WO2006125424A2 - Protection device for protective gas welding torch - Google Patents
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- WO2006125424A2 WO2006125424A2 PCT/DE2006/000888 DE2006000888W WO2006125424A2 WO 2006125424 A2 WO2006125424 A2 WO 2006125424A2 DE 2006000888 W DE2006000888 W DE 2006000888W WO 2006125424 A2 WO2006125424 A2 WO 2006125424A2
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- B23K9/24—Features related to electrodes
- B23K9/28—Supporting devices for electrodes
- B23K9/29—Supporting devices adapted for making use of shielding means
- B23K9/291—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas
- B23K9/295—Supporting devices adapted for making use of shielding means the shielding means being a gas using consumable electrode-wire
Definitions
- the invention relates to inert gas welding torch with a nozzle, a gas nozzle for supplying protective gas to the weld and a Stromdüse or contact nozzle for power transmission and guiding an electrode wire within a feed channel, which ends in the end face of the gas nozzle.
- the gas nozzle of such a gas-shielded welding torch is used to supply the protective gas to the weld, while the power or contact nozzle takes over the power transmission and guidance of the electrode wire.
- Performing a perfect welding process requires an optimal power transfer from the nozzle of the welding torch to the current nozzle. Since the gas nozzle and the flow nozzle are exposed to high thermal stress during operation and generally do not have a heat-resistant surface, the welding spatters or welding beads occurring during welding adhere to the surface of the gas nozzle and the flow nozzle, with the result that e.g. in the case of the gas nozzle, the flow conditions of the protective gas are negatively influenced and e.g.
- the adhering beads of sweat hinder the wire feed and lead to an interruption of the welding process. This in turn makes it necessary to stop the welding process and to clean gas nozzle and Stromdüse and remove the beads of sweat, which means a considerable effort and a significant work delay.
- the object of the invention is to design a gas-shielded welding torch of the generic type such that a continuous sequence of the welding process can be achieved in a simple and effective manner and effectively prevents gas nozzle and current nozzle from being adversely affected by spatters or welding beads in their mode of operation, thereby interrupting a continuous process Welding process are turned off.
- this object is achieved in that the gas nozzle and the flow nozzle or contact nozzle have at the outlet end an arrangement blocking the outlet against spatter in the form of an additional device or additional configuration.
- a device may be formed, for example, disk-shaped or plate-shaped with passage openings for the gas flow and the electrode wire.
- such a device can be designed as a conical body with openings for gas flow and electrode wire, in which the disc or plate at the outlet end and the gas nozzle or the jacket of the gas nozzle form a unit or are integrally formed.
- this device may be a protective cap with corresponding passage openings, which is arranged between the flow nozzle and gas nozzle and placed on the Stromdüse and positioned in this position.
- the inventive device has a central bore for passing the electrode wire and concentrically arranged around the bore, extending in the direction of the gas flow flow channels, which direct the gas flowing through to the outlet end and from the outlet end to the weld.
- the flow channels are designed and directed so as to eliminate the weld spatters or weld beads produced at the weld, which are produced during welding of the electrode wire, and prevent their penetration into the flow channels.
- the flow channels may have an axially curved or broken course that deviates from the straight flow line, so that the entry of the welding beads in the flow channels in the opposite direction to the direction of the gas flow is prevented.
- the closure device between Stromdüse and gas nozzle is set so that it is arranged detachably or interchangeable.
- the design of the gas nozzle and the flow nozzle is made such that the nozzles are made of a heat-resistant and non-sticking material against spattered material, e.g. Silicon nitride, silicon carbide, silicon carbonate, boron nitride, fireclay, dental investment material, stoneware clay, foundry sand, or equivalent ceramic or ceramic material which resists the high temperatures encountered during welding and is not electrically conductive. Well suited for this boron nitride has been found. Further, in addition to the heat resistance and non-stick properties of such a material, it is essential that the material has sufficient resistance to UV light.
- a heat-resistant and non-sticking material against spattered material e.g. Silicon nitride, silicon carbide, silicon carbonate, boron nitride, fireclay, dental investment material, stoneware clay, foundry sand, or equivalent ceramic or ceramic material which resists the high temperatures encountered during welding and is not electrically conductive.
- the gas nozzle and the flow nozzle can also be made of a body of resistant material with a coating or a coating of silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, fireclay flour, dental investment material, stoneware clay, G confusesand or corresponding ceramic or keramikianom material, with particular alumina has been found to be suitable as a coating material.
- a coating material silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, fireclay flour, dental investment material, stoneware clay, G confusesand or corresponding ceramic or keramikierim material, with particular alumina has been found to be suitable as a coating material.
- a coating material for the application of such a material to the current nozzle or the gas nozzle, there are numerous coating processes in the art. Particularly expedient here is the application by plasma spraying.
- the additional component in the form of a closure device consisting of a material which is also suitable for the coating is preferably inserted in a form-fitting manner between the gas nozzle and the flow nozzle.
- the connection between the flow nozzle and attachment or between the gas nozzle and attachment can be made by a plug or screw connection.
- the material can be processed in a liquid or soft state and after a certain time in the solid state, so that it can be made of components and inserts, which, for example. are formed in the form of a protective cap for the current nozzles and gas nozzles, or be applied as a coating on the gas nozzle and the Stromdüse.
- FIG. 1 shows an exploded view of an embodiment of a gas-shielded welding torch of the type according to the invention
- FIG. 2 shows a longitudinal section through a burner head with a gas nozzle configured according to the invention and a current nozzle or contact nozzle;
- Additional device a) in front view and b) in lateral
- Fig. 6 is a longitudinal section through a gas nozzle according to the invention with
- Fig. 7 is an illustration of a gas nozzle with a protective cap shown separately
- Fig. 8 is a sectional view of a gas nozzle with one in the region of the conical
- Fig. 9 shows a modified embodiment of the burner head of FIG. 2, in the
- Fig. 10 changed a comparison with the representation shown in Fig. 1 and Fig. 2
- FIG. 11 shows the protective device according to FIG. 10 in a perspective view from above
- FIG. 12 shows a side view of the protective device shown in FIGS. 10 and 11 in FIG
- Fig. 1 shows in an inert gas welding torch 1, the structure of the burner head 2 in an exploded view and Fig. 2 shows the burner head in the assembled state.
- a burner inner tube 3 has at its exposed end an external thread 3 ', on which in the illustrated embodiment, a nozzle D with internal thread is releasably attached.
- insulations 7 are provided of non-metallic material.
- the nozzle D is formed as a sleeve 8 with nozzle holes 9 and a front-side female threaded portion 11 for screwing a Stromdüse or contact nozzle 13.
- the Stromdüse 13 which consists for example of copper, is screwed with a screw 10 in the internal thread 11 and secured exchangeable. Through the Stromdüse 13 extends an electrode wire feed channel 3, which opens to an end face 14, which is set back in comparison to the end of the mouthpiece 6. Between the attachment area the current nozzle 13 on the nozzle D and the end face 14, a jacket portion 12 is formed with external thread 15.
- the gas nozzle 17 is fixed with a clamping ring 18 on the outer tube 4.
- the clamping ring 18 prevents slipping from the outer tube 4. Since the gas nozzle 17 is plugged and secured with the clamping ring 18, it is also interchangeable attached.
- burner heads K in which the gas nozzle 17 is connected to the outer tube 4 via a thread, and the gas nozzle 17 is replaceable.
- This device 19 is arranged between the flow nozzle 13 and the gas nozzle 17, preferably releasably and exchangeably, which is designed in the form of a plate, a disk, a block or a cap and which comprises e.g. has conical shape so that it corresponds to the shape of the gas nozzle 17.
- This device 19 has a central bore 20, through which the electrode wire is advanced to the weld S, and conically extending, concentrically arranged holes 21, which in turn can be rectilinear or curved and through which the inert gas is introduced to the weld.
- the device 19 is a protective device which prevents welding spatters or welding beads produced at the welding point from penetrating into the nozzle and being able to block the nozzle channels 20, 21 there.
- the protective device 19 is made of a material which has a high heat resistance and non-stick properties, is electrically non-conductive and is not adversely affected by the welding beads occurring during welding or as little as possible adversely.
- a suitable material is e.g. Boron nitride.
- the protective device 19 according to the embodiment of Fig. 3, 3a has rotationally symmetrical shape in the form of a plate or disc with conical surface and has symmetrically arranged holes 21 for the gas flow and a central guide channel
- FIG. 4 shows a section through a Stromdüse 13, which has a threaded bolt 22 at the front end, on which a protective cap 23 is placed, for example screwed, plugged or the like. Both threaded bolt and protective cap have a central bore 3 for passing the electrode wire.
- the cap 23 is made of heat-resistant and insensitive to welding beads material, eg. B. boron nitride. In the illustration according to FIG. 5, the protective cap 23 is shown separated from the current nozzle 13.
- the current nozzle may also have an at least on the head part of one of the above-described materials or preferably of aluminum oxide existing coating 24, which is formed as a continuous protective coating.
- Such an arrangement with coating at the front, conical end and the front end face is shown schematically in Fig. 6.
- Fig. 7 shows a gas nozzle 17 with an additional component 25 in the form of a protective cap bze.
- Protective sleeve 26 made of one of the aforementioned materials, which is detachable from the gas nozzle 17 and attachable or screwed in the interior 27 of the gas nozzle 17 can be fixed.
- the Stromdüse is made with attachment of aluminum oxide, the attachment is positively connected to the nozzle body, for example by plug or screw, while the Stromdüse of FIG. B. consisting of alumina coating 24, which is applied by a known coating method, such as plasma spraying.
- the gas nozzle according to FIG. 7 can be produced with an attachment of alumina in solid material and the attachment can be positively coupled with the gas nozzle body, for example by plug or screw connection, while the gas nozzle according to FIG. 8 is coated with alumina, for example a coating method such as plasma spraying is applied.
- FIG. 9 differs from that of FIG. 2 in that in the latter case the protective device 19 designed as a plate-shaped insert with a conical peripheral surface is fixed and positioned by the conical front part of the outer housing of the burner head 2, while in the case of the embodiment of FIG 9, the protective device 19 is placed on the outside of the housing and in addition to the upper, conical portion has a one-piece associated cylindrical portion 29 which has a thread in the cylindrical inner wall, which is screwed onto the thread 30 of the burner outer tube 31, so that for changing the protective device 19 in the case of the illustration of FIG. 9, the entire unit 19, 29 is replaced.
- FIGS. 10 and 11 each show a protective device 32 in a perspective view, in FIG. 10 from below and in FIG. 11 from above.
- FIG. 12 shows a sectional view of the protective device 32, consisting of the disc or plate-shaped insert 32 with a central bore 20 and concentric bores 21 and a cylindrical section 33 and a conical section 34.
- the bores 20 and 21 pass through the insert 32 continuously .
- a protruding annular wall 35 is formed, so that at the outlet end 18, the end face 36 is recessed and formed dome-shaped, which is positioned at the lowest point, the central bore 20 for the passage of the welding wire.
- the conical surface 33 is executed polished in this embodiment. LIST OF REFERENCE NUMBERS
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Abstract
Description
Schutzvorrichtung für Schutzgasschweißbrenner Protection device for inert gas welding torch
Die Erfindung betrifft Schutzgasschweißbrenner mit einem Düsenstock, einer Gasdüse zum Zuführen von Schutzgas zur Schweißnaht und einer Stromdüse bzw. Kontaktdüse zur Stromübertragung und Führung eines Elektrodendrahtes innerhalb eines Zuführkanals, der in der Stirnfläche der Gasdüse endet.The invention relates to inert gas welding torch with a nozzle, a gas nozzle for supplying protective gas to the weld and a Stromdüse or contact nozzle for power transmission and guiding an electrode wire within a feed channel, which ends in the end face of the gas nozzle.
Die Gasdüse eines derartigen Schutzgasschweißbrenners dient der Zuführung des Schutzgases zur Schweißnaht, während die Strom- bzw. Kontaktdüse die Stromübertragung und Führung des Elektrodendrahtes übernimmt. Die Durchführung eines einwandfreien Schweißvorganges erfordert einen optimalen Stromübergang vom Düsenstock des Schweißbrenners zur Stromdüse. Da Gasdüse und Stromdüse im Betrieb einer hohen Wärmebeanspruchung ausgesetzt sind und in der Regel keine hitzebeständige Oberfläche aufweisen, haften die beim Schweißen auftretenden Schweißspritzer oder Schweißperlen auf der Oberfläche von Gasdüse und Stromdüse an, was dazu führt, dass z.B. bei der Gasdüse die Strömungsverhältnisse des Schutzgases negativ beeinflusst werden und z.B. bei der Stromdüse an der Stirnfläche und damit am Austritt des Elektrodendrahtes die anhaftenden Schweißperlen den Drahtvorschub behindern und zu einer Unterbrechung des Schweißvorganges führen. Dies wiederum macht es erforderlich, den Schweißvorgang abzubrechen und Gasdüse sowie Stromdüse zu reinigen und die Schweißperlen zu entfernen, was einen erheblichen Aufwand und eine wesentliche Arbeitsverzögerung bedeutet.The gas nozzle of such a gas-shielded welding torch is used to supply the protective gas to the weld, while the power or contact nozzle takes over the power transmission and guidance of the electrode wire. Performing a perfect welding process requires an optimal power transfer from the nozzle of the welding torch to the current nozzle. Since the gas nozzle and the flow nozzle are exposed to high thermal stress during operation and generally do not have a heat-resistant surface, the welding spatters or welding beads occurring during welding adhere to the surface of the gas nozzle and the flow nozzle, with the result that e.g. in the case of the gas nozzle, the flow conditions of the protective gas are negatively influenced and e.g. at the current nozzle at the end face and thus at the outlet of the electrode wire, the adhering beads of sweat hinder the wire feed and lead to an interruption of the welding process. This in turn makes it necessary to stop the welding process and to clean gas nozzle and Stromdüse and remove the beads of sweat, which means a considerable effort and a significant work delay.
Aus diesem Grunde wurden bereits Schweißbrenner der gattungsgemäßen Art eingesetzt, bei denen die Gasdüse mittels einer Steckverbindung und die Stromdüse mittels einer Schraubverbindung auswechselbar am Schutzgasschweißbrenner angeordnet sind, damit eine Reinigung und Beseitigung der Schweißperlen während der Schweißunterbrechung nicht erforderlich ist und die Düsen gegen bereits gereinigte Düsen ausgetauscht werden können. Trotzdem ist eine Unterbrechung der Schweißarbeit, insbesondere der allmählich auftretenden und zunehmenden Verunreinigung der Düsen, in der Regel nicht akzeptabel und aufwändig.For this reason, welding torches of the generic type have been used, in which the gas nozzle by means of a plug connection and the Stromdüse are interchangeable by means of a screw on inert gas welding torch, so that cleaning and removal of the weld beads during the welding break is not required and the nozzles against already cleaned nozzles can be exchanged. Nevertheless, there is a break in the Welding, in particular the gradually occurring and increasing contamination of the nozzles, generally unacceptable and expensive.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, Gasdüsen und Stromdüsen an den kritischen Stellen mit einem metallischen Überzug zu beschichten, z.B. durch Vernickeln oder Verchromen. Mit derartigen Beschichtungen soll die Wärmeaufnahme reduziert und das Anhaften von Schweißperlen und Schweißspritzern verhindert werden. Die damit erzielten praktischen Ergebnisse waren jedoch nicht zufriedenstellend.It has also been proposed to coat gas nozzles and nozzles at the critical locations with a metallic coating, e.g. by nickel plating or chrome plating. With such coatings, the heat absorption is to be reduced and the adhesion of welding beads and weld spatters to be prevented. However, the practical results achieved were unsatisfactory.
Aufgabe der Erfindung ist, einen Schutzgasschweißbrenner der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, dass auf einfache und effektive Weise ein kontinuierlicher Ablauf des Schweißvorganges erzielbar ist und wirksam verhindert wird, dass Gasdüse und Stromdüse durch Schweißspritzer oder Schweißperlen in ihrer Betriebsweise nachteilig beeinflusst und dadurch bedingte Unterbrechungen eines kontinuierlichen Schweißvorganges ausgeschaltet werden.The object of the invention is to design a gas-shielded welding torch of the generic type such that a continuous sequence of the welding process can be achieved in a simple and effective manner and effectively prevents gas nozzle and current nozzle from being adversely affected by spatters or welding beads in their mode of operation, thereby interrupting a continuous process Welding process are turned off.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Gasdüse und Stromdüse bzw. Kontaktdüse am Auslassende eine den Auslass gegen Schweißspritzer blockierende Anordnung in Form einer Zusatzvorrichtung bzw. zusätzlichen Ausgestaltung aufweisen. Eine derartige Vorrichtung kann beispielsweise scheiben- oder plattenförmig mit Durchtrittsöffnungen für den Gasstrom und den Elektrodendraht ausgebildet sein. Wahlweise kann eine solche Vorrichtung als konusförmiger Körper mit Durchtrittsöffnungen für Gasstrom und Elektrodendraht ausgeführt sein, bei dem die Scheibe oder Platte am Auslassende und die Gasdüse bzw. der Mantel der Gasdüse eine Einheit darstellen bzw. einteilig ausgebildet sind. Andererseits kann diese Vorrichtung eine Schutzkappe mit entsprechenden Durchtrittsöffnungen sein, die zwischen Stromdüse und Gasdüse angeordnet ist und auf die Stromdüse aufgesetzt und in dieser Lage positioniert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt eine zentrische Bohrung zum Hindurchführen des Elektrodendrahtes und konzentrisch um die Bohrung herum angeordnete, in Richtung des Gasstromes verlaufende Durchflusskanäle, die das durchströmende Gas zum Auslassende und aus dem Auslassende zur Schweißnaht richten. Die Durchflusskanäle sind so ausgebildet und gerichtet, dass die an der Schweißnaht entstehenden Schweißspritzer oder Schweißperlen, die beim Schweißen des Elektrodendrahtes entstehen, unschädlich gemacht werden, und ihr Eindringen in die Durchflusskanäle verhindert wird. Wahlweise können die Durchflusskanäle einen axial gekrümmten oder gebrochenen Verlauf haben, der von der geraden Durchflusslinie abweichend ausgebildet ist, damit der Eintritt der Schweißperlen in die Durchflusskanäle in entgegengesetzter Richtung zur Richtung des Gasstromes unterbunden wird. Vorteilhafterweise wird die Verschlussvorrichtung zwischen Stromdüse und Gasdüse so festgelegt, dass sie lösbar bzw. auswechselbar angeordnet ist.According to the invention, this object is achieved in that the gas nozzle and the flow nozzle or contact nozzle have at the outlet end an arrangement blocking the outlet against spatter in the form of an additional device or additional configuration. Such a device may be formed, for example, disk-shaped or plate-shaped with passage openings for the gas flow and the electrode wire. Optionally, such a device can be designed as a conical body with openings for gas flow and electrode wire, in which the disc or plate at the outlet end and the gas nozzle or the jacket of the gas nozzle form a unit or are integrally formed. On the other hand, this device may be a protective cap with corresponding passage openings, which is arranged between the flow nozzle and gas nozzle and placed on the Stromdüse and positioned in this position. The inventive device has a central bore for passing the electrode wire and concentrically arranged around the bore, extending in the direction of the gas flow flow channels, which direct the gas flowing through to the outlet end and from the outlet end to the weld. The flow channels are designed and directed so as to eliminate the weld spatters or weld beads produced at the weld, which are produced during welding of the electrode wire, and prevent their penetration into the flow channels. Optionally, the flow channels may have an axially curved or broken course that deviates from the straight flow line, so that the entry of the welding beads in the flow channels in the opposite direction to the direction of the gas flow is prevented. Advantageously, the closure device between Stromdüse and gas nozzle is set so that it is arranged detachably or interchangeable.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Ausgestaltung von Gasdüse und Stromdüse so vorgenommen dass die Düsen aus einem hitzebeständigen und Antihaft- Eigenschaften gegen Schweißspritzer aufweisendem Material bestehen, z.B. Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, Siliziumkarbonat, Bornitrid, Schamottemehl, zahnärztlicher Einbettmasse, Steinzeugton, Gießsand oder entsprechendem keramischem oder keramikartigem Material, das den beim Schweißen auftretenden hohen Temperaturen widersteht und nicht elektrisch leitend ist. Als gut geeignet hierfür hat sich Bornitrid herausgestellt. Neben der Hitzebeständigkeit und den Antihafteigenschaften eines derartigen Materials ist ferner wesentlich, dass das Material eine ausreichende Beständigkeit gegen UV-Licht besitzt.According to another aspect of the invention, the design of the gas nozzle and the flow nozzle is made such that the nozzles are made of a heat-resistant and non-sticking material against spattered material, e.g. Silicon nitride, silicon carbide, silicon carbonate, boron nitride, fireclay, dental investment material, stoneware clay, foundry sand, or equivalent ceramic or ceramic material which resists the high temperatures encountered during welding and is not electrically conductive. Well suited for this boron nitride has been found. Further, in addition to the heat resistance and non-stick properties of such a material, it is essential that the material has sufficient resistance to UV light.
Gasdüse und Stromdüse können jedoch auch aus einem Körper aus widerstandsfestem Material mit einer Beschichtung bzw. einem Überzug aus Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, Bornitrid, Schamottemehl, zahnärztlicher Einbettmasse, Steinzeugton, Gießsand oder entsprechendem keramischem oder keramikartigem Material bestehen, wobei sich besonders Aluminiumoxid als Beschichtungsmaterial als geeignet herausgestellt hat. Für das Aufbringen eines solchen Materials auf die Stromdüse oder die Gasdüse gibt es in der Technik zahlreiche Beschichtungsverfahren. Besonders zweckmässig ist hierbei das Aufbringen durch Plasmaspritzen.However, the gas nozzle and the flow nozzle can also be made of a body of resistant material with a coating or a coating of silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, fireclay flour, dental investment material, stoneware clay, Gießsand or corresponding ceramic or keramikartigem material, with particular alumina has been found to be suitable as a coating material. For the application of such a material to the current nozzle or the gas nozzle, there are numerous coating processes in the art. Particularly expedient here is the application by plasma spraying.
Das aus einem auch für die Beschichtung geeigneten Material bestehende Zusatzbauteil in Form einer Verschlussvorrichtung wird vorzugsweise formschlüssig zwischen Gasdüse und Stromdüse eingesetzt. Beispielsweise kann die Verbindung zwischen Stromdüse und Aufsatz oder zwischen Gasdüse und Aufsatz durch eine Steck- oder Schraubverbindung erfolgen. Der Werkstoff kann dabei in flüssigem oder weichem Zustand verarbeitet sowie nach bestimmter Zeit in den festen Zustand übergeführt werden, so dass daraus Bauteile und Einsätze gefertigt werden können, die z.B. in Form einer Schutzkappe für die Stromdüsen und Gasdüsen ausgebildet sind, oder als Beschichtung auf die Gasdüse und die Stromdüse aufgebracht werden.The additional component in the form of a closure device consisting of a material which is also suitable for the coating is preferably inserted in a form-fitting manner between the gas nozzle and the flow nozzle. For example, the connection between the flow nozzle and attachment or between the gas nozzle and attachment can be made by a plug or screw connection. The material can be processed in a liquid or soft state and after a certain time in the solid state, so that it can be made of components and inserts, which, for example. are formed in the form of a protective cap for the current nozzles and gas nozzles, or be applied as a coating on the gas nozzle and the Stromdüse.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in conjunction with the drawing with reference to embodiments. Show it:
Fig.1 in Explosionsdarstellung eine Ausführungsform eines Schutzgasschweißbrenners der erfindungsgemäßen Art, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Brennerkopf mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Gasdüse und Stromdüse bzw. Kontaktdüse, Fig.3 eine schematische, perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der1 shows an exploded view of an embodiment of a gas-shielded welding torch of the type according to the invention, FIG. 2 shows a longitudinal section through a burner head with a gas nozzle configured according to the invention and a current nozzle or contact nozzle;
Zusatzvorrichtung nach der Erfindung a) in Frontansicht und b) in seitlicherAdditional device according to the invention a) in front view and b) in lateral
Schnittansicht, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Stromdüse mit einer erfindungsgemäßen4 shows a longitudinal section through a current nozzle with an inventive
Schutzkappe, Fig. 5 eine Seitenansicht einer Stromdüse mit getrennt dargestellter Schutzkappe, Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Gasdüse nach der Erfindung mit5, a side view of a current nozzle with a separately shown protective cap, Fig. 6 is a longitudinal section through a gas nozzle according to the invention with
Schutzbeschichtung,Protective coating,
Fig. 7 eine Darstellung einer Gasdüse mit getrennt dargestellter Schutzkappe, Fig. 8 eine Schnittansicht einer Gasdüse mit einer im Bereich des konischenFig. 7 is an illustration of a gas nozzle with a protective cap shown separately, Fig. 8 is a sectional view of a gas nozzle with one in the region of the conical
Abschnittes außen und innen angeordneten Schutzbeschichtung, Fig. 9 eine abgeänderte Ausführungsform des Brennerkopfes nach Fig. 2, imFig. 9 shows a modified embodiment of the burner head of FIG. 2, in the
Längsschnitt, Fig. 10 eine gegenüber der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Darstellung abgeänderteLongitudinal section, Fig. 10 changed a comparison with the representation shown in Fig. 1 and Fig. 2
Ausführung einer Schutzvorrichtung nach der Erfindung in perspektivischerExecution of a protective device according to the invention in perspective
Darstellung von unten, Fig. 11 die Schutzvorrichtung nach Fig. 10 in perspektivischer Darstellung von oben gesehen, und Fig. 12 eine Seitenansicht der in Fig. 10 bzw.11 gezeigten Schutzvorrichtung im11 shows the protective device according to FIG. 10 in a perspective view from above, and FIG. 12 shows a side view of the protective device shown in FIGS. 10 and 11 in FIG
Schnitt.Cut.
Fig. 1 zeigt in einem Schutzgasschweißbrenner 1 den Aufbau des Brennerkopfes 2 in Explosionsdarstellung und Fig. 2 den Brennerkopf in zusammengebautem Zustand. Ein Brenner-Innenrohr 3 hat an seinem freiliegenden Ende ein Außengewinde 3', auf dem bei der dargestellten Ausführungsform ein Düsenstock D mit Innengewinde lösbar angebracht ist. An einem Brenner-Außenrohr 4 ist ein Sitz 5 für ein Gasdüsen- Mundstück 6 vorgesehen. Zwischen Innenrohr 3 und Außenrohr 4 sind Isolierungen 7 aus nichtmetallischem Material vorgesehen. Der Düsenstock D ist als Hülse 8 mit Düsenbohrungen 9 und einem frontseitigen Innengewindeabschnitt 11 zum Einschrauben einer Stromdüse bzw. Kontaktdüse 13 ausgebildet. Die Stromdüse 13, die z.B. aus Kupfer besteht, ist mit einem Schraubansatz 10 in das Innengewinde 11 eingeschraubt und austauschbar befestigt. Durch die Stromdüse 13 verläuft ein Elektrodendraht-Zuführkanal 3, der an eine Stirnfläche 14 mündet, die im Vergleich zum Ende des Mundstückes 6 zurückversetzt ist. Zwischen dem Anbringungsbereich der Stromdüse 13 am Düsenstock D und der Stirnfläche 14 ist ein Mantelbereich 12 mit Außengewinde 15 ausgebildet.Fig. 1 shows in an inert gas welding torch 1, the structure of the burner head 2 in an exploded view and Fig. 2 shows the burner head in the assembled state. A burner inner tube 3 has at its exposed end an external thread 3 ', on which in the illustrated embodiment, a nozzle D with internal thread is releasably attached. On a burner outer tube 4, a seat 5 is provided for a gas nozzle mouthpiece 6. Between inner tube 3 and outer tube 4 insulations 7 are provided of non-metallic material. The nozzle D is formed as a sleeve 8 with nozzle holes 9 and a front-side female threaded portion 11 for screwing a Stromdüse or contact nozzle 13. The Stromdüse 13, which consists for example of copper, is screwed with a screw 10 in the internal thread 11 and secured exchangeable. Through the Stromdüse 13 extends an electrode wire feed channel 3, which opens to an end face 14, which is set back in comparison to the end of the mouthpiece 6. Between the attachment area the current nozzle 13 on the nozzle D and the end face 14, a jacket portion 12 is formed with external thread 15.
Die Gasdüse 17 ist mit einem Spannring 18 auf dem Außenrohr 4 befestigt. Der Spannring 18 verhindert ein Abrutschen vom Außenrohr 4. Da die Gasdüse 17 aufgesteckt und mit dem Spannring 18 gesichert ist, ist auch sie austauschbar befestigt. Bei Brennerköpfen K, bei denen die Gasdüse 17 mit dem Außenrohr 4 über ein Gewinde verbunden ist, ist auch die Gasdüse 17 austauschbar.The gas nozzle 17 is fixed with a clamping ring 18 on the outer tube 4. The clamping ring 18 prevents slipping from the outer tube 4. Since the gas nozzle 17 is plugged and secured with the clamping ring 18, it is also interchangeable attached. In burner heads K, in which the gas nozzle 17 is connected to the outer tube 4 via a thread, and the gas nozzle 17 is replaceable.
An dem der Schweißstelle zugewandten Ende des Brennerkopfes 2 ist eine VorrichtungAt the welding point facing the end of the burner head 2 is a device
19 zwischen Stromdüse 13 und Gasdüse 17 angeordnet, vorzugsweise lösbar und auswechselbar, die in Form einer Platte, einer Scheibe, eines Blockes oder eine Kappe ausgebildet ist und die z.B. konische Form hat, so dass sie der Formgebung der Gasdüse 17 entspricht. Diese Vorrichtung 19 weist eine zentrische Bohrung 20, durch die der Elektrodendraht an die Schweißstelle S vorgeschoben wird, sowie konisch verlaufende, konzentrisch angeordnete Bohrungen 21 auf, die ihrerseits geradlinig oder gebogen verlaufen können und durch die das Schutzgas an die Schweißstelle herangeführt wird. Die Vorrichtung 19 ist eine Schutzvorrichtung, die verhindert, dass an der Schweißstelle entstehende Schweißspritzer oder Schweißperlen in die Düse eindringen und dort die Düsenkanäle 20, 21 verstopfen können.19 is arranged between the flow nozzle 13 and the gas nozzle 17, preferably releasably and exchangeably, which is designed in the form of a plate, a disk, a block or a cap and which comprises e.g. has conical shape so that it corresponds to the shape of the gas nozzle 17. This device 19 has a central bore 20, through which the electrode wire is advanced to the weld S, and conically extending, concentrically arranged holes 21, which in turn can be rectilinear or curved and through which the inert gas is introduced to the weld. The device 19 is a protective device which prevents welding spatters or welding beads produced at the welding point from penetrating into the nozzle and being able to block the nozzle channels 20, 21 there.
Die Schutzvorrichtung 19 wird aus einem Material hergestellt, das eine hohe Hitzebeständigkeit und Antihaftei genschaften hat, elektrisch nicht leitend ist und durch die beim Schweißen auftretenden Schweißperlen nicht bzw. möglichst wenig nachteilig beeinfl usst wird. Ein derartiges, geeignetes Material ist z.B. Bornitrid. Die Schutzvorrichtung 19 nach der Ausführungsform der Fig. 3, 3a hat rotationssymmetrische Gestalt in Form einer Platte oder Scheibe mit konischer Mantelfläche und besitzt symmetrisch angeordnete Bohrungen 21 für den Gasstrom sowie einen zentrischen FührungskanalThe protective device 19 is made of a material which has a high heat resistance and non-stick properties, is electrically non-conductive and is not adversely affected by the welding beads occurring during welding or as little as possible adversely. Such a suitable material is e.g. Boron nitride. The protective device 19 according to the embodiment of Fig. 3, 3a has rotationally symmetrical shape in the form of a plate or disc with conical surface and has symmetrically arranged holes 21 for the gas flow and a central guide channel
20 für den Elektrodendraht. Die Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine Stromdüse 13, die am vorderen Ende einen Gewindebolzen 22 aufweist, auf den eine Schutzkappe 23 aufgesetzt, z.B. aufgeschraubt, aufgesteckt oder dergl. ist. Sowohl Gewindebolzen als auch Schutzkappe haben eine zentrische Bohrung 3 zum Hindurchführen des Elektrodendrahtes. Die Schutzkappe 23 besteht aus hitzebeständigem und gegen Schweißperlen unempfindlichem Material, z. B. Bornitrid. In der Darstellung nach Fig. 5 ist die Schutzkappe 23 von der Stromdüse 13 getrennt dargestellt.20 for the electrode wire. 4 shows a section through a Stromdüse 13, which has a threaded bolt 22 at the front end, on which a protective cap 23 is placed, for example screwed, plugged or the like. Both threaded bolt and protective cap have a central bore 3 for passing the electrode wire. The cap 23 is made of heat-resistant and insensitive to welding beads material, eg. B. boron nitride. In the illustration according to FIG. 5, the protective cap 23 is shown separated from the current nozzle 13.
Anstelle einer derartigen Schutzkappe 23 in Schraub- oder Steckausführung kann die Stromdüse auch eine zumindest am Kopfteil aus einem der vorbeschriebenen Materialien oder vorzugsweise aus Aluminiumoxyd bestehende Beschichtung 24 aufweisen, die als kontinuierlicher Schutzüberzug ausgebildet ist. Eine derartige Anordnung mit Beschichtung am vorderen, konischen Ende und der vorderen Stirnfläche ist in Fig. 6 schematisch dargestellt.Instead of such a protective cap 23 in screwed or plug-in version, the current nozzle may also have an at least on the head part of one of the above-described materials or preferably of aluminum oxide existing coating 24, which is formed as a continuous protective coating. Such an arrangement with coating at the front, conical end and the front end face is shown schematically in Fig. 6.
Die Fig. 7 zeigt eine Gasdüse 17 mit einem Zusatzbauteil 25 in Form einer Schutzkappe bze. Schutzhülse 26 aus einem der vorgenannten Materialien, die von der Gasdüse 17 lösbar und aufsteckbar bzw. aufschraubbar im Innenraum 27 der Gasdüse 17 festlegbar ist.Fig. 7 shows a gas nozzle 17 with an additional component 25 in the form of a protective cap bze. Protective sleeve 26 made of one of the aforementioned materials, which is detachable from the gas nozzle 17 and attachable or screwed in the interior 27 of the gas nozzle 17 can be fixed.
Die Darstellung nach Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt durch eine Gasdüse 17, deren konische Außenfläche und zylindrische Innenfläche eine Beschichtung 28 aufweist, wobei der Innenraum 27 die Stromdüse 13 aufnimmt. Nach einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist die Stromdüse mit Aufsatz aus Aluminiumoxid hergestellt, der Aufsatz ist mit dem Düsenkörper formschlüssig verbunden, z.B. durch Steck- oder Schraubverbindung, während die Stromdüse nach Fig. 6 eine z. B. aus Aluminiumoxid bestehende Beschichtung 24 aufweist, die nach einem an sich bekannten Beschichtungsverfahren, z.B. Plasmaspritzen aufgebracht wird. In entsprechender Weise kann die Gasdüse nach Fig. 7 mit einem Aufsatz aus Aluminiumoxid in Vollmaterial hergestellt und der Aufsatz mit dem Gasdüsenkörper formschlüssig, z.B. durch Steck- oder Schraubverbindung gekoppelt sein, während die Gasdüse nach Fig. 8 z.B. mit Aluminiumoxid beschichtet ist, das nach einem Beschichtungsverfahren wie z.B. Plasmaspritzen aufgebracht wird.8 shows a longitudinal section through a gas nozzle 17, the conical outer surface and cylindrical inner surface having a coating 28, wherein the inner space 27 receives the Stromdüse 13. According to a particular embodiment of the invention, the Stromdüse is made with attachment of aluminum oxide, the attachment is positively connected to the nozzle body, for example by plug or screw, while the Stromdüse of FIG. B. consisting of alumina coating 24, which is applied by a known coating method, such as plasma spraying. In a corresponding manner, the gas nozzle according to FIG. 7 can be produced with an attachment of alumina in solid material and the attachment can be positively coupled with the gas nozzle body, for example by plug or screw connection, while the gas nozzle according to FIG. 8 is coated with alumina, for example a coating method such as plasma spraying is applied.
Die Darstellung nach Fig. 9 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 dadurch, dass bei letzterer die als plattenförmiger Einsatz ausgebildete Schutzvorrichtung 19 mit konischer Umfangsfläche durch den konischen Vorderteil des Außengehäuses des Brennerkopfes 2 festgelegt und positioniert ist, während im Falle der Ausführungsform der Fig. 9 die Schutzvorrichtung 19 auf die Außenseite des Gehäuses aufgesetzt ist und zusätzlich zu dem oberen, konischen Abschnitt einen einteilig damit verbundenen zylindrischen Abschnitt 29 aufweist, der in der zylindrischen Innenwand ein Gewinde aufweist, das auf dem Gewinde 30 des Brenneraußenrohres 31 festgeschraubt wird, so dass zum Wechseln der Schutzvorrichtung 19 im Falle der Darstellung nach Fig. 9 die gesamte Einheit 19, 29 ausgewechselt wird.The illustration according to FIG. 9 differs from that of FIG. 2 in that in the latter case the protective device 19 designed as a plate-shaped insert with a conical peripheral surface is fixed and positioned by the conical front part of the outer housing of the burner head 2, while in the case of the embodiment of FIG 9, the protective device 19 is placed on the outside of the housing and in addition to the upper, conical portion has a one-piece associated cylindrical portion 29 which has a thread in the cylindrical inner wall, which is screwed onto the thread 30 of the burner outer tube 31, so that for changing the protective device 19 in the case of the illustration of FIG. 9, the entire unit 19, 29 is replaced.
Die Figuren 10 und 11 zeigen jeweils eine Schutzvorrichtung 32 in perspektivischer Ansicht, in Fig. 10 von unten und in Fig. 11 von oben. Femer zeigt die Fig. 12 eine Schnittansicht der Schutzvorrichtung 32, die aus dem Scheiben- oder plattenförmigen Einsatz 32 mit zentrischer Bohrung 20 und konzentrischen Bohrungen 21 sowie einem zylindrischen Abschnitt 33 und einem konischen Abschnitt 34. Die Bohrungen 20 und 21 durchsetzen den Einsatz 32 durchgehend. Am austrittsseitigen Ende der Schutzvorrichtung 32 ist eine vorstehende Ringwand 35 ausgebildet, so dass am Auslassende 18 die Stirnfläche 36 vertieft angeordnet und kalottenförmig ausgebildet ist, wobei die an der tiefsten Stelle die zentrische Bohrung 20 für den Durchgang des Schweißdrahtes positioniert ist. Die konische Fläche 33 ist bei dieser Ausführung poliert ausgeführt. BezugszeichenlisteFIGS. 10 and 11 each show a protective device 32 in a perspective view, in FIG. 10 from below and in FIG. 11 from above. Furthermore, FIG. 12 shows a sectional view of the protective device 32, consisting of the disc or plate-shaped insert 32 with a central bore 20 and concentric bores 21 and a cylindrical section 33 and a conical section 34. The bores 20 and 21 pass through the insert 32 continuously , At the outlet end of the protective device 32, a protruding annular wall 35 is formed, so that at the outlet end 18, the end face 36 is recessed and formed dome-shaped, which is positioned at the lowest point, the central bore 20 for the passage of the welding wire. The conical surface 33 is executed polished in this embodiment. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Schutzgasschweißbrenner Brennerkopf Brenner-Innenrohr Brenner-Außenrohr Sitz für Gasdüsen-Mundstück Isolierungen zwischen Innenrohr 3 und Außenrohr 4 Düsenstock Hülse Düsenbohrungen Schraubansatz frontseitiger Innengewindeabschnitt Mantelbereich Stromdüse (Kontaktdüse) Stirnfläche Gasdüse Spannring Konus der Gasdüse zentrische Bohrungen konisch verlaufende Bohrung Gewindebolzen Schutzkappe - Stromdüse Beschichtung Stirn- und Innenfläche - Stromdüse Zusatzbauteil- Gasdüse Schutzkappe Innenraum Gasdüse Beschichtung - Gasdüse konischer AbschnittInert gas welding torch Burner core Burner inner tube Burner outer tube Seat for gas nozzle mouth Insulation between inner tube 3 and outer tube 4 Nozzle sleeve Sleeve Nozzle holes Screw attachment Front female thread section Sheath region Current nozzle (contact nozzle) End face Gas nozzle Clamping ring Tapered cone Centered holes Tapered bore Threaded bolt Protective cap - Current nozzle Coating Forehead and end cap Inner surface - Electric nozzle Additional component Gas nozzle Protective cap Interior Gas nozzle Coating - Gas nozzle conical section
Gewindethread
BrenneraußenrohrBurner outer tube
Schutzvorrichtung (Einsatz) zylindrischer Abschnitt konischer AbschnittProtective device (insert) cylindrical section conical section
Ringwandring wall
Stirnfläche (Kalottenform) End face (dome shape)
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