DD154591A1

DD154591A1 - METHOD FOR DETERMINING THE WEARING CONDITION OF ELECTRIC CONTACT MODULE

Info

Publication number: DD154591A1
Application number: DD22534380A
Authority: DD
Inventors: Wilfried Faber; Guenter Hesse; Heinz Kretzschmar; Edgar Kujat
Original assignee: Wilfried Faber; Guenter Hesse; Heinz Kretzschmar; Edgar Kujat
Priority date: 1980-11-20
Filing date: 1980-11-20
Publication date: 1982-04-07

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Erfassen und die elektrische Umsetzung des Verschleisszustandes von Stromkontaktduesen in automatischen Anlagen fuer das Lichtbogenschweissen mit abschmelzendem Zusatzdraht. Ziel ist, beim automatisierten Schweissen den Verschleisszustand von Stromkontaktduese zu ueberwachen. Es sind Massnahmen vorzusehen, die eine optimale Auslastung jeder einzelnen Stromkontaktduese bei gleichzeitiger Sicherung der Parameterstabilitaet gewaehrleisten. Kennzeichnend ist, dass ein Ausgangssignal von Temperaturmessungen an einer oder mehreren Messstellen der Stromkontaktduesen, insbesondere die differentielle Thermospannung eines Kupfer-Konstantan-Thermoelementes mit der Moeglichkeit der Ausnutzung des Schweisskabels als Kupferschenkel, und ein Vergleichssignal, das aus dem hauptsaechlich die Temperatur der Stromkontaktduese beeinflussenden Schweissparametern, vorzugsweise aus dem Schweissstrom, der Elektrodenvorschubgeschwindigkeit, der Schweissspannung, der Laenge des freien Endes der abschmelzenden Elektrode, der Pulverschuetthoehe bzw. Schutzgaszusammensetzung und der Umgebungstemperatur gebildet wird, einer Differenzschaltung zugefuehrt werden.The invention relates to the detection and the electrical conversion of the state of wear of Stromkontaktduesen in automatic systems for arc welding with consumable filler wire. The aim is to monitor the state of wear of power contact dowels during automated welding. Measures are to be provided to ensure optimum utilization of each individual current contact dowel while at the same time ensuring the stability of the parameters. It is characteristic that an output signal of temperature measurements at one or more measuring points of Stromkontaktduesen, in particular the differential thermoelectric voltage of a copper constantan thermocouple with the possibility of exploitation of the welding cable as a copper leg, and a comparison signal, which mainly from the temperature of Stromkontaktduese influencing welding parameters , Preferably, from the welding current, the electrode feed rate, the welding voltage, the length of the free end of the consumable electrode, the Pulverschuetthoehe or the protective gas composition and the ambient temperature is formed, a difference circuit supplied.

Description

Verfahren zur Erfassung des Verschleißzustandes von StromkontaktdüsenMethod for detecting the state of wear of current contact nozzles

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung und elektrischen Umsetzung des Verschleißzustandes von Stromkontaktdtisen zur Anwendung in automatischen Anlagen für das licht·» bogenschweißen mit abschmelzendem Zusatzdraht·The invention relates to a method for detecting and electrically converting the state of wear of current contactors for use in automatic systems for arc welding with consumable filler wire.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß Stromkontaktdüsen einem hohen elektroerosiven und mechanischen Verschleiß ausgesetzt sind. Der Verschleißzustand hat wesentlichen Einfluß auf die Stabilität des Schweißprozesses, insbesondere auf die Einhaltung der Schweißparameter· Mit zunehmendem Verschleiß wandert die Stromübergangsstelle vom Band der Kontaktdüse in diese hinein, so daß sich die freie Drahtlänge ändert* Dies ist verbunden mit einer Veränderung des Übergangswiderstandes· Beide Effekte wirken sich negativ auf die Qual-ität der Schweißung aus· Aus diesem Grunde ist ein mehr oder weniger häufiger Wechsel dieser Kontaktdüsen notwendig· Die Standzeit der einzelnen Kontaktdüsen hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab, z, B. Oberflächenzustand des Drahtes, Schweißparameter, Eigenspannung des Drahtes, Toleranzmaße u.s*w,, so daß diese nicht durch Erfassung der Belastung abschätzbar ist· Nach Hesse/Faber: "Kontaktdüsen für Automatenschweißbrenner*¹, Forschungsbericht 1980, ZIS Halle ist bekannt, daß die Standzeit der einzelnen Stromkontaktdüsen selbst bei gleicher Belastung zum Teil um Größenordnungen verschieden ist· Bekannt ist ebenfalls, daß sich der Yerschleißzustand nicht sprunghaft sondern allmählich verändert. Dabei hängt es vom subjektiven Empfinden des Schweißers ab, wann ein Wechsel der Stromkontaktdüse erfolgt« Eine Sicherung der geforderten Schweißqualität bei effektiver Ausnutzung der Stromkontaktdüse ist damit kaum möglich· Ein automatisierter Schweißbetrieb erfordert dahe^r die Überwachung des Verschleißzustandes von Stromkontaktdüs en.It is known that current contact nozzles are exposed to high electrical erosion and mechanical wear. The wear state has a significant influence on the stability of the welding process, in particular on the observance of the welding parameters. · With increasing wear, the point of transition migrates from the band of the contact nozzle into it, so that the free wire length changes. This is associated with a change of the contact resistance Effects have a negative effect on the quality of the welding · For this reason, a more or less frequent change of these contact nozzles is necessary · The service life of the individual contact nozzles depends on a variety of factors, z, B. surface condition of the wire, welding parameters, Internal stress of the wire, Tolerances us * w ,, so that this can not be estimated by recording the load · According to Hesse / Faber: "Contact nozzles for automatic welding torch * ¹ , Research Report 1980, ZIS Halle is known that the service life of the individual power contact nozzles even at the same Load to the T It is likewise known that the state of wear does not change abruptly but gradually. It depends on the subjective feeling of the welder, when a change of the Stromkontaktdüse takes place «It is hardly possible to ensure the required welding quality with effective utilization of the Stromkontaktdüse · An automated welding operation requires the monitoring of the state of wear of Stromkontaktdüs s.

Weiterhin ist die Erfassung der elektrischen Parameter beim Lichtbogenschweißen, einschließlich Drahtvorschubgeschwindigkeit und Abstand zwischen Schweißbrenner und Werkstück bekannt. Nach Dörhöfer/Pomaska: »»Welche Anforderungen muß eine Metall-Furthermore, the detection of the electrical parameters during arc welding, including wire feed speed and distance between welding torch and workpiece is known. To Dörhöfer / Pomaska: »» What requirements must a metalworking

Aktivgasschweißanlage erfüllen?¹· (Schweißen und Schneiden Jahrgang 30 (1978) Heft 12, S. 491 ff)ist außerdem bekannt, die Temperatur von Stromkontaktdüsen zu bestimmen.Fulfill active gas welding plant? ¹ · (Welding and cutting year 30 (1978) Issue 12, p 491 ff) is also known to determine the temperature of current contact nozzles.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Durch die Erfindung ist beim automatisierten Schweißen eine Überwachung des Verschleißzustandes von Stromkontaktdusen zu ermöglichen.By the invention, a monitoring of the state of wear of Stromkontaktdusen to allow for automated welding.

Das Wesen der ErfindungThe essence of the invention

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erfassung und elektrischen Umsetzung des Verschleißzustandes von Stromkontaktdüsen für das Lichtbogenschweißen mit abschmelzendem Zusatzdraht zu entwickeln und Maßnahmen vorzusehen, die eine optimale Auslastung jeder einzelnen Stromkontaktdüse bei gleichzeitiger Sicherung der Parameterstabilität unter Verwendung eines Diagnosesensors für Stromkontaktdüsen gewährleistet.The invention is therefore based on the object to develop a method for detection and electrical conversion of the state of wear of Stromkontaktdüsen for arc welding with consumable filler wire and provide measures to ensure optimal utilization of each Stromkontaktdüse while maintaining the parameter stability using a diagnostic sensor for Stromkontaktdüsen ,

Erfindungsgeinäß wird die Aufgabe dadurch gelbst, daß die Temperatur der Kontaktdüse oder der Kontaktdüsenhaiterung erfaßt und elektrisch umgesetzt wird. Von diesem Meßwert wird eine Korrektur größe subtrahiert. Die Korrekturgrb'ße beinhaltet die momentane Belastung der Stromkontaktgröße und läßt sich aus den Schweißparametern ermitteln. Das Gesamtsignal, Temperaturwert und Korrekturgröße beschreibt eindeutig den Verschleißzustand ·Erfindungsgeinäß the object is achieved by the fact that the temperature of the contact nozzle or the Kontaktdüsenhaiterung is detected and electrically reacted. From this measured value, a correction is subtracted. The correction value includes the instantaneous load of the current contact size and can be determined from the welding parameters. The total signal, temperature value and correction quantity clearly describe the state of wear ·

Ausführung sbeispielExecution example

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel und der dazugehörigen Zeichnung näher erläutert werden, die das Ansteigen der maximalen Betriebstemperatur der Stromkontaktdüse während der gesamten Einsatzdauer zeigt. Die Streuung der Meßwerte ist zurückzuführen auf .Änderungen der Schweißparameter ·The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment and the associated drawing, which shows the increase in the maximum operating temperature of the current contact nozzle during the entire service life. The scattering of the measured values is attributed to changes in the welding parameters.

Die Messung der Kontaktdüsentemperatur erfolgt durch thermoelektrische Bauelemente wie Thermowiderstände und Thermoelemente· Besonders einfach 1st die Anwendung eines EupferKons tantan-Thermo element es, bei dem die differentielle Thermospannung zwischen dem Schweißkabel und einem an der Kontaktdüse elektrisch leitend angeordneten Konstantandraht ermittelt wird· Als Korrekturgröße für die momentane Belastung wird der Schweißstrom benutzt« Dazu wird das Shuntsignal entsprechend untersetzt »The measurement of the contact nozzle temperature is effected by thermoelectric components such as thermal resistors and thermocouples. It is particularly simple to use a copper-tantan thermocouple, in which the differential thermoelectric voltage between the welding cable and a constant-current wire arranged at the contact nozzle is determined as a correction variable for the momentary load the welding current is used «For this purpose the shunt signal is appropriately reduced»

Die Gesamtsignalbildung erfolgt durch Subtraktion der Korrekturgröße von der Thermospannung in einer Differenzschaltung mit anschließender Verstärkung. Die Auswertung dieses Signals kann mit Hilfe eines Schwellwertschalters erfolgen.The total signal formation takes place by subtracting the correction variable from the thermoelectric voltage in a differential circuit with subsequent amplification. The evaluation of this signal can be done by means of a threshold switch.

Claims

invention claim

Method for detection and electrical conversion of the state of wear of current contact nozzles for use in automatic systems for arc welding with consumable filler wire, characterized in that a iusgangssignal of Temperatürmessungen at one or more measuring points of the Stromkontaktdüsen, in particular the differential thermal voltage of a copper-constantan thermocouple with the Possibility of using the welding cable as a copper leg, and a comparison of the mainly influencing the temperature of the Stromkontaktdüse welding parameters, preferably from the Schv / eißstrom, the Siektrodenvorschubgeschwindigkeit, the Scaweißspannung, the kind of the free end of the consumable electrode, the powder head or inert gas composition and the ambient temperature is formed, are supplied to a differential circuit.