DE69425014T2 - Kontakthülse zum Schweissen und Herstellungsverfahren dafür - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Schweißdraht-Führungsspitze, wie sie beispielsweise aus DE-A-33 30 335 bekannt ist, sowie auf Verfahren zur Herstellung einer solchen Spitze.
• Ein als übliche Elektrode für Gas-Metall-Bogenschweißung (nachfolgend als GMA bezeichnet) zu verwendender Draht und ein beim Bogenschweißen mit nicht verbrauchbarer Elektrode, welches durch ein Wolfram-Edelgas-Bogenschweißen (nachfolgend als TIG abgekürzt) repräsentiert wird, zu verwendender Draht besitzen runde Querschnittsformen, und ein Führungsloch der Schweißspitze zum Führen des Drahtes zum Schweißabschnitt hat ebenfalls einen runden Querschnitt.
• Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch eine Stromkontaktspitze oder Kontakthülse für das GMA-Schweißen und deren Führungsloch 2, was beides im Stand der Technik bekannt ist. Gewöhnlich beträgt die Länge L einer Spitze oder Hülse 1 etwa 40 mm, und ein stufenweises rundes Führungsloch 2, dessen Durchmesser auf der Seite eines Spitzeneinlaßteils 3 größer und auf der Seite eines Spitzenauslaßteils 4 kleiner ist, ist im Mittelabschnitt ihrer Radialrichtung vorgesehen. Der Durchmesser D eines Abschnitts mit großem Durchmesser ist auf einen um etwa 1 mm größeren Wert gesetzt als der Durchmesser des oben beschriebenen Drahtes, und der Durchmesser d eines Abschnitts mit kleinem Durchmesser ist auf einen um 0,2 bis 0,4 mm größeren Wert gesetzt als der Durchmesser des oben beschriebenen Drahtes, beispielsweise in dem Fall, daß der Durchmesser eines durch dieselbe laufenden Drahtes etwa 1,2 mm beträgt.
• Chrom-Kupfer oder Beryllium-Kupfer werden nomalerweise als Material der Spitze 1 zum Schweißen des Drahtes für GMA vom Gesichtspunkt der Abriebbeständigkeit und des Stromkontakts verwendet. Der Draht wird von der Seite des Spitzeneinlaßabschnitts 3 in seinem mehr oder weniger gebogenen Zustand so zugeführt, daß der Stromkontakt am Spitzenauslaßabschnitt 4 fest hergestellt werden kann. Fig. 11 ist ein Schnitt, der einen Spitzenauslaß 1 zeigt und stellt einen Zustand dar, in dem ein Draht 5 durch das Führungsloch 2 der Spitze 1 verläuft. Der Stromkontakt wird derart hergestellt, daß der Draht 5 mit rundem Querschnitt in Kontakt mit der Innenseite des Führungsloches 2 mit kreisförmigem Querschnitt an einer Stelle zwischen einer Linie und einem Punkt hergestellt werden kann.
• Diese Schweißspitze 1 ist an einem nicht dargestellten Schweißbrenner angebracht, der beim halbautomatischen Schweißen verwendet wird, oder ist in einen Schweißroboter eingebaut. Falls die Schweißspitze 1 in den Schweißroboter eingebaut ist, wird der Draht 5 gewöhnlich aus der Spitze 1 entnommen, wobei der Zustand im Schweißzeitpunkt angenommen wird, und die Schweißbahn wird durch Abtasten der Schweißfuge an der Spitze des Drahtes 5 abgetastet, und sodann wird der Schweißvorgang durch Playback durchgeführt. Beim Verfahren zum Abtasten der Schweißnut wird jedoch, da der Kontaktdruck durch die Schweißfuge auf den Draht 5 ausgeübt wird, der Kontaktpunkt zwischen dem Führungsloch 2 und dem Draht 5 verändert. Sodann kann sich die Stelle an der Drahtspitze im Zeitpunkt des Playback während des Schweißens und die Stelle an der Drahtspitze im ersten Zeitpunkt manchmal ändern. Solchen Schwierigkeiten, daß die Spitze des Drahtes 5 während des Schweißens aus einer Zielstellung gerät und die Wülste im Zickzack verlaufen, kann man jedoch leicht begegnen.
• Um eine solche Schwierigkeit zu beseitigen, ist es daher zweckmäßig, daß der Draht 5 soweit wie möglich in einem geraden Zustand und mit geringem Spielraum aus dem Führungsloch 2 herauskommt. Da jedoch ein gewisses Spiel für ein glattes Zuführen des Drahtes 5 notwendig ist und wenn der gerade Draht 5 so angeordnet ist, daß er durch ein gerades Führungsloch läuft, entsteht das Problem, daß die kontaktierende Stromstellung zwischen dem Führungsloch 2 und dem Draht 5 nicht festgelegt werden kann und ein stabiler Schweißbetrieb schwierig wird. Wenn daher ein solcher gerader Draht geeignet ist, gibt es z. B. eine Einrichtung zum Drücken eines Drahtes in eine mit Energie versorgte Spitzenlochfläche in horizontaler Richtung mittels einer Feder (Japanische Patent- Offenlegungsschrift Nr. 64-18582).
• Nun ist der zur Schweißspitze 1 zugeführte Draht 5 nicht immer sauber, sondern manchmal mit Rost auf seiner Oberfläche oder durch den Kontakt zwischen dem Draht und der Innenfläche eines Rohrs oder der Spitze 1 erzeugten Chips und weiteren freigesetzten Teilen behaftet, die beim Durchlaufen der Zuführrolle in einer Drahtzuführvorrichtung erzeugt werden. Die Oberflächen von Weichstahldrähten sind zur Rostverhinderung durch Kupferplattierung geschützt. In diesem Fall sind sie manchmal mit den beim Metallplattieren freigesetzten Teilchen zusätzlich zu den oben beschriebenen Fremdstoffen behaftet. Diese Fremdstoffe werden zur Schweißspitze 1 zusammen mit dem Draht 5 gebracht und zwischen dem Führungsloch 2 und dem Draht 5 eingeklemmt, was eine glatte Zuführung des Drahtes 5 oder einen Stromkontakt zum Draht 5 verhindert. Dadurch werden beim GMA-Schweißen häufig fehlerhafte Lichtbögen erzeugt und es gab einige Probleme, wie das häufige Hervorrufen von Verspritzungen und Lichtbogeninstabilität. Es gab einige Fälle, daß die Spitzen und die Drähte durch den Funken zwischen denselben beim Beginn der Schweißung aneinander festgelegt wurden.
• Da die oben beschriebenen Probleme häufig auftraten, wenn der Führungslochdurchmesser kleiner und nahe am Drahtdurchmesser gewählt wird, wird der Führungslochdurchmesser gewöhnlich um 0,2 bis 0,4 mm größer gemacht als der Drahtdurchmesser.
• Um beispielsweise ein glattes Herausziehen von Fremdstoffen zu fördern, schlug die Japanische Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 56-142880 einen Aufbau vor, wie er in Fig. 12 dargestellt ist, wobei ein Raum 40 im Weg des Führungsloches 2 angeordnet ist und ein horizontales Loch 6 durch eine Erregerspitze 18 vom Raum 40 zu einer Außenfläche desselben verläuft, um das Fremdmaterial daraus zu entfernen. Auch bei diesem Verfahren tritt jedoch das Verstopfen durch Fremdmaterialien noch auf, wenn der Lochdurchmesser an der Spitze der Stromkontaktspitze kleiner gemacht wird als ein üblicher Wert, und der Führungslochdurchmesser selbst ohne jede Änderung noch seinen gewöhnlichen Wert beibehält. Daher ergibt sich keine Verbesserung beim Rütteln oder Rasseln des Drahtes 5 innerhalb des Führungslochs 2.
• Bezüglich der keramischen Führungspitzen, die bei einem Heißdraht-TIG-Schweißen verwendet werden, wird nachfolgend eine ausführliche Beschreibung gegeben. Beim Heißdraht-TIG- Schweißen werden gewisse Isolierspitzen aus einer Keramiksubstanz als Füllstück-Drahtführung oftmals da eingesetzt, wo der Draht durch die Stromkontaktspitze gelaufen ist, um einen Fortsetzungsabschnitt zu bilden, wodurch Hitze erzeugt wird, indem der Füllstückdraht lang erregt wird und die Schwankung der Drahtspitze geringer wird.
• Fig. 13 zeigt einen Schnitt des Aufbaus des Spitzenteils des früher von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung vorgeschlagenen TIG-Brenners (beschrieben in der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 3-297574). Dieser Brenner 16 ist so ausgebildet, daß ein Füllstückdraht 5 parallel und dicht neben einer Wolframelektrode 9 zugeführt werden kann. Infolgedessen kann der Umfang des Brenners klein gemacht werden, und die Durchführung des Schweißens in einem engeren Raum wird einfach. Dies hat die Wirkung einer Verbesserung der Toleranz der Bogenlänge sowie einer merklichen Verbesserung der Anwendbarkeit eines TIG-Schweißroboters. Ferner ist ein solches Heißdrahtverfahren durch Erregen des Drahtes 5 für eine Verbesserung der Menge der Drahtaufbringung geeignet.
• In Fig. 13 werden eine isolierende Führungsspitze 10 für die Zuführung des Füllstückdrahts 5 und die Wolframelektrode 9 jeweils durch einen austauschbaren Mechanismus, z. B. einen Schraubenanschlag, an einer Beschickungsspitze 8 gehalten, die am Rand eines hohlen Brennerkörpers 7 angebracht ist. Ferner wird eine Abschirmdüse 11 aus Keramik in den Außenumfang des Randes des Brennerkörpers 7 eingesetzt. Ferner ist ein Kanal (nicht dargestellt) für Argon als Schutzgas innerhalb des Brennerkörpers 7 vorgesehen, um dasselbe in den Innenumfang eines Randes in der Düse 11 auszublasen. Wasserkühlrohre (nicht dargestellt) mit einem leitenden Doppelrohraufbau aus Kupfer sind auf der Innenseite des hohlen Brennerkörpers 7 vorgesehen, und die Spitze des äußeren Wasserkühl- Kupferrohrs ist mit der Beschickungsspitze 8 verbunden. Daher kühlt das Wasserkühl-Kupferrohr die Beschickungsspitze 8 mit Kühlwasser, und gleichzeitig kann ein Lichtbogen 13 zwischen der Wolframelektrode und einem Basismetall 12 durch Erregen der Beschickungsspitze 8 und der Wolframelektrode 9 erzeugt werden. Ein Drahtführungsrohr 14 ist in Axialrichtung der Düse 11 innerhalb des Brennerkörpers 7 angeordnet, und eine Zuführspitze 15 für die Verwendung des Drahtes ist an der unteren Spitze desselben angeordnet. Der Draht 5 erreicht das Basismetall, indem er durch die Stromkontaktspitze 15 und das Drahtisolier-Führungsstück 10 verläuft.
• Beim TIG-Brenner 16 der Fig. 13 ist es zweckmäßig, den Draht 5 soweit wie möglich direkt unter dem Lichtbogen 13 zuzuführen, um den Betrieb des TIG-Brenners zu erleichtern. Wenn dagegen eine automatische Schweißung durchgeführt wird, wird der Draht 5 vom Basismetall 12 aus einem gewissen Grund abgesetzt und oft bildet sich an seinem Rand ein Kügelchen. In diesem Fall wird das Kügelchen in Kontakt mit der Wolframelektrode 9 gebracht und der Lichtbogen 13 wird gestört, was zu einer Undurchführbarkeit der Schweißarbeit führt, wenn die Wolframelektrode 9 und der Draht 5 zu eng aneinanderkommen. Um dies zu verhindern, ist es zu bevorzugen, die Oberflächenspalte zwischen der Wolframelektrode 9 und dem Draht 8 etwas weiter zu machen.
• Falls kein Spiel zwischen dem Draht 5 und dem Führungsloch 17 vorhanden ist und der Draht 5 gerade ist, kann der Spalt zwischen der Wolframelektrode 9 und dem Draht 5 im kürzesten Fall 0,5 mm oder mehr und vorzugsweise etwa 1 mm betragen. Da jedoch ein Drahtführungsloch 17 im isolierenden Führungsstück 10 eine runde Querschnittsform mit einem Durchmesser von 1,4 mm entsprechend dem Draht mit einem Durchmesser von 1,2 mm hatte, traten einige Fälle auf, daß die Kügelchen in Kontakt mit der Wolframelektrode 9 gebracht wurden, wenn dieselben nicht durch den Spalt tatsächlich um 1,5 mm oder mehr in einem durchschnittlich eingestellten Zustand wegen des Rüttelns zwischen dem Draht 5 und dem Führungsloch 17 und der Ungleichförmigkeit der Krümmungsneigung des Drahtes S gebracht waren. Sodann entstand das Problem, daß ein großer Unterschied der Bogenwärme zwischen den Zuständen war, wenn der Draht 5 am weitesten von der Wolframelektrode 9 entfernt war und wenn er in der engsten Umgebung desselben war, und daher war es schwierig, den Schmelzzustand des Drahtes zu steuern.
• Aus diesen Gründen war es erwünscht, das Rütteln oder Rasseln zwischen dem Draht 5 und dem Führungsloch 17 zu vermindern, indem der Durchmesser des Führungsloches 17 in der isolierenden Spitze 10 zur Führung des Drahtes 5 so klein wie möglich gemacht wird, um den Abstand zwischen dem Draht 5 und der Wolframelektrode 9 konstant zu halten. Wenn der Durchmesser des Führungsloches 17 auf 1,3 mm gesetzt wurde, was mehr oder weniger dem Draht 5 mit einem Durchmesser von 1,2 mm entsprach, entstanden einige Nachteile, da das Führungsloch 2 durch Fremdstoffe, wie Chips oder Teilchen vom Kupferplattieren, verstopft war, was ein Zuführen des Drahtes unmöglich machte, der Draht 5 wurde beim Eintritt in die Führungsspitze 10 abgespant und die sich ergebenden Späne oder Teilchen wurden auf der Seite des Brennerkörpers 7 eingeschlossen und die Kontaktspitze 15 und die Wolframelektrode 9 wurden miteinander kurzgeschlossen, so daß ein Bogen innerhalb des Brennerkörpers 7 entstand, was zu einer Zerstörung des Brenners 16 führte. Daher war es erforderlich, den Durchmesser des Führungsloches 17 auf 1,4 mm oder mehr einzustellen und den Brennerkörper 7 periodisch zu reinigen, so daß keine Fremdstoffe 19 dadurch eingeschlossen werden konnten.
• Beim oben beschriebenen Stand der Technik besteht ein Nachteil darin, daß die Spitzenstellung des Drahtes 5 entsprechend der Zuführung des Drahtes wegen des großen Spaltes zwischen dem Draht 5 und dem Führungsloch 2 stark schwankt. Ferner verbleibt noch ein grundsätzlich ungelöstes Problem, daß bei einem solchen Verfahren zum Abziehen aller Fremdstoffe aus dem horizontalen Loch 6, das an der Spitze 1 vorgesehen ist, die sich ergebenden Spitzenstrukturen kompliziert werden, die Spitzen teuer werden und das Zusetzen der Spitzen infolge des Eindringens von Fremdstoffen hervorgerufen wird.
• Bei dem Verfahren zum Einsetzen eines Drahtes mit rundem Querschnitt in die Erregerspitze mit einem Führungsloch mit rundem Querschnitt ergab sich jedoch ein Nachteil insofern, als irgendeine kontinuierliche Erregung kaum aufrechterhalten werden kann und leicht ein Abreißen des Bogens aufgrund einer augenblicklichen schlechten Erregung hervorgerufen wird, da der Draht S und die Innenfläche des Führungsloches 2 durch einen Kontakt zwischen einer Linie und einem Punkt in gegenseitigen Kontakt gebracht werden. Da an einem Punkt ein großer Strom fließt, entsteht die Gefahr, daß ein Funken zwischen dem Draht und der Spitze hervorgerufen wird, falls die Erregung bei verstopftem Zustand zwischen dem Draht und der Spitze beginnt, und der Draht kann in die Spitze eingeschmolzen werden, was eine weitere Zuführung des Drahtes unmöglich macht.
• DE-A-33 30 335 beschreibt eine Schweißspitze mit einem Führungsloch mit verschiedenen Querschnittsformen.
• Es ist daher ein erstes Ziel der Erfindung, eine Erregerspitze mit einfachem Aufbau zu schaffen, die billig herzustellen ist, so daß kein Zusetzen der Spitze durch Fremdstoffe, wie Niederschläge vom Plattieren, hervorgerufen wird und die Erregung gut durchgeführt wird, auch wenn die Schwankungen der Drahtspitzenstellung eng eingestellt werden, indem der Spalt zwischen dem Draht und dem Spitzenloch verhältnismäßig klein gemacht wird.
• Es ist zweites Ziel der Erfindung, eine Spitze zu schaffen, die aus einer isolierenden Keramik mit einem einfachen Aufbau besteht, ohne irgendein Zusetzen der Spitze durch Fremdstoffe, wie Niederschläge vom Kupferplattieren, hervorzurufen, auch wenn die Schwankung der Drahtspitzenstellung geringer gemacht wird, indem der Spalt zwischen dem Draht und dem Spitzenloch verhältnismäßig klein gemacht wird.
• Es ist ein drittes Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung der Spitzen zu schaffen, welche diese Funktionen bei billiger Herstellung besitzen.
• Das erste und zweite obige Ziel können erreicht werden, indem die Querschnittsform des Führungsloches eine dreieckige Form erhält, welche einen Kreis umschreibt, dessen Durchmesser um 0,02 bis 0,20 mm größer ist als der Außendurchmesser des in das Führungsloch einzusetzenden Drahtes.
• Die Erfindung schafft eine Kombination einer Schweißdraht- Führungspitze mit einem Führungsloch und eines Schweißdrahtes mit einem kreisförmigen Querschnitt zum Einsetzen in das Führungsloch, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsloch einen dreieckigen Querschnitt aufweist, wobei der Querschnitt senkrecht zur Achse des Führungsloches und mit Blick längs der Achse des Führungsloches genommen ist, die dreieckige Querschnittsform einen Kreis mit um 0,02 - 0,20 mm größerem Durchmesser als der Außendurchmesser des Schweißdrahtes umschreibt und die Länge des Führungsloches mit der dreieckigen Querschnittsform mehr als 15 mm beträgt.
• In jedem Falle ist es, um die Fremdstoffe stark herauszuziehen, besonders vorteilhaft, eine Form mit einem Zwischenraum einzustellen, der ausreicht, einen Kreis mit einem Drittel des Außendurchmessers des oben beschriebenen Drahtes zwischen zwei Flächen einzuschreiben, die genau in Kontakt mit dem oben beschriebenen Draht stehen, und der Umfangsfläche des oben beschriebenen Drahtes, wenn ein Draht mit runder Querschnittsform in das Führungsloch eingesetzt wird und die Umfangsfläche des oben beschriebenen Drahtes genau in Kontakt mit zwei das oben beschriebene Führungsloch bildenden Flächen gebracht ist.
• Die ganze Schweißspitze, die in der erfindungsgemäßen Kombination von Schweißdraht/Schweißdraht-Führungsspitze verwendet wird, kann in Kupfer oder Kupferlegierung einheitlich zusam mengefäßt sein oder die ganze Schweißspitze kann auch in isolierendem wärmebeständigem Keramik zusammengefaßt sein. Ferner ist die Schweißspitze vorzugsweise aus dem Hauptkörper der Spitze und dem in die Spitze des Hauptkörpers der oben beschriebenen Spitze eingebetteten Randteil zusammengesetzt, und das oben beschriebene Führungsloch kann auch in diesen Randteil münden. Ferner besteht die Schweißspitze aus dem Hauptkörper der Spitze und einem Randteil aus einer hitzebeständigen Keramik mit einer Länge von 25 mm oder mehr, der an die Spitze des Hauptkörpers der oben beschriebenen Schweißspitze anschließt, und das oben beschriebene Führungsloch kann sowohl im Hauptkörper der Spitze als auch im Randteil münden.
• Zusätzlich ist es wünschenswert, eine Vorrichtung für ein kräftiges Gleiten eines Drahtes in Kontakt mit der Innenfläche des Führungsloches der oben beschriebenen Spitze zu schaffen. Beispielsweise ist es möglich, die Mittellinie des Führungsloches in der Vorschubrichtung des Drahtes zu biegen oder die oben beschriebene Spitze so auszubilden, daß ein elastisches Organ exakt in Kontakt mit der Außenfläche des in das Führungsloch eingesetzten Drahtes gebracht werden kann, indem das elastische Organ in die Außenseite des Führungsloches teilweise vorsteht.
• Ferner kann das dritte oben beschriebene Ziel erreicht werden, indem ein Verfahren bezüglich einer Kupferspitze durchgeführt wird, das darin besteht: der Kerndraht mit nicht kreisförmigem Querschnitt wird in ein zylindrisches Material aus Kupfer oder dessen Legierung eingesetzt, die Innenfläche des oben beschriebenen zylindrischen Materials wird dicht gegen die Außenfläche des oben beschriebenen Kerndrahtes gepreßt, indem eine äußere Kraft auf das zylindrische Material ausgeübt wird, und sodann kann eine Schweißspitze mit einem Führungsloch mit nicht kreisförmigem Querschnitt ge formt werden, indem der oben beschriebene Kerndraht herausgenommen wird.
• So schafft die Erfindung ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Schweißdraht-Führungsspitze, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Bereitstellen eines zylindrischen Materials aus Kupfer oder Kupferlegierung; Einsetzen eines Kerndrahtes mit nicht kreisförmigem Querschnitt in das zylindrische Material; Pressen des zylindrischen Materials auf diesen Kerndraht an der Innenfläche desselben, indem eine äußere Kraft auf das zylindrische Material ausgeübt wird; und Herausziehen des Kerndrahtes aus dem Material.
• Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Schweißdraht-Führungsspitze, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Bereitstellen eines zylindrischen Materials aus Kupfer oder Kupferlegierung mit einem Loch durch das zylindrische Material; und Anwenden einer äußeren Kraft gleichzeitig aus drei verschiedenen seitlichen Richtungen auf das zylindrische Material, um der Querschnittsform des Loches eine dreieckige Form zu geben.
• Wenn das Führungsloch nicht kreisförmig, z. B. dreieckig, geformt ist, kann ein großer Zwischenraum zwischen der Umfangsfläche eines eingesetzten Drahtes und der Innenfläche des Führungsloches ausgebildet werden, wobei sogar ein Draht mit dem maximalen Durchmesser in das Führungsloch eingesetzt werden kann. Daher kann das Verstopfen durch Fremdstoffe herabgesetzt werden und gleichzeitig kann das Rasseln des Drahtes reduziert werden.
• Wenn man z. B. ein Führungsloch in der Form eines gleichseitigen Dreiecks 21 mit einem eingeschriebenen Kreis des Durchmessers D gemäß Fig. 14 betrachtet, dann ist der Durchmesser d eines Kreises 22, der auf dem eingeschriebenen Kreis 20 und in einem Eckabschnitt des Dreiecks 21 eingeschrieben wird, gleich D/3. Wenn man daher annimmt, daß D 1,2 mm ist, dann ist d gleich 0,4 mm. Dies zeigt, daß ein kugelförmiger Fremdstoff mit einem Durchmesser von 0,4 mm durch das Führungsloch gehen kann, obwohl das Führungsloch ein Dreieck sein kann, das nahezu einen Draht mit einem Durchmesser von 1,2 mm führen kann. Wie oben beschrieben, im Fall des Einsetzens eines Drahtes mit einem Durchmesser von 1,2 mm in das Führungsloch mit einem kreisförmigen Querschnitt, wird das normale Führungsloch mit einem Durchmesser von 1,4 mm geformt und daher ist der Durchmesser des durchgehenden sphärischen Fremdstoffes nur 0,2 mm. Wenn jedoch das Führungsloch die Form eines Dreiecks hat, wird das Rasseln des Drahtes reduziert und gleichzeitig können irgendwelche größeren Fremdstoffe als abgeplatzte Niederschläge durch das Führungsloch freigesetzt werden, was dazu führt, daß keine Drahtverstopfung und unregelmäßige Zuführung auftritt.
• Bei der Stromkontaktspitze mit dem dreieckigen Führungsloch wird der Draht in Kontakt mit wenigstens zwei Punkten des Führungsloches gebracht, wenn er gegen eine Ecke des Führungslochs gedrückt wird, und daher kann die sich ergebende Erregung stabiler durchgeführt werden im Vergleich mit dem Fall eines kreisförmigen Führungsloches, wo der Erregerkontakt an einem Punkt durchgeführt wird. Da keine Fremdstoffe rings um das Führungsloch angesammelt werden, ergibt sich kein schlechter Kontakt mehr durch das eindringen der Fremdstoffe in den Kontaktspalt zwischen den Drähten und den Spitzen.
• Die Erfindung schafft ferner eine Schweißdraht-Führungsspitzenanordnung mit der oben beschriebenen Schweißdraht/- Spitzenkombination, wobei: ein Führungsorgan aus hitzebeständiger und abriebfester Keramik mit einem V-Kanal und ein Keramikteil zum Kontaktieren und Drücken eines Drahtes in den V-Kanal derart vorgesehen sind, daß der Draht längs des V-Kanals zugeführt wird, wobei das keramische Führungsorgan und das Keramikteil zusammen das allgemein dreieckige Drahtführungsloch mit dem V-Kanal bilden.
• In der Spitzenanordnung, in der der Draht in einen V-Kanal eingeführt und mit einem Druckorgan gepreßt wird, kann ein dreieckiges Führungsloch gebildet werden, und gleichzeitig wird der Draht auf beide Seiten des dreieckigen Lochs gedrückt, damit diese in gegenseitigen Kontakt kommen.
• Daher wird der Erregerkontakt mit größerer Stabilität im Vergleich zum Fall des kreisförmigen Führungsloches hergestellt, wo der Erregerkontakt an einem Punkt hergestellt wird. Der Draht wird auf hohe Temperaturen aufgeheizt und geradegerichtet, und die Schwingung des Drahtes kann ebenfalls verhindert werden.
• Die Erfindung schafft ferner eine Schweißvorrichtung mit einer Schweißdraht-Führungspitzenanordnung, welche die oben beschriebene Schweißdraht/Schweißspitzenkombination enthält, wobei die Schweißdraht-Führungsspitzenanordnung umfaßt: ein Führungsorgan aus hitzebeständigem und abriebfestem Keramik mit einem V-Kanal; und ein Keramikteil zum Kontaktieren eines Drahtes mit dem V-Kanal, so daß der Draht längs des V-Kanals zugeführt wird, wobei die zwei Teile ein allgemein dreieckiges Drahtführungsloch bilden.
• Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung lediglich beispielhaft mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 einen Schnitt einer nicht erfindungsgemäßen Schweißspitze;
• Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1;
• Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 1;
• Fig. 4 einen Schnitt einer anderen nicht erfindungsgemäßen Schweißspitze;
• Fig. 5(a) bis 5(e) sind erläuternde Ansichten, die verschiedene Beispiele eines Führungsloches mit nicht erfindungsgemäßen Querschnitten darstellen;
• Fig. 6 einen Schnitt einer Schweißspitze gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
• Fig. 7 einen Schnitt einer nicht erfindungsgemäßen Schweißspitze;
• Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie C-C in Fig. 7;
• Fig. 9 einen Schnitt einer Schweißspitze gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
• Fig. 10 einen Schnitt einer im Stand der Technik bekannten Schweißspitze als erstes Beispiel;
• Fig. 11 einen Schnitt den Zustand eines durch die Schweißspitze des ersten bekannten Beispiels durchlaufenden Drahtes;
• Fig. 12 einen Schnitt einer Schweißspitze gemäß einem zweiten Beispiel nach dem Stand der Technik;
• Fig. 13 einen schematischen Schnitt eines bekannten Schweißbrenners; und
• Fig. 14 eine erläuternde Darstellung, welche die Wirkungsweise des erfindungsgemäß angewendeten Schweißspitzen- Führungsloches darstellt;
• Fig. 15 einen Schnitt eines Schweißspitzenmaterials, das bei der Herstellung einer Schweißspitze verwendet wird;
• Fig. 16 eine Draufsicht, welche ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Schweißspitze erläutert;
• Fig. 17 eine Draufsicht, welche ein anderes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Schweißspitze darstellt;
• Fig. 18 einen Schweißbrenner in einer Heißdraht-TIG- Schweißmaschine, auf welche die Erfindung angewendet wird;
• Fig. 18A, 18B, 18C, 18D, 18E und 18F sind Schnitte längs der Linien A-A, B-B, C-C, D-D, E-E bzw. F-F in Fig. 18;
• Fig. 19 einen Schnitt, welcher ein keramisches Führungsteil darstellt, das bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird; und
• Fig. 20 einen Schnitt, welcher ein keramisches Führungsteil darstellt, welches nicht der Erfindung entspricht.
• In den Fig. 1 bis 3 ist eine nicht erfindungsgemäße Schweißspitze darstellt, welche nachfolgend erläutert wird.
• Fig. 1 ist ein mittiger Schnitt, welcher eine gebräuchliche Kontaktspitze für GMA-Schweißen darstellt, Fig. 1 ist ein Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1 und Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 1.
• Bei dieser Schweißspitze öffnet sich ein Führungsloch 31 zum Einführen eines Drahtes mit einem Durchmesser von 1,2 mm zum axialen Kern des Hauptkörpers einer 40 mm langen Spitze 30 aus Chromkupfer. Ein Einlaß 32 dieses Führungsloches 31 ist mit einer angeschrägten Fläche versehen, die sich nach außen erweitert, so daß der Draht leicht in dieselbe eingeführt werden kann. Von diesem Einlaß 32 an einem Ende des Loches wird ein Draht eingesetzt und kommt aus dem Auslaß 33 am anderen Ende desselben heraus. Während der Schweißarbeit wird die Erregung durchgeführt, indem der Draht in Kontakt mit der Spitze 30 gebracht wird. Dieses Führungsloch 31 ist ein rundes Loch mit einem Durchmesser von 3,6 mm zwischen dem Einlaß 32 und dem Zwischenpunkt und für den Teil L = 10 mm auf der Seite des Auslasses 33 bildet der Querschnitt desselben ein regelmäßiges Dreieck, welches einen Kreis mit einem Durchmesser von 1,25 mm umschreibt. Jede Eckenstelle des Dreiecks besitzt die Form einer kleineren Krümmung als 0,2 R.
• Da die Auslaßseite des Führungsloches 31 in einer regelmäßigen Dreieckform ausgebildet ist, welche einen Kreis mit einem Durchmesser von 1,25 mm in der Schweißspitze gemäß der Erfindung umschreibt, wird der Zwischenraum zwischen der Umfangsfläche des Drahtes und der Innenfläche des Führungsloches 31 etwa 0,1 mm im Fall der Einführung eines Drahtes mit einem Durchmesser von 1,2 mm. Daher kann das Rasseln des Drahtes während der Drahtzuführung im Vergleich mit der Schweißspitze mit einem im Querschnitt runden Führungsloch gemäß dem Stand der Technik verringert werden. Wie Fig. 14 erläutert, wird an jedem Eckabschnitt des dreieckigen Führungsloches solch ein Zwischenraum ausgebildet, wie er durch einen sphärischen Fremdstoff mit einem Durchmesser von mindestens 0,4 mm besetzt werden kann, und in dem Abschnitt, in welchem der Unterschied zwischen dem eingeschriebenen Kreis am Dreieck und dem Durchmesser des Drahtes auftritt, wird ein Zwischenraum gebildet, wie er von einem kugelförmigen Fremdstoff mit einem Durchmesser von 0,45 mm eingenommen werden kann. Daher können Fremdstoffe, wie Niederschläge vom Kupferplattieren, Abplatzungen und Abfall, durch die drei Eckabschnitte im Führungsloch des Dreiecks glatt freigegeben werden. Ferner wird in dem Fall, daß der Führungslochabschnitt in einer dreieckigen Form länger ist, der sich ergebende Reibungswiderstand größer. Daher ist es erwünscht, daß der Führungslochabschnitt kürzer ist. Wenn er jedoch kürzer wird, wird die angestrebte Genauigkeit an der Spitze des Drahtes schlechter. Obwohl diese Kombination in Frage kommt, besteht bei der praktischen Anwendung kein Problem, da die Schwankungen der Spitze des Drahtes mit 20 mm Längenausdehnung innerhalb 0,8 mm gesteuert werden können, wenn die Länge an der Aulaßseite der Spitze 7 mm oder mehr beträgt. Im dreieckigen Führungsloch stoppt jede Oberfläche die Bewegung des Drahtes in Querrichtung durch Festklemmen desselben und sie hat die Funktion als Klemm- und Stoppfläche zur Bildung eines Zwischenraums in der Bewegungsrichtung des Drahtes. Dann kann das Ziel der Erfindung erreicht werden als eine Spitze mit dem Führungsloch, das aus diesen Klemm- und Stoppflächen zusammengesetzt ist.
• Die in Fig. 1 gezeigte Spitze 30 kann hergestellt werden, indem ein Ende eines aus Chrom-Kupfer bestehenden Spitzenmaterials in einer ungefähren Form der nahezu vorbestimmten Spitze mit einem kreisförmigen Loch von 3,6 mm Durchmesser festgelegt wird, einem Gesenkverfahren unterworfen wird, indem Formwerkzeuge gegen den Außenumfang desselben gepreßt werden, während ein Hartdraht mit einem gleichseitigen Dreiecksquerschnitt in das oben beschriebene runde Loch eingeführt wird, die Innenfläche des Materials auf den Hartdraht mit gleichseitig dreieckigem Querschnitt gepreßt wird und der oben beschriebene Hartdraht herausgezogen wird.
• Die Fig. 15 bis 17 zeigen eine andere Schweißspitze, die nicht der Erfindung entspricht. Fig. 15 zeigt eine Schnittform eines Spitzenmaterials 151, welches zur beinahe fertigen Form der Spitze verarbeitet worden ist. Eine Spitze 152 ist in dem durch L2 dargestellten Bereich in einer zylindrischen Form mit einem Außendurchmesser von 5,0 mm und einem Innendurchmesser von 2,2 mm ausgebildet. Wie in Fig. 16 gezeigt, wird der Abschnitt L2 dieses Spitzenmaterials gepreßt, indem aus drei Richtungen mit Hilfe eines Spannfutters mit drei Nagelköpfen (nails) 161, 162 und 163 gepreßt wird, die an Drehbänken und dergl. verwendet werden. Falls der Radius der Abrundung der Nagelspitze 164 auf 3 bis 5 mm eingestellt wird, wird die Innenfläche des Loches zu einem Loch 165 mit einer Form nahe an etwa einem gleichseitigen Dreieck, welches von einem Kreis von 1,24 ± 0,01 mm Durchmesser sogar ohne Einsetzen eines Kerndrahtes in dasselbe umschrieben, und es kann als eine Stromkontaktspitze für einen Draht von 1,2 mm Durchmesser verwendet werden. Wie in Fig. 17 gezeigt, falls die Nagelspitzen 177 eben sind, wird die Lochform 178 der Spitze ein sich in der Mitte jeder Seite desselben leicht erweiterndes Dreieck. Wie in Fig. 16 gezeigt, wird im Fall des Radius der Abrundung auf 3 bis 5 mm der Außenumfang der Spitze mehr oder weniger konvex, aber die Seiten des Dreiecks in der Innenfläche nehmen annähernd eine ebene gleichseitige Dreiecksform an.
• Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Genauigkeit in der Abmessung des Loches mehr oder weniger schlechter als im Fall der Anwendung des oben beschriebenen Kerndrahtes, aber es sind keine Verfahrensschritte zum Ziehen und Einsetzen des Kerndrahtes erforderlich, wodurch sich die Schweißspitzen wirtschaftlicher herstellen lassen.
• Ferner kann im Fall der Herstellung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Spitze mit dem gekrümmten Führungsloch in der axialen Kernrichtung der Spitze gemäß Fig. 6 leicht herge stellt werden, indem die konkaven und konvexen Nagelköpfe in der Axialrichtung der Nagelkopfspitze bezüglich der Spitzenformen der drei Nagelköpfe im Fall der Verarbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kombiniert werden.
• Die Schweißspitze wird hergestellt, indem sie insgesamt durch das Spannfutter mit drei Nagelköpfen gleichzeitig gequetscht wird. Durch Verwendung von drei Rollen anstatt des Spannfutters mit drei Nagelköpfen kann die Spitze jedoch gleichermaßen mittels Durchlaufen und Quetschen hergestellt werden, während sie in Längsrichtung der Spitze gewalzt wird.
• Fig. 4 ist ein Schnitt, welcher eine Stromkontaktspitze zeigt, die nicht mit der Erfindung übereinstimmt. Ein Rand- oder Kantenteil 35 mit einem gleichseitig dreieckigen Führungsloch 31, das von einem Kreis mit 1,25 mm Durchmesser umschrieben wird, mit 7 mm Länge und 4 mm Außendurchmesser aus gesinterter Legierung von Cu-W ist in die Spitze des Hauptkörpers einer Stromkontaktspitze 34 eingebettet. Das heißt, ein Loch mit 4 mm Durchmesser ist an der Auslaßseite der Stromkontaktspitze vorgesehen, wo der Randteil 35 in den Außenumfang des Hauptkörpers der Stromkontaktspitze 34 eingebettet und durch Klemmsitz befestigt ist. So kann die Lebensdauer der Stromkontaktspitze durch Einbettung eines abriebfesten, leitenden und harten Materials in die Spitze desselben ausgedehnt werden, wobei W und Ag-W ebenfalls für den Randteil 34 verwendet werden können.
• Mit Bezug auf die Abmessungen dieser Einschreibkreise kommt es gelegentlich vor, daß eine örtliche und kleine Verformung aus irgendwelchen Gründen dem Draht erteilt wird. Es war notwendig, den Durchmesser des eingeschriebenen Kreises im Führungsloch auf mehr als einen Wert zu erhöhen, der durch Addieren von 0,02 mm zum Drahtdurchmesser erhalten wird, um die Möglichkeit der Erzeugung eines Drahtfestsitzens infolge einer solchen örtlichen Verformung in dem Maße zu verhindern, daß gegenwärtig kein Problem besteht. Es war ebenfalls erforderlich, diesen eingeschriebenen Kreis kleiner zu machen als den Durchmesser, der durch Addieren von 0,20 mm zum Drahtdurchmesser erhalten wird, um das Auftreten des Problems zu verhindern, daß die Spitzenstellung des Drahtes bei der praktischen Anwendung zu stark schwankt.
• Fig. 6 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Nach Herstellung einer Stromkontaktspitze 36, in der ein dreieckiges Führungsloch offenstand, wurde ein gebogenes Führungsloch 37 durch Biegen der Spitze 36 im Mittelabschnitt in Längsrichtung der Spitze mit einer Länge von 40 mm gebildet, so daß eine der Kantenlinien des dreieckigen Führungsloches gegen die Mittelachse versetzt sein kann. Wenn danach ein gerader Draht durch die Spitze 36 geführt wurde, konnte der Draht fest gegen eine Ecke des dreieckigen Loches gedrückt werden. Da der Draht in Kontakt mit zwei Punkten der Innenfläche des Führungsloches am Rand der Spitze gebracht wird, läßt sich die sich ergebende Stromkontakterregung stabiler durchführen.
• Fig. 7 zeigt eine Schweißspitze, die nicht mit der Erfindung übereinstimmt. Eine Schweißspitze 40 wird durch Einbetten des Randteils 35 mit einem dreieckigen Loch gebildet, das aus einer gesinterten Legierung von Cu-W in der gleichen Weise wie im Fall der Fig. 4 in dem Spitzenauslass gebildet wurde. Auf den Draht 5 wird ein abriebfester Gleiter 39 durch eine Blattfeder 38 gedrückt, die an seinem eine Ende durch eine Schraube 41 befestigt ist, um den Draht gegen eine Ecke des dreieckigen Loches zu drücken. Der Draht wird in Kontakt mit dem Spitzenrandteil 35 an zwei Punkten desselben gebracht, wie in Fig. 8 gezeigt, und da die Menge an Fremdstoffen, die an der Kontaktstelle festgeklemmt war, verringert wurde, wurde die Kontakterregung stabiler durchgeführt und die Erzeugung von fehlerhaften Lichtbögen wurde extrem verringert. Die Lebensdauer der Spitze kann erhöht werden, indem ein abriebfestes Kupfer-Wolfram-Material verwendet wird, das dem Chrom-Kupfer-Material überlegen ist. Ferner kann ein gerader Draht 5 verwendet werden, da die Kontakterregung unter Kraftausübung durch Drücken des Drahtes 5 mit der Feder 38 durchgeführt wird, und es ergibt sich eine Wirkung der extremen Verringerung der Schwankung der Drahtkante.
• Fig. 9 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungform der Erfindung. Die Schweißspitze gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch nachträglich Anordnen des Randteils aus einer hitzebeständigen Keramik am Rand der Erregerspitze 40 in Fig. 7. In Fig. 9 zeigt 42 einen Randteil an, mit 43 ist ein Führungsloch bezeichnet, das sich im Randteil 42 öffnet, und die identischen Bezugszahlen sind die gleichen wie bei den entsprechenden Teilen in Fig. 7.
• Das Führungsloch 43 von 40 mm Länge mit einer gleichseitig dreieckigen Form im Querschnitt, die von einem Kreis mit 1,25 mm Durchmesser in ihrem axialen Kernteil umschrieben wird, mündet in den Randteil 42, der anschließend am Hauptkörper der Spitze 40 vorgesehen ist, und es kann ein Weichstahldraht von 1,2 mm Durchmesser geführt werden.
• Beim GMA-Schweißen wird der Lichtbogen an dem um 10 mm aus dem Drahtauslaß des Randteils 42 vorstehenden Stück des Drahtes 5 gebildet. Während des Schweißens wird der Draht 5 durch Joulesche Wärme aufgrund des Lichtbogenstroms erwärmt, der in dem Draht fließt, welcher durch das Führungsloch 43 des Randteils 42 fließt, und wird im Auslaß des Randteils 42 erweicht. Während der erweichte Draht 5 durch ein gerades Führungsloch 43 läuft, wird die Krümmungstendenz des Drahtes ausgeschaltet und der erhaltene Draht wird aus dem Drahtauslaß des Randteils 42 in einem geraden Zustand herausgeführt.
• Wenn zufällig die Länge des Führungsloches 42 nicht ausreicht, während der Draht durch den Randteil 42 läuft, bevor er voll erweicht ist, ist es nicht möglich, die Krümmungstendenz des Drahtes 5 vollständig zu beseitigen. Die Länge des Führungslochs 42, die die Krümmungstendenz des Drahtes 5 ausgleichend korrigieren kann, hängt von den Werten des Lichtbogenstromes ab, kann jedoch ausreichen, wenn die Länge 15 mm oder mehr ist, falls der Lichtbogenstrom etwa 250 A beträgt und ein Weichstahldraht verwendet wird. Durch Verwendung der Schweißspitze gemäß der Erfindung kann das Zick-Zack der Raupe infolge der Krümmungstendenz des Drahtes S ausgeschaltet werden.
• Es wird nunmehr auf eine Führungsspitze für Heißdraht-TIG- Schweißen als Beispiel Bezug genommen, und nachfolgend wird eine ausführliche Beschreibung eines Herstellungsverfahrens einer Schweißspitze aus hitzebeständiger Keramik gegeben. Als erstes wurde ein einem Führungsloch entsprechender Kerndraht hergestellt und sodann durch Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) -Pulver eingeschlossen. Der eingeschlossene Kerndraht wurde in eine Kautschukform eingebracht, unter einem hydrostatischen Druck von etwa 20 MPa zur Härtung gepreßt und sodann wurde der Kerndraht herausgenommen, so daß man einen Rohkörper erhält, der sodann bei etwa 1000ºC vorkalziniert wurde, und der Außenumfang desselben wurde mechanisch zu einer Spitzenform bearbeitet. Die erhaltenen spitzenartigen Produkte wurden zur Erzielung einer Spitze kalziniert. Bei Verwendung der Spitze nach der vorliegenden Ausführungsform für ein Heißdraht-TIG-Schweißen kann ein Hochtemperaturdraht an eSnem vorbestimmten Schweißabschnitt mit hoher Präzision angeordnet werden. Beispielsweise wurde Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) als Keramik bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet, aber es können auch andere Materialien, wie Siliziumnitrid (Si&sub3;N&sub4;) und Mullit (3SiO&sub2;-Al&sub2;O&sub3;) verwendet werden. Ferner kann das Herstellungsverfahren des vorliegenden Bei spiels auch auf die Herstellung des Randteils 42 der zweiten oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform angewendet werden.
• Die Fig. 5(a) bis (c) zeigen alternative Querschnittsformen für das Führungsloch, wobei diese Formen nicht in Übereinstimmung mit der beanspruchten Erfindung stehen. Die einzelnen Beispiele des Führungsloches sind folgendermaßen dargestellt: Quadrat, Rhombus, Sechseck, Kreuzform bzw. elliptisch. Jede derselben hat eine Vorderfläche, die von einem Kreis umschrieben wird, dessen Durchmesser um 0,02 - 0,20 mm größer ist als der Drahtdurchmesser, und der Zwischenraum 31a zur Förderung der Fremdstoffe wird längs des Drahtes gebildet.
• Fig. 18 zeigt einen Drahtbrenner in einer Heißdraht-TIG- Schweißmaschine, auf welche eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angewendet ist. Sie zeigt den Aufbau eines Drahtbrenners 816 für einen Heißdraht. Die Fig. 18A bis 18F sind jeweils Schnitte längs der Linien A-A bis F-F in Fig. 18.
• Ein Draht 86 wird einem Brennerkörper 817 nach dem Durchlaufen durch einen Kanal 88 von einer nicht dargestellten Drahtzuführvorrichtung aus zugeführt. Sodann erreicht der Draht 86 die Spitze des Drahtbrenners 816 längs eines V-Kanals 820 eines V-Kanalorgans 819 nach dem Durchlaufen durch ein Führungsloch 818 im Brennerkörper 817, und sodann läuft er durch den Drahtbrenner 816 und erreicht ein Schmelzbad auf einem Basismetall. Das V-Kanalorgan 819 besteht aus einer isolierenden Keramik mit Hitze- und Abriebfestigkeit, wie Siliziumnitrid, und ist am Brennerkörper 817 durch Halteschrauben 821 h und 821i befestigt.
• Der V-Kanal 820 besitzt die Form eines gleichseitigen Drei ecks mit einer Tiefe zwischen D und 1,4D, wobei D der Durchmesser des Drahtes ist. Wenn dementsprechend ein dreieckiger Kanal mit einer Tiefe von 1,7 mm angenommen wird, kann ein Draht mit einem Durchmesser von 1,2 mm oder 1,6 mm ohne weiteres verwendet werden. Der Brennerkörper 817 ist elektrisch mit einer Ausgangsklemme einer nicht dargestellten DrahtheizSpannungsquelle verbunden und mit dem Draht 86 durch eine flexible Erreger-Kupferplatte 822 und eine Erregerspitze 823 verbunden. Die Erregerspitze 823 wird gegen die Seite des V-Kanalorgans 819 mittels Schrauben 824e und 824f gedrückt, um einen Stromkontakt mit dem Draht fest herzustellen, und gleichzeitig wird die Lebensdauer derselben unterstützt, um sie benutzen zu können, obwohl die Erregerspitze 823 mehr oder weniger abgenutzt ist.
• Die Spitze des Drahtes 86 wird mit einem nicht dargestellten Basismetall in Berührung gebracht und zwischen der Spitze 823 und dem Basismetall elektrisch erhitzt. Auf seinem Weg wird der Draht 86 auf hohe Temperaturen erhitzt und erweicht. Ein Druckorgan 825 besteht aus einem isolierten Keramikorgan mit Hitze- und Abriebfestigkeit, wie Siliziumnitrid. Sodann wird der Draht 86, der eine Krümmungstendenz hatte, in weichem Zustand durch diese drei Seiten einschließlich des V-Kanals 820 geradegerichtet, und der gerade Draht 86 wird aus der Spitze des Drahtbrenners 816 herausgeführt.
• Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf Drahtbrenner für Heißdrahtschweißen eingeschränkt, sondern sie ist auch auf eine Verbrauchselektrode anwendbar, die mit einer Abschirmdüse versehen ist, wie eine solche für MAG-Schweißen. Insbesondere beim MAG-Schweißen nach dem Stand der Technik bestand ein Nachteil darin, daß ein Raupen- Zick-Zack durch das Schwanken der Lichtbogenstellung infolge der Drahtkrümmungstendenz der Drähte hervorgerufen wurde, der nun ausgeschaltet ist, die Reproduzierbarkeit der Schweißarbeit durch Roboter schweißen wurde merklich verbessert und die Erzeugung der Schweißfehler auf Basis des Raupen-Zick-Zacks wurde merklich reduziert. Bei der in Fig. 18 dargestellten Ausführungsform wurde ein dreieckiger Querschnitt durch die Kombination des V-Kanals mit einer ebenen Fläche ausgebildet. Fig. 19 ist jedoch ein Schnitt, welcher einen keramischen Führungsteil als alternatives bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigt, und die gleiche Funktion kann sogar bei dem Querschnitt ausgeübt werden, der eine solche Form hat, daß ein konvexer Teil des Druckorgans 927 in den V-Kanal eines V-Kanalorgans 926 eindringt. Der V-Kanal liegt in diesem Fall in der Form eines regelmäßigen Dreiecks mit einer Tiefe von 1,7D oder 3D vor, wenn der Drahtdurchmesser als D angenommen wird.
• Fig. 20 ist ein Schnitt, welcher einen keramischen Führungsteil zeigt, der nicht mit der Erfindung übereinstimmt, wobei das V-Kanalorgan 928 und das Druckorgan 929 beide rechtwinklige V-Kanäle sind. Obwohl sie nahe am V-Kanal oder anderer Form sein können, können sie eine Schnittform, wie einen U-Kanal und dergl., aufweisen, wobei diese Formen nicht in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehen.
• Erfindungsgemäß besteht bei Verwendung des V-Kanals das Problem, daß der Aufbau eines Spitzenteils groß und kompliziert wird, aber die drei Seiten eines Dreiecks, das aus einem konkaven Kanal, dargestellt durch einen V-Kanal, und einer ebenen Fläche bestehen, werden so gedrückt, daß sie in engem Kontakt mit dem Außenumfang des Drahtes stehen. Dadurch besteht die Wirkung, daß der Draht geradegerichtet wird und eine Drahteinsetzstellung stabilisiert wird, was zur Stabilisierung der Schweißarbeit führt im Vergleich zur Verwendung der Keramikspitze mit dreieckigem Loch, die so präpariert ist, daß sie einen eingeschriebenen Kreis mit einem größeren Durchmesser als dem Drahtdurchmesser aufweist.
• Ferner wurde im Fall einer Spitze mit dreieckigem Loch eine Spitze auf nur einen öffentlich zugelassenen Drahtdurchmesser angewendet, aber bei der erfindungsgemäßen Schweißspitzenanordnung ist der Auswahlbereich der öffentlich zugelassenen Drahtdurchmesser, die auf die Anordnung angewendet werden können, vergrößert.
• Erfindungsgemäß kann der Keramikteil mit einem konkaven Kanal nur durch Auspanen des Rohkörpers hergestellt werden, oder er kann durch eine billig hergestellte Form geformt werden. Ferner kann das Druckorgan die Form einer flachen Platte besitzen, und daher ist die Herstellung desselben billig. Der zulässige Fehlerbereich für die Herstellung, der für diese Teile erforderlich ist, wird sehr groß im Vergleich mit demjenigen bei einer Keramikspitze mit dreieckigem Loch, und die Ausbeute bei der Herstellung wurde stark verbessert.
• Die Fremdstoffe, wie Niederschläge vom Kupferplattieren werden aus dem Spalt freigegeben, der zwischen dem Druckorgan und dem konkaven Organ ausgebildet ist, und infolgedessen entstehen keinerlei Probleme des Zusetzens durch die Drähte.
• Erfindungsgemäß ist es, wie oben beschrieben, durch Herstellung des Führungsloches einer Schweißspitze in dreieckiger Form möglich, daß trotz des möglichen Einführens glatt durchführbarer Drähte mit ihrem Maximaldurchmesser in das Führungsloch ein großer Spielraum zwischen der Umfangsfläche des eingesetzten Drahtes und der Innenflächen des Führungsloches gebildet wird, das Rasseln oder Rütteln des Drahtes reduziert werden kann und gleichzeitig die Ansammlung der Fremdstoffe im Führungsloch ebenfalls verringert werden kann.
• Ferner kann der Draht in Kontakt mit wenigstens zwei Punkten an der Innenfläche des Führungsloches gebracht werden und daher kann die sich ergebende Erregung stabiler im Vergleich mit einer Schweißspitze nach dem Stand der Technik mit rundem Führungsloch durchgeführt werden, wobei der Stromkontakt an einem Punkt hergestellt wurde.

Claims (14)

1. Schweißdraht-Führungsspitze (36, 40) mit einem Führungsloch (37, 43) zum Einsetzen eines Schweißdrahtes (S) mit kreisförmigem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsloch (37) einen dreieckigen Querschnitt aufweist, wobei der Querschnitt senkrecht zur Achse des Führungsloches (37, 43) und mit Blick längs der Achse des Führungsloches (37, 43) genommen ist, die dreieckige Querschnittsform einen Kreis mit um 0,02-0,20 mm größerem Durchmesser als der Außendurchmesser des Schweißdrahtes (S) umschreibt und die Länge des Führungsloches (37, 43) mit der dreieckigen Querschnittsform mehr als 15 mm beträgt.

2. Schweißdraht-Führungsspitze (36, 40) nach Anspruch 1, bei welcher die dreieckige Querschnittsform einen Kreis mit einem um 0,02 - 0,05 mm größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Schweißdrahtes (5) umschreibt.

3. Schweißdraht-Führungsspitze (36, 40) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das Führungsloch (37, 43) so ausgebildet und angeordnet ist, daß es einen Zwischenraum bildet, der es erlaubt, einem Kreis mit einem Durchmesser entsprechend mehr als einem Drittel des Außendurchmessers des Schweißdrahtes (5) zwei Flächen des Führungsloches (37, 43) und die Umfangsfläche des Schweißdrahtes einzuschreiben, wenn der Schweißdraht (5) durch das Führungsloch (37, 43) geführt wird, und die Umfangsfläche des Schweißdrahtes (S) genau in Kontakt mit zwei Flächen des Führungsloches (37, 43) gebracht ist.

4. Schweißdraht-Führungsspitze (36, 40) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Schweißdraht- Führungsspitze einen Hauptkörper und einen Randteil (35) aufweist, der eine hitzebeständige Keramik von 15 mm oder mehr in der Länge und durchgehend mit dem Hauptkörper verbunden umfaßt; und bei welcher das Führungsloch (37, 43) sowohl im Hauptkörper der Spitze (40) als auch im Randteil (35) offen ist.

5. Schweißdraht-Führungsspitze (36, 40) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das Führungsloch (37, 43) in einem Teil der Spitze ausgebildet ist, der vollständig aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet ist.

6. Schweißdraht-Führungsspitze (36, 40) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher das Führungsloch (37, 43) in einem Teil der Spitze ausgebildet ist, der vollständig aus einer hitzebeständigen Keramik gebildet ist.

7. Schweißdraht-Führungsspitze (36, 40) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Mittellinie des Führungsloches (37, 43) in Bewegungsrichtung des Schweißdrahtes (5) derart gekrümmt ist, daß der Schweißdraht (5) in fester Gleitberührung mit der Innenfläche des Führungsloches (37, 43) steht.

8. Schweißvorrichtung, welche die Schweißdraht-Führungsspitze (36, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 enthält.

9. Verfahren zur Herstellung einer Schweißdraht-Führungsspitze (36, 40), die gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Bereitstellen eines zylindrischen Materials aus Kupfer oder Kupferlegierung;

Einsetzen eines Kerndrahtes mit dreieckigem Querschnitt in das zylindrische Material;

Pressen des zylindrischen Materials auf diesen Kerndraht an der Innenfläche desselben, indem eine äußere Kraft auf das zylindrische Material ausgeübt wird; und

Herausziehen des Kerndrahtes aus dem Material.

10. Verfahren zur Herstellung einer Schweißdraht-Führungsspitze (36, 40), die gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Bereitstellen eines zylindrischen Materials (166) aus Kupfer oder Kupferlegierung mit einem Loch (165) durch das zylindrische Material (166); und

Anwenden einer äußeren Kraft gleichzeitig aus drei verschiedenen seitlichen Richtungen auf das zylindrische Material (166), um der Querschnittsform des Loches (165) eine dreieckige Form zu geben.

11. Schweißdraht-Führungsspitzenanordnung mit der Schweißdraht-Führungsspitze nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schweißdraht-Führungsspitze ferner aufweist:

ein Führungsorgan (819) aus hitzebeständiger und abriebfester Keramik, welche einen V-Kanal (820) aufweist; und

ein Keramikteil (825) zum Berühren und Drücken des Drahtes (86) im V-Kanal (820) derart, daß der Draht (86) längs des V-Kanals (820) zugeführt wird, wobei das keramische Führungsorgan (819) und das Keramikteil (825) zusammen das allgemein dreieckige Drahtführungsloch mit dem V-Kanal (820) bilden.

12. Schweißdraht-Führungsspitzenanordnung nach Anspruch 11, welche ferner aufweist eine Drahterregerspitze (825), die an einer Drahteinlassseite der Anordnung bewegungsabwärts vom Keramikteil (825) vorgesehen ist, wobei die Drahterregerspitze (825) den Draht (86) im V-Kanal (820) derart berührt, daß der Draht (86) die Wände des V-Kanals (820) berührt, um eine Kontakterregung durchzuführen.

13. Verwendung einer Schweißdraht-Führungsspitze (36, 40) zur Führung eines Schweißdrahtes (5), bei welcher die Schweißdraht-Führungsspitze ein Führungsloch besitzt, in das der Schweißdraht (S) eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsloch (37) eine dreieckige Querschnittsform besitzt, wobei der Querschnitt senkrecht zur Achse des Führungsloches (37, 43) und mit Blick längs der Achse des Führungsloches (37, 43) genommen ist, wobei die dreieckige Querschnittsform einen Kreis mit einem um 0,02 - 0,20 mm größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Schweißdrahtes (S) umschreibt, und die Länge des Führungsloches (37, 43) mit der dreieckigen Querschnittsform mehr als 15 mm beträgt.

14. Verwendung einer Schweißdraht-Führungsspitze (36, 40) nach Anspruch 13, bei der die dreieckige Querschnittsform einen Kreis mit einem um 0,02 - 0,05 mm größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Schweißdrahtes (5) umschreibt.