AT12171U1 - Schweissautomat und -verfahren - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT12171 U1 2011-12-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das technische Gebiet der Schweißtechnik. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Schweißautomat sowie ein Verfahren, womit sich an einem Werkstück eine Schweißnaht automatisch, d.h. ohne dass ein Schweißer während des Schweißvorgangs unmittelbar Einfluss auf denselben nimmt, unter Verwendung eines Metallschutzgasschweißverfahrens, insbesondere unter Verwendung des MIG- und/oder MAG-Schweißverfahrens, erzeugen lässt.

[0002] Bei der Herstellung einer Schweißnaht unter Verwendung eines Schweißautomaten ist es nicht erforderlich, dass ein Schweißer eine Schweißpistole an der herzustellenden Schweißnaht händisch entlang führt, wobei es jedoch selbstverständlich möglich ist, dass eine Bedienperson steuernd auf den Schweißautomat einwirkt, um beispielsweise eine Justierung vorzunehmen oder etwaige Toleranzen auszugleichen.

[0003] Derartige Schweißautomaten finden beispielsweise im Pipeline-, Behälter- und -Anlagenbau Verwendung, um die Füll- und Decklagen einer herzustellenden Schweißnaht automatisch zu erzeugen. Demgegenüber können mit herkömmlichen Schweißautomaten die Wurzel der Schweißnaht und der Hotpass, insbesondere in der PE-Position (d.h. Überkopf) nicht gelegt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass herkömmliche Schweißautomaten einen Langlichtbogen erzeugen, was zur Folge hat, dass während des Schweißvorgangs von der Schweißdrahtelektrode verhältnismäßig große Tropfen abgelöst werden, bevor deren jeweiliges freies Ende mit dem Werkstück in Kontakt tritt, so dass diese Tropfen in der PE-Position schwerkraftbedingt nicht in der Schweißnahtfuge haften bleiben, sondern zum Herunterfallen neigen. Üblicherweise wird daher die Wurzel der Schweißnaht sowie der Hotpass von Hand geschweißt, was jedoch nicht sehr kosteneffizient und darüber hinaus zeitraubend ist.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schweißverfahren sowie einen zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Schweißautomaten der eingangs genannten Art anzugeben, welcher es erlaubt, die Wurzel einer Schweißnaht und den Hotpass automatisch, d.h. ohne ständige Einwirkung eines Schweißers während des Schweißvorgangs, zu schweißen.

[0005] Diese Aufgabe wird mit einem Schweißautomaten zur automatisierten MIG-/MAG-Schweißung von Schweißnähten an einem Werkstück gelöst, welcher die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Außerdem wird die Aufgabe mit einem Schweißverfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruchs 10 aufweist. Die im Folgenden in Bezug auf den erfindungsgemäßen Schweißautomaten erläuterten verfahrensartigen Merkmale lassen sich dabei in analoger Weise auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen.

[0006] Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird insbesondere dadurch gelöst, dass die Schweißstromquelle des Schweißautomaten eingerichtet ist, um die Schweißdrahtelektrode derart mit Schweißstrom bzw. -Spannung zu versorgen, dass sich zwischen der Schweißdrahtelektrode und dem Werkstück ein Kurzlichtbogen erzeugen lässt. Ein Kurzlichtbogen zeichnet sich nämlich dadurch aus, dass das Schweißmaterial vom Ende der Schweißdrahtelektrode zum Werkstück bzw. der Schweißnaht ausschließlich im Kurzschluss übergeht. Während des Schweißvorgangs entstehen dabei am Ende der Schweißdrahtelektrode nur verhältnismäßig kleine Schweißmaterialtropfen, welche den gewünschten Kurzschluss zwischen der Schweißdrahtelektrode und dem Werkstück hersteilen, so dass sich gerade wegen der geringen Länge des Lichtbogens schwerkraftbedingt keine Tropfen vom Ende der Schweißdrahtelektrode ablö-sen und herunterfallen. Der erfindungsgemäße Schweißautomat eignet sich daher insbesondere - jedoch nicht ausschließlich - zur Herstellung von umlaufenden Schweißnähten im Pipeline-, Behälter- und Anlagenbau, da sich mit dem erfindungsgemäßen Schweißautomat die Gefahr, dass das Schweißmaterial beim Schweißen in der Überkopf-Position aufgrund der Schwerkraftwirkung nicht in der Schweißnahtfuge haften bleibt, minimieren lässt.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schweißautomaten ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie aus den Zeichnungen. österreichisches Patentamt AT 12 171 U1 2011-12-15 [0007] Um den gewünschten Kurzlichtbogen erzeugen zu können, kann die Schweißstromquelle eingerichtet sein, um einen derartigen Schweißstrom bzw. eine derartige Schweißspannung zur Verfügung zu stellen, dass sich unter Einfluss der Lichtbogenwärme am Ende der Schweißdrahtelektrode ein verhältnismäßig kleiner Tropfen bildet, der wegen der geringen Länge des Lichtbogens in Kontakt mit dem Werkstück bzw. dem bereits vorhandenen Schmelzbad gelangt, bevor sich der Tropfen vom Ende der Schweißdrahtelektrode ablöst. Hierdurch entsteht der bereits erwähnte Kurzschluss, was zur Folge hat, dass der Lichtbogen erlischt. Der Tropfen wird dann entweder bedingt durch seine eigene Oberflächenspannung oder durch die Oberflächenspannung des bereits vorhandenen Schmelzbades vom Ende der Schweißdrahtelektrode abgesaugt, so dass auch in der PE-Position keine Gefahr besteht, dass das Schweißgut nicht am Werkstück haften bleibt.

[0008] Nachdem der Tropfen in der erläuterten Art und Weise vom Ende der Schweißdrahtelektrode abgesaugt wurde, entsteht infolge der von der Schweißstromquelle erzeugten Schweißspannung der Kurzlichtbogen wieder von neuem. Dieser Vorgang wiederholt sich beim MIG-/MAG-Schweißen je nach verwendetem Schutzgas etwa 20 bis etwa 100 mal pro Sekunde, wobei während der Kurzschlussphase der Strom jeweils kurzzeitig ansteigt. Dieser Kurzschlussstrom weist jedoch nur eine verhältnismäßig geringe Größe auf, da die Kurzschlussphase infolge der geringen Tropfengröße verhältnismäßig kurz ist.

[0009] Beim MIG/MAG-Schweißen unter Verwendung eines Kurzlichtbogens handelt es sich somit um einen relativ "kalten Prozess", welcher sich insbesondere zum Schweißen von Wurzel- und Hotpasslagen sowie zum Schweißen dünner Bleche und in Zwangslagen eignet.

[0010] Wie bereits den voranstehenden Ausführungen entnommen werden kann, ist die Schweißstromquelle eingerichtet, um die Schweißdrahtelektrode derart mit Schweißstrom bzw. -Spannung zu versorgen, dass ein Kurzschluss zwischen dem Werkstück bzw. der Schweißnaht und dem Ende der Schweißdrahtelektrode entsteht, bevor der Tropfen abgesaugt wird. Um dabei die Absaugung des Tropfens vom Ende der Schweißdrahtelektrode zu ermöglichen, ist es erforderlich, das Ende der Schweißdrahtelektrode verhältnismäßig nah an der herzustellenden Schweißnaht entlang zu führen. Würde andererseits das Ende der Schweißdrahtelektrode zu weit von der herzustellenden Schweißnaht entfernt entlang derselben geführt werden, so würde kein Lichtbogen zwischen dem Ende der Schweißdrahtelektrode und dem Werkstück zünden, was darauf zurückzuführen ist, dass von der Schweißstromquelle nur eine verhältnismäßig geringe Schweißspannung erzeugt wird. Infolge der verhältnismäßig geringen Schweißspannung muss also das Ende der Schweißdrahtelektrode verhältnismäßig nah entlang der herzustellenden Schweißnaht entlang geführt werden, damit ein Lichtbogen zwischen dem Ende der Schweißdrahtelektrode und dem Werkstück zünden kann.

[0011] Um sicherzustellen, dass der Schweißprozess unter Verwendung des erfindungsgemäßen Schweißautomaten ohne die Entstehung unerwünschter Schweißspritzer abläuft, kann die Schweißstromquelle als Impulsstromquelle ausgebildet sein. In diesem Falle wird zwischen dem Ende der Schweißdrahtelektrode und dem Werkstück ein gepulster Kurzlichtbogen erzeugt, was darauf zurückzuführen ist, dass anstelle eines gleichförmigen Stroms bzw. einer gleichförmigen Spannung ein gepulster Strom bzw. eine gepulste Spannung von der Schweißstromquelle zum Schweißen erzeugt wird. Durch die Verwendung einer solchen Impulsstromquelle lassen sich somit verhältnismäßig feine Schweißmaterialtropfen erzeugen, so dass sich ein mit einer Impulsstromquelle ausgestatteter Schweißautomat besonders zur Schweißung der Wurzel einer Schweißnaht sowie des Hotpasses eignet.

[0012] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Schweißautomat ferner eine Steuerung umfassen, welche eingerichtet ist, um den Schweißstrom bzw. die -Spannung derart zu steuern, dass der Schweißstrom bzw. die -Spannung zumindest bereichsweise ein Sägezahn profil aufweist. Mit der Steuerung lassen sich die Kenngrößen des Sägezahnprofils wie beispielsweise der Grundstrom bzw. die Grundspannung, der Maximalwert sowie die Flankensteigung des Schweißstroms bzw. der Schweißspannung steuern, wodurch sich der Schweißprozess und insbesondere die Tropfenablösung vom Ende der Schweißdraht- 2/8 österreichisches Patentamt AT 12 171 U1 2011-12-15 elektrode optimal steuern lässt.

[0013] Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung eingerichtet sein, um den Schweißstrom bzw. die -Spannung der Schweißdrahtelektrode während der Tropfenbildung und -ablösung intermittierend zu verändern. So kann beispielsweise just in dem Moment, in dem der sich am Ende der Schweißdrahtelektrode bildende Tropfen in Kontakt mit dem Werkstück gelangt und somit einen Kurzschluss zwischen demselben und der Schweißdrahtelektrode herstellt, der Schweißstrom auf ein Minimum reduziert werden. Auf diese Weise kann einem unnötig hohen Kurzschlussstrom entgegengewirkt werden.

[0014] Anschließend kann es sich anbieten, den Schweißstrom bzw. die Schweißspannung mit Hilfe der genannten Steuerung derart zu steuern, dass der Schweißstrom bzw. die Schweißspannung, kurz bevor der Kurzschluss infolge der Tropfenablösung abzubrechen neigt, stark zunimmt, um den so genannten Pinch-Effekt positiv zu beeinflussen. Dadurch, dass die Steuerung speziell eingerichtet ist, um eine Zunahme des Schweißstroms bzw. der Schweißspannung zu bewirken, nachdem der Schweißstrom bzw. die Schweißspannung zuvor erst auf ein Minimum reduziert wurde, wird durch den auf diese Weise positiv beeinflussten Pinch-Effekt das schmelzflüssige Elektrodenende zusätzlich eingeschnürt und somit der sich gerade bildende Tropfen abgekniffen.

[0015] Kurz bevor sich der Tropfen tatsächlich vom Ende der Schweißdrahtelektrode ablöst, wird der Schweißstrom von der Steuerung dann wieder auf ein Minimum reduziert, wodurch der unerwünschten Bildung von Schweißspritzern entgegengewirkt werden kann.

[0016] Wie den voranstehenden Ausführungen entnommen werden kann, lässt sich unter Verwendung der speziell eingerichteten Schweißstromquelle mit dem erfindungsgemäßen Schweißautomaten ein Kurzlichtbogen erzeugen, womit sich insbesondere die Wurzel einer Schweißnaht und deren Hotpass schweißen lässt.

[0017] Anschließend können mit dem erfindungsgemäßen Schweißautomaten auch die Füll-und Decklagen geschweißt werden. Dies kann sich insbesondere dann anbieten, wenn besonderer Wert darauf gelegt wird, dass die Schweißumgebung frei von Schweißspritzern bleibt, da dies mit der als Impulsstromquelle ausgebildeten Schweißstromquelle und insbesondere durch die spezielle, intermittierende Schweißstromsteuerung sichergestellt werden kann.

[0018] Da das Schweißen von Füll- und Decklagen mit einem Kurzlichtbogen jedoch eher zeitaufwendig ist, kann die Schweißstromquelle des Schweißautomaten gemäß einer Ausführungsform eingerichtet sein, um die Schweißdrahtelektrode derart mit Schweißstrom bzw. -Spannung zu versorgen, dass sich zwischen der Schweißdrahtelektrode und dem Werkstück ein Langlichtbogen oder ein Sprühlichtbogen erzeugen lässt. Ein derartiger Lang- oder Sprühlichtbogen wird üblicherweise zur Herstellung von Füll- und Decklagen verwendet, da sich hiermit ein verhältnismäßig großes und heißes Schmelzbad erzeugen lässt, womit sich diese weniger kritisch herzustellenden Schweißlagen verhältnismäßig rasch legen lassen.

[0019] Um mit der Schweißstromquelle sowohl einen Kurzlichtbogen als auch einen Lang- oder Sprühlichtbogen erzeugen zu können, kann die Schweißstromquelle beispielsweise zwei separate Schweißstromquelleneinheiten umfassen, von denen eine zur Erzeugung eines geeigneten Stroms bzw. einer geeigneten Spannung zur Erzeugung eines Kurzlichtbogens und die andere zur Erzeugung eines geeigneten Stroms bzw. einer geeigneten Spannung zur Erzeugung eines Lang- oder Sprühlichtbogens eingerichtet ist.

[0020] Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Schweißstromquelle jedoch auch nur eine einzige Schweißstromquelleneinheit umfassen, welche von der Steuerung derart gesteuert werden kann, dass sich alternativ entweder ein Kurzlichtbogen oder ein Lang- oder Sprühlichtbogen erzeugen lässt, wobei es jedoch auch möglich ist, die Schweißstromquelleneinheit mit der Steuerung derart anzusteuern, dass sich ein kontinuierlicher Übergang zwischen einem Kurzlichtbogen und einem Lang- oder Sprühlichtbogen erzeugen lässt.

[0021] Gemäß noch einer anderen Ausführungsform kann der erfindungsgemäße Schweißautomat jedoch auch zwei vollkommen separate Schweißstromquellen umfassen, zwischen denen 3/8 österreichisches Patentamt AT12171 U1 2011-12-15 manuell oder automatisch umgeschaltet werden kann, um entweder mit der einen Schweißstromquelle einen Kurzlichtbogen oder mit der anderen Schweißstromquelle einen Lang- oder Sprühlichtbogen erzeugen zu können.

[0022] Mit anderen Worten ist die Schweißstromquelle eingerichtet, um zwischen der Schweißstrom- bzw. -Spannungsversorgung zur Erzeugung eines Kurzlichtbogens und zur Erzeugung eines Langlicht- oder eines Sprühbogens umzuschalten. Es lassen sich somit mit nur einem einzigen Schweißautomaten zeitoptimiert sowohl Wurzel und Hotpass als auch Füll- und Decklagen erzeugen.

[0023] Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren genauer erläutert, wobei [0024] Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Schweißautomaten im

Einsatz zeigt; und [0025] Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Tropfenübergangs zeigt, den es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Schweißautomaten zu erzeugen gilt.

[0026] Die Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schweißautomaten 10, welcher zur automatisierten Verbindung zweier Pipelinerohre A, B am Pipelinerohr A an einer Laufschiene 20 befestigt ist, um entlang der Laufschiene 20 umfangsseitig um das Pipelinerohr A verfahren werden zu können. Bei der Laufschiene 20 kann es sich beispielsweise um ein flexibles Metallband handeln, das beabstandet zu der herzustellenden Schweißnaht 22 parallel zu dieser um das Rohr A herum geführt ist. Mit dem Schweißautomat 10 gilt es eine Schweißnaht 22 zwischen den beiden Pipelinerohren A und B zur Verbindung derselben herzustellen.

[0027] Entlang der Laufschiene 20 ist ein Laufwagen 18 verfahrbar, welcher seinerseits einen Schweißbrenner 12 mit einer Schutzgasdüse 26 trägt. Der Schweißbrenner 12 und insbesondere die Schutzgasdüse 26 können somit mittels des Laufwagens 18 entlang der herzustellenden Schweißnaht 22 verfahren werden.

[0028] Der Schweißautomat 10 umfasst ferner eine Schweißstromquelle 14, mit der der Schweißbrenner 12 mit Schweißstrom bzw. Schweißspannung versorgt werden kann. Darüber hinaus weist der Schweißautomat 10 eine Steuerung 16 auf, welche ihrerseits mit der Schweißstromquelle 14 gekoppelt ist, um den von der Schweißstromquelle 14 zur Verfügung gestellten Schweißstrom bzw. die Schweißspannung steuern zu können.

[0029] Außerdem ist eine Schutzgasversorgung vorgesehen, mit der der Schweißbrenner 12 bzw. dessen Schutzgasdüse 26 in der gewohnten Weise mit Schutzgas wie beispielsweise C02, Argon oder Helium versorgt wird. Zu Gunsten der Übersichtlichkeit ist die Schutzgasversorgung in der Fig. 1 jedoch nicht dargestellt. Ebenfalls wird dem Schweißbrenner 12 bzw. dessen Schutzgasdüse 26 mit Hilfe einer Drahtvorschubeinheit eine Schweißdrahtelektrode kontinuierlich zugeführt, was zu Gunsten der Übersichtlichkeit in der Fig. 1 ebenfalls nicht dargestellt ist.

[0030] Zwar ist der Schweißautomat 10 in der Fig. 1 in der "12 Uhr" bzw. PA-Position dargestellt, jedoch lässt sich der Schweißautomat 10 und insbesondere der Schweißbrenner 12 mittels des Laufwagens 18 entlang der Laufschiene 20 entlang dem Umfang der Rohre A, B verfahren, um die Schweißnaht 22 beispielsweise auch in der PE-Position (Überkopf) schweißen zu können.

[0031] Da jedoch in der Überkopf-Position die Gefahr besteht, dass gerade beim Schweißen der Wurzellage sowie des Hotpasses das Schweißmaterial aufgrund der Schwerkraftwirkung nicht in der Schweißnahtfuge haften bleibt, müssen gewisse Vorkehrungen getroffen werden, um einem derartigen Heruntertropfen des Schweißmaterials entgegen zu wirken.

[0032] Erfindungsgemäß ist daher die Schweißstromquelle 14 eingerichtet, um die durch die Schutzgasdüse 26 der aktuellen Schweißstelle zugeführte Schweißdrahtelektrode derart mit Schweißstrom bzw. -Spannung zu versorgen, dass zwischen der Schweißdrahtelektrode und dem Werkstück bzw. der zwischen den beiden Rohren A, B herzustellenden Schweißnaht 22 4/8 österreichisches Patentamt AT12171 U1 2011-12-15 ein Kurzlichtbogen 24 brennt.

[0033] Wie nämlich der Fig. 2 entnommen werden kann, erfolgt der Tropfenübergang bei einem Kurzlichtbogen 24 ausschließlich im Kurzschluss, was bedeutet, dass zunächst ein Kurzschluss zwischen dem Werkstück und dem Ende der Schweißdrahtelektrode 28 entsteht, bevor der sich am Ende der Schweißdrahtelektrode 28 bildende Tropfen bedingt durch die Oberflächenspannung des Tropfens und/oder des bereits vorhandenen Schmelzbades 22 in Richtung der Schweißnaht 22 gesaugt wird.

[0034] So bildet sich nämlich zunächst unter Einfluss der Lichtbogenwärme am Ende der Schweißdrahtelektrode 28 ein kleiner Tropfen (Fig. 2a), der wegen der geringen Länge des Lichtbogens 24 schon bald in Kontakt mit der Schweißnaht 22 gelangt, so dass ein Kurzschluss entsteht und der Lichtbogen 24 folglich erlischt (Fig. 2b). Der Tropfen wird anschließend bedingt durch die bereits erwähnten Oberflächenspannungen vom Ende der Schweißdrahtelektrode 28 abgesaugt, woraufhin der Lichtbogen 24 wieder erneut zündet und der Vorgang von neuem beginnt (Fig. 2c).

[0035] Um zu vermeiden, dass während der Kurzschlussphase eine Stromspitze auftritt, kann der von der Schweißdrahtelektrode 14 zur Verfügung gestellte Schweißstrom bzw. die -Spannung über die Steuerung 16 intermittierend gesteuert werden, um beispielsweise gerade während der Kurzschlussphase den Schweißstrom bzw. die Schweißspannung auf ein Minimum herunterzudrosseln.

[0036] Um den Schweißvorgang ohne die Entstehung von Schweißspritzern ablaufen zu lassen, kann die Schweißstromquelle 14 vorzugsweise als Impulsstromquelle ausgebildet sein oder von der Steuerung 16 derart gesteuert werden, dass der Schweißstrom bzw. die Schweißspannung jeweils vom Beginn der Tropfenbildung an zunimmt, um dann, kurz bevor der Tropfen vom Ende der Schweißdrahtelektrode 28 abgesaugt wird, auf ein Minimum heruntergedrosselt zu werden, da sich hierdurch die Entstehung von Schweißspritzern weitestgehend minimieren lässt. Mit anderen Worten ist die Steuerung 16 somit eingerichtet, um die Schweißstromquelle 14 zur Abgabe eines sägezahnähnlichen Schweißstrom- bzw. Schweißspannungsprofils zu veranlassen, wodurch die Eignung des Schweißautomaten 10 zum Schweißen der Wurzel einer Schweißnaht und des Hotpasses insbesondere in der Über-Kopf-Position noch zusätzlich verbessert werden kann.

[0037] Mit dem erfindungsgemäßen Schweißautomaten 10 können somit die Wurzellage und der Hotpass der Schweißnaht 22 insbesondere auch in der Überkopf-Position geschweißt werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Schweißgut schwerkraftbedingt nach unten tropft.

[0038] Zwar können, nachdem die Wurzel und der Hotpass auf diese Weise geschweißt wurden, auch die Füll- und Decklagen mit dem erfindungsgemäßen Schweißautomaten 10 durch Erzeugung eines Kurzlichtbogens 24 geschweißt werden. Da dies jedoch verhältnismäßig viel Zeit in Anspruch nehmen würde, lässt sich mit der Schweißstromquelle 14 die dem Schweißbrenner 12 zugeführte Schweißdrahtelektrode 28 derart mit Schweißstrom bzw. Schweißspannung versorgen, dass zwischen der Schweißdrahtelektrode 28 und der herzustellenden Schweißnaht 22 ein Lang- oder ein Sprühlichtbogen entsteht. Mit anderen Worten lässt sich also die Schweißstromquelle 14 zwischen zwei unterschiedlichen Betriebsmodi umschalten, so dass sich mit ihr entweder eine Schweißstrom- bzw. eine Schweißspannungsversorgung zur Erzeugung eines Kurzlichtbogens oder alternativ eine Schweißstrom- bzw. Schweißspannungsversorgung zur Erzeugung eines Lichtlicht- oder eines Sprühlichtbogens sicherstellen lässt.

[0039] Das Umschalten zwischen den beiden Betriebsmodi kann grundsätzlich manuell erfolgen. Um während des Schweißvorgangs die Anzahl manueller Eingriffe zu minimieren oder vollständig zu vermeiden, kann das Umschalten auch automatisch erfolgen. Hierzu kann beispielsweise die Anzahl der unter Verwendung eines Kurzlichtbogens erzeugten Schweißnähte, die Anzahl der Umläufe des Schweißautomaten um die miteinander zu verschweißenden Pipelinerohre und/oder die Gesamtdicke der bereits erzeugten Schweißnaht bestimmt werden, so dass dann, wenn vorbestimmbare Grenzwerte der genannten Werte überschritten werden, die Umschaltung automatisch vorgenommen werden kann. 5/8

Claims (14)

1. österreichisches Patentamt AT 12 171 U1 2011-12-15 Ansprüche 1. Schweißautomat (10) zur automatisierten MIG-/MAG-Schweißung von Schweißnähten (22) an einem Werkstück (A, B), insbesondere im Pipeline-, Behälter- und Anlagenbau, umfassend einen entlang einer herzustellenden Schweißnaht (22) verfahrbaren Laufwagen (18), einen mit dem Laufwagen (18) entlang der Schweißnaht (22) verfahrbaren Schweißbrenner (12), über den der aktuellen Schweißstelle ein Schutzgas sowie eine Schweißdrahtelektrode (28) zuführbar ist und eine Schweißstromquelle (14) zur Versorgung des Schweißbrenners (12) mit Schweißstrom bzw. -Spannung; dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißstromquelle (14) die Schweißdrahtelektrode (28) derart mit Schweißstrom bzw. -Spannung versorgt, dass zwischen der Schweißdrahtelektrode (28) und dem Werkstück (A, B) ein Kurzlichtbogen (24) entsteht.
2. 2. Schweißautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißstromquelle (14) die Schweißdrahtelektrode (28) derart mit Schweißstrom bzw. -Spannung versorgt, dass sich durch den Kurzlichtbogen (24) zwischen der Schweißdrahtelektrode (28) und dem Werkstück (A, B) am Ende der Schweißdrahtelektrode (28) ein Tropfen bildet, der am bereits erzeugten Schmelzbad durch die Oberflächenspannung des Schmelzbades haftet.
3. 3. Schweißautomat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißstromquelle (14) die Schweißdrahtelektrode (28) derart mit Schweißstrom bzw. -Spannung versorgt, dass durch den Tropfen ein Kurzschluss zwischen dem Werkstück (A, B) und dem Ende der Schweißdrahtelektrode (28) entsteht, bevor der Tropfen durch die Oberflächenspannung am Schmelzbad haftet.
4. 4. Schweißautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißstromquelle (14) als Impulsstromquelle ausgebildet ist.
5. 5. Schweißautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (16) vorgesehen ist, welche den Schweißstrom bzw. die -Spannung derart steuert, dass der Schweißstrom bzw. die -Spannung während der Tropfenbildung und -ablösung zumindest bereichsweise zunimmt.
6. 6. Schweißautomat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (16) den Schweißstrom bzw. die -Spannung der Schweißstromquelle (14) während der Tropfenbildung und -ablösung intermittierend verändert.
7. 7. Schweißautomat nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (16) den Schweißstrom bzw. die -Spannung derart steuert, dass der Schweißstrom bzw. die -Spannung beim Kontakt des sich an dem Ende der Schweißdrahtelektrode (28) bildenden Tropfen mit dem Werkstück (A, B) abnimmt.
8. 8. Schweißautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißstromquelle (14) die Schweißdrahtelektrode (28) derart mit Schweißstrom bzw. -Spannung versorgt, dass zwischen der Schweißdrahtelektrode (28) und dem Werkstück ein Langlichtbogen oder ein Sprühlichtbogen entsteht.
9. 9. Schweißautomat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißstromquelle (14) zwischen der Schweißstrom- bzw. -Spannungsversorgung zur Erzeugung eines Kurzlichtbogens und zur Erzeugung eines Langlicht- oder eines Sprühlichtbogens um-schaltbar ist.
10. 10. Verfahren zur automatisierten MIG-/MAG-Schweißung von Schweißnähten (22) an einem Werkstück (A, B), insbesondere im Pipeline-, Behälter- und Anlagen- bau, bei dem: - ein mit einem Schweißbrenner (12) ausgestatteter Laufwagen (18) entlang einer herzustellenden Schweißnaht (22) verfahren wird; - ein Schutzgas und eine Schweißdrahtelektrode (28) der aktuellen Schweißstelle über den Schweißbrenner (12) zugeführt wird; und - der Schweißbrenner (12) mit Schweißstrom bzw. -Spannung versorgt wird; 6/8 österreichisches Patentamt AT12 171 U1 2011-12-15 dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißdrahtelektrode (28) derart mit Schweißstrom bzw. -Spannung versorgt wird, dass zwischen der Schweißdrahtelektrode (28) und dem Werkstück (A, B) ein Kurzlichtbogen (24) erzeugt wird.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißstrom bzw. die Schweißspannung von einer Schweißstromquelle (14) zur Verfügung gestellt wird, welche die Schweißdrahtelektrode (28) derart mit Schweißstrom bzw. -Spannung versorgt, dass der Kurzlichtbogen (24) zwischen der Schweißdrahtelektrode (28) und dem Werkstück (A, B) zündet.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißdrahtelektrode (28) derart mit Schweißstrom bzw. -Spannung versorgt wird, dass durch den Kurzlichtbogen (24) zwischen der Schweißdrahtelektrode (28) und dem Werkstück (A, B) ein Tropfen erzeugt wird, der durch die Oberflächenspannung des bereits erzeugten Schmelzbades vom Ende der Schweißdrahtelektrode (28) abgesaugt wird.
13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißdrahtelektrode (28) derart mit Schweißstrom bzw. -Spannung versorgt wird, dass durch den Tropfen ein Kurzschluss zwischen dem Werkstück (A, B) und dem Ende der Schweißdrahtelektrode (28) entsteht, bevor der Tropfen abgesaugt wird.
14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Werkstück (A, B) und der Schweißdrahtelektrode (28) ein gepulster Kurzlichtbogen (24) erzeugt wird. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 7/8