DE2154842C3 - Rohrförmiger Einsatz für die das Schutzgas leitende Düse eines SchutzgasschweiBbrenners - Google Patents

Description

eine Lösung der Aufgabe verwendet ist; pyrolytischem Kohlenstoff imprägniert, indem man

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Bögen des karbonisierten Filzmaterials in einen besonders Spalte 2, Ziffer 59ff. sowie Spalte 3, Zif-Vakuumofen einbringt und sie etwa 20 Stunden bei fer 36ff. Auch die USA.-Patentschrift 3410746 bell 00° C und einer Methanströmung von 5 mm be- schreibt den verwendeten pyrolytischen Graphit,
handelt. Die Bögen werden dann maschinell in die Ein typischer Einsatz nach vorliegender Erfindung zylindrische Form des Einsatzes gebracht urd wei- 5 hat z. B. folgende Abmessungen: Außendurchmestere 60 Stunden im Vakuumofen unter den angege- ser 15,88 mm, Innendurchmesser 12,7 mm, Länge benen Bedingungen behandelt, um ein spezifisches 19,05 mm. Ein brauchbarer pyrolytischer Überzug Gewicht von 1,4 g/cm³ zu erreichen. Diese Einsätze nach der vorliegenden Erfindung hat eine Dicke im werden sodann in Kupferdüsen eingehämmert. Bereich von etwa 0,012 bis 0,254 mm.

Alternativ kann man den karbonisierten Filz auch io

von Anfang an in Rohrform herstellen und ihn dann Arbeitsprüfung
mit pyrolytischem Kohlenstoff imprägnieren. Hierzu

ist jede Art Kohletuch oder -filz geeignet. * ^est "■

Es wurden nach den Beispielen I, II und III drei

B e i s ρ i e 1 III ¹⁵ verschiedene Arten von Einsätzen hergestellt, in

Schweißbrennerdüsen eingesetzt und dann unter

Mi, übercogenen, pichen, Ko„le„s,o« J£^f ΑΧ^Γ^ί*

imprägnierter ruz Schweißungen am gleichen handelsüblichen Stahl

Die Einsätze werden nach Beispiel II behandelt ao eingesetzt. Parallel dazu wurden zu Vergleichsund dann vor dem Einhämmern in die Kupferdüsen zwecken Schweißungen mit einer herkömmlichen nach Beispiel I mit pyrolytischem Graphit über- Kupferdüse ausgeführt. Der Test dauerte 20 Stunden, zogen. Die Dicke des Überzugs beträgt nur Die Vergleichsdüse erforderte dabei 206 Minuten 0,012 mm. Reinigungszeit, um sie von den Schweißmaterial-

Der Einsatz 36 der Fig. 2 ist nach Beispiel I her- as Spritzern zu befreien. Die Ausführung nach Beispiel I

gestellt und besteht also aus einem Überzug aus erforderte insgesamt 34 Minuten, die nach Beispiel II

pyrolytischem Graphit 40 auf einem zylindrischen insgesamt 28 Minuten und die nach Beispiel III ins-

Substrat 42 aus polykristallinem Graphit. gesamt 22 Minuten für die Reinigung.

Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Einsatz36 A, der

nach Beispiel IH einen Überzug 44 A aus pyrolyti- 30 Test B
schem Graphit auf einem rohrförmigen Substrat 45 A Vier der Düsen mit Verbundeinsatz nach Beiaufweist, das nach Beispiel III mit pyrolytischem spiel III wurden in drei verschiedenen Schweißereien Kohlenstoff imprägniert wurde. Die Düse 30 α wird eingesetzt. Drei von ihnen wurden 60 Stunden lang in der Nase 24 A durch einen Überwurf ring 46 A bei nur geringer Erosion betrieben, bevor der Test festgehalten, der die Düse 3OA durch das Zusam- 35 abgebrochen wurde. Die vierte Düse wurde 870 Stunmendrücken eines elastomeren O-Ringes SOA aus den vor dem Ende des Tests betrieben. Sämtliche hochtemperaturfestem elastomerem Material ein- vier Düsen waren in ausgezeichnetem Zustand und klemmt. verlangten weniger häufig eine Reinigung als eine

Kohlenstoff besteht bekanntlich aus Kohlenstoff, Vergleichsdüse; dabei war die Reinigung selbst

der sich bei chemischem Aufdampfen bei über etwa 40 leichter.
700° C bildet; pyrolytischer Graphit ist bekanntlich

jene hochorientierte Form des pyrolytischen Koh- Teste

lenstoffs, den man durch chemisches Aufdampfen bei Eine Düse mit Verbundeinsatz nach Beispiel III

mehr als etwa 2000° C erhält. Die Beispiele I, II wurde unter MIG-Bedingungen bei 170 bis 360 A

und III geben typische Pyrolyseverfahren für diese 45 mit einem Schutzgas aus 70% CO₂ und 30 %> Argon

anisotropen Substanzen an. Pyrolytischer Graphit sowie einem Elektrodendraht aus rostfreiem Stahl

und Verfahren zu dessen Gewinnung sind z.B. in mit niedrigem C-Gehalt 479 Stunden lang ohne merk-

der USA.-Patentschrift 3 375 308 beschrieben; vgl. bare Qualitätsabnahme betrieben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

ι 2 Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch den Vorderteil Patentansprüche: des in F i g-1 gezeigten Schweißbrenners; Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch den Vorderteil

1. Rohrförmiger Einsatz für die das Schutz- eines weiteren Schutzgas-Schweißbrenners mit einer (as leitende Düse eines Schutzgasschweißen- 5 Düse, bei der die andere Losung der Autgabe ver-■ers, der aus einem rohrförmigen Grundkörper wendet ist;

»it einem Überzug aus pyrolytischem Kohlen- Fig. 4 ist ein Schnitt entlang der Linie 4-4 der

ftoff besteht, dadurch gekennzeichnet, Fig. 3. ...

daß der Grundkörper aus polykristallinen! Wie in den F ι g. 1 und 2 gezeigt, dient ein Schutz-Graphit besteht. i° gas-Lichtbogenschweißbrenner 10 zur Herstellung

2. Rohrförmiger Einsatz für die das Schutzgas einer Schweißung 12 zwischen den Stahlplatten 14,16. kitende Düse eines Schutzgasschweißbrenners, Der Brenner 10 ist an eine Gasversorgung — z. B. der aus einem rohrförmigen Grundkörper mit eine Quelle eines Schutzgases wie Argon oder CCX, — einem Überzug aus pyrolytischem Kohlenstoff und an eine Schweißdrahtversorgung 20 angeschlosbesteht, dadurch gekennzeichnet daß der Grund- 15 sen, letztere beispielsweise eine Spule Stahlschweißkörper aus carbonisiertem Filz besteht, draht. Über den Brenner 10 und die Werkstücke

3. Einsatz nach Anspruch 2, gekennzeichnet 14, 16 ist eine GS- oder WS-Stromversorgung gedurch einen zusätzlichen Überzug aus pyroly- legt. Der Brenner 10 weist eine Nase bzw. einen tischem Graphit. Kühlkörper 24 auf, in dem in Längsrichtung die Me-

4. Einsatz nach einem der vorhergehenden ao tallelektrode 26 angeordnet ist; diese kann der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißdraht aus der Schweißdrahtversorgung 20 Überzug eine Dicke von etwa 0,012 bis 0,254 mm sein. Ein durch die Pfeile 28 angedeutetes Schutzgas hat. strömt durch die Nase 24 um die Metallelektrode 26

herum, um sie gegen die Atmosphäre abzuschirmen.

»5 Die Nase 24 enthält eine auswechselbare Düse 30,

die die F i g. 2 zeigt. Der Ansatz 32 und ein Gewinde

ist in das mit einem Innengewinde versehene Ende 34 der Nase 24 eingeschraubt; dadurch ist die Düse

Die vorliegende Erfindung betrifft einen rohrför- herausnehmbar, um deren Auswechseln zu erleich-

migen Einsatz für die das Schutzgas leitende Düse 30 tern. Es wird jeweils eine Anzahl von Düsen vor-

tines Schutzgasschweißbrenners, der aus einem rohr- gesehen, damit sie gegeneinander ausgewechselt wer-

förmigen Grundkörper mit einem Überzug aus pyro- den können.

lytischem Kohlenstoff besteht. Infolge des rohrförmigen Einsatzes 36 weist das

* Derartige Einsätze sind im Betrieb extremen Außenende der Düse 30 (vgi. F i g. 2) eine Innenf Schweißtemperaturen (etwa 3300 bis 6600° C) aus- 35 fläche aus pyrolytischem Kohlenstoff auf. Der Eingesetzt, die die Standzeit der Düsen herabsetzen; die _satz 36 ist in die Düse 30 eingepreßt. Dieser Preß- '■ Standzeit beträgt abhängig von den Betriebsbedin- sitz läßt sich bequem durch Einschrumpfen und

gungen bei starker Beanspruchung 2 bis 4 Stunden. -drücken erreichen, indem man die Düse 30, die

Ϊ Es ist bekannt (USA.-Patentschrift 3 430 <!?7), der- _z. ß. aus Kupfer besteht, auf etwa 600° C erwärmt,

* Artige Einsätze mit einer Innenauskleidung aus pyro- 40 wonach man den Einsatz 36 in sie eindrückt. Beim : lytischem Graphit zu versehen, der die Neigung von Abkühlen der Düse 30 ergibt sich dann ein fester

Schweißmaterialspritzern, sich in der Düse festzu- Preßsitz. Es läßt sich jedoch jede andere zuverlässige tetzen, erheblich verringert. Eine solche Auskleidung Befestigung verwenden — z. B. Einklemmen, Fließbewirkt jedoch noch keine zufriedenstellende Ver- pressen, Feststecken, Hartlöten oder eine temperaj längerung der Standzeit. 45 lurfeste Klebung. Die gesamte Düse 30 könnte aus Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden dem gleichen Verbundmaterial wie der Einsatz 36 Erfindung, einen Einsatz der eingangs genannten Art hergestellt werden. Will man jedoch dauerhafte und (mit verbesserter Standzeit anzugeben. wirtschaftlich vertretbare Düsen herstellen, wird man Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfin- _cj_nen Einsatz verwenden, wie er hier beschrieben ist. dungsgemäß der Grundkörper aus polykristallinem 50 Der rohrförmige Einsatz 36 läßt sich beispielsweise Graphit besteht. _nacn den folgenden Beispielen herstellen.

Eine weitere Lösung dieser Aufgabe besteht darin,

daß erfindungsgemäß der Grundkörper aus carboni- Beispiel I

tiertem Filz besteht. _JS, ... ^ .■

Versieht man nach einer vorteilhaften Ausgestal- 55 Überzug aus pyrolytischem Graphit

; tung der Erfindung einen Einsatz mit einem Grund- ^aut urapmtsuDstrat

körper aus carbonisiertem Filz mit einem zusatz- Ein Stangenprofil aus polykristallinem Graphit

liehen Überzug aus pyrolytischem Graphit, läßt sich wird maschinell zu einem Zylinder abgearbeitet. Die-

j <|tmit ebenfalls eine erheblich verringerte Haftung ser Zylinder wird in einem Hochtemperatur-Vakuum-

lon Schweißmaterialspritzern und eine verbesserte 60 ofen unter einer Methanströmung bei 2100° C und

ϊ fceinigbarkeit der Düse erreichen. einem Druck von 5 mm mit einem Überzug aus

Die beiden erfindungsgemäßen Lösungen der Auf- pyrolitischem Graphit einer Dicke von 0,127 mm

g*be werden näher erläutert. versehen.

F i g. 1 ist eine schematische Darstellung eines B e i s π i e 1 II

Schutzgas-Schweißbrenners mit den zugehörigen Ein- 65 ... ^p .

fichtungen und dem Werkstück, wobei der Schweiß- ^{Fllz mit} Imprägnierung aus pyrolytischem Kohlenstoff

"tenner eine auswechselbare Düse aufweist, bei der Ein karbonisierter Kunstseide-Nadelfilz wird mit