DE2546221C3 - Verfahren zum selbsttätigen Fuhren eines Lichtbogenschweißkopfes und Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum selbsttätigen Fuhren eines Lichtbogenschweißkopfes und Vorrichtung zum Ausüben des VerfahrensInfo
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- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
- B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
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- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
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- B23K9/1735—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode making use of several electrodes
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dein
Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zum
Ausüben des Verfahrens.
Beim automatischen Lichtbogenschweißen langer Nähte erbringt eine Abweichung des Brenners aus der
Fugenmitte eine fehlerhafte Schweißung. Deshalb sind bereits zahlreiche Lösungen zum selbsttätigen Führen
des Schwcißkopfes vorgeschlagen worden.
Es ist so bereits bekannt, zur Mittensteuerung des Schweißbrenners mechanische Mittel wie Taststifte,
Lcitrollen u.dgl. einzusetzen (vgl. US-PS 30 80 472). Wesentlicher Nachteil solcher Steuerungsgeräte ist der
unvermeidbare, zu l-'ehlstcuerungen führende Verschleiß
der Fühler im ι auhcn Werkstatibetrieb.
Es sind auch Lösungen für die berührungslose Führung des Schweißkopfcs in Fugcninitte bekannt
geworden, die auf kapazitiver, induktiver oder optischer Grundlage beruhen (s. US-PS 58 r)5 446). Dabei sind
aber zusätzliche Einrichtungen am Schweißkopf dicht an der Schweißstelle erforderlich, wodurch oft Schwierigkeiten
aufgrund der Temperatur- und Sthmiit/.emplindliehkeit
der Sensoren auftraten. Außerdem haben solche Vorrichtungen den Nachteil gemeinsam, daß der
unvermeidliche Abstand zwischen MeUsiclle und
Schweißstelle von vornherein eine gewisse Führungsungenauigkeit zur Folge hat, deren Ausgleich weitere
Maßnahme erfordert. Solche zeigt die schon genannte US-PS 3080472. ferner die US-PS 3158 121 (s.
insbesondere Fig. I u.Text). Bei stärkeren Krümmungen
der Fuge ist es zudem erforderlich. Brenner und Sensor zu trennen und die Stellsignale für die Brenncrverstellung
zu speichern, was zusätzlichen Aufwand bedeutet.
Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, ist auch schon
'u bekannt geworden, den Lichtbogen selbst als Meßfühler
zu benutzen (vgl. US-PS 32 04 081; ähnl. DE-AS 10 80712). Da aber nur eine einzige Drehelektrode
vorgesehen ist, wird der Lichtbogen magnetisch abwechselnd zu beiden Flanken der Fuge ausgelenkt.
Die dynamische Veränderung der Lichtbogenkenngrößen zwischen zwei Auslcnkungen stellt ein Maß für die
Abweichung aus Fugenmitte dar. Dieses Auslenken bleibt nicht ohne Einfluß auf den Schweißprozeß, der
sich nachteilig in der Einbrandform und der Schweißlei-
-° stung überall dort zeigt, wo technologisch ein Pendeln
durchaus überflüssig ist und nur zum Zwecke der Positionsermittlung durchgeführt wird. Zudem erfordert
es den zusätzlichen Aufwand einer magnetischen
Pendelvorrichtung, dazu einer aufwendigen elektronisehen Signalauswcrtung.
Es ist auch schon bekannt, zwei Drahtelektroden zu verwenden und diese so anzuordnen, daß der eine
Lichtbogen die eine Flanke und der andere die gegenüberliegende Flanke der Schweißfuge anschmilzt.
J() Unbedingte Voraussetzung hierfür ist jedoch, daß das
Brennersystem exakt in Fugenmitte geführt wird, was die Anwendung eines der oben beschriebenen Führungssysteme
erfordert (vgl. hierzu: Werner Schatz »Die Unterpulverversch weißung«. Eisenberg/Pfalz.
>"> 1962).
Der Erfindung liegt also die Aulgabe zugrunde, ein
vom apparativen Aufwand sowie der elektronischen Steuerung her sehr einfaches und außerdem nicht mehr
störanfälliges Führungssystem zu entwickeln, das die
4(1 Vorteile der Zweidrahtschweißung (nach Schatz, s.
oben) und der Fugenniitlenführung des Brennersystems
in sich vereinigt. Ein solches System ist Gegenstand des kennzeichnenden Teiis des I lauptanspruchs. In den
Unteransprüchen sind einige Einzelheiten der /ugehöri-
4r> gen Vorrichtung behandelt.
Erfindungsgeniäß ist vorgesehen, daß die beiden
.Schweißdrähte bzw. Elektroden dem Lichtbogenpro/eß elektrisch voneinander isoliert zugeführt werden. In die
sich so ergebenden getrennten Stromkreise ist je ein
'>° Melishunt geschaltet, mit dein die Teilsirömc gemessen
werden, um anschließend verglichen /u werden.
Bei Abweichung ties Brenners aus der I ugciimittc
ergeben sich durch Änderung der Widerstandsstreeken
zwischen dem freien Ende der Drahtelekiroden und
v> dem Werkstück über den Lichtbogen unterschiedliche
Teilströme in den getrennten Stromkreisen. Die Differenz dieser Teilslrönie bildet das Meßsignal, das
nach einer üblichen Verstärkung zur Ansteuerung des den seitlich beweglichen Brennersehlitlen antreibenden
h0 Motors genutzt wird, womit eine automatische Rückstellung
des Brenners in Fugcnmitlc erfolgt.
In tier Zeichnung ist ein Alisführungsbeispiel, hier in
Verbindung mit einer Einrichtung für Schul/gasschweißen,
rein schemalisch dargestellt. Es zeigt
h' Fig. I den Schweißbrenner mit Stromversorgung
ι iid Sehn ι/gaseinrichtung,
Fig. 2 die Ausbildung der Vorsehuhnillen für die
Drahlcleklroden,
Kig. 3 das Schema der Verstärkeranlage, die dem
Verstellmotor vorgeschaltet ist.
In Fig. 1 ist' mit I die Stromquelle für den
.Schweißstrom bezeichnet. Dieser wird den beiden in einem Schutzgassehweißbrenner 3 angeordneten
Drahtelektroden 22 zugeführt. Für fliese ist eine gemeinsame Vorschubvorrichtung 2 vorgesehen. In den
getrennten Strom/.uführungen 9 befindet sich je ein handelsüblicher Shunt 10, der einen Spannungsabfall
von 150 mV bei 600 A aufweist. Der Abstand der beiden
elektrisch voneinander getrennten, in einer gemeinsamen Schutzgasdüse 6 angeordneten Kontakrohre 4 mit
Düsen 5 ist so ausgelegt, daß sich ein Elektrodenabstand von 8 mm ergibt.
Bei einem Versuch wurde mit für einen Drahtdurchmesser von 1,0 mm üblichen Strom- und Spannungswertcn
von 230 A und 29 V pro Draht geschweißt. Die Schweißgeschwindigkeit betrug 450 mm/min. Bei einer
zwangsweise aufgebrachten Nahtmittenabweichung von z. B. 2 mm betrug die Differenz der beiden
Teilströme zwischen Werkstück 19 und Drahtende 20 über den Lichtbogen 21 beim Verschweißen einer
Y-Fuge mit 60° Öffnungswinkel, Blechdicke 16 mm, Steghöhe 2 mm. Luftspalt 0 mm etwa 30 A, was einer
Spannungsdifferenz an den Meßshunts von 7,5 mV entsprach. Diese Spannungsdifferenz wurde mit der
Meßverstärkereinrichtung nach Fig. 3 auf das lOOfache
verstärkt und in Schrittimpulse zum Ansteuern des in der Vorrichtung zur Brennerseitenverstellung verwendeten
Schrittmotors M umgewandelt, wobei der Brenner sich in Nahtmitte zurückstellte, bis die beiden
in Teilströme wieder gleich waren.
Bei schräger Ausrichtung der Fuge relativ zu der Führungsbahn des Brennervorschubwagens folgte der
Brenner gleichmäßig und kontinuierlich mittels der Steuerung nach der Erfindung exakt dem aufgezwungenen
Fugenverlauf in Fugenmitte. Dabei verlief der Schwf.ißprozeß absolut störungsfrei mit gleichmäßiger
Ausbildung der Wurzelraupe bzw. der nach Abschweißen der Wurzellage geschweißten Füllagen. Selbst beim
Schweißen der Decklage reichte eine geringe Höhendiffcrenz zwischen der letzten Füllage und der Fugenoberkante
aus, den Brenner ohne erkennbare Mittenabweichung zu führen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zum selbsttätigen Führen eines Lichtbogen-Schweißbrenners für abschmelzende
Drahtelektroden entlang der Fugenmittellinie bei symmetrischer Fuge, mit dem Lichtbogen als
Meßfühler, dadurch gekennzeichnet, daß
zwei Drahtelektroden (22) in an sich bekannter Weise räumlich nebeneinander und elektrisch
parallel, jedoch voneinander isoliert angeordnet sind, daß die gleichzeitigen Stromwerte in den
beiden Lichtbogen-Stromkreiszweigenil, lO,20,19)
gemessen und miteinander verglichen werden, und daß eine Stromdifferenz auf eine Seiienverslelleinrichtung
(M) des Schweißbrenners im Sinne seiner Rückführung zur Fugenmitte mit gleiclibelasteten
Lichtbogenstromkreiszweigen ei.iwirkt.
2. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß außer der
Isolierung der Drahtelekiroden im Schweißbercich auch die zugehörigen Vorschub- und Anpreßrollen
(8, 18) sowie die Aufhängung der Haspeln für den Elektrodcndraht und dessen Führungen ebenfalls
voneinander isoliert ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle einer gemeinsamen Schutzgasdüsc
für das Eleklrodcnpaar für jede Elekrodc eine besondere, an dem gemeinsamen Brenner durch
Schraub- oder Steckverbindung angcbrachie Sc'iutz.gasdüsc vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß für das Ansteuern
eines Verstellmotors (M) eine an sich bekannte Steuer- und Verstärker-Einrichtung (F ig. 3) vorgesehen
ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktrohre (4)
mit den Düsen (5) in dem Gehäuse des Sehulzgasbrcnncrs
in Abstund und Neigung zueinander verstellbar angeordnet sind.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752546221 DE2546221C3 (de) | 1975-10-15 | 1975-10-15 | Verfahren zum selbsttätigen Fuhren eines Lichtbogenschweißkopfes und Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens |
SE7610724A SE432370B (sv) | 1975-10-15 | 1976-09-28 | Anordning for att fora en ljusbagssvetsbrennare lengs en fogs mittenlinje |
NL7610983A NL184459C (nl) | 1975-10-15 | 1976-10-05 | Gemechaniseerde lasinrichting. |
FR7631460A FR2327843A1 (fr) | 1975-10-15 | 1976-10-14 | Installation de soudage mecanisee |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752546221 DE2546221C3 (de) | 1975-10-15 | 1975-10-15 | Verfahren zum selbsttätigen Fuhren eines Lichtbogenschweißkopfes und Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2546221A1 DE2546221A1 (de) | 1977-04-21 |
DE2546221B2 DE2546221B2 (de) | 1979-08-30 |
DE2546221C3 true DE2546221C3 (de) | 1980-06-12 |
Family
ID=5959225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752546221 Expired DE2546221C3 (de) | 1975-10-15 | 1975-10-15 | Verfahren zum selbsttätigen Fuhren eines Lichtbogenschweißkopfes und Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2546221C3 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3507012A1 (de) * | 1985-02-28 | 1986-09-04 | Eichhorn, Friedrich, Prof. Dr.-Ing., 5100 Aachen | Vorrichtung zur adaptiven schweisskopffuehrung |
EP3960352A1 (de) * | 2020-08-31 | 2022-03-02 | Fronius International GmbH | Positionsregelung eines tandemschweisskopfs |
-
1975
- 1975-10-15 DE DE19752546221 patent/DE2546221C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2546221B2 (de) | 1979-08-30 |
DE2546221A1 (de) | 1977-04-21 |
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