Verfahren zur Regelung des Vorschubes einer Schweissmaschine für elektrische Schweissung in die geschmolzene Schlacke und Einrichtung für die Ausführung dieses Verfahrens Die automatische elektrische Schweissung in. die geschmolzene Schlacke an lotrechten oder von der Lotrechten weggeneigten Flächen erfolgt in der Regel so, dass der von der Schweissmaschine zugeführte Schweissdraht in die geschmolzene Schlacke einge taucht ist. Die geschmolzene Schlacke schützt das ge schmolzene Schweissmetall gegen atmosphärische Ein flüsse und eine besondere Kühleinrichtung, welche in der Regel mit Kühlwasser arbeitet, verhindert das Ab fliessen des geschmolzenen Metalls und der geschmol zenen Schlacke.
Die den Schweissdraht zuführende Schweissmaschine sowie die Kühleinrichtung müssen sich von unten nach aufwärts in dem Masse verschie ben, als der Schweissbadspiegel ansteigt.
Die Schweissstelle bzw. der Schweissbadspiegel werden von der geschmolzenen Schlacke von oben und von der Kühleinrichtung an den Seiten abgedeckt, dass eine verlässliche Kontrolle des Spiegels des Schweissmetallbades mit normalen Mitteln, das ist durch direkte Beobachtung, unmöglich ist. Ausserdem herrscht an der Schweissstelle eine so hohe Tempera tur, bei der praktisch alle in der technischen Praxis für die Temperaturmessung geläufigen Werkstoffe schmelzen.
Im Verlaufe der Schweissung müssen jedoch die Leisten der Kühleinrichtung ständig in einer bestimm ten Lage relativ zum Spiegel des Schweissmetallbades gehalten werden, da im Falle einer zu niedrigen Lage der Kühlleisten relativ zum Schweissmetallbad die ge schmolzene Schlacke herausfliesst und dadurch ein un zulässiges Absinken ihrer Höhe bewirkt wird, welches Störungen des Schweissvorganges verursacht.
Hingegen treten im Falle einer zu hohen Lage der Kühlleisten relativ zum Schweissmetallbad Störungen in der Schweissverbindung infolge eines übermässig grossen Ausladens der Elektrode aus dem Stromzuführungs- kontakt ein und es kommt ebenfalls zum Herausflie ssen des geschmolzenen Flussmittels und geschmol zenen Metalls rings um die unteren Kanten an den Kühlleisten, wodurch das Schweissen gleichfalls un möglich gemacht wird. Die bisher bekannten Einrichtungen für das auto matische elektrische Schweissen in die geschmolzene Schlacke erfordern einen eingearbeiteten.
Schweisser, der die Stelle rings um die Schweissnaht unaufhörlich verfolgt und je nach der Farbe des Metalls in der Umgebung der Schweissstelle die Höhe des Schweiss metal'lbades beurteilt und demgemäss selbst den Vor schub der Schweissmaschine und der Kühleinrichtung derart regelt, dass keine Störungen des Schweisspro zesses aus Gründen einer unrichtigen Einstellung der Kühlleisten relativ zur Höhe des Schweissmetallbad spiegels eintreten.
Die an sich bekannten Regulierverfahren, welche auf dem Prinzip von thermoelektrischen Zellen be gründet sind, haben sich in der Praxis nicht bewährt, da dieselben bei den verschiedenen Schweissregimen nicht in gleicher bzw. richtiger Weise reagieren und ausserdem eine komplizierte Verstärkervorrichtung zum Zwecke der Übertragung der gemessenen Verän derung auf den Leistungsmechanismus der Schweiss maschine erforderlich machen.
Es ist ferner eine Art der Vorschubregelung der Schweissmaschine relativ zum ansteigenden Spiegel des Schweissmetallbades mit Hilfe einer besonderen Sonde bekannt, welche an einem elektrischen Hilfsstromkreis einer Intensität von 20-30 A angeschlossen ist und von oben in die geschmolzene Schlacke eintaucht, wo bei das Ende der Sonde in einer bestimmten Entfer nung vom Spiegel des Schweissmetallbades liegt, der art, dass zwischen dem Ende der Sonde und dem ge- schmolzenen Schweissmetall gleichsam ein Nebenbo gen oder ein ionisiertes Milieu entsteht.
Im Verlaufe des Schweissens steigt der Schweissmetallbadspiegel und der Abstand zwischen dem Ende der Sonde und dem Schweissmetallbadspiegel verkleinert sich, wo durch sich der elektrische Widerstand ändert, welcher eine Spannungsänderung in diesem elektrischen Hilfs stromkreis verursacht. Von dieser Spannungsänderung leitet sich dann der Gang des Mechanismus für den Vorschub des Schweissautomaten bzw. für dessen Nachstellung ab. Diese Regulierart hat sich in der Praxis nicht bewährt, da die Sonde bei der Hand habung des Schweissdrahtes hinderlich ist, was sich überdies noch weiter dadurch verschlechtert, dass sich an der Sonde erstarrte Schlacke in solchem Masse ab setzt, dass dadurch häufig die Schweissung unmöglich gemacht wird.
Eine abgeänderte Bauart der Einrich tung zur Ausführung des vorstehend beschriebenen Regulierverfahrens beruht darin, dass die Sonde in die Kühleinrichtung des Schweissautomaten derart einge bracht wird, dass ihr Ende in die Fuge zwischen den zu schweissenden Gegenständen in Höhe der Schicht der geschmolzenen Schlacke in einem bestimmten Ab stand über dem Spiegel des geschmolzenen Schweiss metalls ragt. Doch hat sich auch diese Art der Rege lung des Vorschubes des Schweissautomaten nicht be währt,
da sich die Sonde infolge des Durchganges be deutender Ströme beträchtlich abnutzt, obige Kon trolle erfordert und häufig ausgewechselt werden muss und überdies bei dieser Regelungsart im allgemeinen eine recht komplizierte Vorschubeinrichtung für den Schweissautomaten erforderlich ist, was die Abmes sungen sowie das Gewicht der Schweissvorrichtung wesentlich vergrössert.
Die vorliegende Erfindung bezweckt ein einfaches und verlässliches Verfahren der Regelung des Vor schubes des Schweissautomaten in Abhängigkeit von dem steigenden Spiegel des Schweissmetallbades bei elektrischer Schweissung in die geschmolzene Schlacke, wobei die Mängel der bisher bekannten Einrichtung beseitigt werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regulie rung des Vorschubes einer Schweissmaschine für elek trische Schweissung in die geschmolzene Schlacke an lotrechten oder von der Lotrechten weggeneigten Flä chen im Verlaufe des Schweissens mit Hilfe eines vom Schweissstromkreis unterschiedlichen elektrischen Hilfsstromkreises, welches Verfahren dadurch gekenn zeichnet ist, dass die Regulierung des Vorschubes der Schweissmaschine von der elektrischen Leitfähigkeit der sich während des Schweissvorganges zwischen dem Schweissmetall und der Innenwand der Kühlbeilage ab setzenden Schlackenschicht abgeleitet wird,
wobei sich diese Leitfähigkeit durch den übergang der Schlacke vom elektrisch leitenden flüssigen Zustand in den weniger leitenden plastischen oder festen Zustand ändert und dadurch den elektrischen Hilfsstromkreis unterbricht oder schliesst. Vorteilhafterweise fliesst in diesem Hilfsstromkreis ein elektrischer Strom von höchstens einem Ampere.
Zweckmässigerweise liegt das nicht isolierte Ende der Sonde im Verlauf des Schweissprozesses in Quer richtung zur auszubildenden Schweissnaht im Niveau dicht unter der heissesten Stelle, dicht unter dem Spie gel des geschmolzenen Schweissmetalls und in der Längsrichtung der Sonde praktisch in der Fläche der Kühlleiste oder ragt höchstens im Ausmass der Dicke der seitlichen Schicht der geschmolzenen Schlacke in die Schweissfuge.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungs beispiel der Einrichtung zur Durchführung des erfin dungsgemässen Verfahrens, anhand welcher Zeich nung auch Ausführungsbeispiele des Verfahrens dar gelegt werden. Die Figur zeigt einen senkrechten Schnitt längs der Schweissnaht und durch die Schweiss stelle, wobei nur einer der miteinander zu verbinden den Gegenstände, 5, ersichtlich, der andere aber weg geschnitten ist.
Das Ende des Schweissdrahtes 9 ist im Verlaufe des Schweissprozesses in die geschmolzene Schlacke 11 eingetaucht. Infolge des Durchganges des Schweiss stromes zwischen dem Ende des Schweissdrahtes 9 und dem Spiegel des geschmolzenen Schweissmetalls 13 bildet sich ein hoch ionisiertes Milieu 12 aus. Um das Abfliessen des flüssigen Schweissmetalls 13 und der geschmolzenen Schlacke 11 aus der Fuge zwi schen den zusammenzuschweissenden Gegenständen 5 zu verhindern, werden an der Schweissstelle wasser gekühlte oder in anderer passender Weise gekühlte Beilageplatten 6 und 10 auf je einer Seite der Fuge angelegt. In eine dieser Beilagen wird eine durch ein Isoliermaterial, z. B.
Glimmer 7, von der Kühlbeilag- platte isolierte Sonde 8 eingesetzt. Diese Sonde 8 bil det den einen Pol der Schaltstelle, und zwar an der Leitung 15 des elektrischen Hilfsstromkreises, dessen anderer Leitungsteil 16 an dier Stelle 14 an das er starrte Schweissmetall angeschlossen ist, wobei der an dere Pol der Schaltstelle des elektrischen Hilfsstrom kreises von der geschmolzenen Schlacke gebildet wird. Die Leitung 15 verbindet die Sonde 8 mit der Spule 17 und über den Widerstand 1 mit dem anderen Pol der Stromquelle 3.
Die Spule 17 beherrscht das Schütz 2, welches derart eingestellt ist, dass, solange der elek trische Hilfsstromkreis 15, 16 geschlossen ist, das Schütz 2 die Verbindung des den Vorschub des Schweissautomaten von unten nach oben antreibenden Elektromotors 4 mit der Stromquelle 3 unterbricht und umgekehrt, d. h. solange der elektrische Hilfs stromkreis 15, 16 unterbrochen ist, das Schütz 2 die Stromquelle 3 mit dem Vorschubmotor 4 verbindet.
Während der Dauer des Schweissprozesses steigt unaufhörlich der Spiegel des geschmolzenen Schweiss metalls, wobei die am Schweissautomat befestigte Sonde 8 stehenbleibt, insofern der Motor für den Schweissautomatvorschub stromlos ist. Sobald das Schweissbad dermassen ansteigt, dass sich die heisseste Stelle über die Sonde 8 so weit entfernt, dass infolge der Abkühlung der Sonde die das nicht isolierte Ende der Sonde umhüllende geschmolzene Schlacke zu nächst zur plastischen Masse 19 und dann zur starren Masse 18 wird, erhöht sich ihr elektrischer Wider stand sehr wesentlich und dieselbe wird schliesslich praktisch elektrisch überhaupt nicht leitend.
Infolge der Entstehung dieser plastischen bzw. starren Schlak- kenschicht am nicht isolierten Ende der Sonde 8 wird der elektrische Hilfsstromkreis 15, 16 unterbrochen, die Spule 17 wird stromlos und das Schütz 2 schaltet daraufhin den Elektromotor 4 und Schweissautomaten ein und mit demselben verschiebt sich auch die in der Beilage 6 befestigte Sonde von unten nach oben so weit, bis dieselbe neuerlich dicht unter die heisseste Stelle in Berührung mit der geschmolzenen Schlacke <B>11</B> gelangt.
Dadurch wird der elektrische Hilfsstrom kreis geschlossen, und das Schütz 2 unterbricht die Verbindung des Motors 4 mit der Stromquelle 3, wo durch der Vorschub des Schweissautomaten in Rich tung von unten nach oben wieder eingestellt wird.
Das beschriebene Verfahren und die Einrichtung zur Durchführung desselben ermöglichen in verläss licher Weise und fortlaufend in kurzen Zeitintervallen die Schweissmaschine beim Schweissen in die ge schmolzene Schlacke dermassen schrittweise vorzu schieben, als der Spiegel des Schweissbades ansteigt. Die Sonde behindert k-ineswegs die Bewegung des Schweissdrahtes während des Schweissens; die ganze Vorrichtung ist sehr einfach und erfordert nur in geringfügigem Masse elektrische Energie zur Speisung des Hilfsstromkreises.