DD255204A1

DD255204A1 - DEVICE FOR MEASURING AND RECORDING OF WELDING SECTIONS

Info

Publication number: DD255204A1
Application number: DD29793186A
Authority: DD
Inventors: Guenther Schrimpf; Manfred Woelflick; Guenther Thieme; Walter Moebius; Holger Baumgarten
Original assignee: Ammendorf Waggonbau
Priority date: 1986-12-19
Filing date: 1986-12-19
Publication date: 1988-03-23

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Auswerten von Schweissnahtquerschnitten, wobei ueber eine exakte Schweissnahtquerschnittserfassung eine genaue Bewertung der Schweissnaht vorgenommen werden kann. Dabei ist die erfindungsgemaesse Vorrichtung mit ihrer zwingenfoermigen Spanneinrichtung an die geschliffene Stirnseite angesetzt, und die Spanneinrichtung traegt eine Fuehrungsschiene. Dieser sind zwei Schiebeelemente zugeordnet, wobei das eine Schiebeelement mit einem winkelverstellbaren Messteil sowie mit einem Messschenkel und das andere Schiebeelement mit einer Aufzeichnungsunterlage ausgebildet ist. Mit dem Messteil steht ein Messpunktuebertragungselement in Wirkverbindung. FigurThe invention relates to the evaluation of weld seam cross-sections, wherein an accurate evaluation of the weld seam can be made via an exact weld cross-section detection. In this case, the device according to the invention is attached with its zwingenfoermigen clamping device to the ground end side, and the clamping device carries a Fuehrungsschiene. These are associated with two sliding elements, wherein the one sliding element is formed with an angle-adjustable measuring part and with a measuring leg and the other sliding element with a recording pad. With the measuring part is a Meßpunktuebertragungselement in operative connection. figure

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen und Aufzeichnen von Schweißnahtquerschnitten, um über eine exakte Schweißnahtquerschnittserfassung eine genaue Bewertung der Schweißnaht vornehmen zu können.The invention relates to a device for measuring and recording weld cross-sections in order to be able to make an accurate assessment of the weld via an exact weld cross-section detection.

Characteristic of the known state of the art

Dem Fachmann allgemein bekannt sind Schweißnahtlehren, die entweder als bewegliche Formmeßlehren oder als feststehende Formlehren ausgebildet sind.Welding seam gauges, which are either known as movable mold gauges or as fixed gauges, are well known to those skilled in the art.

So benutzen die Formlehren, die sich in der Praxis zur üualitätsüberwachung durchgesetzt haben, als Bezugspunkte die Kanten der Teile, die mittels Kahlnahtverbindungen verbunden sind. Die Mitte dieser Punktmessung ergibt die Schweißnahtdicke. Sind aber die Teile nicht rechtwinklig miteinander verbunden, so ist die Kehlnahtdickenmessung fehlerhaft. Es müssen dann eine Vielzahl von Einzellehren mit konstanten Abstufungen eingesetzt werden, bis die Übereinstimmung der äußeren Nahtgeometrie mit der jeweiligen Lehre erreicht ist. Bei überwölbten Nähten aber, wie beispielsweise beim Anwenden des MAG-Schweißens, kann die für eine Berechnung notwendige Nahtdicke nicht angegeben werden.Thus, the shape gauges, which have become established in practice for monitoring the quality, use as reference points the edges of the parts which are connected by means of Kahlnahtverbindungen. The center of this point measurement gives the weld thickness. But if the parts are not connected at right angles to each other, the fillet thickness measurement is faulty. It must then be used a variety of individual lessons with constant gradations until the match of the outer seam geometry is achieved with the respective teaching. However, for overstitched seams, such as when using MAG welding, the seam thickness required for a calculation can not be specified.

Weiterhin sind Kurvenlehren bekannt, bei welchen mit einer bestimmten Krümmung beim Anlegen an eine Kehlnaht eine Dreipunktauflage erreicht wird. Mittels des mittleren Kontaktpunktes kann die Kehlnahtdicke bestimmt werden.Furthermore, curve gauges are known in which a three-point support is achieved with a certain curvature when applied to a fillet weld. By means of the middle contact point, the fillet thickness can be determined.

Auch diese Kurvenlehren haben, wie alle festen Lehren, den Nachteil, daß durch das Bewerten nur eines Meßpunktes brauchbare Ergebnisse nur bedingt erreicht werden.These curve teachings, like all solid teachings, have the disadvantage that useful results can only be achieved to a limited extent by evaluating only one measuring point.

Als eine bewegliche Formmeßlehre hat sich die schiebelehrenähnliche Kehlnahtmeßlehre bewährt. Diese wird an einem Schenkel der Kehlnahtverbindung aufgelegt und bis zur Kontaktwirkung in die Kehle geführt. Dann erfolgt mittels Schieber, unter einem Winkel von 45°, die Bestimmung der Kehlnahtdicke, die über eine Skala und Nonius ablesbar ist.As a movable Formmeßlehre the Schiebelehrenähnliche Kehlnahtmeßlehre has proven. This is placed on one leg of the fillet weld and guided to the contact effect in the throat. Then, by means of a slider, at an angle of 45 °, the determination of the fillet weld thickness, which can be read on a scale and vernier scale.

Bei einer anderen beweglichen Formlehre erfolgt der Meßvorgang, indem ein Grundkörper auf einen Schenkel der Kehlnahtverbindung aufgesetzt wird. Mit diesem Grundkörper steht ein exzentrisch gelagertes Teil in Wirkverbindung, welches auf die Schweißnaht eingeschwenkt wird. Entsprechende Markierungen auf den Lehrenteilen ermöglichen das Ablesen der Kehlnahtdicke.In another movable form of the measuring measurement is performed by a base body is placed on a leg of the fillet weld. With this body is an eccentrically mounted part in operative connection, which is pivoted to the weld. Corresponding markings on the parts of the parts make it possible to read the fillet thickness.

Allen vorbeschriebenen Lösungen haftet der entscheidende Nachteil an, daß sie nur das Messen und Bestimmen der Kehlnahtdicken, abhängig von der äußeren Schweißnahtform oder -kontur, ermöglichen. Für anspruchsvolle Gestaltungsfestigkeitsnachweise, bei welchen zur Berücksichtigung des Tiefeinbrandes die wirkliche Verbindungsgeometrie bekannt sein muß, sind diese realisierbaren Meßmethoden nicht geeignet.All of the above-described solutions have the decisive disadvantage that they only allow the measurement and determination of the fillet weld thicknesses, depending on the outer weld seam shape or contour. For demanding proof of design strength, in which the real connection geometry must be known to take account of the deep penetration, these realizable measurement methods are not suitable.

Dies trifft auch zu für die in der DD-PS 61111 beschriebene Vorrichtung zum Abtasten der Schweißwulst, da auch hierbei lediglich Grundlage der Messung die äußere Schweißnahtform oder -kontur ist.This also applies to the apparatus described in DD-PS 61111 for scanning the weld bead, since in this case too, only the basis of the measurement is the outer weld seam shape or contour.

Bei bekannten Abtast-Zeichengeräten für Profile, wie beispielsweise in dem DE-Gbm 7400401 beschrieben, wirkt sich nachteilig aus, daß sie, um separate Aufzeichnungen realisieren zu können, kompliziert ausgebildet sind und daß auch hierbei wiederum nur die äußeren Konturen der Prüfstücke abgetastet werden. Die wirkliche Verbindungsgeometrie von Schweißnähten kann auch mit solchen Lösungen nicht oder nur grob angenähert aufgezeichnet werden.In known scanning-type drawing devices for profiles, as described for example in DE-Gbm 7400401, has the disadvantage that they are designed to separate records to be complicated and that again only the outer contours of the test pieces are scanned. The actual connection geometry of welds can not be recorded with such solutions or only roughly approximated.

Ziei der ErfindungZiei the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, die Möglichkeit einer genauen Schweißnahtquerschnittserfassung zu schaffen, um durch nachweisbare maximale Werkstoffauslastungen optimierte Schweißnahtausbiidungen anwenden zu können.The aim of the invention is to provide the possibility of an accurate weld cross-section detection in order to be able to apply optimized weld seam designations by means of verifiable maximum material utilization.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Messen und Aufzeichnen von Schweißnahtquerschnitten zu konzipieren, mit welcher sowohl die Außenkontur als auch die Verbindungsgeometrie von Schweißnähten erfaß-und darstellbar seinsoll.The invention has for its object to design a device for measuring and recording of weld cross sections, with which both the outer contour and the connection geometry of welds detected-and representable.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung, welche stirnseitig an das Prüfstück angesetzt wird, eine Spanneinrichtung auf, um sie beispielsweise an einem Schenkel des Prüfstücks zu befestigen. Es bietet sich an, die Spanneinrichtung zwingenförmig auszubilden, da sich diese Art der Befestigung, unter Berücksichtigung der Vielzahl möglicher geometrischer Formen der Prüfstücke, als am vorteilhaftesten bewährt hat.According to the invention, the device, which is attached to the end face of the test piece, a clamping device in order to attach them, for example, to a leg of the test piece. It is advisable to make the clamping device force-shaped, since this type of attachment, taking into account the large number of possible geometric shapes of the test pieces, has proven to be the most advantageous.

Die Spanneinrichtung trägt eine Führungsschiene, auf weicher zwei Schiebeelemente einstellbar angeordnet sind. Während das eine Schiebeelement mit einem winkelverstellbaren Meßteil und einem Meßschenkel ausgebildet sein soll, weist das andere Schiebeelement eine Aufzeichnungsunterlage auf, die zum arretierbaren Anordnen von als Belegen dienenden Mitteln, vorzugsweise Zeichenpapier oder-karton, dient.The clamping device carries a guide rail, on which two sliding elements are arranged adjustable. While the one sliding element is to be designed with an angle-adjustable measuring part and a measuring leg, the other sliding element has a recording pad which serves for the arrestable arrangement of documentary means, preferably drawing paper or cardboard.

Mit dem winkelverstellbaren Meßteil steht ein an sich bekanntes Meßpunktübertragungselement in Wirkverbindung. Obwohl sich hierfür eine Vielzahl von Möglichkeiten anbietet, hat sich in der Praxis doch als günstig erwiesen, ein rechtwinkliges Dreieck anzuwenden.With the angle-adjustable measuring part is a known Meßpunktübertragungselement in operative connection. Although this offers a variety of possibilities, it has proven to be beneficial in practice to apply a right-angled triangle.

Dieses wird, nachdem die erfindungsgemäße Vorrichtung an der geschliffenen Stirnseite des Prüfstücks angesetzt und befestigt wurde, und nachdem das winkelverstellbare Meßteil auf den zu untersuchenden Schweißnahtquerschnitt derart eingestellt wurde, daß mittels des Meßschenkels die Konturen des Schweißnahtquerschnittes punktförmig abgenommen werden können, dem winkelverstellbaren Meßteil zum Zweck der Parallelverschiebung und Darstellung dieser Punkte auf dem Zeichenpapier zugeordnet. Daraus resultiert, daß ein beliebiger Maßstab zur Darstellung des Schweißnahtquerschnittes gewählt werden kann, was sich insbesondere hinsichtlich einer praktischen Auswertung der Messung äußerst positiv auswirkt.This is, after the inventive device was attached to the ground end of the test piece and fixed, and after the angle-adjustable measuring part was adjusted to the weld cross-section to be examined such that the contours of the weld cross-section can be removed punctiform means of Meßschenkels, the angle-adjustable measuring part for the purpose associated with the parallel shift and representation of these points on the drawing paper. As a result, an arbitrary scale for the representation of the weld cross-section can be selected, which has an extremely positive effect, in particular with regard to a practical evaluation of the measurement.

Da die tatsächliche Querschnittsgeometrie einer Schweißnaht einen wichtigen Beweis für das Erreichen maximaler Werkstoffauslastungen darstellt und hierbei der Tiefeinbrand eine entscheidende Rolle spielt, soll mit der erfindungsgemäßen Lösung, mit einfachen Mitteln, eine exakte und auswertbare Schweißnahtquerschnittserfassung realisiert werden.Since the actual cross-sectional geometry of a weld represents an important proof of the achievement of maximum material utilization and depth penetration plays a decisive role, an accurate and evaluable weld cross-section detection should be realized with the inventive solution, with simple means.

Letztlich soll noch darauf hingewiesen werden, daß es anzustreben ist, die erfindungsgemäße Vorrichtung derart am Prüfstück zu befestigen oder/und die Schiebeelemente derart auszubilden, daß zumindest der vorbeschriebene Meßschenkel in leichten Wirkkontakt mit dieser Stirnseite tritt, wobei sowohl das eine als auch das andere Schiebeelement auf der Führungsschiene .arretierbar sein sollte, beispielsweise mittels Rändelschraube.Finally, it should be pointed out that it is desirable to attach the device according to the invention on the test piece and / or form the sliding elements such that at least the above Meßschenkel occurs in light operative contact with this end face, wherein both the one and the other sliding element should be lockable on the guide rail, for example by means of knurled screw.

Ausführungsbeispiel *Exemplary embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die stirnartige Ansicht des Prüfstücks mit angesetzter Vorrichtung.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows the frontal view of the test piece with attached device.

Deutlich sind das Prüfstück 1 und die zu untersuchende Schweißnahtgeometrie 11 zu erkennnen. Die Vorrichtung ist mit ihrer zwingehförmigen Spanneinrichtung 2 an die geschliffene Stirnseite des Prüfstücks 1 angesetzt, und sie trägt die Führungsschiene 3. Auf dieser sind die Schiebeelemente 4; 5 angeordnet, wobei das andere Schiebeelement 5 mittels der Rändelschraube 9 auf der Führungsschiene 3 arretierbar ist.Clearly the test piece 1 and the weld seam geometry 11 to be examined can be recognized. The device is attached with its zwingehförmigen clamping device 2 to the ground end side of the test piece 1, and it carries the guide rail 3. On this are the sliding elements 4; 5, wherein the other sliding element 5 can be locked by means of the knurled screw 9 on the guide rail 3.

Das eine Schiebeelement 4 ist mit dem winkelverstellbaren Meßteil 6 sowie mit dem Meßschenkei 7 und das andere Schiebeelement 5 ist mit der Aufzeichnungsunterlage 8 ausgebildet, die zum Befestigen von Zeichenpapier vorgesehen ist. Dem winkelverstellbaren Meßteil 6 wird zwecks Übertragung der charakteristischen Punkte A bis G der Schweißnahtgeometrie 11 das Meßpunktübertragungselement 10, ein rechtwinkliges Dreieck, zugeordnet. Das Aufzeichnen der charakteristischen Punkte A bis G der Schweißnahtgeometrie 11 erfolgt derart, indem der Meßschenkel 7 auf den Punkt A der zu übertragenden Schweißnahtgeometrie 11 eingestellt und mittels des winkelverstellbaren Meßteiis 6 sowie des rechtwinkligen Dreiecks, als Meßpunktübertragungselement 10 zur Anwendung kommend, eine Linie unter einem Winkel von 45° des Vollkreises von 360" auf dem auf der Aufzeichnungsunterlage 8 des arretierten anderen Schiebeelementes 5 angeordneten Zeichenpapier gezeichnet wird. Danach ist das eine Schiebeelement 4 auf der Führungsschiene 3 soweit zu verschieben, bis der Meßschenkel 7 auf den Punkt B eingestellt ist und, analog der Übertragung des Punktes A, eine Linie auf dem Zeichenpapier gezeichnet werden kann. Möglich ist es, darauf soll in diesem Zusammenhang hingewiesen werden, die Punkte A und B in einem beliebigen Abstand auf den auf dem Zeichenpapier dargestellten zugehörigen Geraden, unter den Bedingungen der Parallelverschiebung, festzulegen. Diese Wahl legt den Maßstab fest. Der Punkt D wird ermittelt, indem von den Punkten A und B horizontal und vertikal eine Gerade zu zeichnen ist, die zum Schnitt gebracht werden.The one sliding element 4 is formed with the angle-adjustable measuring part 6 and with the Meßschenkei 7 and the other sliding element 5 is formed with the recording pad 8, which is provided for attaching drawing paper. For the purpose of transmitting the characteristic points A to G of the weld seam geometry 11, the measuring point transmission element 10, a right-angled triangle, is associated with the angle-adjustable measuring part 6. The characteristic points A to G of the weld seam geometry 11 are recorded by setting the measuring leg 7 to the point A of the weld geometry 11 to be transferred and by means of the angle-adjustable measuring part 6 and the right-angled triangle, used as the measuring point transmission element 10, a line below one Angle of 45 ° of the full circle of 360 "is drawn on the drawing paper arranged on the recording pad 8 of the locked other sliding element 5. Thereafter, the one sliding element 4 on the guide rail 3 to move until the Meßschenkel 7 is set to the point B and A line can be drawn on the drawing paper, analogous to the transfer of the point A. It is possible, in this connection, to refer to the points A and B at any distance on the corresponding straight line shown on the drawing paper under the conditions the parallel verse shift. This choice sets the standard. The point D is determined by drawing a straight line from the points A and B horizontally and vertically, which are brought to the intersection.

Auf der Geraden, weiche die Punkte A und B verbindet, liegen die Punkte C und E. Über ein Schrägstellen des winkel verstell baren Meßteiles 6 sind auch diese Punkte, unter Anwendung der Parallelverschiebung, auf das Zeichenpapier übertragbar. Der Punkt F, welcher entscheidende Aussagen zuläßt über den Tiefeinbrand, ist ermittelbar, indem eine Gerade, senkrecht zur Linie A, B und den Punkt E schneidend, bis zum Schnitt mit der Linie A, D gebracht wird.On the line that soft points A and B connects, are the points C and E. About a tilting of the angle adjustable baren measuring part 6, these points, using the parallel shift, transferable to the drawing paper. The point F, which allows decisive statements about the deep penetration, can be determined by a straight line, perpendicular to the line A, B and the point E cutting, to the intersection with the line A, D is brought.

Es sind alle gewünschten Punkte der Schweißnahtgeometrie 11 im vorher bestimmten Maßstab auf das Zeichenpapier übertragbar.All desired points of the weld geometry 11 can be transferred to the drawing paper at a predetermined scale.

Claims

1. A device for measuring and recording weld cross-sections, in particular for determining the inner and outer joint contours of Kehinahtverbindungen, in which the softened measured data are transmitted to separate recording, characterized in that a clamping device (2), for the frontal application to the test piece (1), a guide rail (3) carries, which two sliding elements (4; 5) are assigned, wherein the one sliding element (4) with an angle-adjustable measuring part (6) and with a Meßschenkel (7) and the other sliding element (5) is formed with a recording pad (8), and with the angle-adjustable measuring part (6) is a known Meßpunktübertragungselement (10) in operative connection.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the one and / or the other sliding element (4; 5) on the guide rail (3) is lockable, for example by means of knurled screw (9), and for the Meßpunktübertragungselement (10) is a right-angled Triangle is used.