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Stand der Technik
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Solche
Vorrichtungen sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der
Druckschrift
DE
10 2006 015 383 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur
Laserschweißung eines ersten Werkstücks mit einem
zweiten Werkstück bekannt, wobei die Vorrichtung eine Laserquelle
und einen Sensor zur Prozessüberwachung des Schweißvorgangs
umfasst. Die Prozessüberwachung dient dabei insbesondere
der Überwachung der Einschweißtiefe, welche durch eine
online-Messung einer optischen Kamera als Sensor zeitnah detektiert
wird und als Regelgröße für die Laserquelle
herangezogen wird. Eine Bestimmung eines Schweißverzugs
ist hierbei nicht vorgesehen.
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Offenbarung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Schweißverfahren, die
erfindungsgemäße Schweißvorrichtung und
das erfindungsgemäße Verbundteil gemäß den
nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem
Stand der Technik den Vorteil, dass vor dem Schweißprozess
ein gewünschter oder notwendiger Schweißverzug
ermittelt wird, welcher während des Schweißprozesses
umgesetzt wird. Dies hat zur Folge, dass mit dem Schweißverfahren
nicht nur eine Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Werkstück herstellbar
ist, sondern dass zusätzlich auch eine gewünschtes
Richtung bzw. eine Verformung zwischen dem ersten und dem zweiten
Werkstück erzielt wird. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise
Fehlstellungen bzw. Verbiegungen und Abweichungen der Kontaktflächen
der ersten und zweiten Werkstücke während des
Schweißens kompensieren. Alternativ ist auch die Erzeugung
einer gewünschten Biegung im Bereich der Schweißnaht
durch die Eingabe eines entsprechenden Biegeparameters oder durch
die direkte Eingabe eines entsprechenden Schweißverzugs
denkbar. Der ermittelte Schweißverzug wird im dritten Verfahrensschritt
dabei durch die Wahl der entsprechenden Schweißparameter
realisiert. In vorteilhafter Weise ist somit ein Bauteil realisierbar,
welches mit einer vergleichsweise hohen Präzision die gewünschte
Außengeometrie aufweist. Bislang wird eine derartig hohe
Präzision der Außengeometrie des zusammengeschweißten
Bauteils durch eine vergleichsweise hohe Präzision der
Fügeflächen der einzelnen Fügepartner,
d. h. des ersten und zweiten Werkstücks erzielt. Dabei
müssen die Fügeflächen vorher beispielsweise
planarisiert bzw. geschliffen werden. Das erfindungsgemäße
Verfahren ermöglicht im Gegensatz zum Stand der Technik
die Fertigung eines solchen präzisen Bauteils, ohne dass
die Fügeflächen des ersten und zweiten Werkstücks
in einer vergleichsweise aufwändigen und kostenintensiven
Weise vorbehandelt werden müssen. Das erfindungsgemäße
Verfahren umfasst jedes Schweißverfahren und insbesondere
ein Strahlschweißverfahren, wie Laser- oder Lichtbogenschweißen.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen,
sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im zweiten Verfahrensschritt
eine Fehlstellung zwischen dem ersten und dem zweiten Werkstück
detektiert wird, wobei der Schweißverzug in Abhängigkeit
der Fehlstellung und insbesondere zur Kompensation der Fehlstellung
ermittelt wird. In vorteilhafter Weise wird somit eine Kompensation
einer Fehlstellung zwischen dem ersten und dem zweiten Werkstück
während des Schweißverfahrens erzeugt. Das Schweißverfahren
fungiert somit gleichzeitig zur Erzeugung einer festen Verbindung
zwischen dem ersten und dem zweiten Werkstück und gleichzeitig
zum Richten der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Werkstück.
Eine Vorbehandlung der Fügeflächen ist somit einsparbar.
Insbesondere wird im zweiten Verfahrensschritt diese Fehlstellung
detektiert und anschließend der notwendige Schweißverzug
zur Kompensation dieser Fehlstellung berechnet. Die eigentliche
Kompensation der Fehlstellung erfolgt im nachfolgenden Schweißverfahren,
wobei die Prozessparameter der Schweißung derart ausgewählt
werden, dass der erzeugte Schweißverzug eine Kompensation
der Fehlstellung bewirkt.
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Unter
Fehlstellung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jegliche Ist-Anordnung
von erstem und zweitem Werkstück zu verstehen, welche von
einer gewünschten Soll-Anordnung abweicht, so dass Fehlstellung
keinesfalls zwangsläufig als Abweichungen zwischen der
Orientierung des ersten Werkstücks und der Orientierung
des zweiten Werkstücks zu verstehen ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im dritten
Verfahrensschritt ein Schweißstrahl in Abhängigkeit
des Schweißverzugs eingestellt wird, wobei vorzugsweise
die Strahlungsleistung, die Fokussierung und/oder die Richtung des
Schweißstrahls eingestellt werden. In vorteilhafter Weise
wird durch eine entsprechende Variation der Strahlungsleistung,
der Fokussierung und/oder der Strahlrichtung eine Variation des Schweißverzugs
erzielt. So wird beispielsweise durch eine Erhöhung bzw.
Reduzierung der Strahlungsleistung eine deutliche Erhöhung
bzw. Verringerung des Schweißverzugs erzielt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im dritten
Verfahrensschritt das erste und das zweite Werkstück um
eine Drehachse gedreht werden, wobei der entsprechende Drehwinkel
in Abhängigkeit des Schweißverzugs eingestellt
wird. Der Drehwinkel im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst
insbesondere den Ausrichtwinkel während des Schweißbeginns
im Verhältnis zum zu erzielenden gewünschten Schweißverzug,
d. h. derjenige Winkel zwischen dem Schweißstrahl und dem
Verbund, bei welchem der Schweißprozess gestartet wird.
Besonders vorteilhaft wird dabei der Verbund aus dem ersten und
dem zweiten Werkstück um seine eigene Achse gedreht, wobei die
Strahlungsleistung dabei vorzugsweise im Wesentlichen konstant über
alle Drehwinkel ist und somit eine vergleichsweise feste und gleichmäßige
Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten. Werkstück
erzielt wird. Der Drehwinkel wird ferner in vorteilhafter Weise
in Abhängigkeit des gewünschten Schweißverzugs
eingestellt, da eine Variation des Drehwinkels einen gezielten erhöhten
und/oder reduzierten Energieeintrag in bestimmten Bereichen zwischen
dem ersten und dem zweiten Werkstück erlaubt, wodurch in
gewünschter Weise eine entsprechende Beeinflussung des
resultierenden Schweißverzugs erzielt wird. Ferner wird
durch den Drehwinkel die Lage des Überlappungsbereichs
bzw. eines dem Überlappungsbereichs gegenüberliegenden Teilbereichs
bestimmt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im dritten
Verfahrensschritt nach einem vollständigen Rundlauf des
ersten und zweiten Werkstücks ein Überlappungsbereich erzeugt
wird, wobei sich die Schweißnaht im Überlappungsbereich
selbst überdeckt. Nach einer Drehung des Verbunds aus dem
ersten und zweiten Werkstück gegenüber dem Schweißstrahl
um mehr als 360 Grad beginnt die erzeugte Schweißnaht sich mit
ihrem eigenen Anfangsbereich zu überdecken. Durch die Wahl
eines entsprechenden Drehwinkel wird somit die Größe
des Überlappungsbereichs festgelegt, wobei in vorteilhafter
Weise der erzeugte Schweißverzug unmittelbar von der Größe
des Überlagpungsbereichs abhängt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im dritten
Verfahrensschritt die Größe des Überlappungsbereichs
in Abhängigkeit des Schweißverzugs eingestellt
wird und/oder dass im Überlappungsbereich eine reduzierte
Strahlungsleistung eingestellt wird. In vorteilhafter Weise lässt
sich der Schweißverzug durch die Größe
des Überlappungsbereichs auf einer Seite der beiden Werkstücke
einstellen, wobei ein kleinerer Überlappungsbereich einen
geringeren Schweißverzug in Richtung des Überlappungsbereichs
und ein vergrößerter Überlappungsbereich
einen größeren Schweißverzug in Richtung
des Überlappungsbereichs erzeugt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im dritten
Verfahrensschritt in einem dem Überlappungsbereich bezüglich einer
Drehung um 180 Grad gegenüberliegenden Teilbereich eine
erhöhte Strahlungsleistung eingestellt wird und/oder eine
zusätzliche Strahlungsdosis aufgebracht wird. Eine erhöhte
Strahlungsleistung oder eine zusätzliche Strahlendosis
in einem dem Überlappungsbereich gegenüberliegenden
Teilbereich führt zu einem Schweißverzug, welcher
dem Schweißverzug in Richtung des Überlappungsbereichs
entgegengesetzt ist, so dass der Schweißverzug in Richtung
des Überlappungsbereichs zumindest teilweise kompensiert
oder überkompensiert wird. Der resultierende Schweißverzug
ist somit steuerbar. Dabei ist die Kompensation im Teilbereich während
des ersten Rundlaufs des ersten und zweiten Werkstücks
durch eine erhöhte Strahlungsleistung im Teilbereich realisierbar,
wobei in vorteilhafter Weise der Schweißprozess im Vergleich
zum Stand der Technik keinerlei zusätzliche Zeit und/oder
keinerlei zusätzlichen Rundläufe benötigt.
Alternativ ist die Kompensation im Teilbereich durch eine zusätzliche
Strahlungsdosis im Teilbe reich zu verwirklichen, welche in einem
zweiten Rundlauf in den Teilbereich eingestrahlt wird. Dies hat
zum Vorteil, dass keine erhöhte Strahlungsleistung notwendig
ist.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Schweißvorrichtung
gemäß dem nebengeordneten Vorrichtungsanspruch.
Hierbei wird eine Fehlstellung zwischen dem ersten und dem zweiten
Werkstück mittels der Detektionseinheit detektiert. Dies
hat zum Vorteil, dass ein notwendiger Schweißverzug zur
Korrektur bzw. zur Kompensation der Fehlstellung aus der Fehlstellung
zu berechnen ist, welcher zur Einstellung der Schweißparameter
in einem nachfolgenden Schweißprozess herangezogen wird.
Die erfindungsgemäße Schweiß vorrichtung
erlaubt somit nicht nur die Erzeugung einer festen Verbindung zwischen
dem ersten und dem zweiten Werkstück, sondern darüberhinaus
zusätzlich ein Richten der Verbindung zwischen dem ersten
und dem zweiten Werkstück während des Schweißens, so
dass ein Bauteil aus dem ersten und dem zweiten Werkstück
mit einer gewünschten Außengeometrie vergleichsweise
präzise herstellbar ist. Diese Schweißvorrichtung
eignet sich insbesondere zum Schweißen für längliche,
insbesondere rohr- und/oder stangenartige Werkstücke, da
sich hierbei eine Fehlstellung zwischen dem ersten und dem zweiten
Werkstück, bspw. durch nicht planparallele Fügeflächen
der ersten und zweiten Werkstücke, besonders stark auswirkt.
Ferner ist. somit in vorteilhafter Weise ein vergleichsweise guter
Planlauf des ersten und/oder zweiten Werkstücks auch bei
nicht planparallelen Fügeflächen der Ausgangswerkstücke
zu erzielen.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Steuerung des
Schweißkopfs und/oder einer Antriebsvorrichtung der Halterung zum
gemeinsamen Bewegen des ersten und zweiten Werkstücks durch
die Detektionseinheit vorgesehen ist. Zur Berücksichtigung
bzw. Korrektur der Fehlstellung wird, wie oben bereits detailiert
ausgeführt wurde, der Schweißstrahl im Hinblick
auf Strahlleistung, Fokussierung und/oder Strahlrichtung durch den Strahlkopf
eingestellt und/oder die Relativposition bzw. Relativbewegung, d.
h. insbesondere dem Drehwinkel, zwischen dem ersten und zweiten
Werkstück einerseits und dem Schweißstrahl andererseits durch
die Antriebsvorrichtung eingestellt, wobei zur Erzeugung des gewünschten
Schweißverzugs der Strahlkopf und/oder die Antriebsvorrichtung
mittelbar oder unmittelbar durch die Detektionseinheit gesteuert
werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Detektionseinheit eine
optische und/oder mechanische Detektionseinheit umfasst. Besonders
bevorzugt umfasst die optische Detektionseinheit eine Laserstrahloptik,
welche zu einer vergleichsweisen präzisen Ermittlung der Fehlstellung
zwischen dem ersten und dem zweiten Werkstück verwendet
wird. Alternativ umfasst die mechanische Detektionseinheit vorzugsweise
eine taktile Detektionseinheit, wobei die Fehlstellung „ertastet” bzw.
durch Berührung ermittelt wird. Ferner ist denkbar, dass
der Verzug durch eine einfache Vermessung der Verformung des Werkstücks
und/oder durch die Stellung der Werkstückhalterung detektierbar
ist. Für einen Fachmann ist selbstverständlich, dass
die Detektion des Verzugs auch mit jedem anderen geeigneten Verfahren
ausführbar ist.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verbundteil
aus einem ersten und einem zweiten Werkstück hergestellt
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder
hergestellt mit einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es
zeigen
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1a ein
schematisches Blockbild eines Schweißverfahren gemäß dem
Stand der Technik,
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1b ein
schematisches Blockbild eines Schweißverfahrens gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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2a, 2b schematische
Seitenansichten von Schweißvorrichtungen gemäß einer
ersten und einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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3 eine
schematische Draufsicht einer Schweißvorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
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4a, 4b, 4c schematische
Darstellungen der Strahlungsleistung in Abhängigkeit des
Drehwinkels von Schweißverfahren gemäß einer zweiten,
dritten und vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In 1a ist
ein schematisches Blockbild eines typischen Schweißverfahrens
gemäß dem Stand der Technik dargestellt, wobei
in einem ersten Schritt 1' zu nächst ein erstes
und ein zweites Werkstück in eine Halterung derart eingespannt
werden, dass sie jeweils mit ihren Fügeflächen
miteinander in Kontakt kommen. Anschließend werden in einem
zweiten Schritt 3' das erste und das zweite Werkstück
mittels einer Antriebsvorrichtung zu einer gemeinsamen Drehbewegung
um eine Drehachse angeregt und der eigentliche Schweißprozess
durchgeführt. Dabei wird ein Schweißstrahl, insbesondere
ein Laserstrahl, auf eine Kontaktstelle zwischen dem ersten und
dem zweiten Werkstück gerichtet, wobei durch die Drehbewegung
der Schweißstrahl entlang des Umfangs der Kontaktstelle
wandert und somit eine Schweißnaht entlang des Umfangs
erzeugt wird, so dass eine feste und vollständig umlaufende
Schweißverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Werkstück
hergestellt wird.
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In 1b ist
ein schematisches Blockbild eines Schweißverfahrens gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei
das erfindungsgemäße Schweißverfahren dem
in 1a illustrierten Schweißverfahren ähnelt, wobei
nach dem Einspannen des ersten und zweiten Werkstücks in
die Halterung im ersten Verfahrensschritt 1 zunächst
ein notwendiger bzw. gewünschter Schweißverzug
in einem zweiten Verfahrensschritt 2 ermittelt wird. Dazu
wird der Verbund aus erstem und zweitem Werkstück mittels
einer Detektionseinheit vermessen und eine unerwünschte
bzw. zu korrigierende Fehlstellung zwischen dem ersten und dem zweiten
Werkstück detektiert. Dabei wird insbesondere die Ist-Anordnung
aus erstem und zweitem Werkstück detektiert und mit einer
Soll-Anordnung verglichen. Anhand der detektierten Fehlstellung
wird ein notwendiger Schweißverzug berechnet, welcher zur
Kompensation der detektierten Fehlstellung notwendig ist, so dass
die Anordnung aus erstem und zweitem Werkstück nach Vollendung
des Schweißprozesses der Soll-Anordnung entspricht. Anschließend
wird in einem dritten Verfahrensschritt 3 der Verbund aus
erstem und zweitem Werkstück zur Drehbewegung um die Drehachse
angeregt und der Schweißprozess gestartet. Der Schweißprozess
und die Drehbewegung des Verbunds werden dabei in Abhängigkeit
des berechneten Schweißverzugs derart durchgeführt,
dass nach Beendigung des Schweißprozesses die Fehlstellung
durch einen resultierenden Schweißverzug gerade kompensiert wird,
wobei vorzugsweise die Strahlungsleistung und/oder die Drehbewegung
des Verbunds aus erstem und zweiten Werkstück in Abhängigkeit
des ermittelten Schweißver zugs gesteuert wird. Zur Erzeugung
dieses Schweißverzugs wird insbesondere die Strahlungsleistung
in Abhängigkeit des Ausgangswinkels zwischen dem Verbund
und dem Schweißstrahl gesteuert.
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In
den 2a und 2b sind
schematische Seitenansichten von Schweißvorrichtungen gemäß einer
ersten und einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dargestellt, wobei die Schweißvorrichtungen zur
Durchführung eines in 1b dargestellten
Schweißverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind. Die erste Ausführungsform
dargestellt in 1b umfasst ein ersten und ein
zweites Werkstück 10, 11, welche in einer
Halterung 12 gehalten werden. Die Haupterstreckungsrichtung
des ersten Werkstücks 10 und die Haupterstreckungsrichtung
des zweiten Werkstücks 11 weisen dabei einen Winkel
zueinander auf, welcher ungleich 180 Grad ist, d. h. dass das erste
und das zweite Werkstück 10, 11 nicht
exakt parallel zueinander ausgerichtet sind. Dies kann bspw. durch
nicht planparallele Fügeflächen des ersten und
zweiten Werkstücks 10, 11 bedingt sein.
Die Abweichung zwischen der Orientierung des ersten und des zweiten
Werkstücks 10, 11 wird im Folgenden als
Fehlstellung bezeichnet. Diese Fehlstellung wird mittels einer nicht
dargestellten Detektionseinheit, bspw. eine Laserstrahloptik, ermittelt
und unter Berücksichtigung dieser ermittelten Fehlstellung
ein Schweißverzug berechnet, welcher dazu geeignet ist
nach Vollendung des Schweißprozesses die Fehlstellung gerade
zu kompensieren. In den Kontaktbereich 13 zwischen dem ersten
und dem zweiten Werkstück 10, 11 wird
nun ein Schweißstrahl 14 von einem nicht dargestellten Schweißkopf
eingestrahlt, so dass das erste und das zweite Werkstück 10, 11 im
Kontaktbereich 13 miteinander verbunden werden. Das erste
und das zweite Werkstück 10, 11 werden
dabei von einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung zu einer
gemeinsamen Drehbewegung 15 um eine Drehachse 16 angetrieben.
Die Strahlungsleistung des Schweißstrahls 14 und
die Drehbewegung 15 werden dabei in Abhängigkeit
des berechneten Schweißverzugs eingestellt, um gleichzeitig
zur Erzeugung der Schweißverbindung einen resultierenden
Schweißverzug im Kontaktbereich 13 zu erzeugen,
welcher die Fehlstellung gerade kompensiert. In 2b ist
eine zweite Ausführungsform dargestellt, welche im Wesentlichen
der ersten Ausführungsform identisch ist, wobei das zweite
Werkstück 1-1 ein quaderförmiges oder rundes Werkstück
umfasst und wobei das erste Werkstück 10 zwischen
dem zweiten Werkstück 12 und zwischen einer Halterung
in Form eines seitlich elastischen Niederhalters 12' eingespannt
ist. Der Niederhalter 12' ist gegenüber einer
seitlichen Bewegung, d. h. senkrecht zur Drehachse 16 elastisch
und fungiert gleichzeitig als Detektionseinheit, wobei die Fehlstellung
des ersten Werkstücks 10 gegenüber dem
zweiten Werkstück 11 durch die seitliche Position
des Niederhalters 12' gemessen wird. Die Fehlstellung ist
somit null, wenn die seitliche Position des Niederhalters 12' genau
oberhalb der Kontaktstelle bzw. auf der Drehachse 16 angeordnet
ist.
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In 3 ist
eine schematische Draufsicht einer Schweißvorrichtung 1 gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei
die dritte Ausführungsform im Wesentlichen der in 2a dargestellten
ersten Ausführungsform entspricht und wobei die Schweißvorrichtung 1 in
einer Draufsicht aus einer in 2a durch
den Pfeil 20 illustrierten Richtung abgebildet ist. Der
Schweißstrahl 14 wird dabei auf die Kontaktstelle
zwischen dem ersten und dem zweiten Werkstück 10, 11 eingestrahlt
und gleichzeitig der Verbund aus erstem und zweitem Werkstück
um die Drehachse 16 relativ zum Schweißstrahl 14 um
seine eigene Achse gedreht. Dabei wird eine Schweißnaht 21 erzeugt,
welche sich entlang des Umfangs 22 des Verbunds erstreckt.
Um eine feste Schweißverbindung zu erzielen ist die Schweißnaht 21 länger
als der Umfang 22 ausgebildet, so dass sich die Schweißnaht 21 im
Anfangspunkt 23 nach einer vollständigen Drehung
des Verbunds um 360 Grad mit sich selbst überdeckt. Der Bereich,
in welchem sich die Schweißnaht 21 überdeckt,
wird als Überlappungsbereich 17 bezeichnet. Der
Schweißverzug ist üblicherweise in Richtung dieses Überlappungsbereichs 17 gerichtet.
Um einen solchen Schweißverzug in Richtung des Überlappungsbereichs 17 zu
reduzieren, ist eine in 4c illustrierte
Steuerung des Schweißstrahls 14 denkbar, wobei
die Strahlungsleistung 24 des Schweißstrahls 14 im Überlappungsbereich 17 reduziert
wird. In einer alternativen Ausführungsform ist denkbar,
in einem dem Überlappungsbereich 17 relativ zur
Drehachse 16 gegenüberliegenden Teilbereich 18 eine
erhöhte Strahlungsleistung 24' während
der ersten Drehung des Verbunds einzubringen, wie dies in 4b illustriert
ist. Der Teilbereich 18 beginnt bei einer Drehung von 180
Grad. Die erhöhte Strahlungsleistung 24' wirkt
hierbei dem Schweißverzug in Richtung des Überlappungsbereichs 17 kompensatorisch entgegen.
In einer weiteren Ausführungsform, dargestellt in 4a,
ist denkbar, dass in einer zusätzlichen zweiten Drehung
des Verbunds, d. h. in einer Drehung zwischen 360 und 720 Grad,
lediglich der Teilbereich 18 mit einer zusätzlichen
Strahlungsdosis 24'' bestrahlt wird. Durch diese zusätzliche
Strahlungsdosis 24'', welche im Wesentli chen in einem Bereich
ab 540 Grad abgestrahlt wird, wird ebenfalls eine Kompensation des
Schweißverzugs in Richtung des Überlappungsbereichs
erzielt.
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In 4a, 4b, 4c sind
schematische Darstellungen der Strahlungsleistung 24 in
Abhängigkeit des Drehwinkels 25 von Schweißverfahren
gemäß einer zweiten, dritten und vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der unterschiedliche Verlauf
zur Strahlungsleistung in Abhängigkeit des Drehwinkels 25 wurde
bereits anhand der 3 beschrieben, wobei in den 4a, 4c und 4b auf
der Abszisse jeweils der Drehwinkel 25 in Grad und auf
der Ordinate jeweils die Strahlungsleistung 24 bzw. die äquivalente
Strahlungstemperatur aufgetragen ist. Ein Drehwinkel 25 von
Null Grad entspricht dabei dem Anfangspunkt 23. Der in 4a illustrierte
Strahlungsverlauf umfasst eine gleichmäßige Strahlungsleistung 24 während der
ersten Drehung (von 0 bis 360 Grad), wobei die Strahlungsleistung 24 im Überlappungsbereich 17 (zwischen
360 und ca. 400 Grad) auf Null reduziert wird und wobei zur Kompensation
der Schweißverzugs in Richtung des Überlappungsbereichs 17 während
der zweiten Drehung (von 360 bis 720 Grad) außerhalb des Überlappungs-
und Teilbereich 17, 18 eine Strahlungsleistung 24 von
null eingestellt wird und im Teilbereich 18 bzw. um den
Teilbereich 18 herum (ca. zwischen 500 und 600 Grad) eine
zusätzliche Strahlungsdosis 24'' deponiert wird.
Die Strahlungsleistung 24 der zusätzlichen Strahlungsdosis 24'' ist
vorzugsweise kleiner, als die während der ersten Drehung
gleichmäßig eingestrahlte Strahlungsleistung 24.
Der in 4b illustrierte Strahlungsverlauf
zeigt eine während der ersten Drehung insgesamt geringere
Strahlungsleistung, welche lediglich im Teilbereich 18 kurzzeitig
erhöht wird. Diese kurzzeitig erhöhte Strahlungsleistung 24' führt
zu einer Kompensation des es Schweißverzugs in Richtung des Überlappungsbereichs 17.
In 4a ist eine verringerte Strahlungsleistung 24 dargestellt,
so dass der Schweißverzug in Richtung des Überlappungsbereichs 17 insgesamt
reduziert ist. Durch diese unterschiedlichen Verläufe der
Strahlungsleistung 24 in Abhängigkeit des Drehwinkels 25 ist
je nach gewünschtem Schweißverzug eine teilweise
oder exakte Kompensation oder eine Überkompensation des Schweißverzugs
in Richtung des Überlappungsbereichs 17 einstellbar,
so dass die Fehlstellung durch eine entsprechende Wahl der Strahlungsleistung 24 und/oder
der Drehbewegung in gewünschter Weise während
des Schweißverfahrens zu korrigieren ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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A1 [0001]