DE1085983B

DE1085983B - Arrangement for manual arc welding with coated stick electrodes

Info

Publication number: DE1085983B
Application number: DE1958M0038415
Authority: DE
Inventors: Rene-Jacques Mouton
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-08-09
Filing date: 1958-07-26
Publication date: 1960-07-28

Description

Anordnung zum Lichtbogenschweißen von Hand mit ummantelten Stabelektroden Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Lichtbogenschweißen von Hand mittels dick ummantelter, von einem Kühlgas bestrichener Elektroden, die einer erhöhten Schweißstromstärke ausgesetzt sind, welche wenigstens 15°/o der maximal zulässigen Stromstärke, die ohne Anwendung eines Kühlmittels die Ummantelung zerstören würde, übersteigt.Arrangement for manual arc welding with coated stick electrodes The invention relates to an arrangement for hand arc welding by means of thick Coated electrodes coated with a cooling gas, which allow an increased welding current strength are exposed to at least 15% of the maximum permissible current, which would destroy the casing without the use of a coolant.

Die Schmelzgeschwindigkeit einer Elektrode steigt entsprechend der Stromdichte und der Elektrodentemperatur, d. h., daß bei einer gegebenen Stromstärke z. B. die ersten 10 cm einer Elektrode langsamer als die letzten 10 cm abschmelzen. Bei Verwendung von Ummantelungen aus einem Natrium- oder Kalisilikat muß die Erwärmung am Ende der Elektrode auf 600° C begrenzt werden, damit die Lichtbogenschutzeigenschaften der Ummantelung bis zum vollen Abschmelzen der Elektrode erhalten bleiben. Diese Einschränkung bedingt natürlich zur Abschmelzung einer Elektrode bestimmter Länge eine maximal anwendbare Stromstärke, die eine möglichst große Schmelzgeschwindigkeit bei gesicherter Lichtbogenschutzeigenschaft bis zum Rest der Elektrodenummantelung ergibt.The melting speed of an electrode increases accordingly Current density and electrode temperature, d. that is, for a given amperage z. B. melt the first 10 cm of an electrode more slowly than the last 10 cm. When using jackets made of a sodium or potassium silicate, the heating must at the end of the electrode must be limited to 600 ° C, so that the arc protection properties of the coating are retained until the electrode has completely melted away. These Of course, there is a limitation to the melting of an electrode of a certain length a maximum applicable current that allows the highest possible melting rate with guaranteed arc protection properties up to the rest of the electrode sheathing results.

Es zeigt sich in der Praxis, daß ein Rotglühen der Ummantelung vermieden werden muß und daß die bezüglich der Steigerung der Schmelzgeschwindigkeit nützliche Wirkung der Stromerhöhung den Nachteil einer anzuwendenden Kühlung übertrifft und somit eine absolute Steigerung der Schmelzgeschwindigkeit möglich ist. In manchen Fällen ist es sogar möglich, die heute noch auf Grund der Erhitzung auf 350 bis 450 mm begrenzte Elektrodenlänge zu vergrößern. Schließlich ist die so erzielte Erhöhung der den Kern der Elektrode durchdringenden Stromdichte oft von einer erheblichen Steigerung der Einbrenntiefe begleitet.It has been shown in practice that a red glow of the casing is avoided and that those useful in increasing the melting rate Effect of the current increase exceeds the disadvantage of a cooling to be used and thus an absolute increase in the melting rate is possible. In some Cases it is even possible today due to the heating to 350 up 450 mm limited electrode length to increase. After all, that's how it is scored Increase in the current density penetrating the core of the electrode, often by a substantial one Accompanied by an increase in the burn-in depth.

Die Erfindung bezweckt eine besonders intensive Kühlung der Elektrodenummantelung ohne Beeinflussung des flüssigen Metalls im Bereich des Lichtbogens und des Schmelzhades durch das Kühlgas.The invention aims at a particularly intensive cooling of the electrode casing without affecting the liquid metal in the area of the arc and the melting point through the cooling gas.

Die Erfindung besteht darin, daß zu Beginn der Schweißung die Ummantelung der Elektrode auf wenigstens 15%, vorzugsweise wenigstens 30°/o ihrer von der Kontaktklemme an gemessenen Länge von einem rohrartigen Körper umgeben ist, der von Hand oder motorisch in eine axiale Relativbewegung gegenüber der Elektrode versetzt und von einem Kühlgasstrom durchflossen wird, der ausreicht, ein Glühen der Ummantelung in Nähe der Kontaktzange zu verhindern, und der so geführt ist, daß er außerhalb des Lichtbogen- und Schmelzbadbereiches austritt.The invention consists in that the sheath at the beginning of the weld of the electrode to at least 15%, preferably at least 30%, of its from the contact clip is surrounded at measured length by a tubular body, which is by hand or motorized in an axial relative movement with respect to the electrode and from a cooling gas flow is flowed through which is sufficient to anneal the jacket to prevent in the vicinity of the contact pliers, and which is guided so that it is outside the arc and weld pool area emerges.

Vorzugsweise wird als Kühlgasstrom ein in Richtung vom Abschmelz- zum Einspannende hin fließender Luftstrom verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsfortn der Erfindung tritt das Kühlgas in den rohrförmigen Leitkörper an dem Austrittsende der Elektrode ein; dabei kann vorzugsweise das Kühlgas in das Rohr an dem Austrittsende der Elektrode über einen Hohlring eintreten, der zur Führung der Elektroden dient und mit zum Inneren des Rohres hin weisenden Löchern versehen ist, die das Gas parallel zur Elektrode zu der Einspannung hinführen. Bei empfindlichen Werkstoffen werden vorzugsweise noch zusätzlich in an sich bekannter Weise das Elektrodenende, der Lichtbogen und das Schmelzbad durch einen dem Elektrodenende gesondert zugeführten Schutzgasstrom, insbesondere aus CO., umblasen.An air stream flowing in the direction from the melting end to the clamping end is preferably used as the cooling gas stream. In a preferred embodiment of the invention, the cooling gas enters the tubular guide body at the exit end of the electrode; The cooling gas can preferably enter the tube at the exit end of the electrode via a hollow ring, which is used to guide the electrodes and is provided with holes facing the inside of the tube, which lead the gas parallel to the electrode to the clamping. In the case of sensitive materials, the electrode end, the arc and the weld pool are preferably additionally blown around in a manner known per se by a protective gas stream, in particular made of CO., Which is fed separately to the electrode end.

Bei dünn ummantelten Elektroden (die Ummantelung ist dann z. B. gleich dem 1,4fachen des Kerndurchmessers) tritt bei hoher Stromdichte häufig eine Erhöhung der Verluste durch Metallspritzer auf, die jedoch durch Steigerung der Ummantelungsdicke erheblich verringert werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet daher vorzugsweise unter Anwendung an sich bekannter, insbesondere Kontaktelektroden, deren Ummantelungsdurchmesser «wenigstens das -,7fache, vorzugsweise das -,9fache, des Kerndurchmessers beträgt.In the case of thinly sheathed electrodes (the sheathing is then e.g. the same 1.4 times the core diameter), an increase often occurs at high current density losses due to metal spatter, but this is due to an increase in the thickness of the cladding can be reduced significantly. The device according to the invention therefore works preferably using known, in particular contact electrodes, their sheathing diameter «At least that - 7 times, preferably - 9 times the core diameter.

Die durch die Steigerung der Mantelstärke erzielte Erhöhung der Einbrenntiefe ist besonders wichtig, da die Ummantelung Stoffe enthält, die ein Verlauf der Schweißung ein anderes Gas als Stickstoff freigeben, so daß ein Arbeiten ohne Schutzgasstroni möglich ist. Ist die Steigerung der Eiill>reinitiefe z. B. bei der Verschweißung dünner Bleche unerwünscht, kann der Vorteil eines geriiigeil Einbrennens finit der erfindungsgemä ß' ange«-andten Stromüberlastung kombiniert «-erden. indem gemäß einer Weiterbildung der Erfindung anstatt einer den ge@cünschten Durchmesser auf-«-eisenden, ummantelten Elektrode ein an sich bekanntes, aus «wenigstens drei ummantelten Elektroden bestehendes Elektrodenbündel- angewandt wird. Dessen (iesaintgewielit ist zweckmäßig etwa gleich dein der einen Elektrode, die sonst zur Anwendung käme. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren: hat weiterhin den Vorteil, daß die Spritzveritiste herabgesetzt «-erden, die an sich durch Erhöhung der Stromdichte steigen.The increase in the burn-in depth achieved by increasing the jacket thickness is particularly important as the sheathing contains substances that allow the weld to proceed release a gas other than nitrogen, so that you can work without protective gas troni is possible. Is the increase in egg level> depth z. B. in the welding Thinner sheet metal is undesirable, but the advantage of baking can be finite According to the invention, the combined current overload applied is earthed. by according to a further development of the invention instead of the desired diameter on - «- iron, coated electrode a known per se, consisting of at least three coated electrodes existing electrode bundle is applied. Its (iesaintgewielit is expedient about the same as the one electrode that would otherwise be used. This embodiment of the method according to the invention: has the further advantage that the Spritzveritiste reduced "-grounds, which in themselves increase by increasing the current density.

Wird als Kühlmittel Preßluft angewandt, muß, uni eine gute Schweißraupe zu erzielen, verhindert werden, daß der Luftaustritt mit der Schweißnaht in Kontakt gelangt. Bei Anisendung eines Schutzgasstronies kann eine Ummantelung benutzt werden, die lief ihrer Erschmelzung keine Gase freigibt und daher eine geringe Einbrenntiefe hat. Ein weiterer Vorteil bei Anwendung des Schutzgases besteht bekanntlich in einer Abkühlung des Schmelzbades, das bei einer Kühlleistung von 7 bis 15 1/llin. eine 15o/oige Steigerung des maximalen Schweißstromes bei Senkrecht-oder Üherkopfschweißung ermöglicht. Bekanntlich ist dabei die maximale Stromstärke geringer als bei Waagerechtschweißungen, cla bei einer zu starken Erhitzung des Schmelzbades das Metall nicht in der Scli"seißn@tlit haftentleibt.If compressed air is used as the coolant, a good weld bead must be used to achieve, prevented that the air outlet with the weld in contact got. If a protective gas tronie is sent, a sheathing can be used, which ran when it was melted, it does not release any gases and therefore has a low burn-in depth Has. Another advantage of using the protective gas is known to be one Cooling of the molten bath, which with a cooling capacity of 7 to 15 1 / llin. one 15% increase in the maximum welding current for vertical or overhead welding enables. It is well known that the maximum current strength is lower than with horizontal welds, cla If the weld pool is heated too much, the metal will not be in the socket detained.

Zwei bevorzugte Ausführungsformen des ErfindungSgegenstandes sollen an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden. Von diesen zeigt Fig.1 einen Schnitt durch eine Ausführungsforen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. ?. 3 tind 4 Schnitte nach den Linien II-II. 111-11I. IV-IV in Fig. 1 in vergrößertem -Maßstab. Fig. 5 eine dem Pfeil X in Fig. 6 entsprechende Ansicht eines Elektrodenbündels, Feg. 6 einen Schnitt gemäß Linie VI-V1 der Fig. 5, Fig. 7 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles 3' in Fig. 6.Two preferred embodiments of the subject invention are intended are explained in more detail with reference to the drawings. 1 shows a section of these through an embodiment of the device according to the invention, FIG. 3 and 4 Sections along lines II-II. 111-11I. IV-IV in Fig. 1 on an enlarged scale. 5 shows a view of an electrode bundle corresponding to the arrow X in FIG. 6, Sweep 6 shows a section along line VI-V1 of FIG. 5, FIG. 7 shows a view in the direction of the arrow 3 'in FIG. 6.

Fig. $ einen Schnitt durch das nicht ummantelte Ende eines Elektrodenlriindels.Fig. $ A section through the uncoated end of an electrode ring.

Fig.9 einen Schnitt durch eine andere, besonders bei Elektrodenbündeln Versendung findende Ausführungsforin der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 10 einen Schnitt gemäß Linie X-X in Fig. 9, Filz. 11 ein Schaltschema der Kühlgassteuerung durch den 5,ehweißstroin und schließlich Fig. 12 und 13 im Schnitt zwei Ausführungsformen des Elektrodenbündels.FIG. 9 shows a section through another embodiment of the device according to the invention, which is sent especially in the case of electrode bundles, FIG. 10 shows a section along line XX in FIG. 9, felt. 11 shows a circuit diagram of the cooling gas control through FIG. 5, and finally FIGS. 12 and 13, in section, two embodiments of the electrode bundle.

In allen Figuren sind die gleichen Teile mit den -]eichen Bezugszeichen versehen.In all figures, the same parts are given the same reference numerals Mistake.

Die in den Fig.1 bis 4 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem 1tohr 2, dessen Ende durch einen Stopfen 3 verschlossen ist, an den zwei mit einer nicht dargestellten Preßluftflasche oder einem Kompressor verbundene Leitungen 4 angeschlossen sind. Das Rohr 2 dient finit dein Stopfen 3 zur Führung einer an einem Gabelstück 5 befestigten Stange 6, die mit cinein Schweißkabel 6' in Verbindung steht, das der Stromzuführung zu dem nicht ummantelten Ende 7 einer ummantelten, gegenüber der Stange 6 unbeweglichen Stabelektrode 8 dient. Die Elektrode 8 besteht aus einem Metallkern 9 und einer dichten, z. 13. aus Kalisilikat bestehenden Ummantelung 10. die gegenüber dein Rohr 2 an einer das Rohr 2 in zwei Räume 12 und 13 unterteilenden Ouerwand 11 geführt wird. Die Ouerwand 11 liegt an dein Ende des Rohres 2, an dem sich ein Lichtbogen 14 z-,vischen der Elektrode 8 und dem Werkstück 15 aufbaut. Die über die Leitung 4 in dem Raum 12 geführte Luft verläßt diesen Raum über die unmittelbar oberhalb der Ouerwand angeordneten Öffnungen 16. In den Raum 13 «wird gegebenenfalls noch zusätzlich ein Schutzgas, z. B. Kohlendioxyd, über eine Leitung 17 eingeführt. das durch die in einer Platte 19 ausgesparten Öffnungen 18 in Richtung zum Lichtbogen 14 hin auspufft.The device shown in FIGS. 1 to 4 consists of a 1 tube 2, the end of which is closed by a stopper 3, to which two lines 4 connected to a compressed air cylinder (not shown) or a compressor are connected. The tube 2 finitely serves as the stopper 3 for guiding a rod 6 attached to a fork piece 5, which is connected to a welding cable 6 'which is used to supply power to the uncoated end 7 of a coated rod electrode 8 that is immovable with respect to the rod 6. The electrode 8 consists of a metal core 9 and a dense, z. 13. Sheathing consisting of potassium silicate 10, which is guided opposite your pipe 2 on an outer wall 11 dividing the pipe 2 into two spaces 12 and 13. The outer wall 11 lies at the end of the tube 2, at which an arc 14 builds up between the electrode 8 and the workpiece 15. The air conducted through the line 4 in the space 12 leaves this space through the openings 16 arranged directly above the outer wall. An inert gas, e.g. B. carbon dioxide, introduced via a line 17. which exhausts through the openings 18 recessed in a plate 19 in the direction of the arc 14.

Entsprechend der Abschmelzung der Elektrode während des Schweißvorganges «wird durch Betätigen des an dem Gabelstück 5 angebrachten Handgriffes 20 die Elektrode dem Werkstück 15 ständig genähert. indem man gleichzeitig finit Hilfe des an dein Rohr 2 befestigten Handgriffes 21 das Rohr 2 kurz über dein Werkstück 15 hält. Bei der Verschiebung des Gabelstückes 5 wird dieses in den Schlitzen 24 und 25 der Ansätze 22 und 23 des Rohres 2 parallel zur Achse des Rohres 2 geführt.Corresponding to the melting of the electrode during the welding process «By actuating the handle 20 attached to the fork piece 5, the electrode the workpiece 15 is constantly approached. by simultaneously finitely using the to your Tube 2 attached handle 21 holds the tube 2 briefly above your workpiece 15. at the displacement of the fork piece 5 this is in the slots 24 and 25 of the approaches 22 and 23 of the tube 2 are guided parallel to the axis of the tube 2.

Gemäß der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Ummantelung der Elektrode nicht nur durch das über die Leitungen 4 durch den Stopfen 3 zugeführte Gas, sondern auch durch auf die Ummantelung gerichtete, seitliche Gasstrahlen gekühlt. Diese Gasstrahlen treten aus parallel zu dem Rohr 2 angeordnete, ebenfalls die dieses Rohr versorgende Luftquelle angeschlossene Rohre 26 und 27 aus. Hierdurch wird ein besserer Wärmeaustausch zwischen der Ummantelung und dem Gas, bevor dieses aus den Öffnungen 16 auspufft, erzielt.According to the embodiment of the invention shown in FIGS The device is not just sheathing the electrode through the lines 4 through the plug 3 supplied gas, but also through directed to the casing, lateral gas jets cooled. These gas jets emerge parallel to the pipe 2 arranged pipes also connected to the air source supplying this pipe 26 and 27 off. This results in a better heat exchange between the casing and the gas before it exhausts from the openings 16.

Um mit der beschriebenen Vorrichtung zu arbeiten. wird die Elektrode durch Betätigen des Handgriffes 20 auf das Werkstück zu bewegt, das Rohr 2 und die Rohre 26 und 27 aber über den Handgriff 21 festgehalten.To work with the device described. becomes the electrode moved by operating the handle 20 on the workpiece, the tube 2 and the Tubes 26 and 27, however, are held by the handle 21.

Im folgenden soll die Anwendung der Erfindung bei mehreren Arten ummantelter Elektroden beschrieben werden: Beispiel 1 Man verwendet eine basische Elektrode finit einem Stahlkern von 450 nun Länge und 4 inm Durchmesser bei einer direkten Ummantelung von 7 min Durchniesser, die im wesentlichen 360,jo Fe und Ferro-Silicium als Desoxvdiermittel enthält. Bei Erschmelzung von 40 ein einer solchen Elektrode werden 47 g -Metall abgelagert. Wird dieses Schmelzen ohne Kühlung durchgeführt, beträgt die maximale Stromstärke. die ohne Gefahr für die Ummantelung angelegt werden kann, etwa 200 A. Das Schmelzen dauert etwa 70 Sekunden, und das mittlere Abschmelzgewicht liegt somit bei 40 -/Min.The following is intended to apply the invention to several types of jacketed Electrodes are described: Example 1 A basic electrode is used finite a steel core of 450 now length and 4 in diameter with a direct one Sheathing of 7 min diameter, which is essentially 360, jo Fe and ferro-silicon contains as a deoxidizer. At the melting of 40 one of such an electrode 47 g of metal are deposited. If this melting is carried out without cooling, is the maximum amperage. which are put on without risk to the coating can, about 200 A. Melting takes about 70 seconds, and the mean meltdown weight is therefore 40 - / min.

Wird diese Elektrode dagegen in der beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung benutzt und während des Schmelzvorganges durch einen den Raum 12 durchströmenden Luftstrom von 1001/Min. gekühlt, wobei gleichzeitig 201/Dlin. Kohlendioxyd in den Raune 13 geleitet werden, so kann an diese Elektrode ohne Gefahr für die Ummantelung bis zum Ende des Schnielzsorganges eine Stromstärke von 250 A angelegt werden, wobei etwa 47 g/Mln. bei einer Schmelzdauer von ungefähr 60 Sekunden abgelagert werden.If, however, this electrode is described in the invention Device used and flowing through the space 12 during the melting process Air flow of 1001 / min. cooled, while at the same time 201 / Dlin. Carbon dioxide in the Rough 13 can be passed to this electrode without any risk to the coating a current of 250 A is applied until the end of the Schnielzsorganges, whereby about 47 g / ml. at a Melting time of about 60 seconds deposited will.

Ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine 5-mm-Elektrode von 450 mm Länge mit 250 A belastet werden. In diesem Fall würden 72 g Metall in etwa 112 Sekunden abgelagert, d. h. mit einem Abschmelzgewicht von 38 g/Min. Die finit einem 4-mm-Kern versehene, gemäß der Erfindung gekühlte und beaufschlagte Elektrode schmilzt also bei gleicher Stromstärke nicht nur um 20°/o schneller als die finit einem 5-inm-Kern, sondern gibt zudem eine höhere Einbrenntiefe von etwa 2 mm.Without the device according to the invention, a 5 mm electrode of 450 mm length can be loaded with 250 A. In this case, about 72 grams of metal would be Deposited for 112 seconds, i.e. H. with a melt-off weight of 38 g / min. The finite a 4 mm core provided, cooled and acted upon according to the invention therefore not only melts 20% faster than the finite with the same current strength a 5-inm core, but also gives a higher burn-in depth of about 2 mm.

Bei Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter den genannten Bedingungen können auch 4-mm-Elektroden von 600 mm Länge benutzt werden, so daß Zeit gewonnen wird und Verluste durch das Einspannende der Elektrode vermieden werden.When using the method according to the invention among those mentioned Conditions can also be used 4 mm electrodes 600 mm in length, so that Time is gained and losses due to the clamping end of the electrode are avoided.

Der äußere Durchmesser der Uininantelung beträgt bei einer 5-mm-Elektrode 8,5 min gegenüber 7 mm bei einer 4-mm-Elektrode, so daß mit dieser leichter in engen Winkeln gearbeitet werden kann, was einmal eine Arbeitserleichterung, zum anderen aber auch eine Einsparung an Metall bei Kehlnähten bedeutet. Beispiel 2 Man verwendet eine basische Elektrode mit einem 4-mm-Kern und einem Durchmesser der Ummantelung von nur 6,8 mm. Die Ummantelung weist etwa den gleichen Gehalt an Eisen wie im Beispiel 1 auf und Ferro-Titan als Hauptdesoxydiermittel.The outer diameter of the jacket is for a 5 mm electrode 8.5 min compared to 7 mm for a 4 mm electrode, making it easier to get in tight with this Angles can be worked, which makes work easier on the one hand, and on the other but also means savings in metal for fillet welds. Example 2 One uses a basic electrode with a 4 mm core and a diameter of the sheath of only 6.8 mm. The coating has roughly the same iron content as in the example 1 and ferro-titanium as the main deoxidizer.

Ohne Kühlung beträgt die maximale Stromstärke etwa 200A. Bei dieser Stromstärke schmelzen 40 cm der Elekrode in 76 Sekunden, und es lagern sich 44,5 g Metall ab. Das mittlere Abschmelzgewicht beträgt somit 35,5 g/Min.Without cooling, the maximum current is around 200A. At this Current strength melts 40 cm of the electrode in 76 seconds, and 44.5 are stored g metal off. The mean melt-off weight is thus 35.5 g / min.

Benutzt man diese Elektrode in der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer Preßluftkühlung von 0,5 atü, jedoch ohne ein Schutzgas, so können etwa 250 A angelegt werden. Für die Abschmelzung von 40 cm der Elektrode sind dann 64 Sekunden erforderlich, jedoch beträgt die abgelagerte Metallmenge nur 41 g. Die Steigerung der Spritzverluste beträgt etwa 10% der abgelagerten Metallmenge, und das mittlere Abschmelzgewicht liegt anstatt bei 42 bei 38,5 -/Min.If this electrode is used in the device according to the invention a compressed air cooling of 0.5 atü, but without a protective gas, about 250 A. It then takes 64 seconds to melt 40 cm of the electrode required, but the amount of metal deposited is only 41 g. The increase the spray loss is about 10% of the amount of metal deposited, and the average The melt-off weight is 38.5 - / min instead of 42.

Die gleiche Elektrode, jedoch mit 5 mm Durchmesser, ermöglicht bei 250 A eine Ablagerung von 67 g Metall in 107 Sekunden, d. h. mit einem Abschmelzgewicht von 37,5 g/Min.The same electrode, but with a diameter of 5 mm, enables 250 Å deposition of 67 g of metal in 107 seconds, i.e. H. with a meltdown weight of 37.5 g / min.

Der Zeitgewinn durch die Kühlung bei Anwendung der 4-mm-Elektrode und gleicher Stromstärke wird also durch die Spritzverluste wieder aufgewogen.The time saved by cooling when using the 4 mm electrode and the same amperage is thus outweighed by the spray losses.

Bei einer Steigerung der Stromstärke auf 300 A bei Anwendung einer 4-mm-Elektrode und Speisung der Vorrichtung mit unter einem Druck von 1,5 atii stehender Preßluft wird die Ummantelung nicht rotglühend, und die Schmelzzeit für 40 cm beträgt nur 35 Sekunden, jedoch steigen wiederum die Spritzverluste stark an, und die abgelagerte Metallmenge beträgt nur 30,5 g bei einer mittleren Ablagerungsgeschwindigkeit von 34,5 g/Min. Vorteilhaft ist jedoch die Erhöhung der Eindringtiefe auf 4 mm.If the current is increased to 300 A when using a 4 mm electrode and powering the device with a pressure of 1.5 atii With compressed air, the casing does not become red hot and the melting time for 40 cm is 40 cm only 35 seconds, but again the spray losses increase sharply, and the deposited The amount of metal is only 30.5 g with an average deposition rate of 34.5 g / min. However, it is advantageous to increase the penetration depth to 4 mm.

Es wurde nun gefunden, daß die erhöhten Spritzverluste durch Anwendung eines an sich bekannten Elektrodenbündels aus wenigstens drei Elektroden vermieden werden können, deren Kern- und Ummantelungsgewichte etwa gleich sind. Ein Elektrodenbündel ist einer normalen Elektrode äquivalent, wenn Länge, chemische Zusammensetzung und Gewicht je Längeneinheit von Kern und Ummantelung bei beiden gleich sind. So wird z. B. ein der 4-mm-Elektrode im Beispiel 2 äquivalentes Elektrodenbündel durch Zusammenfassung von vier basischen Elektroden mit 2-mm-Kern und 3-4-min-Ummantelungsdurchmesser gebildet. Ein solches Elektrodenbündel hat das Kurzzeichen »4 - 2 mm«.It has now been found that the increased spray losses through application a known electrode bundle of at least three electrodes avoided whose core and cladding weights are approximately the same. A bundle of electrodes is equivalent to a normal electrode in terms of length, chemical composition and Weight per unit length of core and cladding are the same for both. So will z. B. an electrode bundle equivalent to the 4 mm electrode in Example 2 by combining of four basic electrodes with a 2 mm core and a 3-4 min sheath diameter educated. Such an electrode bundle has the abbreviation »4 - 2 mm«.

Die Fig.5 bis 7 zeigen Schnitte durch aus je vier ummantelten, aneinander anliegende Elektroden gebildete Elektrodenbündel, deren Kern mit 9' und deren Ummantelung mit 10' bezeichnet ist. Am Einspannungsende sind die Elektroden bei 28 blank. Zwischen den einzelnen Teilen 28 ist ein auf seiner ganzen Länge anliegender und, wie bei 30 gezeigt, verschweißter Draht 29 eingebaut, der derart mit den Teilen 28 eine Metallmasse bildet. Anstatt vier können auch beliebig viel andere - jedoch wenigstens drei - gebündelte Elektroden verwendet werden (Fig. 8).FIGS. 5 to 7 show sections through each of four jackets, one against the other adjacent electrodes formed electrode bundles, their core with 9 'and their sheathing is designated by 10 '. At the end of the clamping, the electrodes are bare at 28. Between the individual parts 28 is a fitting over its entire length and, as in 30 shown, welded wire 29 installed, so with the parts 28 a Metal mass forms. Instead of four any number of others can be used - but at least three - bundled electrodes can be used (Fig. 8).

Bei Anwendung eines ummantelten, nicht gekühlten Elektrodenbündels muß die üblicherweise maximale Stromstärke gegenüber der Anwendung einer normalen äquivalenten Elektrode gesenkt werden; mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen lassen sich jedoch auch Bündel mit erhöhter Stromdichte vorteilhaft verschweißen.When using a sheathed, non-cooled electrode bundle must the usually maximum current strength compared to the application of a normal equivalent electrode are lowered; leave with the devices according to the invention however, bundles with increased current density also advantageously weld together.

Die das Elektrodenbündel bildenden Elektroden können, wie bekannt, mit Draht od. ä. umwunden sein oder auch während der Schweißung durch von diesem Bündel unabhängige Vorrichtungen, die z. B. Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind, zusammengehalten werden. Eine Anordnung dieser Art zeigen Fig. 9 bis 11, wobei diese Vorrichtungen außerdem auch bei Anwendung einer ummantelten, überlasteten Stabelektrode Vorteile aufweisen.The electrodes forming the electrode bundle can, as is known, be wrapped with wire or the like or through this during the welding Bundle of independent devices e.g. B. parts of the device according to the invention are to be held together. An arrangement of this type is shown in FIGS. 9 to 11, wherein these devices also when using a jacketed, overloaded Rod electrode have advantages.

Die in den Fig. 9 bis 11 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Rohr 2, das an seinem Elektrodenaustrittsende einen Hohlring 32 aufweist, der zur Führung des Elektrodenbündels dient. Dieser Hohlring 32 wird aus einer mit der Leitung 4 in Verbindung stehenden Leitung 33 mit einem Kühlgas gespeist. Zum Inneren des Rohres 2 hin weist der Hohlring 32 Öffnungen 34 auf, aus denen das Kühlgas zu der Einspannung 6 hin strömt.The device shown in FIGS. 9 to 11 consists of one Tube 2, which has a hollow ring 32 at its electrode outlet end, which for Guiding the electrode bundle is used. This hollow ring 32 is made of one with the line 4 connected line 33 is fed with a cooling gas. To the inside of the Tube 2 out has the hollow ring 32 openings 34, from which the cooling gas to the Clamping 6 flows towards.

Die Zuführung des Kühlgases in der Leitung 4 wird in bekannter Weise durch den Schweißstrom über ein elektromagnetisches Ventil - wie z. B. in Fig. 11 dargestellt - derart gesteuert, daß das Kühlgas nur während der eigentlichen Schweißarbeit in der Leitung fließen kann. In Fig. 11 bezeichnet 35 eine Preßluftflasche, die über ein Reduzierventil 36 die Leitungen 4 und 37 mit Preßluft speist. Die Wicklung 39 des elektromagnetischen Ventils 38 liegt in einem mit einem Unterbrecher 40 versehenen Kreis, wobei sich der Unterbrecher 40 schließt, wenn der Schweißstrom durch die Wicklung 41 fließt. Der Schweißstrom wird von einem Dynamo 42 geliefert, der von einem durch das Drehstromnetz 44 gespeisten Elektromotor angetrieben wird. Zwei Phasen des Drehstromnetzes speisen den die Wicklung 39 enthaltenden Kreis des elektromagnetischen Ventils, das nur bei unter Strom stehender Spule geöffnet wird.The supply of the cooling gas in the line 4 is carried out in a known manner by the welding current via an electromagnetic valve - such. B. shown in Fig. 11 - controlled in such a way that the cooling gas can only flow in the line during the actual welding work. In FIG. 11, 35 denotes a compressed air bottle which feeds the lines 4 and 37 with compressed air via a reducing valve 36. The winding 39 of the electromagnetic valve 38 lies in a circuit provided with an interrupter 40, the interrupter 40 closing when the welding current flows through the winding 41. The welding current is supplied by a dynamo 42 which is driven by an electric motor fed by the three-phase network 44. Two phases of the three-phase network feed the circuit of the electromagnetic valve which contains the winding 39 and which is only opened when the coil is energized.

In den Fig. 9 und 10 ist ein Luftmotor zur Verschiebung des Rohres 2 während der Schweißung dargestellt. Das Rohr 2 gleitet über die mit dem Handgriff 20 verbundene Einspannung 6 und ist mit einem in einem an dem Handgriff befestigten Zylinder 46 gleitenden Kolben 45 verbunden.9 and 10 show an air motor for moving the tube 2 during welding. The tube 2 slides over the clamp 6 connected to the handle 20 and is connected to a piston 45 sliding in a cylinder 46 attached to the handle.

Um die Anbringung der Elektrode oder des Elektrodenbündels in der Einspannung 6 zu erleichtern, wird das Rohr 2 so weit zurückgeschoben, bis der Hohlring 32 an der Spannvorrichtung anliegt. Durch Einblasen von Luft in den Raum 47 und Entlüften des Zvlinderraumes über die Bohrung 48 wird diese Verschiebung in einfachster Weise erreicht. Die Zuführung der Preßluft in den Raum 47 erfolgt über einen in dem Ventil 50 ausgesparten Kanal 49, wobei das Ventil so lange durch eine Feder 51 auf seinem Sitz gehalten wird. bis es durch Betätigen des bei 54 gelenkig gelagerten Hebels 53 geöffnet wird.In order to facilitate the attachment of the electrode or the electrode bundle in the fixture 6, the tube 2 is pushed back until the hollow ring 32 rests against the clamping device. By blowing air into the space 47 and venting the cylinder space via the bore 48, this shift is achieved in the simplest way. The compressed air is fed into the space 47 via a channel 49 recessed in the valve 50 , the valve being held on its seat by a spring 51 for this period. until it is opened by actuating the lever 53 articulated at 54.

Vor Beginn der Schweißung wird das Rohr - unter Umständen von Hand - in umgekehrter Richtung verschoben und so in die in Fig. 9 dargestellte Lage gebracht. Während dieser Verschiebung entweicht die in dem Raum 47 vorhandene Luft durch den in dein das Rohr 2 aufnehmenden Gabelstück 55 vorgesehenen Spalt, wobei der Zylinderraum 46 sich mit durch die Bohrung 48 eingeblasener Luft anfüllt.Before the start of welding, the pipe is - possibly by hand - Shifted in the opposite direction and thus brought into the position shown in FIG. During this displacement, the air present in the space 47 escapes through the in your fork piece 55 receiving the tube 2, the cylinder space 46 is filled with air blown through the bore 48.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Anordnung erstreckt sich das Rohr 2 nicht ganz über die Hälfte der Elektrodenlänge. Die Länge der bei Schweißbeginn in dem Rohr 2 eingeschlossenen Elektrode muß erfindungsgemäß jedoch wenigstens 15°/0, vorzugsweise aber 30%, der Gesamtlänge betragen.In the arrangement shown in Figure 9, the tube extends 2 not quite over half the electrode length. The length of the start of welding In accordance with the invention, however, the electrode enclosed in the tube 2 must be at least 15 ° / 0, but preferably 30% of the total length.

Zu Beginn der Schweiß ung wird das Rohr 2 gegenüber dein Handgriff 20 nicht verschoben. Der obere Teil der Elektrode wird hierbei durch durch den Hohlring 32 eingeblasene und durch eine zur Aufnahme des Organs 6 vorgesehene Längsnut 56 auspuffende Luft gekühlt. Hat sich der Lichtbogen bis auf 3 cm dein Ring 32 genähert, wird durch Betätigen des Hebels 53 das Rohr 2 etwas zurückgezogen und so ein zu nahes Aufrücken des Lichtbogens an den Ring verhindert. Beispiel 3 Man benutzt eine Vorrichtung gemäß Fig. 9 und 11, die eine Kühlung auf eine Länge von 20 cm ermöglicht. und ein Elektrodenbündel » 4 # 2 inin«, das den im Beispiel 2 beschriebenen 4,inm-Elektroden äquivalent ist. Das Kontaktende dieses Bündels wird in der oben hechrielnnen Weise gebildet, und das Bündel wird durch einen etwa 6 cm oberhalb des unteren Endes angebrachten Bindedraht zusammengehalten.At the beginning of the welding, the tube 2 is not moved relative to your handle 20. The upper part of the electrode is cooled by air blown in through the hollow ring 32 and exhausted through a longitudinal groove 56 provided for receiving the organ 6. If the arc has come within 3 cm of your ring 32, the tube 2 is pulled back a little by actuating the lever 53, thus preventing the arc from moving too close to the ring. Example 3 A device according to FIGS. 9 and 11 is used, which allows cooling over a length of 20 cm. and an electrode bundle "4 # 2 inin", which is equivalent to the 4, inm electrodes described in Example 2. The contact end of this bundle is formed in the manner shown above, and the bundle is held together by a tie wire attached about 6 cm above the lower end.

Zu Beginn wird der das elektromagnetische Ventil lietätigeiide Kreis ausgeschaltet und - ohne daß Kühlas fließt- eine Stromstärke von 200 A angelegt. Hierhui kann festgestellt werden, daß dieUinmantelung des Bündels :ich nicht stärker erhitzt als die Ummantelung einer äquivalenten 4-mm-Elektrode. Der das Bündel umfasende Hohlring 32 und die Umwicklung finit Bindedraht sichern ein ausreichendes Zusammenhalten der Elektroden während der ganzen Schwei-13iuig. wobei 40 cm in 77 Sekunden abschmelzen und sich -15.5g Metall ablagern. Die mittlere Ablagerungsgescliwindiglkeit beträgt somit 35,5 g/Min. Die Ergebnisse sind etwa die gleichen wie bei Anwendung der deichen Stromstärke und einer äquivalenten 4-mm-Elektrode.At the beginning of the electromagnetic valve operating circuit is switched off and - without cooling gas flowing - a current of 200 A is applied. Here it can be stated that the sheathing of the bundle is not heated more than the sheathing of an equivalent 4 mm electrode. The hollow ring 32 surrounding the bundle and the finite binding wire wrapping ensure that the electrodes are adequately held together during the entire welding period. 40 cm melt in 77 seconds and -15.5g metal is deposited. The mean deposit rate is thus 35.5 g / min. The results are about the same as when using the low amperage and an equivalent 4 mm electrode.

Anschließend wird der Kreis des elektromagnetischen Ventils 38 eingeschaltet und eine Stromstärke von 250 A angelegt, wobei die Kühlung durch mit etwa 0.5 atü beaufschlagter Preßluft erfolgt. Die Schmelzdauer ffir 40 cm beträgt nun 65 Sekunden, die abgelagerte -Metallmenge 45 g. Es treten keine größeren Spritzverlttste auf. Das mittlere Abschmelzgewicht liegt bei 42 -/Min., d. h. etwa 10% höher als bei Anwendung der äquivalenten 4-imin-Elektrode.Then the circuit of the electromagnetic valve 38 is switched on and a current of 250 A applied, the cooling by about 0.5 atü applied compressed air takes place. The melting time for 40 cm is now 65 seconds, the amount of deposited metal 45 g. There are no larger spillages. The mean melt-off weight is 42 - / min., I.e. H. about 10% higher than at Use of the equivalent 4-imine electrode.

Nunmehr wird eine Stromstärke von 300 A angelegt, und es wird mit einem Luftdruck von 1,5 atü gekehlt. Die Schmelzdauer für 40 cm beträgt nunmehr 52 Sekunden und die abgelagerte 'Metallmenge 44g. Die Spritzverluste bleiben vernachlässigbar gering. so daß das mittlere Abschmelzgewicht 50 /Min. beträgt, d. h. also um 33% höher als bei der äquivalenten 4-mm-Elektrode liegt. Die Steigerung der @inl>remitiefe beträgt nur 3 mni.Now a current of 300 A is applied, and it is with an air pressure of 1.5 atü. The melting time for 40 cm is now 52 seconds and the deposited amount of metal 44g. The spray losses remain negligible small amount. so that the mean melt-off weight is 50 / min. is, d. H. so by 33% higher than the equivalent 4mm electrode. The increase in @inl> remit depth is only 3 mni.

Ein Vergleich der beiden Beispiele 2 und 3 zeigt deutlich, daß durch Anwendung des Elektrodenbündels anstatt der äquivalenten, normalen, nur einen Kern aufweisenden Elektrode ein Schweißen init Stromüberlastung und Kühlung ohne wesentliche Steigerung der Spritzverluste selbst ohne Schutzgas möglich ist.A comparison of the two Examples 2 and 3 clearly shows that through Use of the electrode bundle instead of the equivalent, normal, only one core having electrode a welding with current overload and cooling without essential Increase in spray losses is possible even without protective gas.

Weiterhin wurde gefunden, daß durch einen an sich bekannten zusätzlichen, zwischen den Ummantelungen des Elektrodenbündels eingebauten Draht keine wesentliche Änderung der Arbeitscharakteristik oder der Qualität der Scliweißung auftritt, jedoch ist die pro Zeiteinheit abgelagerte Metallmen=ge natürlich etwas größer. Die Fig. 12 und 13 zeigen solche Elektrod-enbündel mit drei bzw. vier ummantelten. gebündelten Elektroden, wobei der zusätzliche Draht mit 57 bezeichnet ist.Furthermore, it was found that by an additional, known per se, No essential wire built between the sheaths of the electrode bundle Change in the work characteristics or the quality of the weld occurs, however the amount of metal deposited per unit of time is of course somewhat larger. The fig. 12 and 13 show such electrode bundles with three and four coated ones, respectively. bundled Electrodes, the additional wire being denoted by 57.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for manual arc welding by means of thickly sheathed electrodes coated with a cooling gas, which are exposed to an increased welding current strength that exceeds at least 15% of the maximum permissible current strength that would destroy the coating without the use of a coolant characterized in that at the beginning of the welding .die sheath (10) of the electrode (8, 8 ') is surrounded by a tubular body (2) for at least 150 / a, preferably at least 30% of its length measured by the contact clamp (6) , which is set in an axial relative movement with respect to the electrode by hand or by a motor and is traversed by a stream of cooling gas. which is sufficient to prevent the sheath from glowing near the contact pliers and which is guided in such a way that it emerges outside of the arc and molten bath area. ?. Arrangement according to Claim 1, characterized in that the cooling gas flow used is an air flow flowing in the direction from the Abschinelz- to the clamping end. 3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the cooling gas enters the tubular guide body (2) at the exit end of the electrode. 4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the cooling gas enters the tube (56) at the outlet end of the electrode (8 ') via a hollow ring (32) which is used to guide the electrodes and which point towards the interior of the tube Holes (34) is provided, which lead the gas parallel to the electrode (8 ') to the fixture (6). 5. Arrangement according to claim 2 to -1. characterized in that additionally in a known manner by a separately to the electrode terminal, the electrode end of the arc and the melt fed (17 to 19) an inert gas stream, in particular from C O .. umblasen "-erden. 6. Arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that the clamped electrode (8) is a known, in particular contact electrode with a jacket diameter of at least 1.7 times, preferably 1.9 times, the core diameter. 7. Arrangement according to claim 1 to 6, characterized in that the clamped electrode (8 ') is a known electrode bundle of at least three coated electrodes. References considered: U.S. Patents Nos. 2,443,592, 2,432,639, 2,360,160, 2,498,241, 2,504,867, 2,583,665, 2,280,628; "Welding Technology" magazine, September 1953, pages 264 to 269; Welding and Metal Fabrication magazine, April 1955, pp. 148 and 149.