DE1965545A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Plasmaschweissen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Plasmaschweissen.

Das Plasmaschweissverfahren ist bekanntlich ein Verfahren zum elektrischen Lichtbogenschweissen in einem Schutzgas, bei dem zwischen einer nichtabschmelzenden Elektrode, die z.B. aus einem hochschmelzenden Metall, insbesondere Wolfram, besteht, und einem Werkstück! ein Lichtbogen aufrechterhalten wird, dessen Plasma durch eine Düse hindurchgeführt wird.

Auf diese Weise wird ein stark kontrahierter Lichtbogen mit etwa zylindrischem Querschnitt gebildet, dessen Temperatur erheblich nöher als die des mehr oder weniger kegelig gestalteten Lichtbogen« ist, der durch das ältere unter der Bezeichnung "Argonaro" be-

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kannte Verfahren, bei dem eine derartige Düse nicht verwendet wird, erhalten wird.

Das Plasmaschweissen und die dabei zu verwendende Apparatur wurden u.a. in dem Buch "Plasma Arc Metal-Working Processes" von Robert L. O'Brien beschrieben, das von der American Welding Societyhe rau3gegeben wurde.

Bei dem bekannten Plasmaschweissverfahren wird das abzuschmelzende Material in Form eines nichtstromführenden Drahtes, der als Zusatzdraht bezeichnet wird, seitlich in das Lichtbogenplasma eingeführt.

Dieses Schweissverfahren hat bestimmte Vorteile, u.a.,

dass der Einbrand des Werkstückes bei gutem Anfliessen des Metalls auf ein Mindestmass beschränkt werden kann und das Spritzen geschmolzenen Metalls nur in sehr geringem Masse auftritt.

Dem bekannten Plasmaschweissverfahren haften jedoch auch bestimmte Nachteile an.

Ein Nachteil besteht darin, dass durch die seitliche Einführung des Zusatzdrahtes Wirbel in dem Schutzgas auftreten, wodurch darin Luft aufgesaugt wird. Dies beeinträchtigt einen effektiven Gasschutz.

Ein weiterer Nachteil ist der, dass beim seitlichen Einführen der Zusatzdraht nur über eine Länge etwa gleich dem halben Durchmesser des Plasmalichtbogens der Energie des Lichtbogens auege-Bf.-tzt wird. Die Eiriführungsgeschwindigkeit des Zusatzdrahtes wird dadurch herabgesetzt.

Die Erfindung bezweckt, ein Plasmaschweissverfahren zu

das
schaffen, diese Nachteile nicht aufweist.

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Die Srfindung bezieht sich auf ein Plasmaschweissverfahren, bei dem in einen Schutzgas ein Lichtbogen zwischen einer nichtabschmelzenden Elektrode und einem Werkstück aufrechterhalten \^ird und der Piasinalichtbogen cmrch eine zwischen der Elektrode und dem Werkstück angeordnete Düse kontrahiert und ein Draht zum Zuführen von Schweissnaterial (der Zusfttzdraht) in Lichtbogenplasma zum Schmelzen gebracht v.irii, dadurcr gekennzeichnet, dass der Zusatzdraht axial in "den Plasraalichtbogen eingeführt wird.

Durch die axiale Einführung ist der Draht im Vergleich zu f der seitlichen Einführung über einen grösseren Teil seiner Länge mit ierc. Plasmalichtbap;en in Kontakt. Dadurch kann unter Beibehaltung der günstigen Eigenschaften! und zwar ein geringer Einbrand des Werkstückes und ein gutes Ar:-f lie ssen der Schweisse, schneller Ketall zugeführt und ab,-;eschmolzen und sonit schneller geschweisst werden. Gaswirbel, die beim seitlichen Einführen des Zusatzdrahtes im Schutzgas auftreten und die den Gasschutz der Schweisse beeinträchtigen, werden bei dem Verfahren nach der Erfindung vermieden.

Unter "Plasmaschweissen" ist hier auch das Abschmelzen vor⁵ Material in eiae Pona zu verstehen.

Nach -iiner Ausführungsform der Erfindung· wirä die axiale Einführ-ung -;es Zaf-atzdrahtes dadurch ersielt, dass eine rohrförnige Elektrode arigew--rs*it ηηί der Draht ^ektrisoh isoliert aurch "Ii öse Elektrode eingeführt ;:ird (Pig. 1).

1b;fJi einer anderen Attrrffihrunge^orm do*- Erfindung wird die !elektrode ausf;er;-'ilb 'ier Mittellinie Of r Düse angeordnet. Dabei wird der Plasmalioht« v^eri in dem Raum zwischen der Slektcpqde und der Dür;e ir. Ri'uitung auf »iif;Kf I-Uttelldnie »bgeljogen. Der. Zusat-zdraht kann nun

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frei längs der Elektrode und durch die Düse axial in das Lichtbogenplasma eingeführt werden (Fig. 2).

Beim Durchführen des Verfahrens kann, wie dies beim Plasmaschweissen üblich ist, zum Erhalten eines ausreichenden Schutzes des geschmolzenen Metalls rings um die Düse ein Gas eingeführt werden, dessen Zusammensetzung von der des Plasmagases verschieden sein kann. Ausserdem fördert eine derartige Gasströmung die durch Anwendung der Düse erhaltene Lichtbogenkonzentration.

Zum erhöhen der Abschmelzgeschwindigkeit des Schweissmaterials können nehrere Elektroden in der Düse angeordnet werden und können durch gesonderte Plasmaöffnungen gleichzeitig mehrere Lichtbogen aufrechterhalten werden, während in das Plasma jedes dieser Lichtbogen ein Draht aus Schweissrnaterial axial eingeführt und abgeschmolzen werden kann. Diese ^assnahme ist besonders vorteilhaft beim Aufbringen von IJeberzügen und beim Abschmelzen von Material in eine Form.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Torrichtung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens zum Plasmaschweissen mit einer nichtabschmelzenden Elektrode und einer Plasmadüse, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellinie der Elektrode mit der Mittellinie der Düse zusammenfällt, dass die Elektrode mit einer axialen Bohrung mit einem elektrisch isolierenden Innenbelag versehen ist, und dass Kittel zum Einführen eines Susatzdrahtes durch diese Bohrung vorgesehen sind.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindurigsgemästsen Verfahrens zum Plasmaschweissen mit einer nichtabschmelzenden Elektrode und ^iner Plasmadüse, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode ausserhalb der Mittellinie der Pias-

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naöffnung der Düse angeordnet ist und das Mittel vorgesehen sind, mit deren Hilfe ein Zusatzdraht frei längs der Elektrode durch die Mitte der Oeffnung der Düse eingeführt werden kann.

Die axiale Einführung des Zusatzdrahtes hat den grcssen Vorteil, dass die Vorrichtungen gedrängter als bei der seitlichen Einführung aufgebaut werden können.

Bei den Plasmaschweissvorrichtungen nach der Erfindung können die Elektrode unr. die Plasmadüse mit an sich bekannten Mitteln, z.B. Wasserkühlung, verseilen sein. Auch können bekanntlich in der Düse ä gesonderte Oeffnungen seitlich der Plasmaöf fnung ar-ge br acht sein. Die ■-iuerrichnittsform des Plasrcalichtbogens kann dann durch aus diesen Oeff- ::ungen ausströmendes Plasnagas beeinfltisst werden. Die Gestalt des Plasnilichfbogens kann auch durch die Form der Plasmaöffnung beeinflusst werden. Ferner kann, wie bereits bekannt ist, die Düse noch von einer zusätzlichen Zuführleitung für Gas zum Schützen der Schweisse umgeben sein.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung, bei der die Elektrode ausHerhalb der Mittellinie der Plasmaöffnung angeordnet ist, kann es wichtig sein, dass Mittel zum Einstellen des Abstandes zwischen der Elektrode und der Plasriaöf fnung der Düse vorhanden sind, "Bei den üblichen Durchmessern der Elektrode, der Düse und des Zusatzdrahtes int eine Einstellbarkeit über Abstände von einigen Millimetern ausreichend .

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Elektroden zum Erhalten einer befriedigenden Kühlung aus eine'm -gut wärmeleitenden Metall, z.B. Kupfer, und wird das vom Lichtbogen zu belastende Ende aus einem hochschmel/.enden Metall hergestellt,

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Der gut wärmeleitende Teil der Elektrode, der auch als Elektrodenhalter bezeichnet werden könnte, kann ferner mit Mitteln zur Wasserkühlung

versehen sein.

Der die eigentliche Elektrode bildende hochschmelzende

Teil kann bei den oben beschriebenen Vorrichtungen die Form eines Rohren bzw, eines Stiftes aufweisen und gut leitend mit dem Halter verbunden werden. Ein ausreichender elektrischer und thermischer Kontakt zwischen den Teilen kann ausser durch Schweissen oder Löten auch durch eine

Schrauben- oder Klemmenverbindung hergestellt werden.

Die Düse kann, wie üblich, mit Mitteln zur Wasserkühlung versehen sein. Die Plasmaöffnung in der Düse hat im allgemeinen die Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 0,5 - 1 cm und einer Höhe von etwa 0,5 cm. Im Betrieb ist die kleine Wandoberfläche dieser Oeffnung intensiv der Wärme des Lichtbogenplasmas ausgesetzt, so dass trotz der Anwendung von Kühlung Beschädigung auftreten kann. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Plasmaöffnung und gegebenenfalls weitere Gasdurchlassöffnungen in einem gesonderten Nippel angebracht werden, der in der Düse z.B. mittels einer Schraubenverbindung befestigt ist.

Die Vorrichtungen nach der Erfindung können zum Erhöhen der Abschnelzkapazität von Schweissmaterial mit mehreren Elektroden versehen St^jin, die gesonderten Plasma??ffnungen in der· Düse entsprechen.

Bei den Ausführungsformen der Vorrichtung, bei denen eine rohrförmige Elektrode oder ein rohrförmiger Elektrodenhalter verwendet wird, sind diese Teile mit einem elektrisch isolierenden Innenbelag aus hochschmelzendera Material versehen, das eine hohe BestSndigkeit gegen Temperaturänderungen hat. Zu diesem Zweck eignen sich besonders

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gut ^uarz und Aluminiumoxyä.

Der Lichtbogen kann mit Hilfe einer Hochfrequenzfunkenentladung zwischen der Elektrode und dem Werkstück oder durch eine Hilfsentladung zwischen der Elektrode und der Innenseite der Düse ge~ zündet werden.

Der Lichtbogen wird in einem nichtoxydierenden Gas aufrechterhalten. In eier Praxis werden zu diesem Zweck mit Rücksicht auf die Oxydierbarkeit der hochschmelzenden Metalle, aus denen die Elektroden bestehen, inerte Gase, wie Argon und Helium, oder Gemische diesar Gase verwendet.

In der Wahl des Gases zum Schützen der Schweissstelle ist man weniger beschi'änkt. In Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Werkstücke eignen sich zu diesem Zweck neber, den Edelgasen auch andere beim Schweissen ir. Schutzgas verwendete Gase, z.B. CO , und Gasgemische, z.B. 95 »,a A + 5 % O₂, 90 ^ A + 10 i» He, 80 ^c/o A + 5 1> O₃ + 15 % CO₃ und 89 A + 6 ^c,< > GO₂ + 5 '.-. O₂.

Di& Erfindung wird nachstehend an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, in der im Querschnitt schematisch zwei Vorrichtungen zum Flasmapc.-iwc-issen nach der Erfindung dargestellt sind.

In Fi ,. 1 bezeichnet 1 eine nichtabschmelzende rohrf^'rnige Elektrode, "ie nit einem elektrisch isolierenden Innenbelag 2 aus iuarz versehen ist. Durch diese Elektrode kann ein Zusatzdraht 3 hindurchgeführt wenden.

I)io Elektrode 1 ist mit Hilfe des Isolierstückes 4 in der Düse 5 rentiert, hie Üuse ist mit einem Hohlraum 6 zur Wasserkühlung und einer Zufuhr 7 und ^iner Abfuhr 8 für Kühlwasser versehen. Ferner Ij;t an dur Liüfie ^rj einn Zufuhr ') i'ur dar» PlaRnagas befestigt.

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Die Düse ist ferner von einem zylindrischen Rohr 10 mit einer Zufuhr 11 für Schutzgas umgeben. Das Ganze ist über dem Werkstück

12 angeordnet und kann über die zu schweissende Oberfläche bewegt werden. Das Werkstück 12 und die Elektrode 1 sind mit der Stromquelle

13 verbunden. Dabei wird die Elektrode vorzugsweise an die negative Klemme angeschlossen.

Mit Hilfe einer Hochfrequenzentladung kann zwischen der Elektrode 1 und dem Werkstück 12 eine Lichtbogenentladung eingeleitet werden, die von der Stromquelle I3 aufrechterhalten wird.

Das Lichtbogenplasraa I4 wird durch die Oeffnung 15 zu

einer etwa zylindrischen Form kontrahiert. Der Zusatzdraht 3 wird über einen verhältnismässig grossen Teil seiner Länge dem Lichtbogen ausgesetzt. Mit 16 ist in der Figur ein am Ende des Zusatzdrahtes 3 gebildete geschmolzene Schweissmaterialtropfen bezeichnet, während die erhaltene Schweisse mit 17 bezeichnet ist.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform einer Plasmaschweissvorrichtung nach der Erfindung, die sich von der nach Fig. 1 nur darin unterscheidet, dass die Elektrode eine abweichende Form hat.

Biese Elektrode ist aus einem rohrförmigen Kupferhalter 1B mit einem isolierenden Innenbelag 19 aus Aluminiumoxyd aufgebaut. An diesem Halter ist ein Elektrodenstift 20 aus Wolfram befestigt.

Die übrigen Teile der Anordnung, die denen der Anordnung der Fig. 1 völlig entsprechen, sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Der zwischen dem Elektrodenstift 20 und dem Werkstück 12 aufrechterhaltene Lichtbogen besteht aus einem kegeligen Teil 21, der in einen zylindrischen Teil 22 übergeht. Der Zusatzdraht ? kann in

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diesem Falle frei längs des Elektrodenstifts 20 axial in das Lichtbogenplasma eingeführt werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Ergebnisse einiger durchgeführten Schweissungen näher erläutert.

In allen Fällen hatte die Plasmaöffnung in der Düse die Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 7 ^mm und einer Hb'he von 5 mm. Die Ausstrb*mungso*ffnung der Umhüllung für die Schutzgaszufuhr hatte einen Durchmesser von 50 mm. Die Elektrode war stets mit der negativen Klemme einer Gleichstromquelle verbunden. Insofern der ™

Schweissvorgang mit einer Vorrichtung nach Fig. 2 durchgeführt wurde, betrug dabei der Abstand zwischen der Mittellinie der Elektrode und der Mittellinie der Düse 5 mm.

Die übrigen Bedingungej^fund Daten sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.

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	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Fig. 1	Beispiel 4	Beispiel 5
Werks tuckzu sammen- setzung	St. 37	St. 37	St. 37	, V 60e	18 Gr 8 Ni 74 Pe	Wolfram
Werkstückdicke in mm	13	10	4	Λ-ö XTJ1LIX1SAXl U ■ 1,6 Mn 0,8 Si 2,6 GaCO 0,1 CaP2 Rest Pe	2	1,5
Vorriehtung	Fig. 2	Pig. 2	1,6	Pig. 2	Fig. 2
Sehveissform	Auftrags- » schweissuns	V 60"	A	ununterbrochenes I	Auftrags-
!Drahtzusammensetzung	1,6 Kn 0,8 Si Rest Pe	1,6 Mn 0,8 Si Rest Pe	6	18 Cr 8 Ni 74 Pe	Molybdän
Draht durchmesser in min	0,9	0,9	CO2	0,8	0,5
Plasmagas	A	A	25	A	A
Plasmazufuhr in l/mm	ί	6	190	6	6
Sohutzgae	' 89 A eSCOg 50g	S?l 6CO2 50g		9OA 10Hg	He
Zufuhr in 1/ain.	50 ·	30	1	30	30
Sohwelsatroa in A.	200	200	20	110	170
Sohweieepannung In 7	27	25	30	23	25
Anzahl Sehweiss- gSnge	1	3	0,5	1	1
Sohweis&gescnwindigkeit in ca/min.	25	20	30	20
Abs chnel'z geschwindig keit des Schweiss- drahts in g/min.	38	21	16	11,5
Einbrand in mm.	0,1	0,5	1	0,1

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Na ok ien oben angefüjincteii Beispielen wurde stets eine

befriedigende Ihirahsckweissung mad ein sauberes Aussehen der Schweisse erhalten. " '

Zur Illustrierung dear mach der Erfindung erzielten Verbesserung sei noch erwähnt, dass "bei seitlicher Einführung des Draht-es

in das Lichtbogenplasina unter iiforigeQs gleichen Bedingungen wie nach den Beispielen 1 und 5 die Abschmelzgesdhwindigkeit des Metalls 12 bzw. 7 G/min- betrug·. Baraas ist ersielrftlicii, dass nach der Erfindung in den erwähnten Fallen die pro Minute abgesehmolzene Metallmenge mehr

als 200 /i bzw. etwa 65 /i grosser war·. ™

Die Erfindung kann auch angewandt werden, wenn Gusstücke dadurch hergestellt werden, dass das in Form eines Drahtes dem Lichtbogen zugeführte Material in eine üfema angeschmolzen·.wird.

Zu diesem Zweck wird z.B., wie in Fig. 3 schematisch im (■tUerschnitt dargestellt ist, eine wassergekühlte zylindrische Form 2J a-as Kupfer mit einem Innendurchmesser vaii 9 ^ra^i und einer Höhe von 15. Tim in einer Entfernung von 10 mim unter der Düse 24 einer Vorrichtung nach Fig. 2 angeordnet.

Zwischen der Volfrapslektrode 25 und der zylindrischen Forsa 2$ wird in ei.ner ArgonstrSraiaiig "yen 6 l/min ein Lichtbogen 26 aufrechterhalten, während Helium mit- einer Zufuhrgeschwindigkeit von 50 i/nin als weiteres Schutzgas rings um den Lichtbogen geführt wird (in der Figur nicbt dargestellt). Ein Wolframdraht 27 mit einer Dicke von 1 van wird.axial in das LichttoogeELplasiaa eingeführt.

Bei einem Strom von 1"jf5 A- ^nd einer Lichtbogenspannung von 55 V wurden Jü g Wolfram Ρ*"β Anrate in der zylindrischen Form 23 a bge schmolz en» wodurch ein homogenes, 'äicktes und oxydfreies Wolfram-

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gusstück erhalten wurde.

Bei den obenbeschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung ist ein nichtstromführender Zusatzdraht verwendet. In diesen Fällen wird der Zusatzdraht durch den Plasmalichtbogen hindurchgeführt, der zwischen der nichtabschmelzenden Elektrode und dem Werkstück aufrechterhalten wird. Die zum Abschmelzen des Zusatzdrahtes erforderliche Energie wird völlig von diesem Lichtbogen geliefert.

Ss wurde nun gefunden, dass bei einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, bei der ein stromführender Zusatzdraht angewandt wird, noch bestimmte Vorteile erhalten werden. Zu diesem Zweck wird der Zusatzdraht auch mit einer Stromquelle verbunden. Diese Stromquelle kann eine gesonderte Stromquelle sein. Auch kann der Zusatzdraht mit der Stromquelle verbunden werden, von der der Lichtbogen zwischen der nichtabschmelzenden Elektrode und dem Werkstück aufrechterhalten wird. In diesem Fa.lle soll zur Begrenzung des Stromes in den Kreis ein Widerstand aufgenommen werden. Der Zusatzdraht und die nichtabsclmelzende Elektrode sollen derart angeschlossen v/erden, dass der elektrische Strom durch diese beiden Teile in der gleichen Richtung fIi esst. Jedoch ist die Isolierung des Schweissdrahtes nicht immer erforderlich.

Es stellt sich heraus, dass sich der Lichtbogen bei der Ausführungsform mit einem stromführenden Zusatzdraht noch stärker als bei der Ausführungsform mit einen nichtstromführenden Zusatzdraht rings um den Zusatzdraht konzentriert, oder in anderen Worten: Es tritt eine zusätzliche Kontraktion des Lichtbogenplasmas auf, Der Zusatzdraht liegt dadurch stets in der Achse des Lichtbogens. Dadurch ist bei dem

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Verfahren, bei dem ein stromführender Zusatzdraht verwendet wird, die Wärmeübertragung von dem Lichtbogen auf den Zusatzdraht noch besser als bei dem Verfahren, bei dem ein nichtstromführender Zusatzdraht verwendet wird.

Das Verfahren mit einem stromführenden Zusatzdraht kann z.B. mit den in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigten Vorrichtungen durchgeführt werden, wobei dann Mittel vorhanden sein müssen, mit deren Hilfe dem Zusatzdraht Strom zugeführt werden kann.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 2 kann diese Stromzufuhr derart bewirkt werden, dass in dem Raum zwischen dem Zusatzdraht 3 und dem isolierenden Innenbelag 19 ein rohrförmiges Kontaktglied angeordnet wird, das über einen Widerstand mit der Stromquelle 13 "verbunden wird.

Schweissversuche, bei denen flache Auftragsschweissungen angebracht wurden, haben nachgewiesen, dass bei dem Verfahren mit einem stromführenden Zusatzdraht die Einbrenntiefe der Schweisse in das Werkstück und die Breite der Schweisse im wesentlichen durch die Stromstärke des zwischen der nichtabschmelzenden Elektrode und dem Weckstück aufrechterhaltenen Lichtbogens bestimmt wird. Bei grb'sserer i Stromstärke nimmt die Breite der Schweisse verhältnismässig stärker alfj die Einbrenntiefe au. Der Strom durch den Zusatzdraht beeinflusst insbesondere difi Abschmelzgeschwindigkeit. Bei erhöhung des Stromes durch den Zusatzdraht wird, bei konstant gehaltenem Strom durch die nichtabnchmelzende Elektrode, eine schmälere und höhere Raupe erhalten. Bei Erhöhung durch die nichtabschmelzende Elektrode wird, bei konstant gehaltenem Strom durch den Zusatzdraht, eine breitere und niedrigere Raupe erhalten. Der Strom durch den Zusatzdraht beeinflusst auch die

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Einbrenntiefe, insbesondere in der Mitte der Schweisse; bei grosserem Strom nimmt diese Einbrenntiefe zu. Der Querschnitt einer flachen Auftragsschweissung weist im allgemeinen in der Mitte einen grosseren Einbrand als an den Rändern auf. Die Einbrenntiefe im Werkstück und die Abschmelzgeschwindigkeit sind aber gegenseitig in geringerem Masse abhängig als beim üblichen Metall—Inert—Schweissen (MIG-Schweissen).

Das vorliegende Verfahren hat viele Anwendungsaioglich— keiten. So wurden z.B. Schweissverbindungen zwischen Platten aus Fluss'tahl hergestellt. Es wurden Platten nit einer Dicke von 10 übh und auch Platten mit einer Dicke von 2 nun miteinander verschweisst. Im ernsteren Falle wurden die Platten zu einer V-Naht von 60° vorbearbeitet. Es wurde mit einer Vurzelöffnung von 1 mm geschweisst» Der Schwe iss Vorgang wurde mit einer Vorrichtung nach Fig. 2 durchgeführt, Als Zusatzdraht wurde ein Eisendraht mit einem Durchmesser von 0,9 ^min verwendet, der 1,6 Gew. fo Mangan und 0,8 Gew. ^cfo Silizium enthielt. Die Stromstarke ira Zusatzdraht war 100 A und die Stromstärke in der niehtabschraelzendee (Wolfram) Elektrode war 195 A. Die Spannung zwischen dem Zusatzdraht und dem Werkstück war 20 V und die Spannung zwischen der nichtafeschmelzenden Elektrode und dem Werkstück 29 V. Der Zusatzdraht und die nicfotabschmelzende Elektrode waren mit der negativen Klemme und das WerkstHek war mit der positiven Klemme der Stromquelle verbunden. Als Plasmagas wurde Argon in einer Menge von 5 l/min und als weiteres Schutzgas wurde ein Gemisch aus 80 Vol. °/ί A, 20 Vol. $> GO in einer Menge von )S l/min verwendet. Die Plasmacffnung hatte einen Durchmesser von "J nun und die Schweissgeschwindigkeit betrug 20 cm/min; die Abschmelz^eschwindigkeit betrug 78 g/min. Die V-Naht wurde in einem einzigen Setiweissgang ausgefüllt. Die Durchschweissung war befriedigendj die Durchraischung mit

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Λ Π P ^Γ" ^r /. Γ" I 3bOO4J dem Plattenmaterial war gering.

Die Platten mit einer Dicke von 2 mm wurden unter praktisch den gleichen "Bedingungen miteinander verbunden. Die Schweissgesehvindigkeit hetx'ug in diesem Falle 153 cm/min. Es wurde in einer I-Naht mit einer Wurzelöffnung von 1,5 mm gesohweisst. Die Durch- ' mischung der Schweisse mit dem Werkstück war auch in diesem Falle gering; etwa 14 ;-ä ser Gesamtschweisse rührte von derc V/erkstück her.

Beiaj Scnweissen wurde Spritzen völlig vermieden.

KetalIe mit einem hohen Schmelzpunkt, wie Molybdän und Wolfram, können „-rleichfalls durch dieses Verfahren geschweisst werden.

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BAO OBIQtNAi.

Claims (3)

1. Verfahren zum Flasmaschweissen, bei dem in einem Schutzgas ein Lichtbogen zwischen einer nichtabschmelzenden Elektrode und einem Verkstück aufrechterhalten und der Plasmalichtbogen durch eine Düse kontrahiert wird, während ein Zusatzdraht im Lichtbogenplasma zum Schmelzen gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzdraht axial in den Plasmalichtbogen eingeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzdraht durch eine auf der Innenseite elektrisch isolierte rchrfcrmige Elektrode eingeführt wird,
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode ausserhalb der Mittellinie der Plasmaöffnung der Düse angeordnet ist und der Zusatzdraht frei längs der Elektrode durch die Mitte der Plasmaöffnung axial in den Plasmaliohtbogen.·. eingeführt wird.

   4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Elektroden in der Düse angeordnet v/erden, dass durch gesonderte Plasmaöffnungen mehrere Lichtbogen aufrechterhalten werden und dass in das Plasma jedes dieser Lichtbogen ein Drg.ht aus Schweisswaterial axial eingeführt und abgeschmolzen wird.

   5. Verfahren nach einem ode·" mehereren der %'orangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzdraht Ftromführend ist und .iasn auch zwischen dem Zusatzdraht und dem Werkstück ein Lichtbogen aufrechterhalten wird,

   6. Vorrichtung zum Plasmaschweissen mit einer nichtabschmelzenden Elektrode und einer Düse für den FIpsnalichtbogen zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine rohrförmige Elektrode in

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   der Mittellinie der Plasmaöffnung der Düse angeordnet ist und dass diese Elektrode mit einer axialen Bohrung mit einem elektrisch isolierenden Innenbelag und mit Mitteln zum Einführen eines Zusatzdrahtes durch diese Bohrung und durch die Mitte der Plasmaöffnung der Düse versehen ist.

   7. Torrichtung zum Plasmaschweissen mit einer nichtabschmel·* zenden Elektrode und einer Plasmadüse gum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode ausserhalb der Mittellinie der Plasmaöffnung der Düse angeordnet ist und dass Mittel vorhanden sind, mit deren Hilfe Λ ein Zusatzdraht frei längs der Elektrode durch die Mitte der Plasinaöf'fnung eingeführt werden kann.

   8. Vorrichtung zum Plasmaschweissen mit einer nichtabschmelzenden Elektrode und einer Plasmadüse zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5>-dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Aufrechterhalten eines Lichtbogens zwischen dem Zusatzdraht und dem Werkstück vorgesehen sind.

   ^r), Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8,

   dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Einstellen des Abstandes zwischen der Elektrode und der Plasmaöffnung in der Düse vorhanden sind.

   10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis

   9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode au3 einem Teil aus einem gut wärmeleitenden Metall und einem vom Lichtbogen zu belastenden Ende aus einem hochschmelzenden Metall besteht.

   11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis

   10, dadurch gekennzeichnet, dass der hochschmelzende Teil am Ende der Elektrode ringförmig ist.

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   12, Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis

   11, dadurch gekennzeichnet, dass der hochscnmelsseiiäe Teil am Ende der Elektrode die Form eines Stiftes aufweist.

   13· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 "bis

   12, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmaöffraang in einem lösbaren
   Nippel angebracht ist, der in der Düse befestigt ist.