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Patent Searching and Data


Title:
WELDING TORCH AND STREAM NOZZLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/051242
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a stream nozzle (13) for an inert gas welding torch (B). The inventive nozzle is provided with a coating (S) that adheres to at least a part of the surface of said nozzle in a material fit and consists of silver, especially galvanically mounted contact silver.

Inventors:
HOFFMANN HANS (AT)
Application Number:
PCT/EP2001/000140
Publication Date:
July 19, 2001
Filing Date:
January 08, 2001
Export Citation:
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Assignee:
HOFFMANN HANS (AT)
International Classes:
B23K9/29; (IPC1-7): B23K9/29
Foreign References:
US3659076A1972-04-25
US4158763A1979-06-19
EP0544386A11993-06-02
US3755648A1973-08-28
Attorney, Agent or Firm:
Flosdorff, Jürgen (Alleestrasse 33 Garmisch-Partenkirchen, DE)
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Claims:
SCHWEISSBRENNER UND STROMDUSE PATENTANSPRÜCHE
1. Schweißbrenner (B) zum Schutzgasschweißen, mit einem innenliegenden Düsenstock (D), an dessen zum Schweißbereich weisenden Endabschnitt eine hohle Stromdüse (13) angebracht ist, wobei auf zumindest einem Teil der Oberflache der Stromdüse (13) eine metallische Antihaftund Reflexions Beschichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (S) Silber als Hauptbestandteil aufweist.
2. Schweißbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (S) aus galvanisch oder chemisch aufgebrachtem Kontaktsilber besteht.
3. Schweißbrenner nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Silberbzw. Kontaktsilberbeschichtung (S) eine im wesentlichen gleichbleibende Schichtdicke (X) zwischen 2 und 15 um. vorzugsweise zwischen 6 bis 10 um. aufweist.
4. Schweißbrenner nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (S) auf der an den Anbringungsbereich der Stromdüse (13) am Düsenstock (D) angrenzenden MantelflAche (11) und an der freien Stimftäche (14) der Stromdüse (13) vorgesehen ist.
5. Schweißbrenner nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (S) auf der gesamten Oberfläche der Stromduse (13) vorgesehen ist.
6. Schweißbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdüse (13) einen Schraubansatz (2) aufweist, dessen Außengewinde ebenfalls die Beschichtung (S) aufweist.
7. Schweißbrenner nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdüse (13) einen Steckansatz (2') aufweist, dessen Paßfläche (n) (15) ebenfalls die Beschichtung (S) aufweist.
8. Stromdüse (13) für einen SchutzgasSchweißbrenner (B), welche einen von einer Anbringungsseite zu einer Stirnfifiche (14) längsdurchgehenden Drahtdurchgangkanal (3) aufweist und auf zumindest einem Teil ihrer Oberfläche eine stoffschlüssig fest haftende metallische Beschichtung tragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (S) aus galvanisch oder chemisch aufgebrachtem Kontaktsilber besteht.
Description:
SCHWEISSBRENNER UND STROMDÜSE BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft einen Schweißbrenner gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Stromdüse gemäß Oberbegriff des Anspruchs 8.

Die Stromdüse, auch Kontaktdüse genannt, besteht ublicherweise aus Elektrolyt- Kupfer oder aus einer verschleißfesteren Kupfer-Chrom-Zirkonium-Legierung.

Daneben gibt es weitere Legierungsvarianten, z. B. mit Beryllium. Aufgabe der Stromdüse ist die Stromübertragung auf den und die Führung des Elektrodendrahtes. Fur gute Prozeßsicherheit ist ein optimaler Stromübergang vom Düsenstock zur Stromdüse notwendig. Außerdem muß die Stromduse Ober den Anbringungsbereich erhebliche Wärme Gbertragen. In der Praxis werden Stromdusen bisher in überwiegendem Maß ohne Oberflächenbehandlung, d. h. blank oder kupferblank, eingesetzt, wobei sie über eine Schraubverbindung oder eine Steckverbindung austauschbar am Düsenstock befestigt werden. Beim Schweißen auftretende Schweißperlen oder Schweißspritzer zeigen die unerwünschte Tendenz, auf der freiliegenden Oberfläche der Stromduse anzuhaften. Dies kann zu negativen Beeinflussungen der Strömungsverhäitnisse des Schutzgases führen, das außen entlang der Stromdüse zur Schweißstelle strömt. An der Stirnfläche und in der Nähe des Austritts des Elektrodendraht-Durchgangskanals haftende Schweißspritzer können durch Reibung an dem Elektrodendraht den Vorschub behindem. In der Praxis sind aus diesen Gründen Stromdusen bekannt, die zumindest auf ihrer MantelflAche und der Stirnfläche eine metallische Beschichtung in Form einer Verchromung oder VernicRelung tragen. Diese Beschichtung soll einer verbesserten Reflexion der Lichtbogenstrahlung (verringerte WArmeaufnahme) und auch dazu dienen, das Anhaften der Schweißspritzer zu verhindem (Antihaftwirkung). Durch Verchromen oder Vernickeln gebildete Beschichtungen sind nicht nur teuer, sondem sie erfüllen die an sie gestellten Erwartungen nicht in zufriedenstellendem Maß.

Dazu kommt, daß Stromübergangsprobleme dann auftreten, wenn die Beschichtung bis in den Anbringungsbereich der Stromduse reicht, vermutlich weil der Stromübergang abhängig von der Schichtdicke schwankt. Es ist deshalb erforderlich, beim Aufbringen der Beschichtung den für den Stromübergang vorgesehenen Anbringungsbereich abzudecken. Dies ist aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schweißbrenner der eingangs genannten Art sowie eine Stromdüse für einen solchen Schutzgas-Schweißbrenner anzugeben, die kostengünstig eine optimale Antihaft-und Reflexionswirkung erzielen lassen. Teil der Aufgabe soll sein, daß die metallische Beschichtung keinen negativen Einfluß auf den Stromübergang nimmt, sondern gegebenenfalls sogar den Stromübergang verbessert.

Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 8 gelost.

Überraschend führt eine Silberbeschichtung zu hervorragenden Antihaft-und Reflexionswirkungen. Selbst wenn sich die Silberbeschichtung bis in den Anbringungsbereich erstrecken sollte, hat sie keinen negativen Einfluß auf den Stromübergang, sondem verbessert sie sogar den Stromübergang. Die W§rmeübertragungsfähigkeit einer Silberbeschichtung ist ohnedies optimal. Das Aufbringen der Silberbeschichtung läßt sich kostengünstig durchführen, insbesondere in einer Massenproduktion. Da die Silberbeschichtung keinen negativen Einfluß auf den Stromübergang hat, sondern diesen sogar verbessert, braucht beim Aufbringen der Beschichtung keine Abdeckung von für den Stromübergang wichtigen Oberflächenbereichen erfolgen. Dies vereinfacht die Beschichtung der Stromdüse.

Zweckmäßig besteht die Beschichtung aus galvanisch oder chemisch aufgebrachtem Kontaktsilber. Kontaktsilber täßt sich mit apparativ geringem Aufwand, mit gewünschter Schichtdicke und guter Haftung zum Material der Kontaktdüse aufbringen.

Die Beschichtung sollte eine im wesentlichen gteichmaßige Schichtdicke haben, vorzugsweise zwischen etwa 6 bis 10 zm.

Dabei sollte die Silberbeschichtung zumindest an der Mantelfläche und der freien Stimfläche der Stromdüse gleichmäßig vorhanden sein.

Besonders zweckmäßig ist es, jedoch die gesamten Oberflhchen der Stromdüsen mit der Silberbeschichtung zu versehen. Dies vereinfacht das Vorgehen beim galvanischen oder chemischen Beschichten der Stromduse erheblich. Die auch im Anbringungsbereich oder Kontaktbereich mit dem Düsenstock bzw.

Brennerinnenrohr vorhandene Silberbeschichtung führt zu einem optimalen Strom- und Wärmeübergang und leistet einen wichtigen Beitrag zur Prozeßsicherheit.

Bei einer Stromdüse mit einem Schraubansatz zum Herstellen einer Schraubverbindung mit dem Düsenstock bzw. dem Brennerinnenrohr ist auch das Außengewinde des Schraubansatzes mit der Silberbeschichtung bedeckt.

Eine Stromdüse mit einem Steckansatz zum Herstellen einer Steckverbindung mit dem Düsenstock bzw. dem Brennerinnenrohr ist auch auf den Paßflächen des Steckansatzes mit der Silberbeschichtung bedeckt.

Andere Metall-Spritzverfahren sind natürlich zum Aufbringen der Silberbeschichtung auch praktikabel.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beschrieben, wobei darauf hingewiesen wird, daß die zwei gezeigten Ausführungsformen nur eine nicht beschrtnkende Auswahl aus weiteren Ausführungsformen darstellen sollen. Es zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt eines Brennerkopfes mit einer Ausführungsform einer Stromdüse, und Fig. 2 einen Längsschnitt eines Teil eines Brennerkopfes mit einer anderen Ausführungsform einer Stromdüse.

In einem Brennerkopf K eines Schutzgas-Schweißbrenners B in Fig. 1 weist ein Brenner-Innenrohr 1 an seinem freiliegenden Ende ein Außengewinde auf, auf welches bei der gezeigten Ausführungsform ein Düsenstock D lösbar angebracht ist.

An einem Brenner-Außenrohr 4 ist ein Sitz 5 für ein Gasdüsen-Mundstück 6 vorgesehen. Zwischen dem Innenrohr 1 und dem Außenrohr 4 sind Isolierungen 7 angebracht, zumeist aus nichtmetallischem Material.

Der Düsenstock D ist als Hülse 8 mit Düsenbohrungen 9 und einem frontseitigen Innengewindeabschnitt 10 zum Einschrauben einer Stromdüse 13 ausgestattet. Die Stromdüse 13, die beispielsweise aus Elektrolyt-Kupfer oder aus einer Kupfer/Chrom/Zirkonium-Legierung besteht, ist mit einem Schraubansatz 2 in das Innengewinde 10 eingeschraubt und somit austauschbar befestigt. Durch die Stromdüse 13 verläuft ein Elektrodendraht Zuführkanal 3, der an einer freien Stirnfiache 14 mündet, wobei die Stimfläche 14 gegebenenfalls geringfügig gegenüber dem Ende des Mundstückes 6 zurückgesetzt ist. Zwischen dem Anbringungsbereich der Stromdüse 13 am Düsenstock D und der Stimfläche 14 liegt ein äußerer Mantelbereich 11 vor.

Zumindest auf dem Mantelbereich 11 und der Stimfläche 14 ist eine Beschichtung S aus Silber vollflächig und stoffschlüssig haftend aufgebracht. Zweckmäßigerweise handelt es sich dabei um galvanisch aufgebrachtes Kontaktsilber. Die Beschichtung S kann sich jedoch auch bis auf den Schraubansatz 2 und sogar in den Durchgangskanal 3 erstrecken.

In Fig. 2 ist bei einer weiteren Ausführungsform der Stromduse 13 eine Steckverbindung vorgesehen. Die Stromdüse 13 besitzt einen Steckansatz 2'mit Paßflächen 15, die zu entsprechenden Paßflächen 10'des Düsenstocks D passen.

Bei beiden Ausführungsformen ist die Anbringung der Stromduse 13 am Düsenstock D gezeigt. Es ist denkbar, die Stromdüse 13 auch direkt am entsprechend modifizierten Brennerinnenrohr 1 anzubringen.

In Fig. 2 ist die Beschichtung S aus Silber, vorzugsweise aus galvanisch aufgebrachtem Kontaktsilber, so ausgebildet, daß sie die gesamte Oberfläche der Stromdüse 13 bedeckt, d. h. die Stirnflache 14, die Manteffläche 11, die Paßflächen 15. Die Schichtdicke X der Beschichtung S liegt zweckmäßigerweise zwischen 2 und 15 ; im, vorzugsweise zwischen etwa 6 bis 10 Zm.

Zum Aufbringen der Silberbeschichtung werden mehrere Stromdüsen 13 in blankem Zustand, gegebenenfalls nach üblichen Vorreinigungsprozessen, in ein galvanisches Bad eingelegt, bis die Silber-Beschichtung S mit der gewünschten Schichtdicke aufgebracht ist.

Um die Antihaftwirkung der Silberbeschichtung S zumindest temporär noch zu verbessern, besteht die Möglichkeit, ein Trennmitte ! aufzusprühen, zumeist eine ölige Substanz, die Zusätze enthält, mit denen die Oberfläche der Silberbeschichtung S passiviert wird, so daß sich die Antihaftwirkung verstärkt.

Die bis in den Anbringungsbereich der Stromdüse 13 am Düsenstock D bzw. dem Brennerinnenrohr 1 reichende und auch in diesem Bereich vollflächige Silber- Beschichtung verbessert den Stromübergang auf optimale Weise.