DE4120791A1

DE4120791A1 - Equipment for plasma powder spraying of metallic components - by conversion of plasma cutting unit with modified powder spray nozzle with plasma gas nozzle, nozzle cap, powder guide cap and inert gas cap

Info

Publication number: DE4120791A1
Application number: DE4120791A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Becker; Andreas Dr Uelze; Peter Wiese; Jochen Boehme; Joerg Kupfer; Peter Holz
Original assignee: VERKEHRSWESEN HOCHSCHULE
Current assignee: BECKER, REINHARD, 01159 DRESDEN, DE UELZE, ANDREAS
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1993-01-14

Abstract

Equipment for plasma powder spraying of metallic components by conversion of a plasma cutting unit with removal of the original cutting nozzle and cap and substitution of a powder spray nozzle having a shorter plasma gas constriction nozzle (5) with enlarged outlet bore and similar internal profile in a nozzle cap (6) with modified external profile, connectable to the burner body with the appropriate cathode-anode gap. Equal-spaced powder channels (9) are formed in the outer surface of the lower truncated conical part of the replacement nozzle cap (6), running out close to the nozzle cap bore (14) level with the outlet of plasma gas nozzle (5). A powder guide cap (2) fits closely over the conical surface of the nozzle cap (6), sealing the powder channels (9) and forming a communicating annular powder distribution gap at the upper cylindrical part. An inert gas cap (3) is attached over powder guide cap (2) by a threaded connection, with the opposite conical surfaces of equal angle forming an annulus for the inert gas shield. USE/ADVANTAGE - Provides a means of converting commercial plasma cutting equipment for plasma powder spraying without extension of the existing cooling system and which can be operated with or without a pilot arc.

Description

Die Erfindung betrifft eine durch Umrüstung eines Plasmaschneid brenners in einen Plasmaschweißbrenner gebildete Anordnung zum Oberflächenbehandeln metallischer Werkstücke, insbesondere zum Plasma-Pulver-Auftragschweißen, nach dem Oberbegriff des An spruchs 1.The invention relates to a by retrofitting a plasma cutting torch formed in a plasma welding torch Surface treatment of metallic workpieces, especially for Plasma powder cladding, according to the generic term of the An saying 1.

Die derzeit bekannten Brennerkonstruktionen sind in den meisten Fällen nur für spezielle Einsatzfälle konzipiert und demzufolge ausgesprochene Einzweckgeräte. Außerdem lassen sie sich nur in relativ kleinen Strom- bzw. Spannungsbereichen variieren.The burner designs currently known are in most Cases designed only for special applications and therefore outspoken single-purpose devices. In addition, they can only be in relatively small current or voltage ranges vary.

Zum sicheren Schutz des Bedienpersonals gegen unzulässig hohe Spannungen ist aus der DD-PS 1 42 267 ein Plasmabrenner mit Be rührungsschutz bekannt. Dieser besteht aus Düse und Düsenkappe mit dem dazwischen strömenden Kühlwasser und der in der Düse konzentrisch angeordneten Katode und einer Fehlerstromschutz schaltung und einem Schaltungsfunktionen ausführenden Spannungs indikator zwischen dem Werkstück und der Düse zur Überwachung der Düse auf das Vorhandensein eines Spannungspotentials gegen über dem Werkstück.For the safe protection of operating personnel against impermissibly high levels Tension is from the DD-PS 1 42 267 a plasma torch with Be protection against contact known. This consists of a nozzle and nozzle cap with the cooling water flowing in between and that in the nozzle concentrically arranged cathode and a residual current protection circuit and a voltage performing circuit functions indicator between the workpiece and the nozzle for monitoring against the presence of a voltage potential over the workpiece.

Der aus DE-PS 32 40 247 bekannte Plasmabrenner, insbesondere zur Durchführung von beliebigen Schneidaufgaben in verschiedenen Schneidebenen in radioaktiven Räumen sowie über und unter Wasser ist zur Vermeidung von komplizierten und aufwendigen Führungseinrichtungen aus zwei miteinander verbindbaren Teilen aufgebaut, wobei der eine (Versorgungsteil) die Zuleitungen für Plasmagas und Strom sowie Kühlmittel enthält und der andere (Brennerteil) eine Elektrode und eine Düse aufweist. The plasma torch known from DE-PS 32 40 247, in particular for Execution of any cutting tasks in different Cutting planes in radioactive rooms as well as above and below Water is complicated and expensive to avoid Guide devices made of two interconnectable parts built up, the one (supply part) the supply lines for plasma gas and electricity and coolant contains and the other (Burner part) has an electrode and a nozzle.

Zwischen dem Versorgungs- und Brennerteil können geformte Ver sorgungszwischenstücke angeordnet werden, die es ermöglichen, die Austrittsrichtung des Plasmastrahles entsprechend der je weiligen Schneidaufgabe zu verändern.Shaped Ver can between the supply and burner part care intermediate pieces are arranged, which make it possible the exit direction of the plasma jet according to each change the cutting task.

Des weiteren ist aus der DE-PS 20 19 946 ein Schneid- und/oder Schweißbrenner, insbesondere Plasmabrenner, bekannt, bei dem zur optimalen Zentrierung von Elektroden Spitze und Düsenboh rung des zum Düsenhalter gerichtete Ende des Elektrodenhalters und das gegen den Elektrodenhalter gerichtete Ende des Düsen halters als vorstehender Führungszapfen ausgebildet sind. Beide werden in der Mittelbohrung des Isolierstückes geführt. Die sich an die Zapfen anschließenden Anschlagflächen liegen dabei an den Endflächen des Isolierstückes an.Furthermore, from DE-PS 20 19 946 a cutting and / or Welding torch, in particular plasma torch, is known in which for optimal centering of electrode tip and nozzle bores tion of the end of the electrode holder facing the nozzle holder and the end of the nozzle directed against the electrode holder holder are formed as the above guide pin. Both are guided in the center hole of the insulating piece. The stop surfaces adjoining the pins are located thereby on the end faces of the insulating piece.

Diese in den drei genannten Patentschriften beschriebenen Plas mabrenner sind ausgesprochene Einzweckgeräte, welche nur zum Plasmaschneiden verschiedener metallischer Werkstoffe unter unterschiedlichen Bedingungen in Richtung Schnittebenen und/ oder verschiedener Medien genutzt werden können.These Plas described in the three mentioned patents mabrenner are pronounced single-purpose devices, which are only for Plasma cutting of various metallic materials different conditions towards cutting planes and / or different media can be used.

Mit der Anlage zum Plasma-Lichtbogen-Auftragschweißen gemäß DE-PS 27 01 254 sollen im wesentlichen ohne Beschädigung des Plasmabrenners Kraterbildungen auf dem Werkstück verhindert werden. Dies geschieht mit Hilfe eines Plasma-Brenners, der an eine Plasmagasquelle, an eine Schutzgasquelle und an eine Auftragspulver-Träger-Gasquelle sowie an eine Wasserkühlvor richtung angeschlossen ist und mit einer Steuer- und Speise vorrichtung zur Erzeugung eines übertragenen Lichtbogens zwischen der Brennerelektrode und dem Werkstück und eines nicht übertra genen Lichtbogens zwischen der Brennerelektrode und einer Brenner düse, die eine einzige Gleichstromquelle aufweist, deren einer Pol an die Brennerelektrode und deren anderer Pol einerseits an das Werkstück und andererseits über einen Widerstand an die genannte Brennerdüse angeschlossen ist. Dabei ist der Wider stand in der Zuführungsleitung des Kühlwassers zum Brenner angeordnet und die Steuer- und Speisevorrichtung weist eine Sicherheitsvorrichtung für den Zündkreis des Brenners sowie eine Abstellvorrichtung für den Schweißvorgang auf.With the system for plasma arc cladding according to DE-PS 27 01 254 are essentially without damaging the Plasma torch prevents crater formation on the workpiece will. This is done with the help of a plasma torch to a plasma gas source, to a protective gas source and to one Order powder carrier gas source and to a water cooling device direction is connected and with a control and feed device for generating a transmitted arc between the burner electrode and the workpiece and one is not transferred arc between the burner electrode and a burner nozzle that has a single DC power source, one of which Pole to the burner electrode and its other pole on the one hand to the workpiece and on the other hand to the resistor called burner nozzle is connected. Here is the contradiction stood in the supply line of the cooling water to the burner arranged and the control and feed device has a Safety device for the ignition circuit of the burner as well a parking device for the welding process.

Genannter Plasma-Lichtbogen-Auftragschweißbrenner weist mindestens zwei im Brennerkopf getrennte Kühlsysteme mit aufwendigen Dich tungs- und Isolierkörpern bzw. -flächen auf. Weiterhin ist die Ausführung und Verteilung des Auftragpulvers nicht opti mal, da Pulverentspannungsraum und Zuführungskanal, Zuführungs winkel und damit die Verteilungsmöglichkeiten nicht aufeinander abgestimmt sind. Eine gleichmäßige und rotationssymmetrische Verteilung wird demzufolge entsprechend vorgenannter Lösung nicht erreicht.The above-mentioned plasma arc build-up welding torch has at least two cooling systems separated in the burner head with elaborate you tion and insulating bodies or surfaces. Still is the execution and distribution of the application powder not opti times because powder relaxation room and feed channel, feed angles and thus the distribution options are not one on the other are coordinated. An even and rotationally symmetrical Distribution is accordingly in accordance with the aforementioned solution not reached.

Aus der DE-OS 34 30 439 ist ein Verfahren zum Schweißen eines Ba sismaterials bekannt, welches mit einem Oberflächenbehandlungs pulver oberflächenbehandelt werden soll, durch einen Plasma brenner, in dem ein Plasmaarbeitsgas von einem Raum zwischen einer Stabelektrode und einem inneren Rohr geliefert wird, wel ches die Stabelektrode umgibt, wobei das Oberflächenbehandlungs pulver von einem Raum zwischen dem Innenrohr und einem Außenrohr geliefert wird, welches das Innenrohr umgibt und an seinem unte ren Ende mit einer Plasmalichtbogenstrahldüse versehen ist, und zwar in den Plasmalichtbogen, während sich das Basismaterial dreht.DE-OS 34 30 439 describes a method for welding a Ba known sismaterials, which with a surface treatment powder to be surface treated by a plasma burner in which a plasma working gas from a space between a stick electrode and an inner tube is supplied, wel ches surrounds the stick electrode, the surface treatment powder from a space between the inner tube and an outer tube is supplied, which surrounds the inner tube and at its bottom end is provided with a plasma arc nozzle, namely in the plasma arc while the base material turns.

Das Oberflächenbehandlungspulver enthält nicht weniger als 95% Pulver mit einer Partikelgröße von -60 mesh bis +250 mesh. Das Schweißen wird mit einer Schweißgeschwindigkeit von nicht weni ger als 3,8 mm/sec. ausgeführt. Eine Pendelbewegung des Brenners wird dabei nicht vollzogen. The surface treatment powder contains not less than 95% Powder with a particle size of -60 mesh to +250 mesh. The Welding is not at a low welding speed less than 3.8 mm / sec. executed. A pendulum movement of the burner is not carried out.

Nach dieser Beschreibung handelt es sich auch um einen speziel len Plasma-Auftragsbrenner mit pulverförmigem Oberflächenbehand lungsmaterial. Wie bereits zu DE-PS 2701254 ist hier ebenfalls ein aufwendiges Kühlsystem zur Ableitung der Wärme installiert. Die Auftragspulververteilung ist durch die Drehbewegung verbes sert, jedoch noch nicht als optimal zu verstehen.According to this description, it is also a special one len plasma torch with powdered surface treatment materials. As already for DE-PS 2701254 is also here installed a complex cooling system to dissipate the heat. The application powder distribution is improved due to the rotary movement sert, but not yet to be understood as optimal.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei Beseitigung der aufgezeigten Mängel einen an sich bekannten Schneidbrenner unkompliziert ohne Erweiterung des vorhandenen Kühlkreislaufes für das Plasmaschweißen und das Plasma-Pulver-Auftragschweißen derart umzurüsten, daß eine gleichmäßige - auf kurze Verteilungs- und Zuführungswege kreis runde und tangential mit geringer 10% arbeitender Pulververtei lung erzeugt wird, wobei die radial zugeführten Pulverteilchen sich auf die verlängerte Mittelachse der stabförmigen Elektrode zubewegen. Die Brennerbewegung soll dabei waagerecht und rich tungsunabhängig erfolgen.The invention specified in claim 1 is therefore an object based on eliminating the shortcomings identified one in itself known cutting torch easily without expanding the existing cooling circuit for plasma welding and that To convert plasma powder cladding such that a uniform - on short distribution and feed paths round and tangential with a low 10% powder distribution is generated, the radially supplied powder particles on the elongated central axis of the rod-shaped electrode to move. The burner movement should be horizontal and rich independent of the direction.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Anordnung durch die in Anspruch 1 gelösten Merkmale gelöst. Weitere günstige Ausbil dungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is performed in a generic arrangement by Features solved in claim 1. More cheap training endings of the invention are specified in the subclaims.

Mit dieser Erfindung ist es nunmehr in vorteilhafter Weise mög lich, wahlweise mit oder ohne Pilotlichtbogen zu arbeiten, wodurch eine zusätzliche Variation der Schweißparameter entsteht. Der Pilotlichtbogen dient vor allem aber zum Zünden des übertragenen Lichtbogens (Hauptlichtbogen). Zur gleichen Zeit oder in einem definierten Zeitabschnitt wird der Pulvermassestrom, gebildet durch bestimmte Pulvermenge aus dem Pulverfördergerät und dem genau dosierten Pulverfördergas, über spezielle Pulverzufüh rungen radial genau verteilt durch Entspannungsraum und Ver teileinrichtung dem Plasmalichtbogen zugeführt, teilweise ein geschossen oder durch die Injektorwirkung der Plasmalichtbogen säule mitgerissen, aufgeschmolzen und zur angeschmolzenen Werk stückoberfläche transportiert. Der gesamte Schweißprozeß wird durch einen kreisförmigen Schutzgasvorhang, beispielsweise Argon oder Argon-Wasserstoff-Gemisch, vor Oxydationsvorgängen geschützt. Die Schutzgaszuführung erfolgt ebenfalls radial zur Brennermitten achse; die Verteilung über Entspannungs- und Verteilungsraum und Schutzgasverteilungsring mit anschließendem keglig zulaufenden Ringspalt.With this invention it is now possible in an advantageous manner Lich, optionally work with or without pilot arc, whereby an additional variation of the welding parameters arises. The Pilot arc is primarily used to ignite the transmitted Arc (main arc). At the same time or in one the powder mass flow is formed for a defined period of time by a certain amount of powder from the powder conveyor and the precisely metered powder feed gas, via special powder feed radially precisely distributed through relaxation space and Ver Partial device supplied to the plasma arc, partially shot or by the injector effect of the plasma arc entrained column, melted and to the melted work piece surface transported. The whole welding process is through a circular protective gas curtain, for example argon or argon-hydrogen mixture, protected against oxidation processes. The shielding gas is also supplied radially to the center of the burner axis; the distribution over relaxation and distribution space and Shielding gas distribution ring with subsequent tapered Annular gap.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung 1 dar gestellt und wird im folgenden näher beschrieben:
Die Figur zeigt die vergrößerte erfindungsgemäße Anordnung in Schnittdarstellung Zur Herstellung der Anordnung zum Oberflächenbehandeln metalli scher Werkstücke für das Plasma-Pulver-Auftragschweißen gemäß der Zeichnung werden zunächst von einem an sich bekannten Plas maschneidbrenner, der zur Erzeugung eines gerichteten Lichtbogens an ein Versorgungs- und Steuerteil, eine Plasmagas- und Strom quelle sowie eine Wasserkühleinrichtung angeschlossen ist, die zugehörige Schneiddüsenkappe einschließlich Plasmagaseinschnür düse vom Brennergrundkörper demontiert.An embodiment of the invention is shown in the drawing 1 and is described in more detail below:
The figure shows the enlarged arrangement according to the invention in a sectional view. To produce the arrangement for surface treatment of metallic workpieces for plasma powder cladding according to the drawing, first of all a machine-known plasma cutting torch, which is used to generate a directed arc to a supply and control part , a plasma gas and electricity source and a water cooling device is connected, the associated cutting nozzle cap including plasma gas constriction nozzle disassembled from the burner base.

Eine im Vergleich zur Brennerdüse um 3 mm kürzere Plasmagasein schnürdüse 5 mit ca. um 2,5 mm aufgeweiteter Austrittsbohrung und nahezu gleichen Innenkonturen wird nunmehr auf die Brenner kopfspitze aufgeschoben. Es erfolgt das Einregulieren des Kato denstandes, d. h. des Abstandes der Stabelektrode aus Wolfram (Katode) gegenüber der Plasmagaseinschnürdüse 5 (Anode) auf 8 mm.A plasma gas lacing nozzle 5, which is 3 mm shorter than the burner nozzle, with an outlet hole widened by approximately 2.5 mm and almost the same inner contours is now pushed onto the burner head tip. The Kato denstandes, ie the distance between the rod electrode made of tungsten (cathode) and the plasma gas constriction nozzle 5 (anode) is adjusted to 8 mm.

Konzentrisch dazu ist eine in ihrer Außenkontur wesentlich ver änderte Düsenkappe 6 angeordnet, die spezielle Führungsflächen 13 zur lageorientierten Aufnahme einer Pulverführungskappe 2 sowie ein Außengewinde 12 und ein Innengewinde 10 zum lösbaren Verbin den mit einem Überwurfring 1 und dem Brennergrundkörper besitzt. Concentric to this is a nozzle cap 6 , which has been substantially modified in its outer contour, which has special guide surfaces 13 for the position-oriented reception of a powder guide cap 2 as well as an external thread 12 and an internal thread 10 for releasable connection with a coupling ring 1 and the basic burner body.

Auf der in Schweißrichtung mit einem Winkel von 94° keglig zu laufenden Außenfläche der Düsenkappe 6 sind 18 auf dem Umfang gleichmäßig und symmetrisch verteilte Pulverförderungskanäle 9 mit einer Breite von 1,5 mm, einer Tiefe von 1 mm und einer Länge von 12 mm eingearbeitet, die im oberen Bereich halbkreis förmige Ausfräsungen besitzen und so die überstehenden Stege spitz auslaufen lassen, und die bis unmittelbar zur Düsenkappen bohrung 14 laufen und sich damit austrittsseitig in gleicher Höhe wie die Plasmagaseinschnürdüse 5 befinden.On the outer surface of the nozzle cap 6 , which is tapered in the welding direction at an angle of 94 °, 18 powder feed channels 9 with a width of 1.5 mm, a depth of 1 mm and a length of 12 mm are uniformly and symmetrically distributed on the circumference, which have semicircular cutouts in the upper area and thus allow the protruding webs to run out to a point, and which run bore 14 directly up to the nozzle caps and are therefore on the outlet side at the same height as the plasma gas constriction nozzle 5 .

Im zusammengesetzten Zustand, d. h. nach dem Befestigen der Pul verführungskappe 2 und der Düsenkappe 6 einschließlich Plasmagas einschnürdüse 5 mit Hilfe des Überwurfringes 1, wobei gleich zeitig der am ursprünglichen Brenner vorhandene Wasserkühlkreis lauf wieder geschlossen und ohne Erweiterung mit nutzbar ist, entsteht zwischen deren zylindrischen Teilstücken ein Ringspalt als Verteilungs- bzw. Entspannungsraum für den Pulvermassestrom. Dieser strömt über mindestens eine Pulverzuführung 7 in den an den Führungsflächen 13 auslaufenden Ringspalt ein. Durch gleiche Winkelstellung ist die glatte Innenkegelfläche 11 der Pulverfüh rungskappe 2 fest auf die genutete Außenkegelfläche der Düsen kappe 6 gepreßt, so daß jeder einzelne Pulverführungskanal 9 mit vorzugsweise rechteckiger oder quadratischer Form dicht abgedeckt ist und gleichzeitig ein guter Wärmeübergang zwischen Pulverführungskappe 2 und Düsenkappe 6 gewährleistet ist. Eine Schutzgaskappe 3 ist mit ihrem oberen Ringteil am stufen förmig abgesetzten Zylinderteil der Pulverführungskappe 2 lös bar befestigt, wobei nach dem Aufschrauben der Winkel der Außen kegelfläche der Pulverführungskappe 2 übereinstimmend mit dem der Innen- und Außenkegelfläche der Schutzgaskappe 3 70° beträgt und so einen Schutzgasringspalt bildet. Anstelle der erwähnten Schraubenverbindung wäre auch eine Steck- oder Klemmverbindung denkbar. Der Schutzgasringspalt besitzt eine Spaltbreite von 2,5 mm und weist im Austrittsbereich einen minimalen Abstand von 10,5 mm zur gedachten Brennermittenachse auf. Im Übergangsstück von zylindrischer und kegliger Fläche des Schutzgasringspaltes ist ein entsprechend der Ringspaltbreite eingepaßter Schutzgasvertei lungsring 4 mit einer Dicke von 2 mm angeordnet, der zusätzlich durch einen Einstich am zylindrischen Außenteil der Pulverführungs kappe 2 fixiert ist. Er enthält 24 Durchgangsbohrungen mit einem Durchmesser von 0,5 mm, welche symmetrisch auf dem Umfang ver teilt sind. Die Einleitung des Schutzgases in den Schutzgasring spalt erfolgt oberhalb des Schutzgasverteilungsringes 4 über mindestens zwei gerade, radiale Schutzgasleitungen 8.In the assembled state, ie after attaching the pulverizing cap 2 and the nozzle cap 6 including plasma gas constricting nozzle 5 with the aid of the coupling ring 1 , the water cooling circuit present on the original burner being closed again at the same time and usable without expansion, arises between the cylindrical sections thereof an annular gap as a distribution or relaxation space for the powder mass flow. This flows through at least one powder feed 7 into the annular gap running out on the guide surfaces 13 . By the same angular position, the smooth inner conical surface 11 of the powder guide cap 2 is firmly pressed onto the grooved outer conical surface of the nozzle cap 6 , so that each individual powder guide channel 9 is covered with a preferably rectangular or square shape and at the same time ensures good heat transfer between the powder guide cap 2 and the nozzle cap 6 is. A protective gas cap 3 is attached with its upper ring part to the stepped cylindrical part of the powder guide cap 2 , whereby after screwing on the angle of the outer conical surface of the powder guide cap 2 is coincident with that of the inner and outer conical surface of the protective gas cap 3 70 ° and thus a protective gas ring gap forms. Instead of the screw connection mentioned, a plug or clamp connection would also be conceivable. The protective gas ring gap has a gap width of 2.5 mm and is at a minimum distance of 10.5 mm from the imaginary burner center axis in the outlet area. In the transition piece from the cylindrical and conical surface of the protective gas ring gap, a protective gas distribution ring 4 fitted in accordance with the annular gap width is arranged with a thickness of 2 mm, which is additionally fixed by a recess on the cylindrical outer part of the powder guide cap 2 . It contains 24 through holes with a diameter of 0.5 mm, which are symmetrically distributed on the circumference. The inert gas is introduced into the inert gas ring gap above the inert gas distribution ring 4 via at least two straight, radial inert gas lines 8 .

Die Pulverführungskappe 2 und die Schutzgaskappe 3 ragen zusam men endseitig auf gleichem Höhenniveau über die Düsenkappen bohrung 14 und die Bodenfläche der Plasmagaseinschnürdüse 5 hinaus.The powder guide cap 2 and the protective gas cap 3 protrude together end men at the same level above the nozzle cap bore 14 and the bottom surface of the plasma gas constriction nozzle 5 also.

Nach Anschließen der erforderlichen Medien, wie Schutzgaszufüh rung und Pulverfördergerät, Pulverfördergas ist der umgerüstete Plasmaschneidbrenner für das Plasma-Pulver-Auftragschweißen einsatzfähig.After connecting the required media, such as inert gas supply tion and powder feeder, powder feed gas is the converted one Plasma cutting torch for plasma powder cladding operational.

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference numerals used

1 Überwurfring
2 Pulverführungskappe
3 Schutzgaskappe
4 Schutzgasverteilungsring
5 Plasmagaseinschnürdüse
6 Düsenkappe
7 Pulverzuführung
8 Schutzgasleitung
9 Pulverführungskanal
10 Innengewinde
11 glatte Innenkegelflächen der Pulverführungskappe
12 Außengewinde
13 Führungsflächen
14 Düsenkappenbohrung 1 union ring
2 powder guide cap
3 protective gas cap
4 Shielding gas distribution ring
5 plasma gas constriction nozzle
6 nozzle cap
7 powder feed
8 shielding gas line
9 powder guide channel
10 internal threads
11 smooth inner conical surfaces of the powder guide cap
12 external threads
13 guide surfaces
14 nozzle cap bore

Claims

1. Arrangement for the surface treatment of metallic workpieces, in particular for plasma powder build-up welding, formed by retrofitting a plasma cutting torch consisting essentially of a plasma gas constricting nozzle in a nozzle cap and a rod electrode which is arranged concentrically in the nozzle and which is used to generate a directed arc Supply and control part, a plasma gas and power source and a water cooling device is ruled out, in a plasma welding torch, characterized in that after removing the cutting nozzle cap belonging to the plasma cutting torch from the torch base instead of the original torch nozzle, a plasma gas constricting nozzle which is comparable for the purpose of welding is shorter ( 5 ) with a widened outlet bore and almost the same inner contours inserted in a modified nozzle cap ( 6 ) with modified outer contours and in this form with regulated cathode-anode spacing nd with the burner base body ver bindable that on the outer circumferential surface of the replaced, frustoconical nozzle cap ( 6 ) several - according to the angular inclination of the truncated cone to the imaginary center axis - powder guide channels ( 9 ) are incorporated evenly distributed, which in the immediate vicinity run out of the nozzle cap bore ( 14 ) and lie there on a horizontal plane with the bottom surface of the plasma gas constricting nozzle ( 5 ), that furthermore a powder guide cap ( 2 ) with inner contours adapted to the outer contours of the nozzle cap ( 6 ) is attached and fastened to the latter, that between the cylindrical part of a piece at the top of the guide surfaces ( 13 ) escaping annular gap for the powder mass flow results, but whose cone surfaces are pressed firmly against each other and thereby close the powder guide channels ( 9 ) on all sides and that Lich Lich a Schutzg askappe ( 3 ) with its upper, preferably threaded cylindrical section is releasably attached to the stepped cylindrical part of the powder guide cap ( 2 ), the cone surfaces forming a protective gas ring gap at the same angle and at a certain distance.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the angle of the truncated cone of the nozzle cap ( 6 ) to the center axis of the rod electrode (cathode) is between 80 ° and 98 °.

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that in the truncated cone of the nozzle cap ( 6 ) between 12 and 24 symmetrically arranged powder guide channels ( 9 ) are machined tet.

4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the powder guide channels ( 9 ) 1 mm to 2.0 mm wide, 0.3 mm to 1 mm deep and 10 mm to 15 mm long and in the upper area each a semicircular Be in the dosing room.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the powder mass flow flows over at least a straight, radial powder feed ( 7 ) in the serving as a distribution or relaxation space annular gap between powder guide cap ( 2 ) and nozzle cap ( 6 ).

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the angle of the outer conical surface of the powder guide cap ( 2 ) is equal to the angle of the spaced inner conical surfaces of the protective gas cap ( 3 ) between 68 ° and 74 °, the The 1.5 mm to 3.5 mm wide protective gas ring gap between the two conical surfaces has a minimum distance of 8 mm and a maximum distance of 16 mm from the imaginary center axis of the assembled arrangement in the outlet area.

7. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that a protective gas distribution ring ( 4 ) is arranged in the region of the transition from the cylindrical and conical surface of the protective gas ring gap.

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the 2 mm-4 mm wide and 2.0 mm-3 mm thick protective gas distribution ring ( 4 ) is fixed by a recess on the cylindrical outer part of the powder guide cap ( 2 ) and 16-28 Has through holes with a diameter of 0.5 mm to 1.2 mm distributed symmetrically on the circumference, the introduction of the protective gas into the protective gas ring gap above half of the protective gas distribution ring ( 4 ) via 2-4 straight, radial protective gas lines ( 8 ).

9. Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the powder guide cap ( 2 ) and the protective gas cap ( 3 ) end at the same height above the nozzle cap bore ( 14 ) and the bottom surface of the plasma gas lacing nozzle ( 5 ) protrude.