DD246931A1

DD246931A1 - Verfahren zum automatischen duennblechschweissen mit hilfe des wig-schweissverfahrens

Info

Publication number: DD246931A1
Application number: DD28729486A
Authority: DD
Inventors: Ernst Renelt; Walter Moebius; Heinz Henicke; Guenter Schrimpf
Original assignee: Zentralinstitut Schweiss
Priority date: 1986-02-25
Filing date: 1986-02-25
Publication date: 1987-06-24

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das automatische Duennblechschweissen mit Hilfe des WIG-Schweissverfahrens, wobei unter Beruecksichtigung des Luftspaltes zusatzwerkstofflos oder mit Zusatzwerkstoff geschweisst wird. Ziel ist, durch eine Steigerung der Arbeitsproduktivitaet durch Automatisierung beim Schweissen nicht gerader Blechzuschnitte die Effektivitaet zu erhoehen. Nach der Aufgabe sind Massnahmen vorzusehen, die das Schweissen von Stumpfstossverbindungen bei nicht gerade verlaufenden Schnittkanten gewaehrleisten. Kennzeichnend ist, dass beim Ueberschreiten eines kritischen Luftspaltes ein oder mehrere nicht stromfuehrende Zusatzdraehte mit gleichem oder unterschiedlichem Durchmesser und/oder Geschwindigkeiten ueber einen an dem oberen Schweissbrenner angeordneten drehbaren Kopf der Schweissstelle zugefuehrt werden und bei weiteren Veraenderungen des Luftspaltes im Zusammenwirken eines Sensors mit dem drehbaren Kopf ein Schaltschritt erfolgt, wobei entsprechend bei einer Vergroesserung bzw. Verkleinerung des Luftspaltes ein dem drehbaren Kopf zugeordneter Drahtvorschub eingeschaltet wird, der der Schweissstelle einen Zusatzdraht zuleitet, dessen Durchmesser dem signalisierten Luftspalt angepasst ist. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Dünnblechschweißen mit Hilfe des WIG-Schweißverfahrens, wobei unter Berücksichtigung des Luftspaltes zusatzwerkstofflos oder mit Zusatzwerkstoff geschweißt wird unter Verwendung zwei sich gegenüberstehender Schweißbrenner und Zuhilfenahme eines in Schweißrichtung vorlaufenden, den Luftspalt abtastenden Sensors, der bei sich änderndem Luftspalt über ein Steuersystem ein Signal auslöst.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zum Schutzgasschweißen von Dünnblechen sind eine Vielzahl von Lösungen bekannt, welche die unterschiedlichsten Nachteile besitzen. So wird nach der DE-OS 1565840 ein Verfahren zum Herstellen von hochvakuumdichten Schweißnähten an dünnen Blechen beschrieben, bei dem die zu verschweißenden Bleche mit stumpf aneinanderstoßenden Stirnflächen auf einem gegenüber der Masse der Bleche großen Kupferklotz dicht aneinander gelegt und in dieser Lage fixiert werden, worauf die Schweißnaht ohne Materialzusatz gezogen wird. Es wird angeführt, daß durch die hohe Wärmekapazität des Kupferklotzes erreicht wird, daß die Schmelzzone auf den engen Bereich der Schweißnaht begrenzt bleibt.

Die Nachteile bei diesem Verfahren bestehen jedoch darin, daß die Bleche sehr genau fixiert werden müssen und ein Luftspalt zwischen den Stirnflächen der zu verschweißenden Bleche nicht vorhanden sein darf.

Nach der DD-PS 147330 wurde ein Schutzgasschweißverfahren entwickelt, bei welchem zur Erhöhung der Qualität der Schweißnaht auf den Werkstoffübergang und auf das Schmelzbad während des Schweißprozesses Einfluß ausgeübt wird, indem zur Beherrschung des Schmelzbades durch zwei seitlich vom Lichtbogen angeordnete Gaszuführungen eine Beeinflussung des Schmelzbades durch ein impulsartig zugeführtes Schutzgas erreicht werden soll.

Der wesentliche Nachteil bei dieser Lösung ist darin zu sehen, daß beim Stumpfstoßschweißen an Dünnblechkonstruktionen keine Luftspalte zugelassen werden können, die Vorbereitung luftloser Stumpfstöße jedoch mit einem sehr großen Aufwand verbunden ist.

Die DE-OS 1565396 stellt ein Lichtbogenschweißverfahren für die Badsicherung bei mit Luftspalt stumpf gestoßenen Platten mittels einer selbsttätig arbeitenden Schweißmaschine vor. Nachteilig ist, daß hierbei zur Gewährleistung einer qualitätsgerechten Schweißverbindung stets Schweißbadsicherungen erforderlich sind, um ein Durchfallen des Schweißgutes zu verhindern. Diese Gefahr besteht vor allem dann, wenn ein Zusatzwerkstoff verwendet wird. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht dabei darin, daß die meisten Bauteile auf Grund ihrer komplizierten Form die Verwendung einer derartigen Schweißbadsicherung wegen der eingeschränkten Zugänglichkeit nicht gestatten.

In der DE-OS 2813131 ist eine Lösung beschrieben, wobei unter Verwendung des WIG-Lichtbogenschweißverfahrens mit nicht abschmelzender Elektrode ein Lichtbogen zwischen der nicht abschmelzenden Elektrode und dem abschmelzenden Zusatzwerkstoff gezündet wird, wodurch die zu verbindenden Bleche indirekt verschweißt werden.

Ein entscheidender Nachteil bei dieser Lösung besteht darin, daß die Bandkanten der extrem dünnen Bleche bzw. Folien vor dem Verschweißen überlappt und im Bereich der Überlagerung so geschnitten werden müssen, daß kein Luftspalt beim Aneinanderstoßen der Teile entsteht.

Durch die Erfindung ist die Effektivität und Leistung beim Schweißen von Dünnblechen zu erhöhen und eine Steigerung der Arbeitsproduktivität durch Automatisierung beim Schweißen auch unterschiedlicher, nicht gerader Blechzuschnitte zu ermöglichen.

Das Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum automatischen Dünnblechschweißen mittels des WIG-Schweißverfahrens zu entwickeln, wobei Maßnahmen vorzusehen sind, die das Herstellen von Stumpfstoßverbindungen auch an nicht gerade verlaufenden Blechschnitten gewährleisten.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß beim Überschreiten eines kritischen Luftspaltes ein oder mehrere nicht stromführende Zusatzdrähte mit gleichem oder unterschiedlichem Durchmesser und/oder Geschwindigkeit über einen an dem oberen Schweißbrenner angeordneten drehbaren Kopf der Schweißstelle zugeführt werden und bei weiteren Veränderungen des Luftspaltes im Zusammenwirken eines Sensors mit dem drehbaren Kopf ein Schaltschritt erfolgt, welcher entsprechend bei einer Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Luftspaltes einen dem drehbaren Kopf zugeordneten Drahtvorschub einschaltet, welcher der Schweißstelle einen Zusatzdraht zuleitet, dessen Durchmesser dem signalisierten Luftspalt angepaßt ist. Der drehbare Kopf ist konzentrisch um die Mittellängenachse der oberen Elektrode angeordnet und ist vorzugsweise mit vier Stationen versehen. Ist kein Luftspalt vorhanden, wird in der Normalstellung ohne Zusatzwerkstoff (ZWL-Verfahren) gearbeitet. Bei einer Erweiterung des Luftspaltes wird nach Bedarf durch einen Schaltschritt des drehbaren Kopfes automatisch die erforderliche Station mit dem entsprechenden Zusatzdraht eingeschaltet. Die vier Stationen sind durch gesonderte Schweißprogramme unterschiedlicher Spalttoleranzbereiche infolge spezieller Schweißparameter zugeordnet Beim Eintreten der geforderten Station in Wirkstellung wird automatisch der verlangte Drahtvorschub eingeschaltet. Der erfindungswesentliche neue Effekt der Erfindung besteht darin, daß eine Veränderung der Fugenbreite erfaßt wird und der drehbare Kopf dem momentanen tatsächlichen Fugenspalt einen entsprechenden Schweidrahtdurchmesser zuordnet, ausgewählt nach den Standardschweißparametern, und diesen der Schweißstelle zuführt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen schematischen Querschnitt durch die Gerätetechnik während des Schweißprozesses Fig. 2: eine Draufsicht auf den oberen WIG-Schweißbrenner und die Drahtvorschübe

Die gemäß Fig. 1 gezeigte Gerätetechnik zur Durchführung des Verfahrens enthält im wesentlichen in bekannter Weise zwei sich gegenüberstehende WIG-Schweißbrenner 2; 3 mit einer nicht verzehrbaren Wolframelektrode, denen in Schweißrichtung vorlaufend ein mit einem Lichtleitkabel 5 gekoppelter Sensor 4 zugeordnet ist, wobei letzterer mit einem nicht dargestellten Steuersystem verbunden ist. Neu ist der konzentrisch um die Mittellängenachse des oberen Schweißbrenners 3 angeordnete, drehbar ausgebildete Kopf 7, der mit einem Antriebssystem 8 in Wirkverbindung steht. Der drehbare Kopf 7 enthält die Stationen A, B, C, die mit einem Drahtvorschub 6 ausgerüstet sind, wobei jeder der Drahtvorschübe 6 einen stromlosen Zusatzdraht mit unterschiedlichem Durchmesser führt. Beim Einleiten des Schweißvorganges beginnt dieser in Nullstellung, wobei davon ausgegangen wird, daß sich zwischen den Stoßkanten der Blechteile 1 kein Luftspalt 10 befindet. Der Sensor 4 tastet vor den beiden Schweißbrennern 2; 3 den Luftspalt 10 ab. Beim Überschreiten eines kritischen Luftspaltes 10 erfolgt durch den Sensor 4 ein Signal, wodurch im Zusammenwirken des nicht dargestellten Steuersystems mit dem drehbaren Kopf 7 ein Schaltschritt ausgelöst und die Station A angesteuert wird, die einen Drahtvorschub 6 auslöst, der einen 1,1 mm Zusatzdraht der Schweißstelle zuführt. Bei einer weiteren Vergrößerung des Luftspaltes 10 erfolgt in gleicherweise ein Schaltschritt des drehbaren Kopfes 7 nach den Stationen B oder C, die mit einem Zusatzdraht von 1,4 und 1,6mm Durchmesser ausgerüstet sind. Es kommt zur Ausbildung einer glatten Schweißnaht!?.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zum automatischen Dünnblechschweißen mit Hilfe des WIG-Schweißverfahrens, wobei unter Berücksichtigung des Luftspaltes zusatzwerkstofflos oder mit Zusatzwerkstoff geschweißt wird unter Verwendung zwei sich gegenüberstehender Schweißbrenner und Zuhilfenahme eines in Schweißrichtung vorlaufenden, den Luftspalt abtastenden Sensors, der bei sich änderndem Luftspalt über ein Steuersystem ein Signal auslöst, gekennzeichnet dadurch, daß beim Überschreiten eines kritischen Luftspaltes (10) ein oder mehrere nicht stromführende Zusatzdrähte mit gleichem oder unterschiedlichem Durchmesser und/oder Geschwindigkeit über einen an dem oberen Schweißbrenner (3) angeordneten drehbaren Kopf (7) der Schweißstelle zugeführt werden und bei weiteren Veränderungen des Luftspaltes (10) im Zusammenwirken eines Sensors (4) mit dem drehbaren Kopf (7) ein Schaltschritt erfolgt, wobei entsprechend bei einer Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Luftspaltes (10) im Zusammenwirken eines Sensors (4) mit dem drehbaren Kopf (7) ein Schaltschritt erfolgt, wobei entsprechend bei einer Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Luftspaltes (10) ein dem drehbaren Kopf (7) zugeordneter Drahtvorschub (6) eingeschaltet wird, welcher der Schweißstelle einen Zusatzdraht zuleitet, dessen Durchmesser dem signalisierten Luftspalt (10) angepaßt ist.
2. Verfahren zum automatischen Dünnblechschweißen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein drehbarer Kopf (7) mit mehreren Drahtvorschüben (6), vorzugsweise mit drei Drahtvorschüben, verwendet wird.
3. Verfahren zum automatischen Dünnblechschweißen nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß bei extrem großen Luftspalten (10) gleichzeitig zwei Drahtvorschübe (6) verwendet werden.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen