Zehrener-Verfahren


Schweißen, Löten und Schmelzen mit dem Lichtbogen

Zehreners Verfahren zum elektrischen Löten, Schmelzen und Schneiden diente der Erhitzung von Gegenständen im Bereich des Lichtbogens, ohne dass diese einen Pol des Lichtbogens bildeten.[1]

 

Zehrener versuchte den Lichtbogen durch magnetische Ablenkung wie eine Lötrohrflamme zu verwenden (englisch: The Zerener Electric Blowpipe).[2]

Zum Schweißen brannte der Lichtbogen zwischen den beiden Kohleelektroden unter gleichzeitiger manueller Zuführung eines stromlosen Zusatzdrahtes und unter Verwendung von Wasserstoff als Schutzgas.[3]

 

Der Zerener-Lichtbogen ist in den USA bis 1910 wohl noch nicht ausprobiert worden. In Deutschland und anderen Ländern wurde er manchmal zum Schweißen von groben Arbeiten verwendet, wie z.B. gebrochenen Gussteilen und Teilen, die keine Elastizität behalten mussten. Trotz seiner verschiedenen Einschränkungen wurde er aufgrund der geringen Beschaffungskosten und des kostengünstigen  Betriebs zur Erprobung empfohlen.[3]

 

Zereners Verfahren kann als ein Vorläufer des WIG-Schweißens angesehen werden (Wolfram-Inert-Gasschweißen).[3]
   

Zehrener -Apparat in einer amerikanischen Skizze[2]

   

 


Handapparate

Es gab einen einfachen Handapparat sowie einen mit einem Lötkolben versehenen Handapparat, bei dem der zum Weichlöten dienende Kolben L von innen durch den Lichtbogen erhitzt wurde. Einer der Leitungsdrähte D wurde um die Magnetschenkel gewickelt, ehe er zur Kohle geführt wurde.[1]

   

Handapparate

K Kohlestäbe
M Elektromagnete
R Stellrad zum Regulieren der Kohlen
D Leitungsdrähte
   

Stationär aufgehängter Apparat

Für größere Arbeiten bestimmter Apparat: K und K' Kohlestäbe, M Elektromagnete
Für größere Arbeiten bestimmter Apparat: K und K' Kohlestäbe, M Elektromagnete

Bei einem für größere Arbeiten bestimmter Apparat (Deutsches Reichspatent DRP 68938). wurde die Entfernung der Kohlenspitzen zueinander wie bei Bogenlampen geregelt.

 

Die Reguliervorrichtung befand sich in dem Kasten W, der durch einen Schirm R vor der Wärmewirkung des Lichtbogens geschützt war.

 

Zur Führung der Kohlenhalter dienen die Stäbe H.

 

 

für größere Arbeiten bestimmter Apparat
K und K' Kohlestäbe
M Elektromagnete

Vorteile

  • Das Verfahren war viel billiger ist als die Wasserstoff-Sauerstoff- oder Acetylen-Sauerstoff-Flammen.[2]
  • Die Anschaffungskosten des Apparates waren niedrig.[2]
  • Die Kosten der eingesetzten Energie waren bei gleicher Leistung geringer als beim Gasschweißen.[2]
  • Das Verfahren hatte gegenüber den zuvor entwickelten Verfahren den Vorteil, dass es keine gesonderten Stromquelle bedurfte.[1] 
  • Die Apparate ließen sich an jede konventionelle Beleuchtungsanlage anschließen, da sie nur 40-50 Volt benötigen.[1] 
  • Man war vom Lichtbogen und seiner Wirkung viel unabhängiger als bei den Verfahren von Bernados, Slavianoff und Lagrange-Hobo.[1] 
       

Nachteile

  • Der Lichbogen war nicht leicht zu regeln.[2] 
  • Der Lichtbogen war mit heißem Kohlenstoff und Kohlenstoffgas aus den Kohlestiften gesättigt.[2] 
  • Der Kohlenstoff wurde von dem geschmolzenen Metall absorbirt, das verbrannte oder spröde wurde.[2] 
  • Dass das intensive Licht des Lichtbogens und die notwendige Hochspannung das Schweißen waren für den Bediener ziemlich gefährlich.[2] 
  • Es konnte nur eine Lichtbogen von begrenzter Größe erzielt werden.[2] 
  • Das Verfahren fand nur eine geringe Verbreitung.[3] 
       

Patente

Skizze von Zehrener's Handapparat aus der Patentschrift
Skizze von Zehrener's Handapparat aus der Patentschrift
  • Deutsches Reichspatent DRP 68938

Quellennachweise

  1. Zeitschrift für Elektrochemie, Band 2, Ausgabe 25, 5. April 1896. S. 553.
  2. Richard N. Hart: The Zerener Electric Blowpipe. In: Welding Theory, Practice, Apparatus and Tests. Electric, Thermit and Hot-Flame Processes. McGraw-Hill Book Company, London, 1910, S. 34-35. 
  3. Amman, Jaeschke und Schmidt: Handbuch des Metall-Schutzgasschweißens: Verfahren, Werkstoffe, Fertigung. DVS-Media, Fachbuchreihe Schweißtechnik Band 162, Düsseldorf, 2017. ISBN 978-3-96144-009-2.