DE1652814C3 - Vorrichtung zum Lichtbogenschweißen von Innen-Rundnähten - Google Patents

Description

einem Winkel von etwa 45° zur Rohrachse steht, 45 sondern sich auch in diesem Winkel verschieben läßt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung da sie sich auf der Winkelhalbierenden zu den beiden eum Lichtbogenschweißen von Innen-Rundnähten etwa rechtwinklig zueinander stehenden Kehlnahtunterschiedlichen Durchmessers in Rohren mit einem flanken bewegen muß, wenn der Einbrand die beiden in den Hohlraum einführbaren Tragkörper, der in Rohrteile gleichmäßig erfassen soll. So entsteht eine •einem hinteren Teil die Elemente für seine Be- 5° solche Nahtgüte, daß die mit der Vorrichtung nach wegung und seine Blockierung im Hohlraum und in der Erfindung erstellten Rohrverbindungen zum Verteinem vorderen Teil den eine nicht abschmelzende schweißen von Leitungsrohren auch in den Boden-Elektrode tragenden Schweißkopf und die Einrich- teilen des Behälters eines Kernreaktors unbedingt gelung zur Führung und Regelung der Stellung des eignet sind.

Schweißkopfes entlang seiner Längsachse aufweist. 55 Weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfin-Es sind gattungsgleiche Schweißköpfe bekannt dung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung (etwa FR-PS 1 395 784), die auf einem Tragorgan des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeieufgebaut sind und eine derartige Arbeit durchzufüh- spiels. Es zeigt

ren gestatten. Der Schweißkopf wird an seinem Ende F i g. 1 eine perspektivische Darstellung der Licht-

mit einer Bewegung geführt, die sich als Resultie- 60 bogenschweißvorrichtung nach der Erfindung, teilrende aus einer Pseudo-Rotationsbewegung längs weise geschnitten, und

eines mittleren Kreises, dessen Achse relativ zu der F i g. 2 einen schematischen Längsschnitt des

Achse der auszuführenden Schweißung nach oben Schweißkopfes nach Fig. I.

versetzt ist, und einer radialen Schwing- oder Pendel- Der Schweißkopf weist einen rückseitigen Teil I

bewegung zusammensetzt, so daß der mittlere Wir- 65 auf, der mit einer nach außen wirkenden Radialkungskreis des Schweißkopfes einen Halbmesser hat, Spannvorrichtung 2 in Form von langen Klemmder im wesentlichen gleich dem mittleren Halbmesser Sektoren und mit Zentriervorrichtungen versehen ist. des Kreises der auszuführenden Schweißung ist. Sein vorderer Teil 4 enthält den Schweißkopf 5. Im

Gehäuse ist ein Servoventil 6 angeordnet, das durch die zwei Rohre 14 und 15 eingeführt, die miteinander

die in seiner Traghalterung 21 vorgesehenen Kanäle längs einer Kreis-Kranzzorie 16 verschweißt werden

einen doppelseitig beaufschlagen Kolben 9 steuert. sollen. Zunächst wird dem Servoventil 6 eine Span-

Der Kolben 9 ist über ein starres Tragstück 10 in nung zugeführt, indem man ein außerhalb der Vor-

Form eines Bügels mit dem Schweißkopf 5 verbun- 5 richtung angeordnetes Potentiometer betätigt, das

den, so daß man mittels eines etwa in der Mitte des elektrisch mit dem Potentiometer 17 übereinstimmt

Tragstücks 10 angeordneten, mit einer Fernseh- und an eine stabilisierte Spannungsquelle an-

kamera (nicht dargestellt) verbundenen Endoskops 7 geschlossen ist. Das Servoventil 6 bewirkt nun in

den Schweißvorgang beobachten kann. Abhängigkeit von der Richtung der Abweichung der

Ein Winkelhebelgestänge 11, das von dem rück- io an den beiden Potentiometern abgegriffenen Spanwärtigen Teil 1 aus betätigbar ist, dient zur Verschie- nungen V — V₀ (K'Spannung am Schieber des Potenbung des Schweißorgans an Gleitschienen 12, die an tiometers 17; K₁₁ Bezugsspannung am außen liegendem Tragstück 10 sitzen; die Achsen des Kolbens 9 den Potentiometer) ein einseitiges Beaufschlagen des und die Führungsachsen der Gleitschienen 12 liegen doppelseitig wirkenden Kolbens 9 (Pfeil Fl oder lenkrecht zueinander. Eine Haube 8 umgibt schüt- 15 F3), bis über die Zahnstange, welche das Potentiolend den gesamten vorderen Teil 4; in dieser Haube meter 17 betätigt, der elektrische Abgleich wieder befindet sich eine öffnung 18, die einen Durchtritt hergestellt ist. Der Kolben 9 hat dann das Tragsfück des Schweißorgans bzw. der Schweißelektrode mög- 10 und infolgedessen den Schweißkopf 5 mitgenomlich macht. Eine Schutzvorrichtung 13, die mit klei- men, der sich in Richtung der Achse der Elektrode nen Löchern versehen ist, aus denen ein Schutzgas ao bewegt. Sobald die so von außen eingestellte Lage austritt, und die sich in der Höhe der zu schweißen- erreicht ist, sperrt das Servoventil die weitere Beden Zone befindet, sorgt für eine Verringerung der wegung des Kolbens 9. Gleichzeitig wird auch die Oxydation der Rohre während des Schweißvorgangs. Elektrode in der dabei erreichten Stellung festgelegt.

Außen an der Zylinderwand des Kolbens 9 ist eine Durch die Speisung des Servoventils 6 mit Hilfe einer Zahnstange 20 vorgesehen, mit der ein mit dem as V — V₀ proportionalen Spannung erfolgt also zu-Tragstück 10 fest verbundenes Zahnrad 22 kämmt, nächst die Lagesteuerung des Schweißkopfes 5.
das mit einem Potentiometer 17 fest gekuppelt ist. Während des Schweißvorganges wird dieser Ab-Die Widerstandsregelung zwischen einem seiner stand zwischen der Elektrode des Schweißkopfes 5 Enden und einem beweglichen Schleifkontakt, dessen und der zu schweißenden Zone 16 durch die Steue-Lage sich bei einer Bewegung des Kolbens bzw. des 30 rung der Lichtbogenspannung K konstant gehalten. Tragstücks 10 verschiebt, da die Zahnstange 20 das Die Lichtbogenspannung V wird mit der Bezugsspan-Zahnrad 22 verdreht, dient zur Lagesteuerung des nung K₀ des Außenpotentiometers verglichen. Der Schweißkopfes. Strom zur Betätigung des Servoventils 6 ist abhängig

Es ist darauf hinzuweisen, daß bei weitgehend von der Spannungsdifferenz V-V₀. Dieser Strom automatisch durchzuführenden Elektro-Schweißun- 35 veranlaßt das Servoventil, den Kolben 9 von der gen eine konstante Güte der Schweißnaht nur erziel- einen oder anderen Seite her zu beaufschlagen, um so bar ist, wenn die Stromstärke des Schweißstromes den Abstand zwischen der Elektrode und der zu konstant gehalten wird und die Lichtbogenspannung schweißenden Zone auf dem ursprünglich eingestelleinen genau festgelegten Wert hat. Eine konstante ten Wert konstant zu halten. Diese Spannungssteue-Stromstärke ist leicht einzuhalten, wenn man eine 40 rung ermöglicht zur Betätigung des Kolbens die Vergeeignete Stromquelle entsprechender Ausführung wendung hoher Drücke und ein sehr schnelles Anzur Verfügung hat. sprechen.

Andererseits ist es aber schwierig, eine konstante Es ist für den Fachmann möglich, die beiden

Lichtbogenspannung zu erzielen, denn diese Span- Steuerungsarten in den verschiedensten Kombinatio-

nung verändert sich mit der Länge des Lichtbogens, 45 nen einzusetzen.

d. h. mit dem Abstand zwischen der Elektrode des Außerdem wird über das Winkelhebelgestänge 11

Schweißkopfes 5 und der zu schweißenden Zone 16. dem Schweißkopf 5 eine Pendelbewegung (Pfeil F 4)

Das Aufrechterhalten eines konstanten Abstands wird innerhalb der Führung durch die Gleitschienen 12

durch eine doppelte Steuerung, kombiniert sus Span- erteilt. Die Geschwindigkeit dieser Pendelbewegung

nung und Lage, ermöglicht. 50 ist einstellbar, indem man die Spannung des An-

Der gesamte Schweißkopf wird beispielsweise in triebsmotors einstellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

\J Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausPatentansprüche: gehend von dieser bekannten Vorrichtung eine Vor richtung zu schaffen, die durch ihre besondere Gestal-

1. Vorrichtung zum Lichtbogenschweißen von tung vor allem in engen Rohren eingesetzt werden Innen-Rundnähten unterschiedlichen Durchmes- 5 kann, leicht auf unterschiedliche Durchmesser einsers in Rohren mit einem in den Hohlraum ein- stellbar und genau auf gleichbleibende Lichtbogenführbaren Tragkörper, der in seinem hinteren Teil länge regelbar ist, um so eine optimale Nahtgüte zu die Elemente für seine Bewegung und seine erreichen.

Blockierung im Hohlraum und in seinem vor- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch

deren Teil den eine nicht abschmelzende Elek- i° gelöst, daß der Schweißkopf einerseits längs einer trode tragenden Schweißkopf und die Einrichtung zur Hohlraumachse in einem Winkel von 45° gezur Führung und Regelung der Stellung des neigten Gleitführung mittels eines von außen betätig-Schweißkopfes entlang seiner Längsachse auf- baren Winkelhebelgestänges verschiebbar ist und anweist, dadurch gekennzeichnet, daß der dererseits gemeinsam mit einem Tragstück senkrecht Schweißkopf (5) einerseits längs einer zur Hohl- 15 zur Achse dieser Gleitführung mittels eines doppelraumachse in einem Winkel von 45° geneigten seitig beaufschlagbaren Kolbens bewegbar ist, dessen Gleitführung(12) mittels eines von außen betätig- Beaufschlagung in bekannter Weise durch ein Servobaren Winkelhebelgestänges (II) verschiebbar ist ventil erfolgt, das einmal durch Potentiometerfem- und andererseits gemeinsam mit einem Tragstück steuerung in Abhängigkeit von der Differenz der (10) senkrecht zur Achse dieser Gleitführung (12) 20 Lichtbogenspannung V und einer an diesem Potenmittels eines doppelseitig beaufschlagbaren KoI- tiometer abgreifbaren Bezugsspannung V₀ und weiter bens (9) bewegbar ist, dessen Beaufschlagung in durch die Differenz zwischen der Spannung V am bekannter Weise durch ein Servoventil (6) erfolgt. Schleifkontakt eines weiteren Potentiometers, das am das einmal durch Potentiometerfernsteuerung in Tragstück sitzt und durch die Relativbewegung zwi-Abhängigkeit von der Differenz der Lichtbogen- »5 sehen dem Zylinder des Kolbens und dem Tragstück spannung V und einer an diesem Potentiometer verstellbar ist und so der Bewegung des Schweißabgreifbaren Bezugsspannung V₀ und weiter kopfes folgt, und der Bezugsspannung F₀ aus dem durch die Differenz zwischen der Spannung V ersten Potentiometer beeinflußt wird,
am Schleifkontakt eines weiteren Potentiometers Eine zweckmäßige Weiterbildung ergibt sich da-

(17), das am Tragstück (10) sitzt und durch die 30 durch, daß der Schweißkopf durch ein an der Gleit-Relativbewegung zwischen dem Zylinder des führung angreifendes Winkelhebelgestänge in Pendel-Kolbens (9) und dem Tragstück (10) verstellbar bewegung versetzbar ist.

ist und so der Bewegung des Schweißkopfes Durch die Schrägstellung der beiden Führungsbah-

folgt, und der Bezugsspannung V₀ aus dem nen lassen sich Bahnen ausreichender Länge so ersten Potentiometer beeinflußt wird. 35 unterbringen, daß dabei der Außendurchmesser der

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- gesamten Vorrichtung noch besonders klein gehalten kennzeichnet, daß der Schweißkopf {5) durch ein werden kann. Wenn dann Stumpfstöße von ineinan der Gleitführung (12) angreifendes Winkel- ander geschobenen Rohren durch eine innere Kehlhebelgestänge (11) in Pendelbewegung versetzbar naht miteinander zu verbinden sind, kann die Elekist. 40 trode auch unter sehr beengten räumlichen Verhält

nissen ohne unmittelbare Sichtverbindung zur Schweißstelle dennoch genau ausgeführt werden. Es

ist dabei bedeutsam, daß die Elektrode nicht nur in