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DE10047696A1 - Plasma-Pluspolbrenner für hohe Leistungsbereiche - Google Patents

Plasma-Pluspolbrenner für hohe Leistungsbereiche

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DE10047696A1
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Description

Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Um Schweißungen von Leichtbauwerkstoffen, wie z. B. Aluminium, mit hohen Leistungen mit der Plasma-Pluspoltechnik durchzuführen, ist ein speziell ausgelegtes Brennersystem mit intensiver Kühlung stark beanspruchter Bauteile erforderlich.
Stand der Technik
Marktübliche Schweißbrenner zum Plasma-Pluspolschweißen von Aluminiumlegierungen sind in der Regel nur für relativ geringe Stromstärken < 100 A für den Betrieb mit permanenter Pluspolung der Elektrode ausgelegt. Für diese Leistungsbereiche bzw. für Anwendungen im Stahlbereich mit negativ gepolter Elektrode und geringerer thermischer Belastung weisen diese Schweißbrenner indirekt gekühlte, massive Wolframelektroden auf.
Nachteile des Standes der Technik
Massivelektroden mit indirekter Kühlung sind vor allem bei permanenter Pluspolung thermisch nur gering belastbar. Aufgrund der in der Regel sehr fangen Ausführung der Geometrie der Elektroden zwischen Befestigung bzw. Arretierung im Brenner und Elektrodenspitze kann es bei der Montage leicht zu Verkippungen kommen, die sich störend auf den Prozeß auswirken können. Zur Isolation der Bauteile kommen zusätzliche Keramikhülsen zum Einsatz, die einen zusätzlichen Bauraum erfordern. Die Plasmagasdüsenbohrung unterliegt häufig einem starkem thermischen Verschleiß.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schweißbrenner für Plasma-Pluspolschweißungen zu schaffen, der das Fügen von Leichtmetallen auch in hohen Leistungsbereichen ermöglicht.
Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird von der Erfindung nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteile der Erfindung
Die Geometrie der Elektrode sowie der Plasmagasdüse in Kombination mit einer direkten Wasserkühlung ermöglicht den Betrieb des Schweißbrenners in hohen Leistungsbereichen. Die kegelförmige Geometrie der Elektrode ermöglicht eine verkippungsfreie Montage der Elektrode. Die Kühlung der Elektrodenspitze erfolgt direkt. Die Außengeometrie der Elektrode bildet zusammen . mit der Innengeometrie der Plasmagasdüse einen sich verjüngenden Ringspalt, der eine Zwangsströmung mit gleichmäßiger Verteilung des Plasmagases bewirkt. Durch die direkte elektrische Isolation der Elektrode wird der erforderliche Bauraum minimiert. Die thermische Belastbarkeit der Plasmagasdüse ist durch die direkte Kühlung bis in den Bohrungsbereich maximiert und stellt kein Verschleißteil mehr dar.

Claims (3)

1. Plasma-Pluspolbrenner dadurch gekennzeichnet, daß die kegelförmige Kupferelektrode (1) von innen direkt gekühlt ist (2) und die Plasmagasdüse (3) eine direkte Kühlung (4) bis unmittelbar an die Plasmagasdüsenbohrung aufweist.
2. Elektrode dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Elektrodengeometrie eine sehr gute direkte Kühlung aufweist und zusammen mit der Innengeometrie der Plasmagasdüse einen kontinuierlich verjüngten Strömungsquerschnitt bildet. Hierdurch wird eine signifikante Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Plasmasgases sowie eine sehr gute Verteilung des Plasmagases über die ringförmige Querschnittsfläche erreicht.
3. Plasmagasdüse dadurch gekennzeichnet, daß sie eine intensive, direkte Kühlung der Plasmagasdüsenbohrung aufweist und der Düsenverschleiß durch thermische Beanspruchungen minimiert ist.
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