DE102006026659A1

DE102006026659A1 - Welding device used in electric arc welding comprises a barrier element arranged on the welding torch and surrounding a contact region and/or units arranged on the torch

Info

Publication number: DE102006026659A1
Application number: DE200610026659
Authority: DE
Inventors: Werner Hasenmaier
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2006-06-08
Filing date: 2006-06-08
Publication date: 2007-12-13

Abstract

Welding device comprises a barrier element (02) arranged on the welding torch (01) and surrounding a contact region (08) and/or units arranged on the torch. An independent claim is also included for a barrier element used on the welding device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißvorrichtung mit zumindest einem Schweißbrenner oder ähnlichem, mit dem Werkstücke unter verschiedenen Bedingungen und mit verschiedenen Formen geschweißt werden können, wobei am Schweißbrenner Mittel vorgesehen sind, die im Zusammenwirken mit den Werkstücken einen Kontaktbereich (Schweißstelle) definieren, in dem die Werkstücke miteinander verschweißt werden können.The The invention relates to a welding device with at least one welding torch or similar, with the workpieces be welded under different conditions and with different shapes can, being at the welding torch means are provided, in cooperation with the workpieces a Contact area (weld) define in which the workpieces welded together can be.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Schweißvorrichtungen, beispielsweise zum MIG- oder MAG- Schweißen bzw. Lichtbogenschweißen, bekannt.Out The prior art is a variety of welding devices, For example, for MIG or MAG welding or arc welding, known.

Nachteilig an diesen Schweißvorrichtungen ist jedoch, dass bei den meisten dieser Schweißverfahren oft starke Schweißspritzer bzw. Schweißperlen entstehen, die beim Auftreffen auf das zu schweißende Werkstück einbrennen und sich im Nachhinein nur sehr schwer und aufwendig, z. B. durch Schleifen oder Abmeißeln, und unter erheblichem Kostenaufwand entfernen lassen. Zudem wird durch diesen zusätzlichen Arbeitsgang die Oberfläche bzw. Schweißfläche des zu bearbeitenden Werkstückes zum Teil stark beansprucht bzw. beschädigt.adversely at these welding devices However, in most of these welding processes often strong spatter or welding beads arise, which burn when hitting the workpiece to be welded and in hindsight only very difficult and expensive, z. B. by Grinding or chiselling, and at a considerable cost. In addition, will through this extra Operation the surface or welding surface of the to be machined workpiece partly heavily used or damaged.

Zum Schutz gegen Schweißspritzer oder Schweißperlen sind, insbesondere beim Elektroschweißen, verschiedene Techniken und Mittel entwickelt worden, die das Werkstück vor oben genannter Problematik bewahren sollen. So sind beispielsweise Verfahren bekannt, bei denen das Werkstück mit einer Art Schutzüberzug in Form eines Kunstharzlackes oder dergleichen überzogen wird. Dieser Schutzüberzug hat jedoch den Nachteil, dass der Überzug nach dem Aufbringen auf das Werkstück erst Zeit zum Trocknen benötigt bzw. bei hohen Schweißtemperaturen auf dem Werkstück einbrennt und sich folglich nur sehr schwer entfernen lässt. Des weiteren sind Absauganlagen bekannt, die beim Schweißvorgang in der Nähe des Schweißbrenners bzw. der Schweißstelle platziert werden können. Diese Absauganlagen haben jedoch den Nachteil, dass sie nur in einem relativ großen Abstand zum Schweißbrenner platziert werden können und somit eine zuverlässige Absaugung von Schweißspritzern nur sehr unzureichend gewährleisten. Zudem kann insbesondere beim vollautomatisierten Schweißvorgang, beispielsweise beim Schweißen mit Schweißrobotern, das Nachführen einer Absauganlage oder dergleichen nur sehr aufwendig und unzuverlässig realisiert werden.To the Protection against spatter or welding beads are, in particular in the case of electric welding, various techniques and means have been developed which the workpiece from the above problem to preserve. For example, methods are known in which the workpiece with a kind of protective cover in the form of a synthetic resin varnish or the like is coated. This protective cover has however, the disadvantage that the coating after application to the workpiece only time needed for drying or at high welding temperatures on the workpiece burns in and is therefore very difficult to remove. Furthermore Exhaust systems are known which during the welding process in the vicinity of the welding torch or the weld can be placed. However, these extraction systems have the disadvantage that they only in one relatively large Distance to the welding torch can be placed and thus a reliable one Extraction of spatter only very inadequate. In addition, especially in the fully automated welding process, for example, during welding with welding robots, the tracking an extraction system or the like realized only very expensive and unreliable become.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schweißvorrichtung zu schaffen, die die oben genannten Nachteile umgeht, das zu schweißende Werkstück sicher vor Schweißspritzern oder ähnlichem schützt und zudem einen positiven Effekt auf den Verbrauch der beispielsweise beim Lichtbogenschweißen benötigten Medien, wie Schutzgas oder dergleichen, ausübt.Of the The present invention is therefore based on the object, a welding device to create, which bypasses the above-mentioned disadvantages, the workpiece to be welded safely in front of sweat splashes or similar protects and also a positive effect on the consumption of, for example, the Arc welding required Media, such as inert gas or the like exercises.

Diese Aufgabe wird durch eine Schweißvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These Task is by a welding device solved with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist dazu an der Schweißvorrichtung bzw. am Schweißbrenner ein Barriereelement angeordnet, wobei das Barriereelement den Kontaktbereich (Schweißstelle) und/oder die Mittel zumindest bereichsweise umgibt. Unter dem Begriff Mittel können im Sinne der Erfindung die zum Schweißen benötigten Medien, wie beispielsweise Schweißdrähte, Elektroden, Laserstrahlen, Lichtbögen oder Gas- und Luftgemische oder dergleichen, verstanden werden.According to the invention is this at the welding device or at the welding torch arranged a barrier element, wherein the barrier element, the contact area (Weld) and / or at least partially surrounds the means. Under the term means can according to the invention, the media required for welding, such as welding wires, electrodes, Laser beams, arcs or gas and air mixtures or the like.

Der Vorteil eines solchen Barriereelements liegt zum einen im wirksamen Schutz der zu schweißenden Werkstücke vor Schweißspritzern oder Schweißperlen und zum anderen in der Tatsache, dass mit dem Barriereelement der Verbrauch von beispielsweise gasförmigen Medien, wie z.B. des beim Lichtbogenschweißen benötigten Schutzgases, reduziert werden kann. Als besonders zuverlässig und wirkungsintensiv ist dabei ein Barriereelement anzusehen, das den Kontaktbereich (Schweißstelle) und/oder die Mittel nicht nur bereichsweise sondern vollständig umgibt. Vollständig insofern, als dass das Barriereelement eine mehr oder weniger dichte bzw. geschlossene Schutzzone um den Kontaktbereich und/oder die Mittel definiert.Of the Advantage of such a barrier element is on the one hand in the effective Protection of the welding workpieces in front of sweat splashes or welding beads and second, in the fact that with the barrier element of the Consumption of, for example, gaseous media, e.g. of during arc welding required Protective gas, can be reduced. As particularly reliable and effective is to look at a barrier element that the contact area (Weld) and / or the means not only partially but completely surrounds. Completely in that the barrier element is more or less dense or closed protection zone around the contact area and / or the Means defined.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Barriereelement in der Art eines Vorhangs, eines Mantels und/oder einer Hülse ausgebildet sein kann. Dies hat den Vorteil, dass das Barriereelement eine im wesentlichen flexible und dennoch feste bzw. geschlossene Ausgestaltung aufweisen kann, die sich an verschiedene Konturen oder Formen des zu schweißenden Werkstückes anpasst. Zudem hat die Ausführungsform als Vorhang und/oder Mantel den Vorteil, dass das Barriereelement sehr oberflächenschonend ausgebildet ist, bzw. die Oberfläche des Werkstücks durch den Kontakt mit dem Barriereelement nicht verkratzt oder anderweitig beeinträchtigt wird.A embodiment the invention provides that the barrier element in the manner of a Curtain, a jacket and / or a sleeve may be formed. This has the advantage that the barrier element is a substantially may have flexible, yet fixed or closed configuration, which adapts to different contours or shapes of the workpiece to be welded. moreover has the embodiment as a curtain and / or coat the advantage that the barrier element very gentle to the surface is formed, or the surface of the workpiece not scratched or otherwise due to contact with the barrier element impaired becomes.

Das Barriereelement kann ferner zumindest bereichsweise aus einem hochtemperaturfesten und flexiblen Faser- bzw. Bürstenmaterial ausgebildet sein. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine besonders günstige und einfache Herstellung des Barriereelements bei größtmöglicher Effektivität erfolgen kann. Das Faser- bzw. Bürstenmaterial bietet dabei einen zuverlässigen Schutz des Werkstücks vor Schweißspritzern oder dergleichen. Das Barriereelement kann ferner so dicht bzw. aus einem solchen Material ausgebildet sein, dass durch das Faser- bzw. Bürstenmaterial auch eine Reduzierung der Verbrauchsmedien, wie beispielsweise des beim Lichtbogenschweißen benötigten Schutzgases, erzielt wird.The barrier element can also be formed, at least in regions, from a high-temperature-resistant and flexible fiber or brush material. This embodiment has the advantage that a particularly favorable and simple production of the barrier element can take place with the greatest possible effectiveness. The fiber or brush material bie In this case, a reliable protection of the workpiece from welding spatter or the like. The barrier element may further be formed so dense or of such a material that a reduction of the consumption media, such as the protective gas required during arc welding, is achieved by the fiber or brush material.

Das Barriereelement kann mittelbar durch Befestigungsmittel am Schweißbrenner befestigt werden, und/oder unmittelbar, beispielsweise über Befestigungselemente wie Bolzen, Halter, Stege oder dergleichen, mit dem Schweißbrenner oder einem separaten Halteelement verbunden sein. Bevorzugt ist das Barriereelement jedoch so auszubilden, dass bei Betätigung bzw. Bewegung des Schweißbrenners eine gleichzeitige Betätigung bzw. Bewegung des Barriereelements erfolgt.The Barrier element can indirectly by fastening means on the welding torch be attached, and / or directly, for example via fasteners such as bolts, holders, bars or the like, with the welding torch or be connected to a separate holding element. Is preferred However, the barrier element in such a way that when actuated or Movement of the welding torch a simultaneous actuation or movement of the barrier element takes place.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass sich das Barriereelement während des Schweißvorgangs im wesentlichen von einer relativen Position am Schweißbrenner bis zum Kontaktbereich des zu schweißenden Werkstücks erstreckt. Denkbar ist dabei, dass das Barriereelement längenveränderlich ausgebildet sein kann bzw. der Abstand vom Schweißbrenner bis zur Kontaktfläche so definiert ist, dass, sobald der Schweißbrenner bzw. die im Schweißbrenner verlaufenden Mittel ihre Arbeitsposition erreicht haben, eine um den Kontaktbereich bzw. die Mittel im wesentlichen geschlossene Schutzzone gebildet wird. Geschlossen dergestalt, dass die beim Schweißvorgang im Bereich des Schmelzbades entstehenden Schweißspritzer zuverlässig vom Barriereelement abgefangen werden und somit nicht auf die Oberfläche des Werkstücks gelangen. Des weiteren können innerhalb des Barriereelements die beispielsweise beim Lichtbogenschweißen eingesetzten Schutzgase länger gebündelt werden, wodurch eine Reduzierung des Gasverbrauchs erzielt werden kann.A preferred embodiment Provides that the barrier element during the welding process essentially from a relative position on the welding torch extends to the contact area of the workpiece to be welded. Conceivable is that the barrier element may be formed variable in length or the distance from the welding torch up to the contact surface is defined as that, as soon as the welding torch or in the welding torch funds have reached their working position one um the contact area or the means substantially closed protection zone is formed. Closed in such a way that the welding process In the area of the molten pool, spatters reliably from Barrier element are caught and thus not on the surface of the workpiece reach. Furthermore, you can within the barrier element used for example in arc welding Protective gases longer bundled which results in a reduction in gas consumption can.

Eine nächste Ausführungsform sieht vor, dass das Barriereelement eine im Längsschnitt im wesentlichen kegelstumpfförmige und im Querschnitt im wesentlichen kreisförmige Ausgestaltung aufweisen kann. Erfindungsgemäß spielt die letztendliche Geometrie des Barriereelements jedoch eine untergeordnete Rolle, solange gewährleistet wird, dass das Barriereelement zumindest den vorher beschriebenen Funktionsumfang gewährleistet.A next embodiment provides that the barrier element in a longitudinal section substantially frustoconical and have in cross-section substantially circular configuration can. According to the invention plays however, the final geometry of the barrier element is a subordinate one Role, as long as guaranteed is that the barrier element at least the previously described Range of functions guaranteed.

Um eine besonders komfortable bzw. effektive Benutzung des Barriereelements zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, an der Schweißvorrichtung eine Steuereinheit vorzusehen, wobei zumindest der Schweißbrenner und/oder das Barriereelement mit der Steuereinheit zusammenwirkt bzw. rechnergesteuert und/oder konturgeregelt ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise beim Einsatz in einer vollautomatisierten bzw. robotergesteuerten Schweißvorrichtung von großem Vorteil sein. Ein am Schweißbrenner eines Schweißroboters vorgesehenes Barriereelement könnte sich somit beispielsweise im Zusammenwirken mit dem Schweißbrenner automatisch an die Form des zu schweißenden Werkstücks bzw. an den Konturverlauf während des Schweißvorgangs anpassen.Around a particularly comfortable or effective use of the barrier element to enable be provided at the welding device a Provide control unit, wherein at least the welding torch and / or the barrier element cooperates with the control unit or computer-controlled and / or contour-controlled. This can For example, when used in a fully automated or robot-controlled welder of great Be an advantage. One at the welding torch a welding robot provided barrier element could thus, for example, in cooperation with the welding torch automatically to the shape of the workpiece to be welded or to the contour during adjust the welding process.

Des weiteren offenbart die Erfindung nicht nur eine Schweißvorrichtung mit einem daran vorgesehenen Barriereelement, sondern schlägt auch ein Barriereelement zur Verwendung an bereits bestehenden Schweißvorrichtungen gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen vor. Mit Hilfe des vorgeschlagenen Barriereelements können somit bereits bestehende Schweißvorrichtungen bzw. Schweißbrenner einfach und kostengünstig erweitert und/oder verbessert werden.Of Further, the invention not only discloses a welding apparatus with a barrier element provided, but also suggests a barrier element for use on existing welding devices according to the previous ones embodiments in front. With the help of the proposed barrier element can thus already existing welding devices or welding torch easy and inexpensive be extended and / or improved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.One embodiment The invention will be explained below with reference to the drawing.

Es zeigt:It shows:

1 einen Schweißbrenner mit einem daran befestigten Barriereelement in einer schematischen Seitenansicht. 1 a welding torch with a barrier element attached thereto in a schematic side view.

1 zeigt einen schematisch dargestellten Schweißbrenner 01 einer nicht näher dargestellten Schweißvorrichtung, beispielsweise zum MIG- oder MAG- Schweißen. Am Schweißbrenner 01 ist ein Barriereelement 02 angeordnet. Das Barriereelement 02 ist zumindest bereichsweise aus einem hitzebeständigen und weitestgehend flexiblen Faser- bzw. Bürstenmaterial 03 hergestellt. Der Schweißbrenner 01 ist in einem relativen Abstand zu einem Werkstück 04 positioniert und weist einen Grundkörper 05 auf. Im Grundkörper 05 des Schweißbrenners 01 sind Mittel zum Ermöglichen des Schweißvorgangs vorgesehen, wobei die Mittel hierbei zum einen aus einer Drahtelektrode 06 und einem die Drahtelektrode 06 umströmenden Schutzgas 07 bestehen. Die Drahtelektrode 06 und das Werkstück 04 definieren einen Kontaktbereich 08, in dessen Verlauf sich ein Schmelzbad 09 bildet. Das Schutzgas 07 umströmt die Drahtelektrode 06 und schützt den erzeugten Lichtbogen 10 vor atmosphärischen Einflüssen. Die Drahtelektrode 06 wird als Schweißzusatzwerkstoff durch ein nicht näher dargestelltes Drahtvorschubgerät dem Werkstück 04 zugeführt und im Lichtbogen 10 geschmolzen. Der Lichtbogen 10 brennt dabei zwischen der Drahtelektrode 06 und dem Werkstück 04. 1 shows a schematically illustrated welding torch 01 a welding device, not shown, for example, for MIG or MAG welding. At the welding torch 01 is a barrier element 02 arranged. The barrier element 02 is at least partially made of a heat-resistant and largely flexible fiber or brush material 03 produced. The welding torch 01 is at a relative distance to a workpiece 04 positioned and has a body 05 on. In the main body 05 of the welding torch 01 there are provided means for facilitating the welding process, the means being firstly a wire electrode 06 and one the wire electrode 06 flowing protective gas 07 consist. The wire electrode 06 and the workpiece 04 define a contact area 08 , in the course of which a molten bath 09 forms. The protective gas 07 flows around the wire electrode 06 and protects the generated arc 10 against atmospheric influences. The wire electrode 06 is used as a filler metal by a wire feed device not shown in detail the workpiece 04 fed and in the arc 10 melted. The arc 10 burns between the wire electrode 06 and the workpiece 04 ,

Das Barriereelement 02 ist mittelbar mit dem Grundkörper 05 des Schweißbrenners 01 verbunden und weist einen relativen Abstand zum Kontaktbereich 06 des Werkstücks 04 auf, wobei der Abstand so gewählt ist, dass sich das Barriereelement 02 im wesentlichen bis zum Kontaktbereich 08 erstreckt. Das Barriereelement 02 ist so ausgebildet, dass sein dem Kontaktbereich 08 zugewandter Durchmesser den Kontaktbereich 08 bzw. die Mittel und/oder das Schmelzbad 09 zumindest bereichsweise umgibt.The barrier element 02 is indirect with the main body 05 of the welding torch 01 connected and has a relative distance to the Kontaktbe rich 06 of the workpiece 04 on, wherein the distance is selected so that the barrier element 02 essentially up to the contact area 08 extends. The barrier element 02 is designed to be the contact area 08 facing diameter of the contact area 08 or the agents and / or the molten bath 09 at least partially surrounds.

Zur besseren Darstellung ist das Barriereelement 02 hierbei nur halbseitig dargestellt. In der Praxis umgibt das Barriereelement 02 den Kontaktbereich 08 bevorzugt jedoch vollständig. Vom Schmelzbad 09 bzw. vom Lichtbogen 10 erzeugte Schweißspritzer 11 werden vom Barriereelement 02 abgefangen und gelangen so nicht auf die Oberfläche des Werkstücks 04. Des weiteren kann mit Hilfe des Barriereelements 02 der Verbrauch des Schutzgases 07 signifikant reduziert werden. Zur besseren Darstellung ist das Barriereelement 02 bzw. das Faser- bzw. Bürstenmaterial 03 hier relativ grobmaschig dargestellt. In der Praxis ergibt sich jedoch eine im wesentlichen geschlossene bzw. dichte Schutzzone im Umkreis des Schmelzbades 09 bzw. des Kontaktbereichs 08. Das Barriereelement 02 ist in der Art eines Vorhanges ausgebildet und umgibt den Kontaktbereich 08 vollständig. In der hier dargestellten Ausführungsform weist das Barriereelement 02 eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Ausgestaltung auf. Je nach Beschaffenheit und Größe der Schweißstelle bzw. des sich daraus ergebenden Kontaktbereichs ist es jedoch auch möglich, dass sich eine andere Ausführungsform eines Barriereelements ergibt und die Anordnung der Durchmessergrößen im wesentlichen umgekehrt zu dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Es sind natürlich auch andere Grundformen denkbar, solange gewährleistet wird, dass das Barriereelement den Kontaktbereich bzw. die Mittel zumindest bereichsweise umgibt.For better illustration, the barrier element 02 only shown on one side. In practice, the barrier element surrounds 02 the contact area 08 but prefers completely. From the molten bath 09 or from the arc 10 generated spatter 11 be from the barrier element 02 intercepted and thus do not reach the surface of the workpiece 04 , Furthermore, with the help of the barrier element 02 the consumption of the protective gas 07 be significantly reduced. For better illustration, the barrier element 02 or the fiber or brush material 03 here shown relatively coarse mesh. In practice, however, results in a substantially closed or dense protection zone in the vicinity of the molten bath 09 or the contact area 08 , The barrier element 02 is formed in the manner of a curtain and surrounds the contact area 08 Completely. In the embodiment shown here, the barrier element 02 a substantially frusto-conical configuration. However, depending on the nature and size of the weld or the resulting contact area, it is also possible that results in another embodiment of a barrier element and the arrangement of the diameter sizes is formed substantially inversely to the embodiment shown here. Of course, other basic forms are conceivable as long as it is ensured that the barrier element at least partially surrounds the contact region or the means.

Claims

Welding device with at least one welding torch ( 01 ) or the like, with the workpieces ( 04 ) can be welded under different conditions and with different shapes, whereby at the welding torch ( 01 ) Means are provided in cooperation with the workpieces ( 04 ) a contact area (weld) ( 08 ), in which the workpieces ( 04 ) are welded together, characterized in that at the welding torch ( 01 ) a barrier element ( 02 ), wherein the barrier element ( 02 ) the contact area (weld) ( 08 ) and / or surrounding the means at least partially.

Welding device according to claim 1, characterized in that the barrier element ( 02 ) is formed in the manner of a curtain, a jacket and / or a sleeve or the like.

Welding device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the barrier element ( 02 ) at least partially made of a high temperature resistant and flexible fiber or brush material ( 03 ) is trained.

Welding device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the barrier element ( 02 ) medium and / or directly on the welding torch ( 01 ) is attachable.

Welding device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the barrier element ( 02 ) during the welding process substantially from a relative position on the welding torch ( 01 ) to the contact area ( 08 ) of the workpiece to be welded ( 04 ).

Welding device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the barrier element ( 02 ) has a longitudinally section substantially frusto-conical and in cross-section substantially circular configuration.

Welding device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a control unit is provided on the welding device, wherein at least the welding torch ( 01 ) and / or the barrier element ( 02 ) interacts with the control unit or is computer-controlled and / or contour-controlled.

Barrier element for use on a welding device according to one of the claims 1 to 7.