece is composed. This two-part gas nozzle can then be dimensioned in a simple manner so that between the electrode and the inner wall the gas nozzle can develop a laminar flow and thus the risk of mixing with oxygen due to turbulence can be excluded.

Außerdem kann bei einem zweiteiligen Aufbau der Gasdüse das durch den Lichtbogen einem höheren Verschleiß ausgesetzte Endstück leicht ausgetauscht werden.In addition, with a two-part construction of the gas nozzle by the end piece, which is subject to higher wear, can easily be replaced will.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following an embodiment of the invention is based on the Drawing explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt einen Mikro-WIG-Schweißbrenner für das Punktschweißen in einem teilweise axialen Schnitt. Der aus einem isolierenden Werkstoff wie z.B. Acrylglas bestehende hohlzylindrische Brennerkörper Bk trägt am oberen Brennerende einen Stromanschluß Sa, welcher mit dem im oberen Teil des Brennerkörpers Bk angeordneten Wieder lager Wl einer Spannzange Sz elektrisch leitend verbunden ist. Im oberen Bereich des Brennerkörpers Bk ist ferner eine Halterung H zu erkennen, welche zur Aufhängung des gesamten Schweißbrenners dient. Zum Festspannen einer in die Spannzange Sz eingesetzten Wolfram-Elektrode WE wird von unten her ein Spannglied Sg in den Brennerkörper Bk eingeschraubt, wobei ein nicht näher bezeichneter Konus des Spanngliedes Sg gegen den zugeordneten Konus der im vorderen Bereich axial geschlitzten Spannzange Sz drückt. Das aus dem Brennerkörper herausragende Ende des Spanngliedes Sg trägt ein Sechskantprofil Sk, so daß das Spannen der Wolfram-Elektrode WE mit Hilfe eines Schraubenschlüssels vorgenommen werden kann.The drawing shows a micro TIG welding torch for spot welding in a partially axial section. Made of an insulating material such as Hollow cylindrical burner body Bk, which is made of acrylic glass, carries at the upper end of the burner a power connection Sa, which is arranged with the one in the upper part of the burner body Bk Again bearing Wl a collet Sz is electrically connected. At the top Area of the burner body Bk can also be seen a holder H, which for Suspension of the entire welding torch is used. For clamping one in the collet Sz inserted tungsten electrode WE is a tension member Sg from below in the Burner body Bk screwed in, with an unspecified cone of the tendon Sg against the associated cone of the collet axially slotted in the front area Sz presses. The end of the tendon Sg protruding from the torch body carries a hexagonal profile Sk, so that the clamping of the tungsten electrode WE with the help of a Wrench can be made.

Nach dem Spannen der Wolfram-Elektrode WE wird unter Zwischenfügung eines 0-Ring es OR von unten her ein Einlaßgehäuse Eg an den Brennerkörper Bk angelegt und dadurch fest verspannt, daß der hohlzylindrische Schraubfortsatz Sf des Fixteils Ft einer Gasdüse Cd auf das aus dem Brennerkörper Bk hervorstehende Spannglied Sg aufgeschraubt wird. Anschließend wird die zweiteilige Gasdüse Gd durch das Aufstecken eines Endstückes Es kompletiert. Die Gasdüse Od besteht dabei insgesamt aus einem isolierenden Werkstoff, wie In das ebenfalls aus einem isolierenden Werkstoff, wie z.B.After tensioning the tungsten electrode WE is interposed an O-ring it OR from below an inlet housing Eg placed on the burner body Bk and thereby firmly clamped in that the hollow cylindrical screw extension Sf of the fixed part Ft of a gas nozzle Cd onto the tendon Sg protruding from the torch body Bk is unscrewed. Then the two-part gas nozzle Gd is plugged on of an end piece It completes. The gas nozzle Od consists of a total of one insulating material, such as In that also from an insulating Material, such as

Acrylglas, bestehende Einlaßgehäuse Eg ist seitlich eine Schlauchverschraubung Sv eingeschraubt, über welche als Inertgas Ig Argon zugeführt wird. Dieses Inertgas Ig gelangt zunächst in einen zur Wolfram-Elektrode WE konzentrischen Gaszufuhrkanal Gzk des Einlaßgehäuses Eg und von dort aus über radiale Oasdurchtrittsbohrungen Gdb des Schraubfortsatzes Sf in die Gasdüse Gd. Zwischen der Innenwand der Gasdüse Cd und der Wolfram-Elektrode WE bildet sich dann eine laminare Inertgasströmung aus, durch welche während des Schweißvorganges eine ausreichende Inertgasbeaufschlagung der Schweißstelle gewährleistet ist.Acrylic glass, existing inlet housing Eg is a hose screw connection on the side Sv screwed in, through which Ig argon is supplied as an inert gas. This inert gas Ig first reaches a gas supply channel which is concentric with the tungsten electrode WE Gzk of the inlet housing Eg and from there via radial Oas passage bores Gdb of the screw extension Sf into the gas nozzle Gd. Between the inner wall of the gas nozzle Cd and the tungsten electrode WE then form a laminar inert gas flow through which a sufficient inert gas exposure during the welding process the welding point is guaranteed.

Der in der Zeichnung dargestellte und vorstehend beschriebene Mikro-WIG-Schweißbrenner, der zwischen dem oberen Ende des Stromanschlusses Sa und dem unteren Ende der Wolfram-Elektrode WE nur knapp 75 mm lang ist, wurde für Schweißkontaktierungen von Drähten mit einem Durchmesser bis zu 0,5 mm entwickelt. Durch die besondere Bauform mit dem vom Brennerkörper Bk getrennten Einlaßgehäuse Eg für Inertgas Ig und der relativ langen, schlanken Gasdüse Cd konnten diese Schweißkontaktierungen auch an sehr schwer zugänglichen Stellen durchgeführt werden, wobei auch bei Werkstoffen mit einer hohen Affinität gegenüber Sauerstoff stets ein ausreichender Inertgasschutz gewährleistet war. Das mechanisierte Punktschweißen wurde dabei mit Stromstärken L 15 A bei Schweißzeiten L 0,2 s durchgeführt.The micro TIG welding torch shown in the drawing and described above, that between the upper end of the power connection Sa and the lower end of the tungsten electrode WE is only just under 75 mm long, was used for welding contacts of wires with a Developed in diameter up to 0.5 mm. Due to the special design with that of the torch body Bk separate inlet housing Eg for inert gas Ig and the relatively long, slender one Gas nozzle Cd was able to make these weld contacts even at very difficult to access Places are carried out, even with materials with a high affinity adequate inert gas protection was always guaranteed against oxygen. That Mechanized spot welding was done with currents L 15 A for welding times L performed for 0.2 s.

6 Patentansprüche 1 Figur - Leerseite -6 claims 1 figure - blank page -

Claims

Claims 1. TIG welding torch with a torch body, a Non-consumable electrode fixed in the torch body and with one on the front Burner end concentrically to the electrode arranged gas nozzle through which the welding point can be acted upon with an inert gas, thereby g e k e n nz e i c h n e t that an inlet housing between the front end of the burner body (Bk) and the gas nozzle (Gd) (Eg) for inert gas (Ig) with a gas supply channel concentric to the electrode (WE) (Gzk) is arranged.

2. TIG welding torch according to claim 1, characterized in that g ek e n n z e i c It should be noted that the inert gas (Ig) can be introduced radially into the gas supply channel (Gzk).

3. TIG welding torch according to claim 1 or 2, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the inlet housing (Eg) between the burner body (3k) and the gas nozzle (tod) is firmly clamped.

4. TIG welding torch according to claim 3, characterized in that g ek e n n z e i c N e t that a hollow cylindrical screw extension (Sf) of the gas nozzle (Gd) into the Inlet housing (Eg) protrudes and that in the screw extension (Sf) radial gas passage bores (0db) are introduced.

5. TIG welding torch according to claim 4, characterized in that g ek e n n z e i c h n e t that the clamping member (Sg) of a collet (Sz) for the electrode (WE) in the torch body (Bk) is screwed in and that the screw extension (Sf) on the Tensioning member (Sg) protruding from the torch body (Bk) is screwed on.

6. TIG welding torch according to one of the preceding claims, characterized it is not noted that the gas nozzle (Gd) consists of a fixed part (Ft) and a slender, clip-on end piece (Es) is composed.