-
Die Erfindung betrifft die Drahtzuführung in eine Prozesszone eines Bearbeitungsprozesses. Die hierfür vorgesehene Drahtzuführvorrichtung und das Verfahren zu Drahtzuführung eignen sich insbesondere für den Einsatz beim Schweißen mittels Laser- oder Elektronenstrahl sowie bei der additiven Fertigung.
-
Herkömmliche Fügeprozesse mittels Laser oder Elektrodenstrahl nutzen i. d. R. nur einen Einzeldraht oder, zum Beispiel beim Lichtbogenschweißen, zwei Einzeldrähte, die ggf. aus unterschiedlichen Richtungen zugeführt werden. Die Drahtzuführung erfolgt dabei mittels einzelner Drahtdüsen, wobei der jeweilige Einzeldraht vollständig vom Düsenkörper umschlossen ist. Beim Fügen mit Energiestrahl ist es für eine sichere Prozessführung vorteilhaft, dass der Einzeldraht im Prozesspunkt spaltfrei auf dem Werkstück aufliegt. Diese spaltfreie Lage des Einzeldrahtes zum darunter befindlichen Werkstoff wird oft mittels technischer Einrichtungen sichergestellt, vorzugsweise durch Federkraft, Luftdruck, elektrische Antriebe oder belastete Teleskopachsen. Hierbei wird die Andruckkraft über die Drahtdüse auf den Draht übertragen, wobei sich der geförderte Draht in der Bohrung der Drahtdüse abstützt.
-
Nachteil dieser Lösungen ist, dass die Einzeldrähte die Bohrung der Drahtdüse aufreiben, wobei die Richtung des Aufreibens unbestimmt ist. Dieser Vorgang ist in der Regel abhängig von der geförderten Drahtmenge, der Materialkombination und dem thermischen Zustand der Drahtdüsen. Das Aufreiben führt dementsprechend zu Ungenauigkeiten der Drahtpositionierung.
-
Zudem sind Einzeldrahtfügeverfahren in Bezug auf ihre Einsatzbarkeit beschränkt, da der Spalt zwischen den Werkstücken entweder gleich Null oder aber wenigstens kleiner als der Durchmesser des zugeführten Einzeldrahtes sein sollte. Ist der Spalt zwischen zwei Werkstücken größer als der Drahtdurchmesser, ist ein Kontakt zwischen dem zugeführten Einzeldraht und den beiden Werkstücken nicht mehr sichergestellt. Auch sind der Erhöhung des Drahtdurchmessers als Abhilfemaßnahme technische Grenzen gesetzt, da die Förderung dicker Einzeldrähte über größere Strecken - insbesondere wenn die Förderstrecke größere Umorientierungen aufweist - nicht oder nur schwer möglich ist.
-
Eine ähnliche Situation stellt sich dar, wenn für additive Fertigungsverfahren mittels Energiestrahl und Drahtzuführung das Volumen des zugeführten Werkstoffs erhöht werden soll. Nach dem Stand der Technik lassen sich Einzeldrähte mit einem Durchmesser > 1,6 mm nicht mehr sicher fördern.
-
Zur Umgehung dieser Beschränkungen sind Mehrdrahtverfahren zum Fügen von Werkstücken wie auch zur additiven Fertigung bekannt. Beispielsweise beschreibt
DE 10 2017 112 849 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur drahtgebundenen additiven Fertigung mittels mehrerer Einzeldrähte in einem Drahtpaket, um die Materialzufuhr zur Aufbauposition zu erhöhen.
-
US 2012/0152921 A1 offenbart ein System sowie ein Verfahren zum Schweißen mittels zweier Schweißelektroden, die durch eine einzelne Öffnung geführt werden, um gleichzeitig mit beiden Elektroden zu schweißen.
-
KR 102018028977 A beschreibt eine WIG-Schweißvorrichtung, die es ermöglicht, mittels eines Schweißdrahtvorschubgerätes eine oder mehrere Drähte innerhalb eines Drahtstranges auszuwählen und einer Schweißzone zuzuführen.
-
FR 2 556 635 A1 offenbart ein Schweißverfahren, bei dem eine spiralförmige Verbrauchselektrode während ihres Vorrückens in Richtung der Schweißlichtbogenzone gebildet wird, indem Elektrodendrähte um die Vorrückachse der Elektrode zusammengedreht werden, wobei die Elektrode während des Verdrillens eine schraubenförmige Rotations- und Translationsbewegung um und entlang der Vorschubachse erfährt.
-
CN 102615391 A beschreibt ein Mehrdrahtlichtbogenschweißverfahren mit Schweißdrähten, die unter einem bestimmten schraubenförmigen Winkel gewickelt sind.
-
US 2015/0209889 A1 offenbart eine Drahtzuführvorrichtung für ein Verfahren zur additiven Fertigung mittels Laserstrahl, wobei mehrere parallel nebeneinander angeordnete Einzeldrähte in den Bereich einer Prozesszone zum Aufschmelzen der Drahtwerkstoffe gefördert werden. Die Förderung erfolgt durch spezifische Einzelförderer in den Bereich der Prozesszone, sodass die Einzeldrähte - separat voneinander - das sich im Bereich der Prozesszone bildende Schmelzbad erreichen.
-
Bekannt ist zudem eine Drahtzuführvorrichtung aus
US 2013/0213942 A1 mittels der mehrere Einzeldrähte gebündelt in eine Prozesszone gefördert werden. Die Einzeldrähte sind verfahrensbedingt elektrisch voneinander isoliert, d. h. zueinander beabstandet.
-
Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik besteht darin, dass die Austrittsrichtung des Einzeldrahtes nach Verlassen der Düse nicht exakt definiert werden kann. Dies ist insbesondere dann von Nachteil, wenn der Einzeldraht, bedingt durch seine Lagerung und die Förderstrecke, nicht geradlinig läuft, sondern einen gewissen Radius aufweist. Dieser Radius führt zu Spannungen und einem Drall, der wiederum eine undefinierte Taumelbewegung des Einzeldrahtes zur Folge hat.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu überwinden und eine Drahtzuführvorrichtung sowie ein Verfahrens zur Drahtzuführung bereitzustellen, die es ermöglichen eine Mehrzahl von Einzeldrähten zuverlässig und reproduzierbar in die Prozesszone eines Bearbeitungsprozesses zuzuführen, wobei die Position der Einzeldrähte zu einem vorgegebenen Prozesspunkt, zum Beispiel dem Spot eines Energiestrahls, weitestgehend konstant gehalten wird. Weiterhin soll das Taumeln der Drahtenden beseitigt werden. Zudem besteht die Aufgabe darin, den Reibungswiderstand jedes Einzeldrahtes an der Drahtdüse und das damit verbundene Aufreiben der Drahtdüse, insbesondere bei hohen thermischen Lasten, zu minimieren.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Drahtzuführvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen nach dem Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Drahtzuführung nach Anspruch 5 gelöst; zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 sowie 6 bis 8 aufgeführt. Zweckmäßige Verwendungen der Erfindung beschreiben die Ansprüche 9 und 10.
-
Nach Maßgabe der Erfindung ist die Drahtzuführvorrichtung als Drahtdüse ausgebildet, mittels der in einem Drahtbündel direkt aneinander anliegende Einzeldrähte in einer Drahtförderrichtung entlang der Erstreckung des Drahtbündels in eine Prozesszone zuführbar sind. Die Prozesszone ist beispielsweise das Schmelzbad beim Schweißen oder Löten von miteinander zu verbindenden Werkstücken bzw. Fügepartnern. Innerhalb der Prozesszone befindet sich ein Prozesspunkt, zu dem mindestens einer der Einzeldrähte mittels der Drahtzuführvorrichtung förderbar ist bzw. gefördert wird.
-
Die Einzeldrähte liegen im Drahtbündel parallel nebeneinander und berühren jeweils wenigstens einen benachbarten Einzeldraht. Das Drahtbündel ist ein einlagiges Drahtband von in Reihe nebeneinander anliegenden Einzeldrähten oder umfasst mehrere, als Stapel angeordnete Lagen von in Reihe nebeneinander anliegenden Einzeldrähten, wobei hierbei die Einzeldrähte einer der Lagen zu den Einzeldrähten einer angrenzenden Lage zueinander versetzt, d. h. auf Lücke übereinander, oder zueinander fluchtend, d. h. in Reihe übereinander, ausgerichtet sind.
-
Die Drahtzuführvorrichtung umfasst einen Düsenkörper, der seinerseits einen Führungskanal mit seitlichen Kanalwänden zur lateralen Führung des Drahtbündels aufweist. Die Führungskanalgeometrie ist der Geometrie des Drahtbündels angepasst, d. h., die Führungskanalgeometrie und die Geometrie des Drahtbündels stimmen in Bezug auf die Führungskanalbreite mit der Breite der jeweiligen Lage des Drahtbündels überein. Die Geometrie des Führungskanals ist abgestimmt auf die Anzahl der maximal verwendeten Drähte, wobei über geeignete Toleranzen die Beweglichkeit der Drähte voneinander unabhängig ermöglicht wird, zum Beispiel im Sinne einer Spielpassung oder ggf. einer Übergangspassung.
-
Weiterhin besitzt die Drahtzuführvorrichtung ein oder mehrere am Düsenkörper angebrachte Abstützelemente bzw. Widerlager, die das Drahtbündel transversal im Führungskanal führen, d. h., die transversale Abstützung des Drahtbündels durch die Abstützelemente erfolgt in der Richtung senkrecht zur Ebene des als einlagiges Drahtband ausgebildeten Drahtbündels bzw. senkrecht zu den Lagenebenen eines mehrlagigen Drahtbündels.
-
Gemäß dem mittels der Drahtzuführvorrichtung durchgeführten Verfahren zur Drahtzuführung in die Prozesszone werden mehrere der Einzeldrähte in Form des Drahtbündels direkt aneinander anliegend angeordnet, wobei das Drahtbündel innerhalb des Führungskanals der Drahtzuführvorrichtung geführt wird. Mindestens einer der Einzeldrähte wird hierbei entlang der Drahtförderrichtung zu einem im Bereich der Prozesszone liegenden Prozesspunkt gefördert.
-
Erfindungsgemäß bilden die Abstützelemente eine Richtstrecke zum Vorbiegen der Einzeldrähte aus. Dies ermöglicht die gerichtet Biegung des Drahtbündels bzw. der Einzeldrähte im Drahtbündel mit einem definierten Radius; Biegeradien mit unbekannter Größe und Richtung und den daraus resultierenden Spannungen werden vermieden. Hierbei sind zum Beispiel die Abstützelemente als drehbare Bolzen so anzuordnen, dass die Einzeldrähte beim Durchlaufen eine Verbiegung mit bekannter Stärke erfahren. Auf der so erzeugten Richtstrecke werden die Einzeldrähte mittels der Abstützelemente vor der Zuführung zur Prozesszone mit einem definierten Radius vorgebogen, wobei der Drall im jeweiligen Einzeldraht und die damit verbundene Taumelneigung beseitigt werden.
-
Ein Vorteil der Drahtzuführvorrichtung und des Verfahrens zur Drahtzuführung ist, dass sich die Einzeldrähte im Drahtbündel gegenseitig stützen und sich gegenseitig führen. Der Verschleiß des Führungskanals - und damit der Verlust der Führungsgenauigkeit -, wie er bei bekannten Einzeldrahtdüsen regelmäßig auftritt, wird aufgrund der sich gegenseitig führenden, sich in der Prozesszone üblicherweise verbrauchenden Einzeldrähte deutlich reduziert. Die Führung durch benachbarte Einzeldrähte, die stetig nachgefördert werden, verändert sich im Führungskanal nicht bzw. erneuert sich infolge der Nachförderung der Einzeldrähte mit derem Verbrauch in der Prozesszone. Erprobungen haben gezeigt, dass bei Verwendung der offenbarten Drahtzuführvorrichtung die durch Drahtreibung verschleißbedingte Betriebslebensdauer um mehr als das Fünffache gegenüber der Standzeit von herkömmlichen Einzeldrahtdüsen gesteigert wird.
-
Die exakte Positionierung der Einzeldrähte in Bezug auf den Prozesspunkt wird durch die an die Geometrie des Drahtbündels angepasste Führungskanalgeometrie sichergestellt. Im Unterschied zu Einzeldrahtzuführungen, bei denen die Positionierung vom lateralen Spiel des Einzeldrahtes in der jeweiligen Einzeldrahtdüse abhängt, ermöglicht die Zuführung von Einzeldrähten im Drahtbündel mittels der Drahtzuführvorrichtung deutlich geringere Toleranzen, d. h. eine geringere laterale Positionsabweichung des Gesamtverbunds der Einzeldrähte.
-
Bei Verwendung der Drahtzuführvorrichtung bzw. des Verfahrens zur Drahtzuführung beim Fügen, zum Beispiel beim Schweißen oder Löten mittels eines Energiestrahls, ist ein auftretender Spalt mittels des Drahtbündels zwischen zwei Werkstücken überbrückbar. Zudem ist es möglich, eine Anpassung der Drahtbündelgeometrie an die geometrische Form der Fügestelle vorzunehmen. Durch den direkten Kontakt der Einzeldrähte wird ein Gesamtschmelzbad erzeugt, welches beim Fügen den Spalt zwischen den Werkstücken überbrückt. Bei der additiven Fertigung kann mittels des Drahtbündels ein zusammenhängender Materialfluss sichergestellt werden.
-
Der Düsenkörper der Drahtzuführvorrichtung weist erfindungsgemäß ein oder mehrere Druck- oder Federelemente zum Aufbringen einer lateral auf das Drahtbündel wirkenden, vorgegebenen Querkraft auf. Hierdurch werden Spalte oder Zwänge infolge der geometrischen Toleranzen ausgeglichen. Diese Ausführung gewährleistet außerdem einen gleichmäßigen Widerstand beim Fördern des Drahtpaketes und gleicht ggf. auftretende Drahtförderschwankungen aus.
-
In einer Ausgestaltung der Drahtzuführvorrichtung sind die Kanalwände des Führungskanals zur variablen Einstellung der Führungskanalbreite mittels Stellelementen lateral variierbar. So ist die Breite des Führungskanals über die Stellelemente, zum Beispiel mittels Stellschrauben, manuell oder automatisiert auf die Breite des Drahtbündels justierbar.
-
Die Kanalwände des Führungskanals können Kugelgeometrieelemente zur Führung des Drahtbündels aufweisen.
-
Zudem kann der Führungskanal, insbesondere dessen Kanalwände, aus einem verschleißfesten, zum Beispiel gehärteten Material hergestellt sein.
-
Die Abstützelemente sind zum Beispiel Bolzen, Stifte oder Kugeln; sie sind vorzugsweise drehbar gelagert. Abstützelemente, die aus verschleißfestem, zum Beispiel gehärtetem Material hergestellt sind, zeichnen sich durch eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit aus, senken die Tendenz zum Ausreiben der Drahtdüse und sichern somit die Maßhaltigkeit des Führungskanals auch bei hohen thermischen Belastungen.
-
Weiterhin verbessern in Drahtförderrichtung an den Abstützelementen angeordnete Radien die Drahtzuführung; scharfe Kanten im Förderweg sind zu vermeiden. Die Gestaltung der Abstützelemente mit geeigneten Radien ermöglicht deutlich leichteren Drahtlauf und vermeidet ungewünschte Klemm- sowie Stick-Slip-Effekte.
-
Ferner kann am Düsenkörper mindestens ein Zuführungselement zur reibungsarmen Zuführung der Einzeldrähte in den Führungskanal des Düsenkörpers angebracht sein. Das Zuführungselement ist beispielweise ein Führungsrohr (mit Innenbohrung), wobei der Düsenkörper über das Führungsrohr geschoben ist, sodass ein Hineinreinragen der Kanten des Düsenkörpers bzw. des Führungskanals des Düsenkörpers in den Innendurchmesser des Führungsrohres vermieden wird. Das Zuführelement ist vorzugsweise aus verschleißfestem Material, zum Beispiel gehärteten Stahl hergestellt.
-
Die Bauteile der Drahtzuführvorrichtung sind vorzugsweise formschlüssig verbunden. Dies fördert die reproduzierbare Positionierung der Einzeldrähte des Drahtbündels nach einem Drahtdüsenwechsel.
-
Hinsichtlich des Verfahrens zur Drahtzuführung ist vorgesehen, dass die Einzeldrähte mit jeweils unterschiedlicher Fördergeschwindigkeit ≥ 0 m·s-1 gefördert werden können, d. h., einige der Einzeldrähte stehen still während andere gefördert werden bzw. einige der Einzeldrähte werden langsamer als andere gefördert. Die stillstehenden oder langsamer geförderten Einzeldrähte wirken als laterale Führung der schneller geförderten Einzeldrähte. Durch das Ab- und Zuschalten der Förderung spezifischer Einzeldrähte ist die Drahtzuführung bei Fügeprozessen auf deren jeweilige geometrische und/oder werkstoffliche Verhältnisse bzw. Anforderungen einstellbar.
-
Weiterhin ist es möglich, dass im Drahtbündel mindestens ein Einzeldraht aktiv angetrieben wird, wobei die weiteren Einzeldrähte gemeinsam mit dem mindestens einen aktiv angetriebenen Einzeldraht passiv durch kraftschlüssige Kraftübertragung zwischen den im Führungskanal befindlichen Einzeldrähten des Drahtbündels in die Prozesszone gefördert werden.
-
Die Drahtzuführvorrichtung und das Verfahren zur Drahtzuführung eignen sich insbesondere zur Verwendung beim thermischen Fügen von Werkstücken (zum Beispiel beim Schweißen mit Zusatzdraht), zur additiven Fertigung von Formkörpern oder zum Auftragschweißen/-löten, vor allem für Verfahren bei denen die thermische Energie mittels eines Energiestrahls, zum Beispiel eines Laser- oder Elektronenstrahls, eingebracht wird.
-
Ein Vorteil der Verwendung der Erfindung bei derartigen thermischen Prozessen ist die Ausprägung eines gemeinsamen Schmelzbades aus dem Material der aufgeschmolzenen Einzeldrähte des Drahtbündels mit lateral definierter Gesamtbreite bei minimalem lateralem Spiel.
-
Beim thermischen Fügen von Werkstücken wird mindestens einer der Einzeldrähte des Drahtbündels in die Prozesszone, zum Beispiel in ein auf der Werkstückoberfläche ausgebildetes Schmelzbad, zugeführt, wobei die Einzeldrähte direkt nebeneinander und direkt aneinander anliegend mit definierter Position an den Prozesspunkt gefördert werden. Das Drahtbündel überbrückt den Spalt zwischen den zu fügenden Werkstücken, indem das Drahtbündel bzw. auch nur einzelne Drähte des Drahtbündels an die Werkstückoberfläche mit einer vorgegebenen Andruckkraft angedrückt werden.
-
Die Geometrie des Führungskanals des Düsenkörpers kann bei Fügeprozessen auf die Spaltmaße zwischen den zu fügenden Werkstücken oder bei der additiven Fertigung auf die gewünschte Spurbreite angepasst werden, indem eine geeignete Anzahl und Anordnung von Einzeldrähten im Drahtbündel und ein geometrisch daran angepasster Führungskanal gewählt werden. Das Verfahren eignet sich besonders für Fügeprozesse, bei denen wegen der Materialdicken oder der anzutreffenden Spaltmaße große Mengen an Zusatzwerkstoff zugeführt werden müssen.
-
Zudem kann die Drahtzuführvorrichtung in Bezug auf die Wirkungslinie der Andruckkraft des Drahtbündels auf die Werkstückoberfläche und/oder bezüglich der Wirkungsebenen des Energiestrahls reproduzierbar justiert werden.
-
Ein besonderer Vorteil, der bei der additiven Fertigung zum Tragen kommt, ist, dass ein additiv gefertigter Formkörpers aus dem Material mehrerer Einzeldrähte aufbaubar ist, die aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
-
Bei thermischen Verfahren, bei denen das Erwärmen bzw. das Aufschmelzen mittels eines Energiestrahls erfolgt, kann der Energiestrahl mittels beweglicher Strahlführungselemente in geeigneter Geschwindigkeit und mit angepasster Wegstrecke über den Prozesspunkt und damit über die mehrfach zugeführten, direkt aneinander liegenden Einzeldrähte hinweg pendeln, wobei der Einzeldrähte aufgeschmolzen und die Werkstücke erwärmt werden.
-
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das den prinzipiellen Aufbau der Drahtzuführvorrichtung und deren Verwendung im Rahmen eines thermischen Fügeverfahrens mittels eines Energiestrahls wiedergibt, mit Bezug auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen die
- 1: die Drahtzuführvorrichtung vor Prozessbeginn in der Frontansicht,
- 2: die Drahtzuführvorrichtung während des Fügeprozesses in der Frontansicht,
- 3: die Drahtzuführvorrichtung während des Fügeprozesses im Längsschnitt,
- 4: die Drahtzuführvorrichtung während des Fügeprozesses in der Draufsicht.
- 5: die Drahtzuführvorrichtung mit einem aus vier Einzeldrähten gebildetem Drahtbündel im Querschnitt, und
- 6: die Drahtzuführvorrichtung mit einem aus drei Einzeldrähten gebildetem Drahtbündel im Querschnitt.
-
Vor Beginn des Fügeprozesses, hier eines Schweißprozesses, werden die beiden Werkstücke 3 bzw. Fügepartner, zum Beispiel zwei Bleche, in vorgesehener Weise angeordnet. Die Drahtzuführvorrichtung wird oberhalb beider Werkstücke 3 positioniert. Über das Zuführungselement 6 werden die Einzeldrähte 2 in die als Drahtdüse ausgebildete Drahtzuführvorrichtung eingeführt und gelangen vom Zuführungselement 6 in den Düsenkörper 5.
-
Im Führungskanal 1 des Düsenkörpers 5 liegen die Einzeldrähte 2 in Form eines Drahtbündels parallel neben- und aneinander liegend, d. h. sie kontaktieren jeweils ihren bzw. ihre benachbarten Einzeldrähte 2. Die seitlich außen liegenden Einzeldrähte 2 berühren die jeweilige seitliche Kanalwand des Führungskanals 1. Dadurch ist das Drahtbündel seitlich an bzw. von den Kanalwänden geführt.
-
Das Drahtbündel ist zudem transversal, d. h. senkrecht zur Drahtförderrichtung 11, mittels der Abstützelemente 4 im Führungskanal 1 geführt. Die drei Abstützelemente 4 sind im Düsenkörper 5 rotierbar gelagerte Bolzen aus gehärtetem Stahl.
-
Zum Fügen der Werkstücke 3 mittels des Energiestrahls 7, hier eines Laserstrahls (dargestellt nur in 3), werden das Material der Werkstücke 3 und das Material der Einzeldrähte 2 aufgeschmolzen. Es entsteht - siehe hierzu 2 - das erstarrte, umgeschmolzene Material 8 (Schweißgut). Das Aufschmelzen der Werkstoffe erfolgt in der Prozesszone am Spot 10 des Energiestrahls 7; an diesen Prozesspunkt werden die Einzeldrähte 2 gefördert.
-
Die Breite des Drahtbündels, die der Führungskanalbreite entspricht, ist vorzugsweise größer als der Spalt 9 zwischen den Werkstücken 3 zu wählen. Dadurch steht stets ausreichend Material zur Verfügung, um die Spaltfüllung beim Fügen beider Werkstücke 3 zu gewährleisten.
-
Die Längsschnittdarstellung gemäß der 3 verdeutlicht die Zuführung der Einzeldrähte 2 in den Düsenkörper 5 mittels des Zuführungselements 6, das als Zuführungsrohr so ausgebildet bzw. ausgerichtet ist, dass es einen reibungsarmen Übergang der Einzeldrähte 2 vom Zuführungselement 6 in den Führungskanal 1 des Düsenkörpers 5 gewährleistet. Hierzu ist der Düsenkörper 5 über das Zuführungsrohr geschoben; in den drahtführenden Innenbereich des Zuführungsrohrs hineinragende Kanten des Düsenkörpers 5 werden folglich vermieden.
-
Die drei rotierbaren, gegenüberliegend am Drahtbündel angeordneten Abstützelemente 4 bilden eine Richtstrecke für die Einzeldrähte 2, die im Bereich der Richtstrecke mittels der Abstützelemente 4 vorgebogen werden (nicht dargestellt).
-
Die Draufsichtdarstellung gemäß der 4 veranschaulicht die Lage des Spots 10 des Energiestrahls 7. Innerhalb des Umfeldes dieses Prozesspunktes, d. h. innerhalb der Prozesszone, entsteht ein Schmelzbad aus dem geschmolzenen Material der Werkstücke 3 und der Einzeldrähte 2, welches in der Folge erstarrt. Das erstarrte, umgeschmolzene Material 9 bildet sich entsprechend der Vorschubrichtung 12 der Drahtzuführvorrichtung bzw. der Vorschubrichtung 13 der Werkstücke 3 relativ zu den Werkstücken 3 hinter der Prozesszone.
-
Die 5 und die 6 zeigen die Drahtzuführvorrichtung mit mehreren Einzeldrähten 2 in unterschiedlicher Anordnung im Drahtbündel innerhalb des Führungskanals 1. Die vier Einzeldrähte 2 gemäß der 5 sind in zwei ebenen Lagen übereinander angeordnet, wobei die Einzeldrähte 2 beider Lagen zueinander fluchtend ausgerichtet sind. Im Drahtbündel gemäß der 6 sind die Einzeldrähte 2 der zwei Lagen dagegen versetzt zueinander angeordnet. Die Anordnung der Einzeldrähte 2 ist den geometrischen Anforderungen der jeweiligen Fügestelle bzw. der Fügeaufgabe angepasst. Die Drahtzuführvorrichtung besitzt in Bezug auf den Führungskanal 1 und die Anordnung der Abstützelemente 4 eine Ausgestaltung entsprechend der Geometrie des Drahtbündels. Somit wird mittels der Drahtzuführungsvorrichtung die Zuführung der Einzeldrähte 2 zur Prozesszone in einem Drahtbündel erzwungen, welche an die Geometrie der Fügestelle bzw. der Fügeaufgabe angepasst ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Führungskanal
- 2
- Einzeldraht
- 3
- Werkstücke
- 4
- Abstützelement
- 5
- Düsenkörper
- 6
- Zuführungselement
- 7
- Energiestrahl
- 8
- Erstarrtes, umgeschmolzenes Material
- 9
- Spalt zwischen den Werkstücken
- 10
- Spot des Energiestrahls
- 11
- Drahtförderrichtung
- 12
- Vorschubrichtung der Drahtzuführvorrichtung beim Fügeprozess
- 13
- Vorschubrichtung der Werkstücke
