DE1565890A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Lichtbogenschweissen - Google Patents

Description

• Verfahren Und Vorrichtung zum Lichtbogenschweißen Die Erfindung befaßt sich mit dem Schweißen mit abschmelzender Metallelektrode.
• Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Ausbildung einer gleichförmig. gefiederten Schweißnaht mit gewünschter Raupenform.
• Erfindunjsgemäß wird ein Verfahren zum Lichtbogenschweißen 9 mit abschmelzender Metalleldktrode unter Anwendung eines sprühregenartigen Werkstoffübergangs geschaffen, bei dem einem zwischen einem Werkstück und einer kontinuierlich in Riähtung auf das Werkstück vorgeschobenen Elektrode brennenden Lichtbogen aus einer Stromquelle Lichtbogenleistung zugeführt wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Lichtbogenleistung mit vorbestimmter Frequenz zwischen einem vorbestimmten Größtwert und einem vorbestimmten Kleinstwert geöndert wird. Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigt: Figur 1 ein schematisches Schaltbild einer zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeigneten Vorrichtung, Figur 2a einen Querschnitt einer erfindungsgemüß hergestellten Schweißraupe, Figur 2b einen Ldngsschnitt eines Teils einer derartigen Schweißnaht, Figur 3a eine Draufsicht auf eine erfindungsgemdß hergestellte Schweißraupe, und Figur 3b eine dhnliche Ansicht einer Schweißraupe, die entsprechend einem abgewandelten Verfahren nach der Erfindung hergestellt wurde. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Lichtbogenschweißvorgang unter sprühregenartigem Werkstoffübergang, bei dem die Lichtbogenleistung eine vorbestimmte Welligkeit aufweist, die selektiv einstellbar ist, um verbesserte Schweißungen mit erwünschter Raupenform zu erhalten. Dies wird erreicht, indem die von der'Stromquelle abgegebene Leistung oder die Drahtvorschubgeschwindigkeit oder beide Größen kombiniert entsprechend beeinflußt werden. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Werkstoffübergang wdhrend wiederholter vorbestimmter Pegelönderungen der Lichtbogenleistung kontinuierlich erfolgt. Die erzielten Vorteile sind u. a.: Erweiterung des nutzbaren Leistungsbereichs, Beeinflussung der Schweißraupenform und, nach Wunsch, Erzeugung dekorativer Oberflächeneffekte. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der Ausgang einer elektrischenSchweißstromquelle 10 übe.r Leitungen 12 und 14 mit einem Brenner 16 und einem Werkstück 18 verbunden, um zwischen dem Ende einer Drahtelektrode 22 und dem Werkstück 18 einen Lichtbogen 20 zu unterhalten, in welchem der Werkstoff sprühregenartig übergeht. Die Elektrode 22 wird von einer Drohthaspel 24 mittels einer mit'Andruckrollen 28 zusammenwirkenden Antriebsrolle 26 kontinuierlich in Richtung auf den Lichtbogen.20 vorgeschoben. Die An.triebsrolle 26 wird ihrerseits durch einen Drahtvorschubmotor 30 angetrieben, der mit einem Drehzahlregle r 3# versehen ist. Ein zweckentsprechendes Lichthogenschutzgas beispielsweise Argon, wird dem Brenner über den Einlaß 34 zugeführt und tritt als kontinuierlicher Strom 36 aus dem Brenner um den Endteil der Elektrode und den Lichtbogen herum sowie über dem benachbarten geschmolzenen Schweißgut und dem Werkstück aus, wobei das Schweißgut und das Werkstück gegen die Außenatmosphöre abgeschirmt werden. Ein Widerstand 38 ist in Reihe mit der Schweißstromleitung 12 geschaltet. Der Widerstand 38 ist mit einem Nebenschlußkreis 40 versehen, in dem ein Arbeitskontakt 42 eines Relais 44 liegt, dessen Wicklung 46 über einen Stromkreis 48 mit einem Schalter 50 an eine Speisestromquelle angeschlossen 'ist. Solange im Betrieb der Schalter 50 offen ist, ist auch der Relaiskontakt 42 offen'und arbeitet der Lichtbogen 20 unter normalem Sprühregenübergang mit verhöltnismößig niedriger Leistung, weil der Widerstand 38 in Reihe mit dem Lichtbogen liegt. Wird jder Schalter 50 geschlossen, kommt die Relaiswicklung 46 unter Spannung, schließt der Kontakt 42 und wird der Widerstand 38 kurzgeschlossen. Dadurch wird die dem Lichtbogen 20 zugeführte Leistung gesteigert, so daß dieser zu einem Hochleistungssprühlichtbogen wird. Mittels eines Zeitgebers 54 kann der Schalter 50 in einer vorbestimmten Zeitfolge g'eöffnet und geschlossen werden, so daß entsprechend die-Lichtbogenleistung zwischen einem, verhältnismäßig hohen und einem verhältnismäßig niedrigen Wert variiert wird. Die Figuren 2 Bund 3 zeigen eine typische.Schweißung, die auf solche Weise- ausgeführt wurde. In ähnlicher Weise-kann die Drahtvorschubgeschwindigkeit .mittels des D-re-hzahl:regl,ers 32 geändert wer-den, um den sprühregenartigen Werkstoffü.ber-gang wec.hselweise zwischen einem ho'he.n und -einem niedrigen Wert zu variie-ren.,D-er' Zeitgeber und der Drehzahlregler können auch gemeinsam ,betätigt werden., um eine verwünschte Schweißraupenkontur zu erzielen. Wie aus den Figuren .2 und 3 hervorgeht, hat die Schweißraupe 56 -eine gleichförmige Fiederung, .die ein ansprechendes Aussehen liefert. Die Schweißnaht ist #ungewöhnlidh #dicbt und gut ei:ngebrannt. Eln-wesentliches ',Merkmal der Erfi-n-dung besteht darin, ,daß der sprÜhregenartige Werkstoff-.übergang im Licht.bogeri w.dh:r,-e.nd des Arbeitsvorgangs ständig stattfindet.. Dadurch wi,rd die Güt#e der er-haltenen Sc.>hw%ei,Bu#n_g verbessert und mit einer Vorschubgeschwindigkeit zugeführt, die ausreichend war,-um im stationdren Zustand einen Lichtbogengleichstrom von ungeföhr 500 A bei einer Bogenspannung von ungeföhr 27 bis 28 V zu erzielen. Die gefiederten Schweißungen 56 wurden-erhalten, indem die Ausgangsleistung zwischen einem Kleinstwert und einem Höchstwert von 12 500 bzw. 18 600 Watt, d. h. im Verhdltnis von ungefdhr 2 3, variiert wurde.

Claims (2)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Lichtbogenschweißen mit abschmelzender Metallelektrode unter Anwendung eines sprühregenartigen trb'erkstoffübergangs, bei dem einem zwischen -einem-Werkstück und einer kontinuierlich in Richtung auf das Werkstück vorgeschobenen Elektrode brennenden Lichtbogen aus einer Stromquelle Li,chtbogenleistung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnete daß die Lichtbogenleistung mit vorb estimmter Frequenz zwischen einem vorbestimmten Größtwert und 'einem vorbestimmten Kleinstwert.gedndert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenleistung durch wiederholte Änderung der Amplitude des dem Lichtbogen zugeführten Stromes variiert wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenleistung durch wiederholte Änderung der Vorschubgeschwindigkeit der abschmelzenden Metallelektrode variiert wird. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-3 mit einem Schweißstromkreis#, der eine in Reihe mit der abschmelzenden Elektrode und dem Werkstück liegende Stromquelle aufweist, wobei die abschmelzende Elektrode in Eingriff mit einer motorisch angetriebenen Antriebsrolle steht, mittels deren die Elektrode in Richtung auf das Werkstück vorbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißstromkreis einen Schweißleistungsregler aufweist, der zwischen einem vorbestimmten Größtwert und einem vorbestimmten Kleinstwert der Lichtbo.genleistung arbeitet und auf einen Zeitgeber anspricht, der mit vorbestimmter Frequenz betötigbar ist. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißleistungsregier einen in Reihe mit dem Schweißstromkreis liegenden Widerstand (38) aufweist, der an die Kontakte (42) eines dem Zeitgeber I (54) zugeordneten Relais (44) angeschlossen ist. 6.. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5-, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißleistungsregler einen auf die motorisch angetriebene Antriebsrolle (26) einwirkenden Drehzahlregler (32) aufweist, mittels dessen die Vorschubgeschwindigkeit der Elektrode zwischen einem vorbestimmten Höchstwert und einem vorbestimmten Kleinstwert önderbar-ist.