DE102019201107B3 - Schweißverfahren und Schweißvorrichtung zur Durchführung des Schweißverfahrens - Google Patents

Schweißverfahren und Schweißvorrichtung zur Durchführung des Schweißverfahrens Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schweißverfahren, bei dem nach einer Zündphase (ZP) ein Schweißprozess durchgeführt wird, bei dem während zumindest einer Schweißphase (SP) ein abschmelzender Schweißdraht (D) mit einer vorgegebenen Drahtvorschubgeschwindigkeit (v(t)) bewegt wird, und während jeder Schweißphase (SP) eine Prozessphase (PP) mit Materialübergang an ein Werkstück (W) und eine Prozessphase (PP) ohne Materialübergang zyklisch abgewechselt und eine vorgegebenen Anzahl (n) an Zyklen (ZY) wiederholt wird, und eine Schweißvorrichtung (1) zur Durchführung eines solchen Schweißverfahrens. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Anzahl (n) der Zyklen (ZY) während jeder Schweißphase (SP) des Schweißprozesses und allenfalls die Abkühldauer (t) zwischen mehreren Schweißphasen (SP) eingestellt wird. Darüber hinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Anzahl an während einer Schweißphase (SPi) resultierenden Tropfenübergänge eines geschmolzenen Schweißdrahtmaterials auf das Werkstück (W) bestimmt wird, und dass die Anzahl an Tropfenübergängen während der Schweißphase (SPi) genau eingestellt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schweißverfahren, bei dem nach einer Zündphase ein Schweißprozess durchgeführt wird, bei dem während zumindest einer Schweißphase ein abschmelzender Schweißdraht mit einer vorgegebenen Drahtvorschubgeschwindigkeit bewegt wird, und während jeder Schweißphase eine Prozessphase mit Materialübergang an ein Werkstück und eine Prozessphase ohne Materialübergang zyklisch abgewechselt und eine vorgegebenen Anzahl an Zyklen wiederholt wird.
  • Weiters betrifft die Erfindung eine Schweißvorrichtung zur Durchführung eines oben genannten Schweißverfahrens, mit einer Ein-/Ausgabevorrichtung zur Einstellung und Anzeige von Schweißparametern zur Durchführung eines Schweißprozesses mit zumindest einer Schweißphase.
  • Schweißverfahren dienen auf vielen Gebieten der Technik zum Verbinden von metallischen Werkstücken oder zum Beschichten von Werkstücken durch das Auftragen des Materials des abschmelzenden Schweißdrahtes. Zur Durchführung des Schweißverfahrens werden viele Parameter, insbesondere der Schweißstrom, die Schweißspannung, die Drahtvorschubgeschwindigkeit nach verschiedenen Gesichtspunkten eingestellt und geregelt, sodass eine möglichst hohe Schweißqualität resultiert und Schweißspritzer, Instabilitäten oder andere Probleme möglichst nicht auftreten.
  • Beispielsweise beschreibt die WO 2018/046633 A1 ein Kurzschlussschweißverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Kurzschlussschweißverfahrens, welches sich durch eine besonders hohe Stabilität und hohe Schweißgeschwindigkeit auszeichnet.
  • Darüber hinaus beschreibt die AT 508 494 A1 ein Verfahren zum Wechseln eines Schweißprozesses während eines Schweißverfahrens, wobei zwischen einem Kurzschlussschweißprozess und einem Pulsschweißprozesses gewechselt wird, und das Ende des Schweißdrahts in Abhängigkeit des durchgeführten Schweißprozesses für den folgenden Schweißprozess in einer Wechselphase angepasst wird.
  • Dadurch erfolgt ein Vorbereiten des Drahtendes an den nachfolgenden Schweißprozess, um eine hohe Prozessstabilität zu gewährleisten.
  • „Fronius International GmbH: RCU 50001 - Remote control (42,0426,0021,EN), Ausg. 11/2017 - Firmenschrift“ beschreibt eine Fernbedienung zur Bedienung einer Schweißstromquelle, wobei die Optimierung von Schweißkennlinien möglich ist und wobei die Fernbedienung mit einem LC-Display ausgestattet ist.
  • Bei sogenannten Punktierauftrags- oder Intervallschweißverfahren werden Schweißpunkte bzw. Schweißnähte mit bestimmter Größe hergestellt, wobei die Einstellung der Größe aktuell ausschließlich über eine Veränderung zeitlicher Parameter vorgenommen wird. Speziell bei sehr kleinen Schweiß- bzw. Heftpunkten oder Schwei-ßintervallen kann die Schweißpunktgröße über die definierten Zeiten nur sehr ungenau eingestellt werden.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein oben genanntes Schweißverfahren und eine oben genannte Schweißvorrichtung zu schaffen, wodurch das gewünschte Schweißergebnis besser definiert werden kann, insbesondere die Größe von Schweißpunkten bzw. kurzen Schweißnähten besser eingestellt werden kann. Nachteile bekannter Schweißverfahren sollen vermieden oder zumindest reduziert werden.
  • Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe in verfahrensmäßiger Hinsicht dadurch, dass die Anzahl der Zyklen während jeder Schweißphase des Schweißprozesses eingestellt wird. Durch die explizite Auswahl und das Einstellen der Anzahl der Zyklen, also der Prozessphasen ohne und mit Materialübergang je Schweißphase, kann das Ergebnis des Schweißverfahrens, also die Größe des Schweiß- bzw. Heftpunkts oder der Schweißnaht, exakter eingestellt werden und die Menge des abgegebenen Materials mit höherer Genauigkeit definiert werden. Das vorliegende Verfahren bestimmt somit die Anzahl der während einer Schweißphase resultierenden Tropfenübergänge des geschmolzenen Schweißdrahtmaterials auf das Werkstück, ohne dass dies kompliziert über ein Kennlinien-Menü parametriert werden muss. Das gegenständliche Schweißverfahren wird nicht wie bisher über Zeiten definiert, während der die genaue Anzahl an Zyklen und somit die genaue Anzahl an Tropfenübergängen nicht genau definiert werden kann. Beim gegenständlichen Verfahren kann die Größe des resultierenden Schweißpunktes bzw. der resultierenden Schweißnaht exakter eingestellt werden. Insbesondere können mit dem vorliegenden Verfahren Heftpunkte unter 5 mm Durchmesser hergestellt werden. Dadurch eröffnen sich neue Anwendungsgebiete, beispielsweise das Wuchten kleiner Wellen durch Auftragen geringster Materialmengen über ein Punktierauftragsschweißverfahren. Das gegenständliche Verfahren ist softwaretechnisch relativ einfach realisierbar, indem die in einer Schweißvorrichtung üblicherweise vorhandenen Regelungseinrichtung bzw. ein Mikrocontroller entsprechend programmiert wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Anzahl an Tropfenübergängen während der Schweißphase genau eingestellt wird.
  • Im Falle mehrerer Schweißphasen wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zwischen den Schweißphasen eine Abkühlphase mit einer vorbestimmten Abkühldauer durchgeführt, welche ebenso wie die Anzahl der Zyklen je Schweißphase vom Benutzer ausgewählt und eingestellt werden kann. Bei solchen Intervallschweißverfahren kann also neben der Einstellung der Anzahl an Zyklen und Tropfenübergängen je Schweißphase auch die zwischen den Schweißphasen angeordnete Abkühldauer eindeutig definiert werden, wodurch auch der Abstand zwischen zwei Schweißnahtabschnitten durch entsprechende Wahl der Bewegungsgeschwindigkeit des Schweißbrenners eingestellt werden kann. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Schweißbrenners entsprechend gering gewählt wird, kann eine Nahtschuppung für hochwertige Sichtnähte erzielt werden. Eine derartige Schuppung der Schweißnaht ist ein Sonderfall eines Intervallschweißverfahrens.
  • Nach der Abkühldauer zwischen zwei Schweißphasen kann eine Aufwärmphase durchgeführt werden, um den Schweißdraht für die nachfolgende Schweißphase vorzubereiten. Die Aufwärmphase kann Teil der nachfolgenden Schweißphase sein und beispielsweise durch eine Art Wiederzündung des Lichtbogens oder durch eine Anhebung des Schweißstromes gekennzeichnet sein. Dadurch wird der abschmelzende Schweißdraht auf die nachfolgende Schweißphase besser vorbereitet, wodurch die Schweißphase kürzer ausfallen kann und somit kleinere Schweißpunkte erzielt werden können.
  • Insbesondere wird die Aufwärmphase in Abhängigkeit der Abkühldauer durchgeführt. Je länger die Abkühldauer, desto ausgeprägter wird die Aufwärmphase sein. Beispielsweise kann auch erst bei Überschreitung einer bestimmten Abkühldauer während der die Abkühlung des Schweißdrahtes sehr weit fortgeschritten ist, eine Aufwärmung für eine optimale Erwärmung des Schweißdrahts in der nächsten Schweißphase zweckmäßig sein. Ein Schwellwert, ab dem eine Aufwärmphase eingeschoben wird, kann empirisch oder beispielsweise auch mithilfe von Temperatursensoren, welche den Grad der Abkühlung des Schweißdrahts indirekt erfassen, ermittelt werden.
  • Auch die Anzahl an Schweißphasen, welche während des gesamten Schweißprozesses durchgeführt werden, ist vorzugsweise vom Schweißer auswählbar und einstellbar. Dadurch können auf bestimmten Abschnitten auf Werkstücken die Intervalle bzw. Schuppen einer Intervallschweißnaht genau definiert werden.
  • Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird jede Schweißphase durch einen kurzschlussbehafteten Schweißprozess gebildet, wobei die Prozessphase ohne Materialübergang durch eine Lichtbogenphase und die Prozessphase mit Materialübergang durch eine Kurzschlussphase gebildet wird. Kurzschlussbehaftete Schweißprozesse sind hinsichtlich der Schweißqualität vorteilhaft, da im Gegensatz zum Sprühlichtbogenschweißen die Anzahl von Schweißspritzern reduziert werden kann.
  • Wenn der Schweißdraht während jeder Kurzschlussphase vom Werkstück wegbewegt wird, kann eine Verbesserung der Schweißqualität erzielt werden, und es können Schweißspritzer weitestgehend vermieden werden. Insbesondere beim sogenannten Cold Metal Transfer (CMT)-Schweißverfahren, bei dem der Schweißdraht während des Schweißverfahrens vom Werkstück wegbewegt wird, kann die resultierende Zeit eines Zyklus, also einer Lichtbogen- und Kurzschlussphase, weiter reduziert werden und somit die während eines Zyklus abgegebene Materialmenge noch besser und gegebenenfalls kleiner eingestellt werden.
  • Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass die mittlere Drahtvorschubgeschwindigkeit je Zyklus eingestellt wird. Über die Einstellung der mittleren Drahtvorschubgeschwindigkeit je Zyklus kann zusammen mit den Daten über den Durchmesser und das Material des abschmelzenden Schweißdrahts die pro Zyklus abgegebene Menge an geschmolzenem Material besonders gut definiert werden.
  • Bei manchen Schweißanwendungen kann es auch zweckmäßig sein, die Menge, Größe und bzw. oder Form an Material, welches während jeder Schweißphase vom Schweißdraht an das Werkstück übergeben wird, eingestellt werden kann. Wie bereits oben erwähnt, kann durch das gegenständliche Verfahren die Materialmenge, welche pro Zyklus und somit pro Schweißphase an das Werkstück übergeben wird, noch genauer definiert werden, Während bisher die Menge an abgegebenen Material nur indirekt über die gewählte Dauer des Schweißverfahrens mit geringerer Genauigkeit festgelegt werden konnte, eröffnet das gegenständliche Verfahren neue Möglichkeiten indem die Menge des pro Schweißphase abgegebenen Materials bzw. die Größe und bzw. oder Form des Materials an der Schweißvorrichtung vom Schweißer ausgewählt und eingestellt werden kann. Dadurch kann beispielsweise eine genauere Wuchtung einer Welle durch Aufbringen einer vorgegebenen Menge bzw. eines vorgegebenen Gewichts an Material vorgenommen werden.
  • Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch eine Schweißvorrichtung zur Durchführung eines oben genannten Schweißverfahrens, wobei an der Ein-/Ausgabevorrichtung ein Bedienelement zur Einstellung der Anzahl an Zyklen während jeder Schweißphase des Schweißprozesses vorgesehen ist. Erfindungsgemäß existiert an der Schweißvorrichtung ein Bedienelement, über welches die Anzahl der Zyklen während jeder Schweißphase des Schweißprozesses vom Schweißer eingestellt werden kann. Zu den dadurch erzielbaren Vorteilen wird auf die obige Beschreibung des Schweißverfahrens verwiesen.
  • Die Ein-/Ausgabevorrichtung kann durch einen Touchscreen und das Bedienelement zur Einstellung der Anzahl an Zyklen durch einen Bedienbereich am Touchscreen gebildet sein. Über diesen Bedienbereich am Touchscreen kann somit die Anzahl der Zyklen während jeder Schweißphase vom Schweißer rasch und einfach eingestellt werden.
  • An der Ein-/Ausgabevorrichtung kann weiters ein Bedienelement zur Einstellung der Abkühldauer zwischen zwei Schweißphasen vorgesehen sein. Das Bedienelement kann durch einen Einstellknopf oder bei der Realisierung der Ein-/Ausgabevorrichtung durch einen Touchscreen auch durch einen entsprechenden Bedienbereich am Touchscreen, realisiert sein.
  • An der Ein-/Ausgabevorrichtung kann auch ein Bedienelement zur Einstellung der Anzahl an Schweißphasen während des Schweißprozesses vorgesehen sein. Dadurch kann die Anzahl an Schweißnahtabschnitten bzw. Schuppen bei der Realisierung einer Nahtschuppung je Schweißprozess definiert werden.
  • Wenn weiters an der Ein-/Ausgabevorrichtung ein Bedienelement zur Einstellung der mittleren Drahtvorschubgeschwindigkeit je Zyklus vorgesehen ist, kann die je Zyklus abgegebene Menge an geschmolzenem Material noch besser eingestellt werden und somit zusammen mit der Definition der Anzahl an Zyklen pro Schweißphase die Schweißpunktgröße bzw. Größe der Schweißnaht einer Intervallschweißung besser definiert werden.
  • Schließlich kann es für manche Schweißanwendungen von Vorteil sein, wenn an der Ein-/Ausgabevorrichtung ein Bedienelement zur Einstellung der Menge, Größe und bzw. oder Form an Material, welches während jeder Schweißphase vom Schweißdraht an das Werkstück übergeben wird, vorgesehen ist. Wie bereits oben im Zusammenhang mit dem Verfahren erwähnt, kann dadurch eine genauere Einstellung der Menge, Größe oder Form des an das Werkstück übergebene Material erfolgen, wodurch neue Anwendungsgebiete, wie z.B. das Wuchten von Wellen, eröffnet werden können.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Schweißvorrichtung;
    • 2 den zeitlichen Verlauf eines Schweißparameters für ein erfindungsgemäßes Heftschweißverfahren;
    • 3 den zeitlichen Verlauf eines Schweißparameters für ein erfindungsgemäßes unterbrechungsfreies Intervallschweißverfahren;
    • 4 den zeitlichen Verlauf eines Schweißparameters für ein anderes erfindungsgemäßes unterbrechungsfreies Intervallschweißverfahren;
    • 5 den schematischen zeitlichen Verlauf des Schweißstromes, der Schweißspannung und der Drahtvorschubgeschwindigkeit bei einem unterbrechungsfreien kurzschlußbehafteten Intervallschweißverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung; und
    • 6 und 7 Beispiele für die Ausführung einer durch einen Touchscreen gebildeten Ein-/Ausgabevorrichtung einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung.
  • In 1 ist eine Schweißvorrichtung 1 zur Durchführung eines Schweißverfahrens dargestellt. Die Schweißvorrichtung 1 umfasst eine Schweißstromquelle 2 mit einem darin angeordneten Leistungsteil 3, eine Regelungseinrichtung 4 zur Regelung von Schweißparametern Pi , wie dem Schweißstrom I(t) oder der Fördergeschwindigkeit v(t) eines abschmelzenden Schweißdrahts D. Die Regelungseinrichtung 4 ist beispielsweise mit einem Steuerventil verbunden, welches in einer Versorgungsleitung für ein Schutzgas G zwischen einem Gasspeicher 5 und einem Schweißbrenner 6 angeordnet ist. Zudem kann über die Regelungseinrichtung 4 noch eine Fördereinrichtung 7 zur Förderung des abschmelzenden Schweißdrahts D angesteuert werden, wobei über eine Versorgungsleitung der Schweißdraht D von einer Vorratstrommel 8 in den Bereich des Schweißbrenners 6 zugeführt wird. Die Fördereinrichtung 7 kann auch in der Schweißvorrichtung 1, insbesondere im Gehäuse 9 der Schweißstromquelle 2, integriert und nicht, wie in 1 dargestellt, als Zusatzgerät auf einen Fahrwagen 10 positioniert sein. Es ist auch möglich, dass die Fördereinrichtung 7 den Schweißdraht D außerhalb des Schweißbrenners 6 an die Prozessstelle zuführt.
  • Der Schweißstrom I(t) zum Aufbauen eines Lichtbogens L zwischen dem Schweißdraht D und zumindest einem Werkstück W wird über eine Schweißleitung (nicht dargestellt) vom Leistungsteil 3 der Schweißstromquelle 2, dem Schweißdraht D zugeführt und über den Lichtbogen L ein Stromkreis gebildet. Das Werkstück W ist über eine weitere Schweißleitung (nicht dargestellt) mit der Schweißstromquelle 2 verbunden.
  • Die Schweißvorrichtung 1, insbesondere die Schweißstromquelle 2, weist weiters eine Ein-/Ausgabevorrichtung 11 auf, über die die unterschiedlichsten Schweißparameter Pi , Betriebsarten oder Schweißprogramme eingestellt bzw. aufgerufen und angezeigt werden können. Dabei werden die über die Ein-/Ausgabevorrichtung 11 eingestellten Schweißparameter Pi , Betriebsarten oder Schweißprogramme an die Regelungseinrichtung 4 weitergeleitet und von dieser werden anschließend die einzelnen Komponenten der Vorrichtung 1 angesteuert bzw. entsprechende Sollwerte für die Regelung oder Steuerung vorgegeben. Die Ein-/Ausgabevorrichtung 11 kann durch einen Touchscreen 12 gebildet sein. Bei Verwendung eines entsprechenden Schweißbrenners 6 können Einstellvorgänge auch über den Schweißbrenner 6 vorgenommen werden, wobei der Schweißbrenner 6 mit einer Schweißbrenner-Ein-/Ausgabevorrichtung 13 ausgestattet ist. Bevorzugt ist der Schweißbrenner 6 über einen Datenbus mit der Schweißvorrichtung 1, insbesondere der Schweißstromquelle 2 oder der Fördereinrichtung 7 verbunden.
  • Zum Starten des Schweißprozesses weist der Schweißbrenner 7 meist einen Startschalter (nicht dargestellt) auf, sodass durch Betätigen des Startschalters der Lichtbogen L gezündet werden kann. Um gegen die große Hitzeeinstrahlung vom Lichtbogen L geschützt zu werden, ist es möglich, dass der Schweißbrenner 7 mit einem Hitzeschutzschild 14 ausgestattet wird. Weiters ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Schweißbrenner 7 über ein Schlauchpaket 15 mit der Schweißvorrichtung 1 verbunden. Im Schlauchpaket 15 sind die einzelnen Leitungen, wie beispielsweise die Versorgungsleitung bzw. Leitungen für den Schweißdraht D, für das Schutzgas G, für den Kühlkreislauf, für die Datenübertragung, usw., von der Schweißvorrichtung 1 zum Schweißbrenner 6 angeordnet.
  • 2 zeigt einen schematischen zeitlichen Verlauf eines Schweißparameters Pi(t) für ein erfindungsgemäßes Heft- oder Auftragsschweißverfahren. Beispielhaft ist als Schweißparameter Pi der Schweißstrom I(t), die Schweißspannung U(t) oder dergl. genannt. Nach dem Aktivieren der Schweißvorrichtung bzw. Start des Schweißprozesses zum Zeitpunkt t=0 folgt eine nicht näher beschriebene Phase als Vorbereitung auf die nachfolgende Zündung, worauf die Zündung des Lichtbogens L während einer Zündphase ZP erfolgt. Üblicherweise erfolgt die Zündung des Lichtbogens L über ein berührungsloses Zündverfahren oder auch durch Berühren des Werkstücks W mit dem Schweißdraht D und Abheben desselben durch Bewegung des Schweißdrahtes D vom Werkstück W weg. Im Beispiel gemäß 2 ist eine Schweißphase SP1 zur Herstellung eines Heftschweißpunktes dargestellt, welche nicht durch die Zeit tSP , sondern durch die Anzahl n an Zyklen ZY definiert wird. Im dargestellten Beispiel wird eine Anzahl von n=4 Zyklen ZY bestehend aus jeweils einer Prozessphase PP1 ohne Materialübergang und Prozessphase PP2 mit Materialübergang gewählt. Bei jedem Zyklus ZY wird ein Tropfen an geschmolzenem Material vom Schweißdraht D an das Werkstück W übergeben. Somit wird durch die Einstellung der Anzahl n die Anzahl an Tropfenübergängen während der Schweißphase SP1 genau eingestellt. Nach Absolvierung der hier vier Zyklen ZY ist das Heft- oder Auftragsschweißverfahren abgeschlossen und der Schweißprozess kann beendet werden. In Abhängigkeit des verwendeten Schweißprozesses ist die Prozessphase PP1 ohne Materialübergang beispielsweise durch eine Lichtbogenphase und die Prozessphase PP2 mit Materialübergang durch eine Kurzschlussphase gebildet.
  • In 3 ist der zeitliche Verlauf eines Schweißparameters Pi(t) für ein erfindungsgemäßes unterbrechungsfreies Intervallschweißverfahren dargestellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel folgt nach einer Zündphase ZP die erste Schweißphase SP1 , wobei hier eine Anzahl n=5 Zyklen ZY während der Schweißphase SP1 definiert und eingestellt wurde. Nach Beendigung der ersten Schweißphase SP1 folgt eine Abkühlphase KP mit einer vorbestimmten und einstellbaren Abkühldauer tK bevor die nächste Schweißphase SP2 beginnt. Darüber hinaus kann auch die Anzahl j an Schweißphasen SPi während des gesamten Schweißprozesses an der Schweißvorrichtung eingestellt werden (nicht dargestellt). Die Abkühldauer tK kann je nach Anwendung beispielsweise in einem Bereich zwischen 0 s und 2 s eingestellt werden.
  • Die Regelung der Schweißparameter Pi(t), also zumindest des Schweißstroms I(t) und der Drahtvorschubgeschwindigkeit v(t) während der Abkühlphase KP wird abhängig vom eingestellten Schweißprozess automatisch durchgeführt.
  • In 4 ist ebenfalls der zeitliche Verlauf eines Schweißparameters Pi(t) für eine Variante eines erfindungsgemäßen unterbrechungsfreien Intervallschweißverfahrens dargestellt, wobei hier eine Anzahl n=5 Zyklen ZY während jeder Schweißphase SPi definiert und eingestellt wurde. In diesem Ausführungsbeispiel wird zu Beginn der zweiten Schweißphase SP2 und der folgenden Schweißphasen SPi eine Aufwärmphase AP durchgeführt, während der der Schweißdraht D auf die nächste Schweißphase SPi vorbereitet wird. Die Aufwärmphase AP nach der Abkühldauer tK kann beispielsweise durch ein Wiederzündverfahren des Lichtbogens L oder eine geeignete Anhebung des Schweißstroms I(t) realisiert werden. Zum Wiederzünden des Lichtbogens L wird die Vorschubgeschwindigkeit v(t) des Schweißdrahts D entsprechend geregelt. Je nach Schweißprozess kann die Drahtvorschubgeschwindigkeit v(t) konstant gehalten oder der Schweißdraht D vor- oder zurückbewegt werde. Die Dauer der Aufwärmphase AP kann beispielsweise im Bereich bis 100ms liegen. Dies ist entsprechend vom Schweißprozess abhängig. Bei einem Kurzschlussschweißprozess (wie zum Beispiel CMT) ist eine Dauer für die Aufwärmphase AP von beispielsweise 60ms zweckmäßig. Die Aufwärmphase AP kann auch in Abhängigkeit der Abkühldauer tK durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Dauer der Aufwärmphase AP von der Abkühldauer tK abhängig gestaltet und entsprechend, auch automatisch, eingestellt werden.
  • 5 zeigt den schematischen zeitlichen Verlauf des Schweißstromes I(t), der Schweißspannung U(t) und der Drahtvorschubgeschwindigkeit v(t) bei einem unterbrechungsfreien kurzschlußbehafteten Intervallschweißverfahren. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede Schweißphase SPi durch zwei Zyklen ZY bestehend aus jeweils einer Prozessphase PP1 ohne Materialübergang und einer Prozessphase PP2 mit Materialübergang gekennzeichnet, also beträgt die Anzahl n=2. Beim kurzschlussbehafteten Schweißverfahren ist die Prozessphase PP1 ohne Materialübergang durch eine Lichtbogenphase LB und die Prozessphase PP2 mit Materialübergang durch eine Kurzschlussphase KS gebildet. Der Strom I(t) während der Kurzschlussphase KS muss nicht zwingend auf Null absinken, sondern kann auch auf einem voreingestellten Grundstrom reduziert werden. Während der Kurzschlussphase KS wird der Schweißdraht D vom Werkstück W wegbewegt, was sich im untersten Diagramm durch eine negative Drahtvorschubgeschwindigkeit v(t) zeigt. Im Mittel resultiert natürlich immer eine bestimmte mittlere Drahtvorschubgeschwindigkeit vm je Zyklus ZY bzw. Schweißphase SPi , wodurch die pro Zyklus ZY bzw. Schweißphase SPi abgegebene Materialmenge sehr genau definiert werden kann. Nach der ersten Schweißphase SP1 wird eine Abkühlphase KP mit einer Abkühldauer tK durchgeführt und danach die zweite Schweißphase SP2 mit einer Aufwärmphase AP und danach zwei Zyklen ZY der Prozessphasen ohne und mit Materialübergang fortgefahren, bevor die nächste Abkühlphase KP beginnt.
  • Schließlich zeigen die 6 und 7 Beispiele für die Darstellung der Einstellmöglichkeiten am Touchscreen 12 der Ein-/Ausgabevorrichtung 11 der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1. Es wird also beispielhaft ein Menüpunkt am Tochscreen 12 ausgewählt, sodass die Einstellmöglichkeiten dargestellt und die Einstellungen durchgeführt werden können. Bevorzugt kann zusätzlich zu dem Schweißprozess die Option aktiviert werden, dass der Schweißprozess unter Berücksichtigung der Anzahl n an Zyklen ZY durchgeführt wird. In 6 ist am Touchscreen 12 eine Kurve bzw. ein zeitlicher Verlauf eines Schweißparameters Pi , beispielsweise des Schweißstroms I(t) dargestellt und es sind bestimmte Bedienelemente 16, 18, 19, 20, 21 bzw. Bedienbereiche 17 am Touchscreen 12 vorgesehen. Über das Bedienelement 16 kann die Anzahl n an Zyklen ZY während jeder Schweißphase SPi vom Schweißer eingestellt werden. Ein weiteres Bedienelement 18 dient der Einstellung der Abkühldauer tK zwischen zwei Schweißphasen SPi beim unterbrechungsfreien Intervallschweißverfahren. Über ein Bedienelement 19 kann die Anzahl j an Schweißphasen SPi während eines Schweißprozesses festgelegt werden. Schließlich kann noch über ein weiteres Bedienelement 20 die mittlere Drahtvorschubgeschwindigkeit vm je Zyklus ZY festgelegt werden und über ein weiteres Bedienelement 21 die Menge, Größe und bzw. oder Form an Material, welches während jeder Schweißphase SPi vom Schweißdraht D an das Werkstück W übergeben wird, vom Benutzer ausgewählt bzw. eingestellt werden.
  • Beim Beispiel gemäß 7 hat der Schweißer das Bedienelement 16 bzw. den Bedienbereich 17 am Touchscreen 12 ausgewählt, über den eine Einstellung der Anzahl n an Zyklen ZY während jeder Schweißphase SPi eingestellt werden kann. Nach Betätigung des Bedienelements 16 bzw. Berühren des Bedienbereichs 17 am Touchscreen 12 kann ein Einstellorgan, beispielsweise ein symbolisierter Drehknopf, am Touchscreen 12 erscheinen, wodurch die Anzahl n verändert werden kann. Im dargestellten Beispiel wurde eine Anzahl n=5 an der Ein-/Ausgabevorrichtung 11 ausgewählt.
  • Durch das vorliegende Schweißverfahren und die Schweißvorrichtung 1 zur Durchführung dieses Schweißverfahrens, kann eine genauere und einfachere Bedienung einer Schweißvorrichtung resultieren, da der Benutzer bzw. Schweißer schneller die relevanten Parameter, welche er insbesondere für Punktierauftrags-, Heft- und Intervallschweißverfahren sowie geschuppte Nähte benötigt, einstellen kann.

Claims (15)

  1. Schweißverfahren, bei dem nach einer Zündphase (ZP) ein Schweißprozess durchgeführt wird, bei dem während zumindest einer Schweißphase (SPi) ein abschmelzender Schweißdraht (D) mit einer vorgegebenen Drahtvorschubgeschwindigkeit (v(t)) bewegt wird, und während jeder Schweißphase (SPi) eine Prozessphase (PP1) ohne Materialübergang an ein Werkstück (W) und eine Prozessphase (PP2) mit Materialübergang zyklisch abgewechselt und eine vorgegebenen Anzahl (n) an Zyklen (ZY) wiederholt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl (n) der Zyklen (ZY) während jeder Schweißphase (SPi) des Schweißprozesses eingestellt wird, dass eine Anzahl an während einer Schweißphase (SPi) resultierenden Tropfenübergängen eines geschmolzenen Schweißdrahtmaterials auf das Werkstück (W) bestimmt wird, und dass die Anzahl an Tropfenübergängen während der Schweißphase (SPi) genau eingestellt wird.
  2. Schweißverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle mehrerer Schweißphasen (SPi) zwischen den Schweißphasen (SPi) eine Abkühlphase (KP) mit einer vorbestimmten Abkühldauer (tK) durchgeführt wird.
  3. Schweißverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Abkühldauer (tK) eine Aufwärmphase (AP) durchgeführt wird.
  4. Schweißverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufwärmphase (AP) in Abhängigkeit der Abkühldauer (tK) durchgeführt wird.
  5. Schweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl (j) an Schweißphasen (SPi) eingestellt wird.
  6. Schweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schweißphase (SPi) durch einen kurzschlussbehafteten Schweißprozess gebildet wird, wobei die Prozessphase (PP1) ohne Materialübergang durch eine Lichtbogenphase (LB) und die Prozessphase (PP2) mit Materialübergang durch eine Kurzschlußphase (KS) gebildet wird.
  7. Schweißverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißdraht (D) während jeder Kurzschlussphase (KS) vom Werkstück (W) wegbewegt wird.
  8. Schweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Drahtvorschubgeschwindigkeit (vm) je Zyklus (ZY) eingestellt wird.
  9. Schweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge, Größe und bzw. oder Form an Material, welches während jeder Schweißphase (SPi) vom Schweißdraht (D) an das Werkstück (W) übergeben wird, eingestellt wird.
  10. Schweißvorrichtung (1) zur Durchführung eines Schweißverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer Ein-/Ausgabevorrichtung (11) zur Einstellung und Anzeige von Schweißparametern (Pi) zur Durchführung eines Schweißprozesses mit zumindest einer Schweißphase (SPi), dadurch gekennzeichnet, dass an der Ein-/Ausgabevorrichtung (11) ein Bedienelement (16) zur Einstellung der Anzahl (n) an Zyklen (ZY) während jeder Schweißphase (SPi) des Schweißprozesses vorgesehen ist dass eine Anzahl an während einer Schweißphase (SPi) resultierenden Tropfenübergängen eines geschmolzenen Schweißdrahtmaterials auf das Werkstück (W) bestimmt wird, und dass die Anzahl an Tropfenübergängen während der Schweißphase (SPi) genau eingestellt wird.
  11. Schweißvorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein-/Ausgabevorrichtung (11) durch einen Touchscreen (12) und das Bedienelement (16) zur Einstellung der Anzahl (n) an Zyklen (ZY) durch einen Bedienbereich (17) am Touchscreen (12) gebildet ist.
  12. Schweißvorrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ein-/Ausgabevorrichtung (11) ein Bedienelement (18) zur Einstellung der Abkühldauer (tK) zwischen zwei Schweißphasen (SPi) vorgesehen ist.
  13. Schweißvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ein-/Ausgabevorrichtung (11) ein Bedienelement (19) zur Einstellung der Anzahl (j) an Schweißphasen (SPi) vorgesehen ist.
  14. Schweißvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ein-/Ausgabevorrichtung (11) ein Bedienelement (20) zur Einstellung der mittleren Drahtvorschubgeschwindigkeit (vm) je Zyklus (ZY) vorgesehen ist.
  15. Schweißvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ein-/Ausgabevorrichtung (11) ein Bedienelement (21) zur Einstellung der Menge, Größe und bzw. oder Form an Material, welches während jeder Schweißphase (SPi) vom Schweißdraht (D) an das Werkstück (W) übergeben wird, vorgesehen ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116213888A (zh) * 2022-12-30 2023-06-06 深圳市麦格米特焊接技术有限公司 熔化电极气体保护焊系统及其控制方法、控制器、介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT508494A1 (de) 2009-06-18 2011-01-15 Fronius Int Gmbh Verfahren zum wechseln eines schweissprozesses während eines schweissverfahrens und zur wärmeeinbringung vor einem schweissverfahren
WO2018046633A1 (de) 2016-09-09 2018-03-15 Fronius International Gmbh KURZSCHLUSSSCHWEIßVERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG EINES SOLCHEN KURZSCHLUSSSCHWEIßVERFAHRENS

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT508494A1 (de) 2009-06-18 2011-01-15 Fronius Int Gmbh Verfahren zum wechseln eines schweissprozesses während eines schweissverfahrens und zur wärmeeinbringung vor einem schweissverfahren
WO2018046633A1 (de) 2016-09-09 2018-03-15 Fronius International Gmbh KURZSCHLUSSSCHWEIßVERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG EINES SOLCHEN KURZSCHLUSSSCHWEIßVERFAHRENS

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fronius International GmbH: RCU 5000i - Remote control (42,0426,0021, EN), Ausg. 11/2017 - Firmenschrift *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116213888A (zh) * 2022-12-30 2023-06-06 深圳市麦格米特焊接技术有限公司 熔化电极气体保护焊系统及其控制方法、控制器、介质

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