NO760913L - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning for plasma-MIG-sveising, omfattende et sveiseverktøy med et hus som er forsynt med et munnstykke, en ikke- forbukselektrode, et kontaktrør for til-førsel av sveisetråd,. og en. innretning for tilførsel av £n gass,

■hvilken anordning videre har en første kraftkilde med en fallende •karakteristikk, og en andre kraftkilde med horisontal karakteristikk, og ikke- -forbrukselektroden er forbundet med den første kraftkilde, og kontaktrøret er forbundet med den andre kraftkilde.

Det er fra britisk patentskrift nr. 1.276.110 kjent en slik anordning hvor to kraftkilder er innbyrdes uavhengige og adskilte. En sveisetråd er matet aksialt gjennom munnstykket via kontaktrøret, og en MIG- lysbue oppretttholdes mellom sveisetråden og et arbeidsstykke i en termisk'jonisert gass, som i det følgende skal betegnes som plasma, og som frembringes ved opprettholdelse av en plasmabue i en gasstrøm mellom ikke- forbrukselektroden og arbeidsstykket. Plasmabuen er ikke påvirket av kraftkilden for MIG- lysbuen. På denne måte oppnås en høy avsetningshastighet for sveisetråden sammen med god fukting av smeiten og forholdsvis liten inntrengningsdybde i arbeidsstykket.

Videre beskriver britisk patentskrift nr. 1.338.866 en anordning av den innledningsvis nevnte art hvor kontaktrøret og ikke- forbrukselektroden er forbundet med de positive poler i to kraftkilder. Ved liten strømtetthet i sveisetråden, oppnås da en sylindrisk MIG- lysbue med konsentrert materialeoverføring. Ved stor strømtetthet i sveisetråden bevirkes rotasjon av

MIG- lysbuen og en spredning av materialoverføringen.

Det har i praksis vist seg at under sveising med disse kjente anordninger kan plasmalysbuen slukke under spesielle forhold, f.eks. i tilfelle av en overdreven lysbuelengde.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å unngå disse, ulemper og øke stabiliteten av plasmalysbuen.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at den første kraftkilde er serieforbundet med den andre kraftkilde. Få denne måte oppnås en kombinert strøm- spenningskarakteristikk' for ikke-forbrukselektroden, hvilke kommer i tillegg til de enkelte karakteristikker for de to kraftkilder. Tomgangsspenningen for ikke- forbrukselektroden i forhold til arbeidsstykket er da lik' summen av tomgangsspenningen for den første kraftkilde og spenningen for sveisetråden. Den del av den kombinerte karakteristikk på hvilken arbeidspunktet for plasmalysbuen befinner seg ved en bestemt spenning er da steilere enn den tilsvarende del av den enkelte karakteristikk for den første kraftkilde ved samme spenning.

Den ønskede ideelle karakteristikk for kraftkilden for

■ikke- forbrukselektroden kan også oppnås ved hjelp av en særskilt kraftkilde. Det er imidlertid en av fordelene ved foreliggende oppfinnelse at formålet oppnås ganske enkelt ved en egnet forbindelse av to vanlige kraftkilder.

Med' fordel kan kontaktrøret være anordnet koaksialt og ikke- forbrukselektroden være anordnet eksentrisk i forhold til munnstykkets senterlinje. Sveisetråden strekker seg da sentralt gjennom plasmaåpningen i munnstykket. Munnstykket kan være konstruert slik at det utøver'en sammentrekkende virkning på plasmaet og sveisetråden mates aksialt inn i plasmaet.

Plasmaåpningen i munnstykket kan også være anordnet slik at munnstykket bare har en styrende funksjon. Når MIG- lysbuen er tømt strekkes plasmaet rundt sveisetråden som følge av Lorentz-effekt og også da oppnås en sammentrekkende virkning.

Kontaktrøret behøver ikke å være anordnet sentralt i huset, idet kontaktrøret og ikke- forbrukselektroden kan" an-ordnes på hver sin side av munnstykkets senterlinje. På denne måte oppnås at sveiseverktøyet får en forholdsvis liten tverrgående dimensjon.

Det kan også være fordelaktig at munnstykket danner ikke-forbrukselektroden. I dette tilfelle er kontaktrøret anordnet i munnstykkets senterlinje. Da en særskilt ikke- forbrukselektrode ikke er nødvendig i huset, muliggjør også denne at konstruksjonen av sveiseverktøyet medfører mindre tverrgående dimensjon.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere under hen-■ visning til tegningene. Fig. 1 viser et aksialt snitt gjennom en anordning ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 viser en karakteristikk for kraftkildene.

Fig. 3 og 4.viser på samme måte som fig. 1 to ytterligere utførelser av en anordning ifølge oppfinnelsen.

Anordningen 1 på fig. 1 omfatter et sveiseverktøy 2 med

et hus 3 som er forsynt med et munnstykke 5 og en plasmaåpning 7. I huset 3' er anordnet en elektrodeholder 8 med en ikke-forbrukselektrode 9, f.eks. av volfram, og denne er anordnet eksentrisk i forhold til plasmaåpringen 7. En sveisetråd 11 er ført aksialt gjennom plasmaåpningen 7 ved hjelp av et kontakt-rør 13 som er anordnet sentralt i huset. Elektrodeholderen 8

og kontaktrøret 13 er forbundet med et deksel 14 av isolasjons-materiale. Transporten av sveisetråden 11 skjer ved hjelp av transportruller 15 som drives med variabel hastighet av en motor 17.. Svéiseverktøyet 2 er videre forsynt med en kanal 19 for tilførsel av en plasmagass A, f.eks. argon. En beskyttelsesgass S f.eks. en blanding av argon og karbonsyregass, kan til-føres via forbindelsen 21. Huset 3, elektrodeholderen 8 og kontaktrøret 13 er forsynt med kjølekanaler, bare kjølekanalen 22 i huset er imidlertid vist på tegningen.

Disse kjølekanaler står i forbindelse med tilslutningen 23' , 23'', 25', 25", 27' og 27'' for tilførsel og-avløp av kjølevann W. Via en forbindelsesklemme 30 på elektrodeholderen

■ 8 er elektroden 9 forbundet med den ene pol på en første kraftkilde 29 med en fallende karakteristikk. Sveisetråden 11 er forbundet ved hjelp av tilslutningsklemmen 32 på kontaktrøret 13 ved den ene pol av en andre kraftkilde 33 med horisontal karakteristikk. Don andre pol av kraftkilden 33 er forbundet med et arbeidsstykke. Elektroden 9 og sveisetråden 11 har samme polaritet.

Ifølge oppfinnelsen er kraftkilden 29 for plasmalysbuen

forbundet i serie med kraftkilden 33 for MIG-lysbuen'.

Virkningen, av dette skal beskrives under henvisning til diagrammet på fig. 2. Kurven' representerer den horisontale karakteristikk for kraftkilden 33 for MIG- lysbuen. Cp representerer den fallende karakteristikk for kraftkilden 29 for plasmalysbuen. Da kraftkilden 29 for plasmalysbuen er forbundet i serie med kraftkilden 33 for stor MIG- lysbuen i samsvar med oppfinnelsen, oppnås enkombinert strøm- spenningskarakteristikk Ccfor plasmalysbuen og denne karakteristikk er et tillegg

til dé to andre karakteristikker CM og C . Tomgangsspenningen for denne kombinerte karakteristikk er lik summen av tomgangsspenningen for kraftkilden for plasmalysbuen og spenningen for sveisetråden. Den kombinerte karakteristikk Ccer i arbeids--punktet W steilere enn karakteristikken C ved samme plasma-spenning V^. Stabiliteten av plasmalysbuen er således for-bedret.

Anordningen ifølge oppfinnelsen har den ytterligere fordel at strømtettheten I pfor plasmalsybuen er mindre ved manglende sveisetrådspenning V^ enn strømtettehten Icfor plasmalysbuen

.under tilstedeværelse av ' sveisetrådspenningen V . -Som følge' herav kan plasmabuen sendes direkte med ønsket innstilling. Ved etterfølgende tenning av MIG-lysbuen blir strømtettheten i plasmalysbuen automatisk øket uten at det er nødvendig å endre innstillingen av plasmalysbuen. Ved den kjente anordning hvor de to kraftkilder er uavhengige av hverandre, må plasmabuen først tennes med en forholdsvis liten strømtetthet for å unngå overbelastning av ikke- forbrukselektroden. Plasmabuen kan justerestil ønsket' større strømtetthet bare efter at MIG- lysbuen er tent. ■For -sveising med anordningen ifølge oppfinnelsen forbindes elektroden 9, kontaktrøret 13 og arbeidsstykket 35 med kraftkildene 29 og 33 på den beskrevne måte. En plasmagass A tilføres via kanalen 19 .og en beskyttelsesgass S tilføres via forbindelsen 21..Sveisetråden 11 drives ved hjelp av transportrullene 15 og styres gjennom sentrallinjen for plasmaåpningen. 7 ved hjelp av kontaktrøret 13. En MIG- lysbue tennes mellom sveisetråden 11 og arbeidsstykket 35. En plasmalysbue tennes mellom volframelektroden 9 og arbeidsstykket 35 og plasmagass strømmer gjennom plasmaåpningen 7 og joniseres på denne måte. Som følge av den bedrede stabilitet av plasmalysbuen som følge av oppfinnelsen, blir risikoen for at plasmabuen skal slukke under"'.ufordelaktige forhold minsket. Hvis'plasmabuen slukker allikevel, kan den hurtig tennes igjen fordi for den beskrevne forbindelse av de to kraftkilder opptrer en spenning mellom ikke- forbrukselektroden og sveisetråden. På fig. 3 er ikke bare elektrodeholderen 8 med elektroden 9 eksentrisk.anordnet i forhold til senterlinjen T for huset 3 og plasmaåpningen 7, men også i forhold til kontakt-røret 13. Plasmaåpningen 7 er proporsjonert slik at plasmaet P ikke innsnevres av munnstykket 5. Når sveisetråden 11 ikke fører strøm,'følger plasmaet P den korteste vei fra elektroden 9 til arbeidsstykket 35 og- sveisetråden mates langs plasmaet. Så'snart MIG- lysbuen M er tent, trekkes plasmaet •P rundt sveisetråden 11 som følge av Lorentx-effekt. Som ved anordningen påfig. 1 mates så sveisetråden aksialt inn i gass-plasmaet slik at den smelter.

Fig. 4 viser en utførelse hvor kontaktrøret 11 er anordnet koaksialt i huset 3. En særskilt ikke- forbrukselektrode kan da sløyfes fordi munnstykket 5 virker som ikke- forbrukselektrode og er forbundet via kontakten 30 på huset 3 med kraftkilden 29. Plasmabuen P mellom munnstykket 5 og arbeidsstykket 35 kan tennes momentant av MIG- lysbuen-M som frembringes ved at den strømførende sveisetråd 11 trer i kontakt med arbeidsstykket 35. Ved denne utførelse er også sveisetråden 11 ført aksialt inn i plasmaet P slik at den smelter.. Munnstykket 5. som.virker som ikke- forbrukselektrode kan fremstilles av volfram eller av kopper som kjøles med vann.

Ved de viste eksempler er kraftkildene antydet som like-spenningskilder, ikke- forbrukselektroden og kontaktrøret har samme polaritet. Fordelene ved oppfinnelsen blir særlig tydelig i tilfelle av positiv polaritet på ikke- forbrukselektroden og

. sveisetråden...

Claims (4)

1. Anordning for plasma-MIG-sveising, omfattende et sveise-verktøy med et hus som er forsynt med et munnstykke, en ikke-forbrukselektrode, et kontaktrør for tilførsel av sveisetråd, og en innretning for tilførsel av en gass, hvilken anordning videre har en første kraftkilde med en fallende karakteristikk, og en andre kraftkilde med horisontal karakteristikk, og ikke-forbrukselektroden er'forbundet med den første kraftkilde, og kontaktrøret er forbundet med den andre kraftkilde,karakterisert vedat den første kraftkilde er serieforbundet med den andre kraftkilde.

2. Anordning ,ifølge krav 1,karakterisertved at kontaktrøret er anordnet koaksialt og ikke- forbrukselektroden er anordnet eksentrisk i forhold til munnstykkets senterlinje.

3. Anordning ifølge krav lakarakterisertved at kontaktrøret og ikke- forbrukselektroden er anordnet på hver sin side av munnstykkets senterlinje.

4. Anordning ifølge krav 1,karakterisertved at munnstykket danner ikke- forbrukselektroden.