DE19808383A1 - Verfahren zum Metall-Schutzgas-Lichtbogen-Schweißen (MIG/MAG-Schweißen) von zwei oder mehreren Fügepartnern - Google Patents

Verfahren zum Metall-Schutzgas-Lichtbogen-Schweißen (MIG/MAG-Schweißen) von zwei oder mehreren Fügepartnern

Info

Publication number
DE19808383A1
DE19808383A1 DE1998108383 DE19808383A DE19808383A1 DE 19808383 A1 DE19808383 A1 DE 19808383A1 DE 1998108383 DE1998108383 DE 1998108383 DE 19808383 A DE19808383 A DE 19808383A DE 19808383 A1 DE19808383 A1 DE 19808383A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
welding
short
period
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE1998108383
Other languages
English (en)
Inventor
Sven Juettner
Josef Artelsmair
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE1998108383 priority Critical patent/DE19808383A1/de
Publication of DE19808383A1 publication Critical patent/DE19808383A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
    • B23K9/091—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits
    • B23K9/092—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits characterised by the shape of the pulses produced

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Description

Das Metall-Schutzgas-Lichtbogen-Schweißen (auch Metall-Inertgas-Lichtbogenschweißen oder Metall-Inertgas-Schweißen oder kurz MIG-/MAG-Schweißen genannt) wird seit langer Zeit für das Verschweißen von Stahlblechen erfolgreich eingesetzt. Beim Metall-Schutzgas- Lichtbogenschweißen brennt ein mittels einer elektrischen Schweißstromquelle erzeugter Lichtbogen zwischen einer abschmelzenden Metallelektrode, die gleichzeitig den Schweißzusatz darstellt, und dem Schweißschmelzbad an dem bzw. den Werkstücken. Das Schutzgas ist inert wie Argon, Helium oder ihre Gemische (MIG-Schweißen) oder es besteht aus einem sogenannten Aktivgas (MAG-Schweißen). Dieses Aktivgas ist z. B. Kohlendioxid (MAGC-Schweißen) oder ein Gasgemisch aus Argon und Kohlendioxid (MAGM-Schweißen).
Im Laufe der Zeit haben sich für das Metall-Schutzgas-Lichtbogenschweißen (MIG-/MAG-Schwei­ ßen) verschiedene Verfahrensvarianten entwickelt, die je nach Wahl des Schutzgases und der Schweißparameter eingeteilt werden. Diese Varianten werden als Kurz(schluß)lichtbogen-, Sprühlichtbogen-, Rotationslichtbogen-, Langlichtbogen- und Impulslichtbogen-Schweißen bezeichnet und sind in dem Buch "Handbuch der Schweißverfahren" von Robert Killing, Teil 1: Lichtbogenschweißverfahren, DVS Verlag Düsseldorf, 2. Auflage 1991 genauer dargestellt.
Beim Impulslichtbogen-Schweißen wird die elektrische Schweißstromquelle periodisch mit einer Frequenz f = 1/T zwischen zwei Kennlinien-Zuständen A und B umgeschaltet. Dadurch fließen abwechselnd im (Grund-)Zustand A ein niedriger (Grund-)Schweißstrom IA und im (Impuls-)Zustand B ein höherer (Impuls-)Schweißstrom IB. Der Grundstrom hat die Aufgabe, die Ionisation der Lichtbogenstrecke aufrecht zu erhalten, um mit dem Lichtbogen das Metalldrahtelektrodenende und die Werkstückoberfläche vorzuwärmen und anzuschmelzen. Der Werkstoffübergang erfolgt nahezu ausschließlich nach dem Schmelzen des Metalldrahtelektrodenendes in der Impulsphase. Je nach eingestellter Schweißparameterkombination lösen sich je Impuls ein oder mehrere Tropfen von der Drahtelektrode ab. Neben Grund- und Impulsschweißstromstärke tritt als weiterer Schweißparameter die von Grundstromzeit tA und Impulsstromzeit tB abhängige Impulsfrequenz f. Sie ist bei modernen Schweißstromquellen stufenlos einstellbar. Die Impulslichtbogentechnik wird insbesondere bei mitteldünnen Stahlblechen (Blechdicken größer als 1,5 bis 2,5 mm) angewandt, wenn eine gute Schweißnahtoberfläche und ein ruhiger Schweißprozeß gefordert ist, sowie beim Schweißen in Zwangslagen. Bei korrekter Einstellung der Schweißparameter erfolgt der Werkstoffübergang zumindest im wesentlichen kurzschlußfrei.
Der Kurzlichtbogen ist charakteristisch für das Schweißen mit geringer Abwärmeinbringung. Es ist beim MIG-, MAGM- und MAGC-Verfahren möglich. Während der Lichtbogenbrennzeit (Lichtbogenphase L) wird zwar der Grundwerkstoff aufgeschmolzen, es löst sich aber kein Schmelztropfen von der Elektrodenspitze. Durch die kontinuierliche Drahtzufuhr und das Tropfenwachstum kommt es zum Kurzschluß zwischen Elektrode und Schmelzbad. Der daraufhin im Kurzschlußzustand K fließende hohe Kurzschlußstrom schnürt einen Tropfen ab, und es entsteht wieder durch ein Metalldämpfe dialysierter Spalt, so daß der Lichtbogen neu zünden kann (Lichtbogenphase L). Beim Kurzlichtbogenprozeß findet also in mehr oder weniger regelmäßigem Wechsel ein Zünden und Erlöschen des Lichtbogens statt. Der Werkstoff geht ausschließlich in der Kurzschlußphase K über. Der Kurzlichtbogenprozeß findet Anwendung insbesondere beim Schweißen von dünnen Stahlblechen (Blechdicken kleiner als 1,5 bis 2,5 mm), von einseitigen Wurzelhaken an dickeren Blechen und beim Schweißen in Zwangspositionen.
Hinsichtlich des Schweißens von Leichtmetallwerkstücken, z. B. Leichtmetall-Gußteilen oder Leichtmetallblechen, sind die bekannten MIG-/MAG-Schweißverfahren, die für das Schweißen von Stahlblechen entwickelt wurden, nicht optimal. Im Vergleich zu Eisenwerkstoffen sind Aluminium und Magnesium sowie ihre Legierungen wesentlich leichter verdampfbar, da sie einen geringeren Schmelzpunkt, eine geringere Verdampfungstemperatur sowie eine geringere Wärmekapazität besitzen. Aufgrund ihrer relativ hohen chemischen Reaktivität können sich Schwierigkeiten durch die sich auf den Leichtmetall-Oberflächen ausbildenden Oxidschichten ergeben.
Es besteht daher die Aufgabe, die bekannten Metall-Schutzgas-Lichtbogenschweißverfahren (MIG-/MAG-Schweißverfahren) insbesondere für das Schweißen von einem oder mehreren Werkstücken aus Leichtmetallen bzw. Leichtmetallegierung zu optimieren.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 18 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Bei Versuchen der Anmelderin hat sich gezeigt, daß das ursprünglich für Eisenwerkstoffe entwickelte Standard-Impulslichtbogenschweißen insbesondere bei Werkstücken aus Leichtmetallegierungen und hier insbesondere aus Magnesiumlegierungen unbefriedigend arbeitet. Die Impulslichtbogen-Schweißtechnik wird bevorzugt ab Blechdicken von etwa 1,5 bis 2,5 mm eingesetzt, wie sie häufig im Kraftfahrzeug-Karosseriebau auftreten. Bei Magnesiumlegierung-Werkstoffen zeigte ein Schweißprozeß mit konventionellen MIG-Im­ pulslichtbogen-Schweißanlagen keinen stabilen Schweißprozeß, sondern es kam zu zahlreichen Schweißspritzern, die wiederum die Oberfläche der zu verschweißenden Werkstücke beschädigen oder verändern und ein Sicherheitsproblem für die Bedienungsperson der Schweißanlage darstellen. Die Schweißspritzer sind unter anderem auf die geringe Strombelastbarkeit der Magnesiumlegierung-Schweißdrähte zurückzuführen: Beim Stromimpuls des Zustands B verdampft ein Teil der Magnesiumschmelze an der Schweißdrahtspitze mit der Folge, daß der Schweißtropfen in mehrere Einzeltropfen zerplatzt, was zu Spritzern führt. Verringert man lediglich die Stromstärke IB im Zustand B oder dessen Zeitdauer TB, so kann der Magnesium-Schmelztropfen nicht mehr sicher vom Magnesium-Schweißdraht gelöst werden, da sich Magnesium bzw. eine Magnesiumlegierung im Vergleich zu einem Eisenwerkstoff sehr viel schwerer vom gleichartigen Elektrodenmaterial löst.
Erfindungsgemäß wird daher die Schweißstromquelle beim Verfahren gemäß Anspruch 1 zeitlich zwischen dem Grundstromzustand A und dem Impulsstromzustand B in einen weiteren Zustand C umgeschaltet, in dem ein Strom IC fließt, und dessen Stromstärke zwischen der des Grundschweißstromes IA und des Impulsschweißstromes IB liegt. Durch diesen weiteren, dem Impulsschweißstromzustand B nachgeschalteten Stromzustand C wird die Ablösung des an der Schweißelektrode gebildeten Schmelztropfens auf niedrigerem Stromniveau gesichert, wodurch die Gefahr einer Werkstoffverdampfung wesentlich verringert bzw. vollständig vermieden wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 1 und dessen Weiterbildungen wird somit die Qualität einer im Metall-Schutzgas- Impulslichtbogen-Schweißverfahren erzeugten Schweißnaht erhöht und eine mögliche Gefährdung des Bedienungspersonals der Schweißanlage durch Schweißspritzer sicher vermieden.
Es hat sich gezeigt, daß besonders gute Ergebnisse erzielt werden, wenn die Zeitdauer TC des Zustands C zwischen einem Zehntel und dem Zehnfachen, insbesondere zwischen einem Viertel und dem Vierfachen der Zeitdauer TA des Zustandes A liegt. Besonders bevorzugt wird, daß die Zeitdauer TC des Zustands C etwa gleich der Zeitdauer TA des Zustands A ist.
Für die im Fahrzeug-Karosseriebau besonders häufig anzutreffenden Blechdicken von 1 bis wenigen mm haben sich, insbesondere für das Verschweißen von Magnesiumlegierungs- Werkstoffen, Zeitdauern TC des Zustands C von 0,1 ms bis 100 ms, insbesondere 0,5 ms bis 50 ms, bevorzugt 1 ms bis 10 ms, besonders bevorzugt 2 ms bis 3 ms, besonders bewährt.
Ebenso hat es sich besonders bewährt, die Schweißstromstärke IC im Zustand C etwa hälftig zwischen der Impulsschweißstromstärke IB im Zustand B und der Grundschweißstromstärke IA im Zustand A zu wählen.
Selbstverständlich kann die Schweißstromquelle auch neben den Zuständen A, B und C während des Schweißens noch in weitere Zustände umgeschaltet werden. Es hat sich aber gezeigt, daß bereits ein Schweißen mittels dieser drei gewählten, beschriebenen Zustände A, B und C ein sicheres, spritzerarmes Impulslichtbogenschweißen von Metallteilen, insbesondere Magnesiumteilen, ermöglicht.
Bei Versuchen der Anmelderin hat sich gezeigt, daß die elektrische Schweißstromquelle vorteilhaft mittels einer elektrischen Stromregelung geregelt wird. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, eine Regelung der elektrischen Schweißstromquelle durch eine Spannungsregelung oder eine Leistungsregelung vorzusehen.
Das ursprünglich für Eisenwerkstoffe entwickelte Standard-Kurzlichtbogenschweißen arbeitet, wie sich bei Versuchen der Anmelderin ebenfalls gezeigt hat, insbesondere bei Werkstücken aus Leichtmetall-Legierungen, und hier insbesondere Magnesiumlegierungen, ebenfalls unbefriedigend. Das Kurzlichtbogen- bzw. Kurzschlußlichtbogenschweißen wird bevorzugt bei Blechdicken von unterhalb 1,5 bis 2,5 mm angewandt, die ebenfalls häufig im Kraftfahrzeug-Karosseriebau auftreten. Bei Magnesium-Legierungswerkstoffen traten bei Versuchen der Anmelderin bei Schweißprozessen mit konventionellen Kurzlichtbogen- Schweißanlagen ebenfalls erhebliche Probleme auf. Die Tatsache, daß der Magnesium- Schmelztropfen eine wesentlich größere Haftung an einer Magnesium- Schweißdrahtelektrode zeigt als ein Eisenwerkstoff-Schmelztropfen an einer Eisenwerkstoff- Schweißdrahtelektrode beim Kurzlichtbogenschweißen von Eisenblechen, führt zu einem sehr unregelmäßigen Übergang des Schweißzusatz-Schmelzwerkstoffes in der Kurzschlußphase K, und zwar sowohl in zeitlicher als auch in mengenmäßiger Hinsicht. Das heißt, Kurzschlußphase K und Lichtbogenphase L wechseln zeitlich unregelmäßig miteinander ab, und die Größe des in der Kurzschlußphase K jeweils übergehenden geschmolzenen Schweißzusatz-Werkstofftropfens aus der abschmelzenden Leichtmetallelektrode, insbesondere Magnesiumelektrode, ist sehr unregelmäßig. Dies führt zu Schweißnähten, die sowohl von der Festigkeit als auch vom Aussehen her eine schlechte Qualität besitzen. Es ist dabei zu beachten, daß beim Kurzlichtbogenschweißen - im Vergleich zum Impulslichtbogenschweißen - dieses Problem noch dadurch verschärft wird, daß keine zeitliche Steuerung des Schweißprozesses durch eine periodisch getaktet geschaltete Schweißstromquelle erfolgt, sondern daß der zeitliche Wechsel zwischen Kurzschlußphase K und Lichtbogenphase L durch die im wesentlichen periodisch ablaufenden Prozesse beim Schweißen selbst erfolgt. Daher wirken sich nicht optimale Bedingungen und Schwierigkeiten beim Schweißen beim Kurzlichtbogenprozeß noch wesentlich stärker negativ auf die Nahtqualität aus als beim in höherem Maße von außen gesteuerten Impulslichtbogenprozeß.
Erfindungsgemäß wird die Schweißstromquelle beim Verfahren gemäß Anspruch 18 am Ende der Kurzschlußphase K bzw. zu Beginn der Lichtbogenphase L gesteuert in einen Zustand N (Nachpulsphase) geschaltet, in dem ein Schweißstrom I fließt, dessen Stärke IN kleiner ist als die maximale Stromstärke I3 in der Kurzschlußphase K und größer ist als die minimale Stromstärke I1 in der Lichtbogenphase L. Es wird ergänzend darauf hingewiesen, daß bei einigen wenigen der alternierend ablaufenden Zyklen aus Lichtbogenphase L, Nachpulsphase N, und Kurzschlußphase K diese Stromstärkeverhältnisse auch ausnahmsweise einmal nicht erfüllt sein können, daß aber im Mittel über viele Phasenzyklen die angegebenen Stromstärkeverhältnisse korrekt erfüllt sind. Die vereinzelt möglichen Ausnahmen beruhen (wie beim erfindungsgemäßen verbesserten Kurzlichtbogen- Schweißverfahren bereits angedeutet) darauf, daß das Kurzlichtbogenschweißen - im Gegensatz zum Impulslichtbogenschweißen - zeitlich nicht durch eine getaktet umgeschaltete Schweißstromquelle, sondern durch den im wesentlichen periodisch ablaufenden Schweißprozeß selbst zeitlich gesteuert wird.
Es wird bevorzugt, daß die elektrische Schweißstromquelle des erfindungsgemäßen Kurzlichtbogen-Schweißverfahrens mittels einer elektrischen Stromregelung geregelt wird. Grundsätzlich ist aber auch eine Spannungs- oder eine Leistungsregelung möglich.
Im allgemeinen läuft das erfindungsgemäße Kurzlichtbogen-Schweißverfahren bevorzugt so ab, daß am Ende der Kurzschlußphase K die Stromstärke des Schweißstroms I zunächst auf einen Wert I4 abfällt, der kleiner als die maximale Stromstärke I3 in der Kurzschlußphase K und größer oder gleich der minimalen Stromstärke I1 in der Lichtbogenphase L ist. Die Stromstärke des Schweißstroms I kann anschließend wieder ansteigen; der Nachpuls N kann aber auch derart aussehen, daß die Stromstärke I gesteuert für einen gewissen Zeitraum auf diesen Wert I4 verbleibt, wobei der Stromstärkewert I4 kleiner als die maximale Stromstärke I3 in der Kurzschlußphase K und größer als die minimale Stromstärke I1 in der Lichtbogenphase L ist.
Wählt man einen anschließenden Wiederanstieg der Stromstärke I nach dem Abfall auf den Stromstärkewert I4, so wird man bevorzugt den Wiederanstieg in dieser Nachpulsphase N durch einen gesteuert vorgebbaren Stromstärkegrenzwert IN,max begrenzen, der kleiner oder gleich der maximalen Stromstärke I3 in der Kurzschlußphase K und größer als die minimale Stromstärke I1 in der Lichtbogenphase L ist. Der Schweißprozeß und die elektrische Schweißstromquelle können so ausgelegt sein, daß die Stromstärke I in der Regel bis auf diesen vorgebbaren Stromstärkegrenzwert IN,max ansteigt und anschließend für einen gewissen Zeitraum auf diesem Wert verbleibt. Es kann aber auch sein, daß dieser vorgebbare Stromstärkegrenzwert IN,max lediglich ein reiner Sicherheitsgrenzwert ist, der im normalen Schweißprozeß üblicherweise nicht erreicht wird.
Die wesentliche Funktion des gesteuert erzeugten Nachpulses N beim erfindungsgemäßen Kurzlichtbogen-Schweißverfahren besteht darin, die Schweißzusatz-Metallelektrode möglichst gesteuert und reproduzierbar an ihrem Ende anzuschmelzen, so daß eine möglichst konstante und reproduzierbare Größe des Schmelztropfens an der Metallelektrode für die nächste Kurzschlußphase K vorliegt. Wie eingangs erläutert, wird beim Kurzlichtbogenschweißen während der Lichtbogenphase L der Elektrodenwerkstoff angeschmolzen, es löst sich aber kein Schmelztropfen von der Elektrodenspitze. Der Werkstoffübergang findet im wesentlichen erst in der Kurzschlußphase K statt, in der es durch den kontinuierlichen Vorschub der Schweißelektrode und das Wachstum des an der Metallschweißelektrode hängenden Tropfens zu einem Kurzschluß zwischen Schweißzusatz-Metallelektrode und Schmelzbad kommt. Der daraufhin fließende hohe Kurzschlußstrom bewirkt einerseits ein weiteres rasches Abschmelzen der Metall- Schweißelektrode, die gleichzeitig den Schweißzusatz darstellt. Andererseits schnürt der hohe Kurzschlußstrom einen Tropfen ab. Im Gegensatz zu Eisenwerkstoffen haften Leichtmetallwerkstoffe, insbesondere Magnesiumlegierungen, wie gesagt stark am gleichartigen Elektrodenmaterial, so daß der abgeschnürte Tropfen oft unregelmäßig groß ausfällt und ein mehr oder weniger großer Anteil des aufgeschmolzenen Schweißzusatz- Werkstoffes an der Metall-Schweißelektrode verbleibt. Durch diesen zu Beginn der Lichtbogenphase L noch an der Metallelektrode verbliebenen Rest-Schmelztropfen kommt es nun rascher zu einem erneuten Kurzschluß als bei einem vollständig abgeschnürten und abgelösten Tropfen. Das Ergebnis sind, wie bereits dargelegt, zeitliche Fluktuationen zwischen den Beginnen von aufeinanderfolgenden Kurzschlußphasen (d. h. schwankende Zykluszeiten Z des Kurzlichtbogen-Prozesses), verbunden mit unterschiedlich großen jeweils in den Kurzschlußphasen K übergehenden Werkstoffmengen aus der Schweißzusatz- Metallelektrode. Daß dies zu einer schlechten Nahtqualität führt, ist ersichtlich. Der erfindungsgemäß eingesetzte Nachpuls N am Ende der Kurzschlußphase K bzw. zu Beginn der Lichtbogenphase L, der im wesentlichen von der Steuerung der Schweißstromquelle gesteuert wird, bewirkt ein kontrolliertes Anschmelzen der Schweißzusatz-Metallelektrode. Das Anschmelzen der Schweißzusatz-Metallelektrode findet somit in einem gesteuerten Prozeß statt, wodurch die Größe des Anschmelztropfens sehr gut reproduzierbar wird. Eine sehr gut reproduzierte Größe des Anschmelztropfens bewirkt wiederum einen sehr gut reproduzierten, schwankungsarmen zeitlichen Ablauf des Kurzlichtbogen- Schweißprozesses, und das Ergebnis ist eine wesentlich gleichmäßigere und somit in der Qualität verbesserte Schweißnaht, insbesondere bei Leichtmetallwerkstoffen.
Für einen sauber und reproduzierbar ablaufenden Kurzlichtbogenprozeß, insbesondere bei Leichtmetallwerkstoffen, ist es wichtig, daß die in der Nachpulsphase N eingebrachte Leistung möglichst gut konstant und reproduzierbar ist. Diesem Zweck kann der vorgebbare Stromstärkegrenzwert IN,max dienen, auf den die Stromstärke I bei ihrem Wiederanstieg in der Nachpulsphase N nach dem Abfall auf den Stromstärkewert I4 höchstens ansteigen kann. Diesem Zweck kann es aber z. B. ebenfalls dienen, den Wiederanstieg in der Nachpulsphase N gesteuert mit einer vorgegebenen Stromanstiegsrampe ablaufen zu lassen. Außerdem gibt es die Möglichkeit, auch den Abfall der Stromstärke I am Ende der Nachpulsphase N in Richtung auf die minimale Stromstärke I1 der Lichtbogenphase L gesteuert ablaufen zu lassen. Dieser Abfall kann z. B. linear mit einer vorgegebenen Stromabfallrate erfolgen, er kann exponentiell mit einem vorgegebenen Exponenten der Exponentialfunktion erfolgen, oder er kann z. B. auch stufenweise in mehreren aufeinander folgenden Schritten erfolgen. Es hat sich gezeigt, daß es zur Vermeidung von Schweißspritzern günstig ist, die Stromstärke I am Ende der Nachpulsphase N mindestens so rasch in Richtung auf die minimale Stromstärke I1 in der Lichtbogenphase L abfallen zu lassen, daß - zumindest im wesentlichen - eine gleichbleibende minimale Lichtbogenphasen- Stromstärke I1 erreicht wird, bevor die nächste Kurzschlußphase K durch einen Kurzschluß startet. Setzt der nächste Kurzschluß K nämlich noch ein, solange die Schweißstromstärke I noch relativ hoch ist, so treten vermehrt Schweißspritzer auf.
Die in der Nachpulsphase N in den Schweißprozeß eingebrachte elektrische Leistung, die die Größe des an der Schweißzusatz-Metallelektrode anhaftenden Tropfens bestimmt, ist für jedes System optimal durch Versuche auszuwählen. Ist die elektrische Leistung zu klein gewählt, so stellt das Abschmelzen der Metallelektrode in der Nachpulsphase N nicht mehr den dominierenden Abschmelzprozeß der Metallelektrode dar, so daß zu große Unregelmäßigkeiten in der Tropfengröße bei aufeinander folgenden Zyklen auftreten und es wiederum zu den oben geschilderten schlechten Nahtqualitäten des konventionellen Kurzlichtbogen-Prozesses - wenn auch in vermindertem Maße - kommt. Wählt man umgekehrt - z. B. durch eine zu lange Nachpulsphase N - eine zu hohe in der Nachpulsphase N eingebrachte elektrische Leistung, so bildet sich an der Schweißzusatz-Metallelektrode ein sehr großer Tropfen, und die Metallelektrode brennt entsprechend sehr weit zurück. (Der Schmelztropfen hat einen größeren Querschnitt als die drahtförmige Metallelektrode). Bis zum Beginn der nächsten Kurzschlußphase K vergeht durch dieses weitere Zurückbrennen bei konstant gehaltenem kontinuierlichen Elektrodenvorschub eine relativ lange Zeit. Dies führt zu einem grobschuppigen Aussehen der erzeugten Naht, und die Schweißleistung sinkt ab.
Um die im erfindungsgemäßen verbesserten Kurzlichtbogen-Schweißprozeß in das Schweißsystem in der Nachpulsphase N eingebrachte Leistung möglichst reproduzierbar zu halten, hat es sich deshalb besonders bewährt, für den Wiederanstieg der Stromstärke nach dem Abfall auf den Wert I4 einen gesteuert vorgebbaren Stromstärkegrenzwert IN,max vorzusehen, der regelmäßig erreicht wird, und ferner vorzusehen, daß die Zeitdauer des Anstiegs und des Verbleibens auf dem vorgegebenen Stromstärkegrenzwert IN,max zusammengenommen gesteuert eine gewisse Zeitspanne beträgt. Alternativ kann man natürlich auch die Stromstärke I gesteuert für einen gewissen Zeitraum auf diesem Stromstärkewert I4 belassen.
Es hat sich außerdem als vorteilhaft erwiesen, die Stromstärke I zu Beginn der Kurzschlußphase K nicht sofort ansteigen zu lassen, sondern gesteuert erst einen gewissen Verzögerungszeitraum, in dem die Stromstärke I zumindest im wesentlichen noch auf dem Wert der minimalen Lichtbogenphasen-Stromstärke I1 verbleibt, einzufügen. Dieser Verzögerungszeitraum führt ebenfalls zu einer Verminderung von Schweißspritzern.
Selbstverständlich ist es auch möglich, statt eines einzigen Nachpulses mehrere Nachpulse am Ende der Kurzschlußphase K bzw. zu Beginn der Lichtbogenphase L vorzusehen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele, die in den beigefügten Zeichnungen erläutert sind, näher dargestellt. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metall-Schutzgas- Lichtbogenschweißverfahrens gemäß Anspruch 1 (verbessertes Impuls- Lichtbogen-Schweißverfahren) anhand eines Schweißstrom-Schweißspannung- Zeit-Diagramms (I-U-t-Diagramms) in schematischer Darstellung;
Fig. 2 ein Schweißstrom-Schweißspannung-Zeit-Diagramm eines realen Impulslichtbogen-Schweißprozesses ähnlich dem der Fig. 1;
Fig. 3 ein Schweißstrom-Schweißspannung-Zeit-Diagramm eines konventionellen Impulslichtbogen-Schweißprozesses nach dem Stand der Technik in schematischer Darstellung;
Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metall-Schutzgas- Lichtbogen-Schweißverfahrens gemäß Anspruch 18 (verbessertes Kurzlichtbogen-Schweißverfahren) anhand eines Schweißstrom- Schweißspannung-Zeit-Diagramms (I-U-t-Diagramms) in schematischer Darstellung;
Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metall-Schutzgas- Lichtbogen-Schweißverfahrens gemäß Anspruch 18 (verbessertes Kurzlichtbogen-Schweißverfahren) anhand eines Schweißstrom- Schweißspannung-Zeit-Diagramms in schematischer Darstellung;
Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metall-Schutzgas- Lichtbogen-Schweißverfahrens gemäß Anspruch 18 (verbessertes Kurzlichtbogen-Schweißverfahren) anhand eines Schweißstrom- Schweißspannung-Zeit-Diagramms in schematischer Darstellung;
Fig. 7 ein Schweißstrom-Schweißspannung-Zeit-Diagramm eines realen Kurzschluß- Lichtbogen-Schweißprozesses ähnlich dem der Fig. 6 als viertes Ausführungsbeispiel;
Fig. 8 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Metall-Schutzgas- Lichtbogen-Schweißverfahrens gemäß Anspruch 18 (verbessertes Kurzlichtbogen-Schweißverfahren) anhand eines Schweißstrom- Schweißspannung-Zeit-Diagramms in schematischer Darstellung;
Fig. 9 ein Schweißstrom-Schweißspannung-Zeit-Diagramm eines konventionellen Kurzlichtbogen-Schweißprozesses nach dem Stand der Technik.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erlindungsgemäß verbesserten Impuls- Lichtbogen-Schweißverfahrens gemäß Anspruch 1 schematisch anhand eines (vereinfachten) Schweißstrom-Schweißspannung-Zeit-Diagramms (I-U-t-Diagramms) dargestellt. Im Vergleich dazu zeigt Fig. 3 einen konventionellen Impulslichtbogen- Schweißprozeß nach dem Stand der Technik (gemäß "Handbuch der Schweißverfahren" von Robert Killing, Teil 1: Lichtbogenschweißverfahren, DVS Verlag Düsseldorf, 2. Auflage 1991).
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wechseln beim konventionellen Impulslichtbogen- Schweißverfahren Zeitspannen TA, in denen die Schweißstromquelle in einen Zustand A mit einem Grundschweißstrom IA geschaltet ist, mit Zeitspannen TB, in denen die Schweißstromquelle in einen Zustand B mit einem (deutlich höheren) Impulsschweißstrom IB geschaltet ist, ab. Dieser Wechsel von Grundschweißstromphase A und Impulsschweißstromphase B erfolgt beim Impulslichtbogenverfahren nicht frei, sondern zeitlich gesteuert durch die Schweißstromquelle, und zwar periodisch mit einer Frequenz f = 1/T = 1/(TA+TB).
Im Vergleich dazu ist der Fig. 1 ohne weiteres entnehmbar, daß die Schweißstromquelle zeitlich zwischen dem Zustand B und dem Zustand A jeweils in einen weiteren Zustand C (Nachpuls) geschaltet wird, in dem ein Schweißstrom IC fließt, dessen Stärke zwischen der des Grundschweißstroms IA und des Impulsschweißstromes IB liegt. Durch diesen Nachpuls C mit einer Zeitdauer TC kann insbesondere beim Schweißen von Leichtmetall-Werkstoffen z. B. Magnesiumlegierungen, eine Schweißnaht hoher Festigkeit und guten Aussehens erreicht werden, und das bei zumindest weitgehender Spritzerfreiheit des ansonsten sehr problematisch zu verschweißenden Magnesium- oder Aluminiumwerkstoffes.
Fig. 2 zeigt anhand eines Schweißstrom-Schweißspannung-Zeit-Diagramms (I-U-t-Dia­ gramms) einen realen Impulslichtbogen-Schweißprozeß, der im wesentlichen dem in der schematischen Darstellung der Fig. 1 gezeigten Schweißprozeß entspricht. Deutlich ist der dem Impulsstrom IB nachgesetzte Nachpuls (Zustand C) mit einem Schweißstrom IC zu erkennen, dessen Stärke etwa mittig zwischen der Grundschweißstromstärke IA im Zustand A und der Impulsschweißstromstärke IB in Zustand B gewählt ist. Bei dem realen Ausführungsbeispiel der Fig. 2, bei dem zwei 3,5 mm dicke Bleche aus der Magnesiumlegierung AZ 61 (MgAl6Zn1) miteinander verschweißt wurden, betrug die Zeitdauer TC des Nachpuls-Zustands C etwa 3 ms, während die gesamte Zykluszeit T = TA+TB+TC = 1/f eines Impulszyklus etwa bei 25 ms lag. Die Metallelektrode des MIG-Schweiß­ verfahrens der Fig. 2, die gleichzeitig den Schweißzusatzwerkstoff lieferte, war als Drahtelektrode aus einer Magnesiumlegierung mit einem Durchmesser von etwa 1,6 mm ausgebildet. Die erreichte Schweißgeschwindigkeit betrug vS = 0,9 m/min, die Schweißdraht- Vorschubgeschwindigkeit vD = 7,3 m/min. Die Schweißstromquelle war mit einer elektronischen Schweißstromregelung ausgerüstet.
Selbstverständlich hängen die im einzelnen zu verwendenden optimalen Parameterwerte (Schweißstromstärken IA, IB, IC und Zeitdauern der verschiedenen Zustände TA, TB, TC) von den zu verschweißenden Werkstücken und sonstigen Anforderungen an den Schweißprozeß ab.
Fig. 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß verbesserten Kurzlichtbogen-Schweißverfahrens anhand eines (vereinfachten) Schweißstrom- Schweißspannung-Zeit-Diagramms (I-U-t-Diagramms) in schematischer Darstellung. Es ist besonders instruktiv, die Fig. 4 im Vergleich zur Fig. 9 zu betrachten, die ein bekanntes Kurzschlußlichtbogen-Schweißverfahren nach dem Stand der Technik (gemäß "Handbuch der Schweißverfahren" von Robert Killing, Teil 1: Lichtbogenschweißverfahren, DVS Verlag Düsseldorf, 2. Auflage 1991) anhand eines (vereinfachten) Schweißstrom- Schweißspannung-Zeit-Diagramms (I-U-t-Diagramms) in schematischer Darstellung zeigt.
Der bekannte Kurzlichtbogen-Schweißprozeß der Fig. 9 setzt sich im wesentlichen aus zwei Phasen zusammen: Der Kurzschlußphase IK, in der der zwischen der Schweißzusatz- Metallelektrode und dem Schweißbad fließende Schweißstrom I im Kurzschluß schnell auf hohe Werte ansteigt, und der Lichtbogenphase L, in der zwischen der Metallelektrode und dem Schweißbad ein Lichtbogen brennt. Während der Kurzschlußphase K ist der Schweißstrom IK zwischen Metallelektrode und Schweißschmelzbad sehr hoch, da aufgrund des auftretenden Kurzschlusses zwischen der an ihrem Ende angeschmolzenen Schweißzusatz-Metallelektrode und dem Schweißbad nur ein äußerst geringer Widerstand vorhanden ist. Diesem sehr hohen Kurzschluß-Schweißstrom IK steht daher nur eine geringe Schweißspannung UK gegenüber, die von der elektrischen Schweißstromquelle geliefert werden muß.
Umgekehrt ist während der Lichtbogenphase L der Schweißstrom IL wesentlich geringer, und die dafür benötigte Schweißspannung UL wesentlich höher. Das zeitliche Wechselspiel zwischen der Kurzschlußphase K, deren Zeitdauer in der Fig. 9 mit T3 bezeichnet ist, und der Lichtbogenphase L, deren Zeitdauer in der Fig. 9 mit T51 bezeichnet ist, ergibt sich durch den Schweißprozeß selbst, und zwar durch den kontinuierlichen Vorschub der Schweißzusatz-Metallelektrode und das abwechselnd erfolgende Zünden eines Lichtbogens zwischen der abschmelzenden Metallelektrode und dem Löschen des Lichtbogens durch den Kurzschluß zwischen der an ihrem Ende angeschmolzenen Metallelektrode und dem Schmelzbad. Der Beginn des Auftretens des Kurzschlusses ist mit t23 bezeichnet, während das Aufreißen des Kurzschlusses durch Abschnüren des Tropfens und Zünden des Lichtbogens mit t5 bezeichnet ist. Die Zykluszeit Z des bekannten Kurzlichtbogen- Schweißprozesses der Fig. 9 (d. h. die Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kurzschlußphasenbeginnen t23) entspricht daher der Summe der beiden Zeitspannen von Kurzschluß- und Lichtbogenphase (Zykluszeit Z = T3+T51).
Zum in Fig. 4 mit t2 bezeichneten Zeitpunkt tritt bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 zwischen der abschmelzenden Schweißzusatz-Metallelektrode und dem Schweißbad der Kurzschluß auf, wie an der zu diesem Zeitpunkt stark abfallenden Schweißspannung U, die zur Erzeugung des Schweißstroms I notwendig ist, erkennbar ist. Der minimale Schweißstrom I1 aus der vorhergehenden Lichtbogenphase steigt allerdings als Reaktion auf den Kurzschluß nicht sofort an, sondern er wird - durch entsprechende Regelung der elektrischen Schweißstromquelle, nämlich durch entsprechend geregelte Absenkung der angelegten Schweißspannung U - für einen gewissen Verzögerungszeitraum T2 weiter auf diesem Niveau der minimalen Schweißstromstärke I1 der Lichtbogenphase L gehalten. Die Schweißstromstärke I1 kann sich entweder selbsttätig aufgrund der im Schweißprozeß herrschenden Verhältnisse einstellen oder sie kann durch eine entsprechende Mindeststrom-Regelung der elektrischen Schweißstromquelle vom Bediener gewählt werden.
Nach Ablauf der eingestellten Verzögerungs-Zeitdauer T2, also zum Zeitpunkt t3, steigt der Schweißstrom IK in der Kurzschlußphase K - verursacht durch den aufgetretenen Kurzschluß zwischen abschmelzender Schweißzusatz-Metallelektrode und Schweißbad - stark an. Dieser Anstieg kann entweder wiederum frei erfolgen, wobei je nach den beim Schweißprozeß herrschenden Verhältnissen die maximale Anstiegsgeschwindigkeit allein durch die Induktivität der eingesetzten elektrischen Schweißstromquelle gegeben sein kann. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 wird allerdings die elektrische Schweißstromquelle derart gesteuert, daß sich ein linearer Anstieg des Kurzschlußstroms IK mit einer vorgegebenen Stromanstiegsrate R1 ergibt. Der Anstieg erfolgt bis zu einem maximalen Stromstärkewert I3 in der Kurzschlußphase K, der in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 durch einen vorgegebenen Stromstärkegrenzwert IK,max der elektrischen Schweißstromquelle begrenzt ist. (Für den Fall, daß der Kurzschluß vor Erreichen des Maximal-Grenzwertes IK,max aufbricht, wird dieser Wert nicht erreicht, und I3 bleibt unter dem Wert IK,max.) Durch die rasche Erhöhung des Kurzschlußstroms IK in der Kurzschlußphase K wird ein zu starkes Abkühlen des Drahtelektrodenendes und damit ein "Festkleben" des dort gebildeten Schmelztropfens im Schmelzbad verhindert. Zusätzlich wird der Schmelztropfen eingeschnürt und die Ablösung des Tropfens von der Schweißzusatz-Metallelektrode unterstützt.
Zum Zeitpunkt t5 der Fig. 4 bricht der Kurzschluß zwischen Schweißzusatz-Metallelektrode und Schmelzbad auf. Der Schweißstrom I sinkt in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 mit maximaler Geschwindigkeit, die allein von der Induktivität des Schweißstromkreises abhängt, auf einen durch entsprechende Einstellung der Schweißstromquelle vorgegebenen Wert I4 ab. Die Zeitdauer T5 und die Stromabsinkrate sind mithin bei diesem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 nicht vorgegeben; es könnte aber selbstverständlich auch hier eine vorgegebene Stromabsinkrate - z. B. ein linearer Abfall mit einer Stromabsinkrate R2 - vorgesehen sein.
Es sei betont, daß - im Gegensatz zum Impulslichtbogen-Schweißverfahren der Fig. 1 und 2 - der Zeitpunkt t5 und damit die Zeitspanne T4 bzw. die Zeitspanne T3+T4 nicht von der Steuerung der elektrischen Schweißstromquelle vorgegeben wird, sondern daß das Aufbrechen des Kurzschlusses allein durch den Schweißprozeß selbst gesteuert wird.
Nach dem Absinken auf den vorgegebenen Wert I4 steigt der Schweißstrom I in der Nachpulsphase N wieder an, und zwar in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 mit einer vorgegebenen Stromanstiegsrate R3 bis auf einen durch entsprechende Einstellung der Schweißstromquelle vorgegebenen Maximalgrenzwert IN,max. Dadurch wird das Drahtelektrodenende der Schweißzusatz-Metallelektrode stark angeschmolzen. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind Schweißprozeß und Einstellung der elektrischen Schweißstromquelle so ausgelegt, daß beim Anstieg des Schweißstroms IN in der Nachpulsphase N der vorgegebene maximale Grenzwert IN,max regelmäßig erreicht wird. Die Zeitspanne T6 für den Stromanstieg mit der Stromanstiegsrate R3 sowie die Zeitspanne T7, in der der Schweißstrom I auf seinem erreichten Nachpulsphasen-Maximalwert I5 (= Stromstärkegrenzwert IN,max) verbleibt, sowie der Wert des erreichten Nachpulsphasen- Maximalwertes I5 bestimmen im wesentlichen die in der Nachpulsphase N in den Schweißprozeß eingebrachte elektrische Leistung. Eine Schweißprozeß-Steuerung wie in Fig. 4, bei der durch eine vorgegebene Stromanstiegsrate R3 und einen regelmäßig erreichten Nachpulsphasen-Stromstärke-Grenzwert IN,max sowie durch eine vorgegebene Summe der Zeitspanne T6+T7 die im Nachpuls N eingebrachte elektrische Leistung weitgehend reproduzierbar konstant gehalten wird, begünstigt ein reproduzierbares Anschmelzen des Drahtelektrodenendes und damit einen weitgehend reproduzierten und gleichbleibenden Ablauf des gesamten Prozeßzyklus Z des Kurzlichtbogen- Schweißverfahrens.
Nach Ablauf der festgelegten Summe der Zeitspannen T6+T7 sinkt die Schweißstromstärke I ab dem Zeitpunkt t8 mit einer vorgegebenen Stromabsinkrate R4 wieder ab, und der Kurzlichtbogen-Schweißprozeß tritt in die Lichtbogenphase L ein. Zum Zeitpunkt t1 erreicht die Schweißstromstärke I wiederum den minimalen Lichtbogenphasen-Stromstärkewert I1. Dieser Wert I1 der Lichtbogenphasen-Stromstärke IL bildet sich im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 frei aufgrund der vorliegenden Schweißverhältnisse, da er oberhalb eines der in der Schweißanlagen-Steuerung vorgegebenen Lichtbogenphasen-Stromstärkemindestwertes IL,min liegt. Vom Zeitpunkt t1 bis zum Auftreten des nächsten Kurzschlusses zum Zeitpunkt t2 brennt der Lichtbogen, wie aus der Fig. 4 hervorgeht, nunmehr frei mit dem Stromstärkewert I1. Am Drahtelektrodenende hängt der im wesentlichen durch den vorhergehenden Strom-Nachpuls N während der Zeitspannen T6 und T7 angeschmolzene Tropfen. Der Abstand des Schweißzusatz-Drahtelektrodenendes zum Schmelzbad wird durch den kontinuierlichen Vorschub der Metallelektrode laufend kleiner, die Lichtbogen- Schweißspannung UL sinkt. Dieser Zustand hält für eine Zeitdauer T1 an, bis die Metallelektrode mit dem geschmolzenen Tropfen zum Zeitpunkt t2 das Schmelzbad berührt und durch die Oberflächenspannung in das Schmelzbad gezogen wird. Zu diesem Zeitpunkt t2 beginnt der geschilderte Zyklus von neuem. Es wird nochmals betont, daß - im Gegensatz zum zuvor geschilderten Impulslichtbogen-Schweißverfahren der Fig. 1 und 2 - die Zeitdauer T1 der Lichtbogenphase L durch die vorliegenden Verhältnisse des Schweißprozesses bestimmt wird und nicht durch eine gesteuerte Umschaltung der Schweißstromquelle.
Eine Änderung der vorgegebenen bzw. vorgebbaren Parameter I1 bzw. IL,min, I4, I5 bzw. IN,max, R3, R4 und T6 bzw. T7 bzw. T6+T7 beeinflußt, wie Versuche der Anmelderin gezeigt haben, vor allem die Größe des angeschmolzenen Tropfens an der Metalldraht-Elektrode und damit die Zykluszeit Z für den gesamten ablaufenden Zyklus zwischen einem Kurzschluß-Zeitpunkt t2 und dem darauffolgenden nächsten Kurzschlußzeitpunkt t2. Durch eine Änderung der Parameter T2 und R1 kann im wesentlichen die Dauer der Kurzschlußphase K und das Auftreten von Schweißspritzern optimiert werden.
Fig. 5 zeigt anhand einer schematischen Darstellung eines Schweißstrom- Schweißspannung-Zeit-Diagramms ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kurzlichtbogen- Schweißverfahrens gemäß Anspruch 16. Es wird im folgenden lediglich auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 eingegangen. Der Kurzschluß tritt bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 zu einem Zeitpunkt t23 auf. Auf die Einführung eines Verzögerungszeitraums (Zeitdelays) T2 wurde bei diesem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 verzichtet, vielmehr beginnt sofort der Kurzschlußphasen-Schweißstrom IK mit einer vorgegebenen Stromanstiegsgeschwindigkeit R1 anzusteigen. Der aus Anlagenschutzgründen vorgegebene Maximalgrenzwert IK,max für den Kurzschlußphasen- Strom IK wird bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 regelmäßig nicht erreicht, so daß kein Zeitraum T4 mit einem Plateau-Kurzschlußstrom IK,max wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 auftritt. Vielmehr fällt beim Aufreißen des Kurzschlusses zum Zeitpunkt t5 die Stromstärke I von ihrem erreichten Kurzschlußphasen-Maximalwert I3 mit einer vorgegebenen Stromabsinkrate R2 wieder ab, bis sie zum Zeitpunkt t6 einen vorgegebenen Grenzwert I4 erreicht. Danach steigt der Schweißstrom IN in der Nachpulsphase N wieder- von der Schweißstromquelle gesteuert - mit einer vorgegebenen Stromanstiegsrate R3 an, bis der Nachpulsphasen-Strom IN zum Zeitpunkt t7 einen vorgegebenen Nachpulsphasen- Maximalgrenzwert IN,max erreicht, um dort für einen Zeitraum T7 zu verbleiben. Die Zeitdauer T6 des Wiederanstiegs ist durch den vorgegebenen Grenzwert I4, den vorgegebenen Maximalwert IN,max und die vorgegebene Stromanstiegsrate R3 im Regelfall ebenfalls vorgegeben. Durch die vorgegebene Zeitdauer des Zustand T7, in der der Nachpulsphasen- Strom IN auf seinen Maximalgrenzwert IN,max verbleibt, wird somit die gesamte im Nachpuls N in das Aufschmelzen des Drahtelektrodenendes eingebrachte elektrische Leistung genau definiert. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne T7 sinkt der Schweißstrom I ab dem Zeitpunkt t8 ab, wobei dieser Abfall einer vorgegebenen Exponentialfunktion mit einem vorgegebenen Exponential-Koeffizienten -a folgt. Auf diesen Fall wird erreicht, daß der Schweißstrom I am Ende der Nachpulsphase N relativ rasch auf seinen Lichtbogenphasen- Wert IL absinkt, so daß auf jeden Fall sichergestellt ist, daß dann, wenn zum Zeitpunkt t23 der nächste Kurzschluß zwischen dem am Drahtelektrodenende hängenden Schmelztropfen und dem Schmelzbad auftritt, nur noch eine geringe Schweißstromstärke I1 fließt und so Schweißspritzer sicher verringert bzw. vermieden werden.
Fig. 6 zeigt ein schematisches Schweißstrom-Schweißspannungs-Zeit-Diagramm (I-U-t-Dia­ gramm) als drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kurzlichtbogen- Schweißverfahrens. Auch hier wird nur auf die Unterschiede bzgl. der Fig. 4 und 5 eingegangen.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 wird auf einen Verzögerungszeitraum T2 zwischen Auftreten des Kurzschlusses und Anstieg des Kurzschlußstroms verzichtet. Der Stromanstieg des Kurzschlußstroms IK in der Schlußphase K erfolgt wiederum mit einer vorgegebenen linearen Anstiegsrate R1 bis zu einem vorgegebenen Maximalgrenzwert IK,max. Der anschließende Abfall bis auf den vorgegebenen Wert I4, der kleiner ist als der erreichte maximale Stromstärkenwert I3 = IK,max in der Kurzschlußphase K aber größer als der minimale Stromstärkewert I1 in der Lichtbogenphase L, erfolgt frei, lediglich beschränkt durch die Induktivität des Schweißstromkreises. Sobald dieser Wert I4 erreicht wird, wird er von der elektrischen Schweißstromquelle gesteuert für einen Zeitraum T67 konstant auf dem Wert I4 = IN gehalten. Zum Zeitpunkt t8 am Ende dieser Zeitspanne T67 fällt der Schweißstrom I am Ende der Nachpulsphase N exponentiell mit einem vorgegebenen Exponential-Koeffizienten -a ab bis auf einen minimalen Lichtbogenphasen-Wert I1, der bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 aber regelmäßig über dem für die elektrische Schweißstromanlagen-Steuerung eingestellten Mindeststromgrenzwert von IL,min liegt.
Fig. 7 zeigt ein Schweißstrom-Schweißspannungs-Zeit-Diagramm (I-U-t-Diagramm) eines realen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kurzlichtbogen-Prozesses, der sowohl Merkmale des Ausführungsbeispiels der Fig. 5 als auch Merkmale des Ausführungsbeispiels der Fig. 6 besitzt. Ein Verzögerungszeitraum T2 zwischen Auftreten des Kurzschlusses und Stromanstieg in der Kurzschlußphase K ist nicht eingestellt. Der Anstieg des Schweißstroms IK in der Kurzschlußphase K erfolgt etwa linear mit einer vorgegebenen Stromanstiegsrate R1. Der vorgebbare Maximalgrenzwert IK,max wird üblicherweise nicht erreicht. Nach Aufbrechen des Kurzschlusses fällt der Schweißstrom I vielmehr von seinem erreichten Maximalwert I3 bis auf einen vorgegebenen Grenzwert I4 ab, um anschließend für einen gewissen Zeitraum zumindest im wesentlichen etwa konstant zu bleiben. Am Ende dieses Zeitraums fällt die Stromstärke zum Zeitpunkt t8 sehr rasch - lediglich begrenzt durch die Induktivität des Schweißstromkreises - ab, und zwar bis auf einen weiteren vorgegebenen Grenzwert I7. Von diesem vorgegebenen Stromstärkewert I7 fällt die Stromstärke weiter mit einer vorgegebenen linearen Stromabfallsrampe R5 weiter ab, bis zum Zeitpunkt t23 der nächste Kurzschluß zündet.
Fig. 8 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kurzlichtbogen- Schweißverfahrens gemäß Anspruch 16. Dieses Ausführungsbeispiel arbeitet im Vergleich zu den anderen Ausführungsbeispielen der Fig. 4 bis 7 mit nur relativ geringen Modifikationen an dem bekannten Prozeß gemäß Fig. 9. (Im Vergleich dazu zeigt insbesondere das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kurzschluß- Lichtbogen-Schweißverfahrens der Fig. 4 eine deutlich komplexere Zeitstruktur.) Wie ersichtlich, wird auch bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 auf einen Verzögerungszeitraum T2 verzichtet. Der Anstieg des Schweißstroms IK in der Kurzschlußphase K erfolgt frei und ungeregelt, bis der Kurzschluß aufgrund der beim Schweißprozeß vorliegenden Verhältnisse zum Zeitpunkt t5 wieder aufreißt. Der Schweißstrom I hat dabei seinen größten Wert I3 erreicht.
Der Abfall des Schweißstroms I nach Aufbrechen des Kurzschlusses erfolgt frei bis auf einen vorgegebenen Wert I4, an dem die Regelung der elektrischen Schweißstromquelle steuernd eingreift und den Schweißstrom IN anschließend für einen gewissen, vorgegebenen Zeitraum T67 steuernd - nämlich durch entsprechendes Anheben der Schweißspannung U - auf einem Nachpulsphasen-Wert IN = I4 konstant hält. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne T67 wird die Schweißstromstärke I von der gesteuerten elektrischen Schweißstromquelle wieder freigegeben, und ab diesem Zeitpunkt t8 fällt der Schweißstrom IL wieder in Richtung auf seinen minimalen Lichtbogenphasen-Wert von I1 ab, bis zum Zeitpunkt t23 der nächste Kurzschluß auftritt.
Die bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 verschweißten Bleche waren Magnesiumbleche mit einer Dicke von 2,5 mm aus der Magnesiumlegierung AZ 61 (MgAl6Zn1). Der Durchmesser des Magnesiumlegierungs-Schweißdrahts betrug 2,4 mm. Ein wesentliches Merkmal dieses Ausführungsbeispiels ist die erzielte gleichmäßige und lange Zykluszeit Z von circa 4 ms und daher niedrige Zyklusfrequenz f, und damit verbunden ein relativ grobtropfiger Werkstoffübergang. Das Ergebnis war eine (im Vergleich zu konventionellen Kurzschlußlichtbogen-Schweißnähten) flache Schweißnaht in guter Qualität und gutem Einbrand.
Es ist aus dem gesagten deutlich geworden, daß die erfindungsgemäßen Schweißverfahren in vielen Ausführungsformen und Modifikationen auftreten können, die alle von der Erfindung erfaßt sind. Essentiell ist, daß - sowohl für das erfindungsgemäße verbesserte Impulslichtbogenverfahren gemäß Anspruch 1 als auch für das erfindungsgemäße verbesserte Kurzlichtbogenverfahren gemäß Anspruch 18 - dem Zustand hoher Schweißstromstärke IB bzw. IK jeweils mindestens ein weiterer Nachpuls-Zustand geringerer Schweißstromstärke IC bzw. IN gesteuert nachgesetzt wird.
Die Erfindung ist in den Ausführungsbeispielen anhand einer mit einer Stromregelung versehenen elektrischen Schweißstromquelle dargestellt worden, bei der der Schweißstrom I die Führungsgröße dargestellt. Zur Bestimmung des momentanen Schweißprozeßzustandes wurde die Schweißspannung U verwendet. Der Schweißstrom I wird als Reaktion auf den Schweißprozeßzustand durch eine spezielle Steuerung/Regelung entsprechend eingestellt. Es ist selbstverständlich möglich, die erfindungsgemäßen Schweißverfahren auch mit spannungsgeregelten oder leistungsgeregelten Schweißanlagen-Steuerungen durchzuführen.

Claims (68)

1. Verfahren zum MetalI-Schutzgas-Lichtbogen-Schweißen (MIG-/MAG-Schweißen) von zwei oder mehreren Fügepartnern mittels einer elektrischen Schweißstromquelle, wobei die Schweißstromquelle zumindest im wesentlichen periodisch mit einer Frequenz f = 1/T zumindest zwischen einem Zustand A, in dem ein Grundschweißstrom IA fließt, und einem weiteren Zustand B, in dem ein Impulsschweißstrom IB fließt dessen Stärke die Stärke des Grundschweißstroms IA übersteigt, umgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißstromquelle zeitlich zwischen dem Zustand B und dem Zustand A jeweils in einen weiteren Zustand C geschaltet wird, in dem ein Schweißstrom IC fließt, dessen Stärke geringer als die des Impulsschweißstroms IB im Zustand B, aber größer als die des Grundschweißstroms IA im Zustand A ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schweißstromquelle mittels einer elektrischen Stromregelung geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer TC des Zustands C mindestens einem Zehntel, aber höchstens dem Zehnfachen der Zeitdauer TA des Zustandes A entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer TC des Zustands C mindestens einem Viertel, aber höchstens dem Vierfachen der Zeitdauer TA des Zustandes A entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer TC des Zustands C etwa gleich der Zeitdauer TA des Zustands A ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer TC des Zustands C mindestens 0,1 Millisekunden und höchstens 100 Millisekunden beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer TC des Zustands C mindestens 0,5 Millisekunden und höchstens 50 Millisekunden beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer TC des Zustands C mindestens 1 Millisekunden und höchstens 10 Millisekunden beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer TC des Zustands C etwa 2 bis 3 Millisekunden beträgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißstromstärke IC im Zustand C die Grundschweißstromstärke IA im Zustand A um mindestens 25%, aber höchstens 75% der Differenz zwischen der Impulsschweißstromstärke IB im Zustand B und der Grundschweißstromstärke IA im Zustand A übersteigt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißstromstärke IC im Zustand C etwa hälftig zwischen der Impulsschweißstromstärke IB im Zustand B und der Grundschweißstromstärke IA im Zustand A liegt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißstromquelle neben den Zuständen A, B und C während des Schweißens in keine weiteren Zustände umgeschaltet wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Fügepartner aus Leichtmetallen oder Leichtmetallegierung(en) bestehen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Fügepartner aus Aluminium oder Aluminiumlegierung(en) bestehen.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Fügepartner aus Magnesium oder Magnesiumlegierung(en) bestehen.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißelektrode als Schweißdraht ausgebildet ist, der gleichzeitig einen Schweißzusatzstoff darstellt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißdraht mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit zugeführt wird.
18. Verfahren zum Metall-Schutzgas-Lichtbogen-Schweißen (MIG-/MAG-Schweißen) von zwei oder mehreren Fügepartnern mittels einer elektrischen Schweißstromquelle, wobei sich ohne wesentliche zeitliche Steuerung durch die Schweißstromquelle alternierend ein Lichtbogen zwischen einer Metall-Schweißelektrode und den Fügepartnern ausbildet (Lichtbogenphase L) und ein Kurzschluß zwischen der Metall-Schweißelektrode und den Fügepartnern auftritt und den Lichtbogen wieder löscht (Kurzschlußphase K), dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Kurzschlußphase K bzw. zu Beginn der Lichtbogenphase L die Schweißstromquelle gesteuert in einen Zustand N (Nachpulsphase) geschaltet wird, in dem ein Schweißstrom fließt, dessen Stromstärke IN kleiner als die maximale Stromstärke I3 in der Kurzschlußphase K und größer als die minimale Stromstärke I1 in der Lichtbogenphase L ist.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schweißstromquelle mittels einer elektrischen Stromregelung geregelt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Kurzschlußphase K die Stromstärke I des Schweißstroms zunächst auf einen Wert I4 abfällt, der kleiner als die maximale Stromstärke I3 in der Kurzschlußphase K und größer oder gleich der minimalen Stromstärke I1 in der Lichtbogenphase L ist.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke anschließend wieder ansteigt.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstieg linear erfolgt.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstieg gesteuert mit einer vorgegebenen Stromanstiegsrate R3 erfolgt.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer des Anstiegs gesteuert eine gewisse Zeitspanne T6 beträgt.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstieg durch einen gesteuert vorgebbaren Stromstärkegrenzwert IN,max begrenzt ist, der kleiner oder gleich der maximalen Stromstärke I3 in der Kurzschlußphase K und größer als die minimale Stromstärke I1 in der Lichtbogenphase L ist.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuert vorgebbare Stromstärkegrenzwert IN,max kleiner als die maximale Stromstärke I3 in der Kurzschlußphase K ist.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuert vorgebbare Stromstärkegrenzwert IN,max zwischen 70 und 95% des Wertes der maximalen Stromstärke I3 in der Kurzschlußphase K beträgt.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuert vorgebbare Stromstärkegrenzwert IN,max zwischen 80 und 90% des Wertes der maximalen Stromstärke I3 in der Kurzschlußphase K beträgt.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke I bis auf den vorgegebenen Stromstärkegrenzwert IN,max ansteigt und anschließend gesteuert für einen gewissen Zeitraum T7 auf diesem Wert IN,max verbleibt.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Zeitraums T7 zwischen 5% und 60% der mittleren Zeitspanne zwischen zwei Kurzschlußphasenbeginnen (Zykluszeit Z) beträgt.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Zeitraums T7 zwischen 10% und 50% der mittleren Zeitspanne zwischen zwei Kurzschlußphasenbeginnen (Zykluszeit Z) beträgt.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Zeitraums T7 zwischen 20% und 40% der mittleren Zeitspanne zwischen zwei Kurzschlußphasenbeginnen (Zykluszeit Z) beträgt.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Zeitraums T7 zwischen 2 ms und 50 ms beträgt.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Zeitraums T7 zwischen 5 ms und 20 ms liegt.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Zeitraums T7 etwa 10 ms beträgt.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer des Anstiegs und des Verbleibens auf dem vorgegebenen Stromstärkegrenzwert IN,max zusammengenommen gesteuert eine gewisse Zeitspanne (T6+T7) beträgt.
37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der gewissen Zeitspanne (T6+T7) etwa 5% bis 60% der mittleren Zeitspanne zwischen zwei Kurzschlußphasenbeginnen (Zykluszeit Z) beträgt.
38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der gewissen Zeitspanne (T6+T7) etwa 10% bis 50% der mittleren Zeitspanne zwischen zwei Kurzschlußphasenbeginnen (Zykluszeit Z) beträgt.
39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der gewissen Zeitspanne (T6+T7) etwa 20% bis 40% der mittleren Zeitspanne zwischen zwei Kurzschlußphasenbeginnen (Zykluszeit Z) beträgt.
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der gewissen Zeitspanne (T6+T7) zusammengenommen zwischen 5 ms und 50 ms beträgt.
41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der gewissen Zeitspanne (T6+T7) zusammengenommen zwischen 5 ms und 20 ms beträgt.
42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der gewissen Zeitspanne (T6+T7) etwa 10 ms beträgt.
43. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke I gesteuert für einen gewissen Zeitraum T67 auf diesem Wert I4 verbleibt, wobei der Stromstärkewert I4 kleiner als die maximale Stromstärke I3 in der Kurzschlußphase K und größer als die minimale Stromstärke I1 in der Lichtbogenphase L ist.
44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Zeitraums T67 zwischen 5% und 60% der mittleren Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kurzschlußphasenbeginnen (Zykluszeit Z) liegt.
45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Zeitraums T87 zwischen 10% und 50% der mittleren Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kurzschlußphasenbeginnen (Zykluszeit Z) liegt.
46. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Zeitraums T67 zwischen 20% und 40% der mittleren Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kurzschlußphasenbeginnen (Zykluszeit Z) liegt.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des gewissen Zeitraums T67 zwischen 2 ms und 50 ms beträgt.
48. Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des gewissen Zeitraums T67 zwischen 5 ms und 20 ms beträgt.
49. Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des gewissen Zeitraums T67 etwa 10 ms beträgt.
50. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke I am Ende der Nachpulsphase N in Richtung auf die minimale Stromstärke I1 in der Lichtbogenphase L abfällt.
51. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall linear erfolgt.
52. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall mit einer vorgegebenen Stromabfallrate R4 erfolgt.
53. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall exponentiell erfolgt.
54. Verfahren nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall gesteuert mit einem vorgegebenen Exponenten (-a) der Exponentialfunktion erfolgt.
55. Verfahren nach einem der Ansprüche 50 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall bis auf einen sich frei einstellenden Lichtbogenphasen-Stromstärkewert IL erfolgt.
56. Verfahren nach einem der Ansprüche 50 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall bis auf einen vorgegebenen Stromstärkeminimalwert IL,min erfolgt.
57. Verfahren nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromstärkeminimalwert IL,min zwischen 1% und 30% der mittleren maximalen Stromstärke I3 in der Kurzschlußphase K beträgt.
58. Verfahren nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromstärkegrenzwert IL,min zwischen 2% und 20% der mittleren maximalen Stromstärke I3 in der Kurzschlußphase K beträgt.
59. Verfahren nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromstärkegrenzwert IL,min zwischen 2% und 10% der mittleren maximalen Stromstärke I3 in der Kurzschlußphase K beträgt.
60. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 59, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn der Kurzschlußphase K die Stromstärke I nicht frei ansteigt, sondern gesteuert erst nach einem gewissen Verzögerungszeitraum T2 ansteigt.
61. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 60, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromanstieg in der Kurzschlußphase K nicht frei erfolgt, sondern in einer vorgegebenen Anstiegskurve gesteuert erfolgt.
62. Verfahren nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromanstieg einer vorgegebenen linearen Anstiegsrampe mit einer Stromanstiegsrate R1 folgt.
63. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 62, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromanstieg in der Kurzschlußphase K durch einen vorgegebenen Maximalwert IK,max begrenzt ist.
64. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 63, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißelektrode als Schweißdraht ausgebildet ist, der gleichzeitig einen Schweißzusatzstoff darstellt.
65. Verfahren nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißdraht mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit zugeführt wird.
66. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 65, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Fügepartner aus Leichtmetallen oder Leichtmetallegierung(en) bestehen.
67. Verfahren nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Fügepartner aus Aluminium oder Aluminiumlegierung(en) bestehen.
68. Verfahren nach Anspruch 66 oder 67, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Fügepartner aus Magnesium oder Magnesiumlegierung(en) bestehen.
DE1998108383 1998-02-27 1998-02-27 Verfahren zum Metall-Schutzgas-Lichtbogen-Schweißen (MIG/MAG-Schweißen) von zwei oder mehreren Fügepartnern Ceased DE19808383A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998108383 DE19808383A1 (de) 1998-02-27 1998-02-27 Verfahren zum Metall-Schutzgas-Lichtbogen-Schweißen (MIG/MAG-Schweißen) von zwei oder mehreren Fügepartnern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998108383 DE19808383A1 (de) 1998-02-27 1998-02-27 Verfahren zum Metall-Schutzgas-Lichtbogen-Schweißen (MIG/MAG-Schweißen) von zwei oder mehreren Fügepartnern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19808383A1 true DE19808383A1 (de) 1999-09-02

Family

ID=7859149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998108383 Ceased DE19808383A1 (de) 1998-02-27 1998-02-27 Verfahren zum Metall-Schutzgas-Lichtbogen-Schweißen (MIG/MAG-Schweißen) von zwei oder mehreren Fügepartnern

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19808383A1 (de)

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0972604A2 (de) * 1998-06-17 2000-01-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verfahren zum pulsförmigen Lichtbogenschweissen mit abschmelzender Drahtelektrode
DE10113471B4 (de) * 2001-03-19 2005-02-17 Highyag Lasertechnologie Gmbh Verfahren zum Hybridschweißen mittels eines Laserdoppelfokus
WO2005080045A1 (de) * 2004-02-25 2005-09-01 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum puls-schweissen eines blechbauteils wie ein rohr mit einem gussmetallbauteil wie eine öffnung eines gehäuses insbesondere für abgasanlage
EP2018928A3 (de) * 2007-07-23 2009-09-09 Daihen Corporation Lichtbogenschweißverfahren
FR2935277A1 (fr) * 2009-04-01 2010-03-05 Air Liquide Procede de soudage a l'arc a double courant de base.
EP2210694A1 (de) * 2009-01-21 2010-07-28 Daihen Corporation Pulslichtbogenschweißverfahren
EP2272615A1 (de) * 2009-07-10 2011-01-12 EWM Hightec Welding GmbH Konditionierung einer abschmelzenden Elektrode für das Lichtbogenschweissen oder Lichtbogenlöten unter Schutzgas
DE102010002121B3 (de) * 2010-02-18 2011-07-28 Lorch Schweißtechnik GmbH, 71549 Lichtbogen-Schweißverfahren und Schweißstromquelle zur Durchführung des Verfahrens
CN101352781B (zh) * 2007-07-23 2013-07-03 株式会社大亨 脉冲电弧焊接方法
WO2014158531A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Illinois Tool Works Inc. Electrode negative pulse welding system and method
US9950383B2 (en) 2013-02-05 2018-04-24 Illinois Tool Works Inc. Welding wire preheating system and method
US10040143B2 (en) 2012-12-12 2018-08-07 Illinois Tool Works Inc. Dabbing pulsed welding system and method
US10189106B2 (en) 2014-12-11 2019-01-29 Illinois Tool Works Inc. Reduced energy welding system and method
US10610946B2 (en) 2015-12-07 2020-04-07 Illinois Tool Works, Inc. Systems and methods for automated root pass welding
US10675699B2 (en) 2015-12-10 2020-06-09 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
US10766092B2 (en) 2017-04-18 2020-09-08 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to provide preheat voltage feedback loss protection
US10828728B2 (en) 2013-09-26 2020-11-10 Illinois Tool Works Inc. Hotwire deposition material processing system and method
US10870164B2 (en) 2017-05-16 2020-12-22 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
US10906114B2 (en) 2012-12-21 2021-02-02 Illinois Tool Works Inc. System for arc welding with enhanced metal deposition
US10926349B2 (en) 2017-06-09 2021-02-23 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
US11014185B2 (en) 2018-09-27 2021-05-25 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus for control of wire preheating in welding-type systems
US11020813B2 (en) 2017-09-13 2021-06-01 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to reduce cast in a welding wire
US11045891B2 (en) 2013-06-13 2021-06-29 Illinois Tool Works Inc. Systems and methods for anomalous cathode event control
US11154946B2 (en) 2014-06-30 2021-10-26 Illinois Tool Works Inc. Systems and methods for the control of welding parameters
US11198189B2 (en) 2014-09-17 2021-12-14 Illinois Tool Works Inc. Electrode negative pulse welding system and method
US11247290B2 (en) 2017-06-09 2022-02-15 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
US11285559B2 (en) 2015-11-30 2022-03-29 Illinois Tool Works Inc. Welding system and method for shielded welding wires
US11370050B2 (en) 2015-03-31 2022-06-28 Illinois Tool Works Inc. Controlled short circuit welding system and method
US11478870B2 (en) 2014-11-26 2022-10-25 Illinois Tool Works Inc. Dabbing pulsed welding system and method
US11524354B2 (en) 2017-06-09 2022-12-13 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to control weld current in a preheating system
US11590597B2 (en) 2017-06-09 2023-02-28 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
US11590598B2 (en) 2017-06-09 2023-02-28 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
US11654503B2 (en) 2018-08-31 2023-05-23 Illinois Tool Works Inc. Submerged arc welding systems and submerged arc welding torches to resistively preheat electrode wire
US11772182B2 (en) 2019-12-20 2023-10-03 Illinois Tool Works Inc. Systems and methods for gas control during welding wire pretreatments
US11897062B2 (en) 2018-12-19 2024-02-13 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1112511A (en) * 1965-03-11 1968-05-08 Lincoln Electric Company Ltd Improvements in or relating to electric arc welding apparatus
AT283862B (de) * 1967-04-21 1970-08-25 Oerlikon Buehrle Elektroden Verfahren und Anordnung zum Lichtbogenschweißen
DE3213278A1 (de) * 1981-04-10 1982-11-18 Mitsubishi Denki K.K., Tokyo Mit kurzschluss arbeitende lichtbogen-uebertragschweissmaschine
USRE33330E (en) * 1983-08-11 1990-09-11 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Output control of short circuit welding power source
US5017757A (en) * 1989-04-10 1991-05-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Pulsed arc welding machine
DE4129247A1 (de) * 1990-09-04 1992-03-05 Lincoln Electric Co System und verfahren zum kurzschlusslichtbogenschweissen
US5416299A (en) * 1989-08-02 1995-05-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Pulse welding apparatus
EP0715921A2 (de) * 1994-12-05 1996-06-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Vorrichtung zum Steuern von einer Impulslichtbogenschweissquelle mit einer abschmelzenden Elektrode
DE19517875A1 (de) * 1995-05-16 1996-11-21 Michael Szczesny Lichtbogenschweißgerät mit verbesserter Dynamik
EP0774317A1 (de) * 1995-11-14 1997-05-21 Hitachi Seiko, Ltd. Impulslichtbogenschweissen und -vorrichtung

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1112511A (en) * 1965-03-11 1968-05-08 Lincoln Electric Company Ltd Improvements in or relating to electric arc welding apparatus
AT283862B (de) * 1967-04-21 1970-08-25 Oerlikon Buehrle Elektroden Verfahren und Anordnung zum Lichtbogenschweißen
DE3213278A1 (de) * 1981-04-10 1982-11-18 Mitsubishi Denki K.K., Tokyo Mit kurzschluss arbeitende lichtbogen-uebertragschweissmaschine
USRE33330E (en) * 1983-08-11 1990-09-11 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Output control of short circuit welding power source
US5017757A (en) * 1989-04-10 1991-05-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Pulsed arc welding machine
US5416299A (en) * 1989-08-02 1995-05-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Pulse welding apparatus
DE4129247A1 (de) * 1990-09-04 1992-03-05 Lincoln Electric Co System und verfahren zum kurzschlusslichtbogenschweissen
EP0715921A2 (de) * 1994-12-05 1996-06-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Vorrichtung zum Steuern von einer Impulslichtbogenschweissquelle mit einer abschmelzenden Elektrode
DE19517875A1 (de) * 1995-05-16 1996-11-21 Michael Szczesny Lichtbogenschweißgerät mit verbesserter Dynamik
EP0774317A1 (de) * 1995-11-14 1997-05-21 Hitachi Seiko, Ltd. Impulslichtbogenschweissen und -vorrichtung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 1-157772 A.,In: Patents Abstracts of Japan, M-872,Sep. 9,1989,Vol.13,No.420 *
REYNOLDS,Jon: A New Process for Thin Gauge Aluminum. In: Welding Journal, 1980/7, S.23-27 *

Cited By (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0972604A3 (de) * 1998-06-17 2001-11-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verfahren zum pulsförmigen Lichtbogenschweissen mit abschmelzender Drahtelektrode
EP0972604A2 (de) * 1998-06-17 2000-01-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verfahren zum pulsförmigen Lichtbogenschweissen mit abschmelzender Drahtelektrode
DE10113471B4 (de) * 2001-03-19 2005-02-17 Highyag Lasertechnologie Gmbh Verfahren zum Hybridschweißen mittels eines Laserdoppelfokus
US8183494B2 (en) 2004-02-25 2012-05-22 Borgwarner Inc. Method for connecting a sheet metal component, such as a pipe, to a cast metal component, such as a housing port, in particular for an exhaust system
WO2005080045A1 (de) * 2004-02-25 2005-09-01 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum puls-schweissen eines blechbauteils wie ein rohr mit einem gussmetallbauteil wie eine öffnung eines gehäuses insbesondere für abgasanlage
US9061365B2 (en) 2007-07-23 2015-06-23 Daihen Corporation Pulse arc welding method
CN101352781B (zh) * 2007-07-23 2013-07-03 株式会社大亨 脉冲电弧焊接方法
EP2018928A3 (de) * 2007-07-23 2009-09-09 Daihen Corporation Lichtbogenschweißverfahren
EP2210694B1 (de) 2009-01-21 2016-08-31 Daihen Corporation Pulslichtbogenschweißverfahren
EP2210694A1 (de) * 2009-01-21 2010-07-28 Daihen Corporation Pulslichtbogenschweißverfahren
US8203100B2 (en) 2009-01-21 2012-06-19 Daihen Corporation Pulse arc welding method
FR2935277A1 (fr) * 2009-04-01 2010-03-05 Air Liquide Procede de soudage a l'arc a double courant de base.
EP2272615A1 (de) * 2009-07-10 2011-01-12 EWM Hightec Welding GmbH Konditionierung einer abschmelzenden Elektrode für das Lichtbogenschweissen oder Lichtbogenlöten unter Schutzgas
EP2359974A2 (de) 2010-02-18 2011-08-24 Lorch Schweisstechnik GmbH Lichtbogen-Schweißverfahren und Schweißstromquelle zur Durchführung des Verfahrens
DE102010002121B8 (de) * 2010-02-18 2012-07-19 Lorch Schweißtechnik GmbH Lichtbogen-Schweißverfahren und Schweißstromquelle zur Durchführung des Verfahrens
DE102010002121B3 (de) * 2010-02-18 2011-07-28 Lorch Schweißtechnik GmbH, 71549 Lichtbogen-Schweißverfahren und Schweißstromquelle zur Durchführung des Verfahrens
US10040143B2 (en) 2012-12-12 2018-08-07 Illinois Tool Works Inc. Dabbing pulsed welding system and method
US10906114B2 (en) 2012-12-21 2021-02-02 Illinois Tool Works Inc. System for arc welding with enhanced metal deposition
US11878376B2 (en) 2013-02-05 2024-01-23 Illinois Tool Works Inc. Welding wire preheating systems and methods
US11040410B2 (en) 2013-02-05 2021-06-22 Illinois Tool Works Inc. Welding wire preheating systems and methods
US9950383B2 (en) 2013-02-05 2018-04-24 Illinois Tool Works Inc. Welding wire preheating system and method
US10835983B2 (en) 2013-03-14 2020-11-17 Illinois Tool Works Inc. Electrode negative pulse welding system and method
WO2014158531A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Illinois Tool Works Inc. Electrode negative pulse welding system and method
US10835984B2 (en) 2013-03-14 2020-11-17 Illinois Tool Works Inc. Electrode negative pulse welding system and method
CN105008079A (zh) * 2013-03-14 2015-10-28 伊利诺斯工具制品有限公司 正接脉冲焊接系统和方法
AU2014242107B2 (en) * 2013-03-14 2017-04-13 Illinois Tool Works Inc. Electrode negative pulse welding system and method
US11045891B2 (en) 2013-06-13 2021-06-29 Illinois Tool Works Inc. Systems and methods for anomalous cathode event control
US10828728B2 (en) 2013-09-26 2020-11-10 Illinois Tool Works Inc. Hotwire deposition material processing system and method
US11154946B2 (en) 2014-06-30 2021-10-26 Illinois Tool Works Inc. Systems and methods for the control of welding parameters
US11198189B2 (en) 2014-09-17 2021-12-14 Illinois Tool Works Inc. Electrode negative pulse welding system and method
US11478870B2 (en) 2014-11-26 2022-10-25 Illinois Tool Works Inc. Dabbing pulsed welding system and method
US11253940B2 (en) 2014-12-11 2022-02-22 Illinois Tool Works Inc. Reduced energy welding system and method
US10189106B2 (en) 2014-12-11 2019-01-29 Illinois Tool Works Inc. Reduced energy welding system and method
US11370050B2 (en) 2015-03-31 2022-06-28 Illinois Tool Works Inc. Controlled short circuit welding system and method
US11285559B2 (en) 2015-11-30 2022-03-29 Illinois Tool Works Inc. Welding system and method for shielded welding wires
US11766732B2 (en) 2015-12-07 2023-09-26 Illinois Tool Works Inc. Systems and methods for automated root pass welding
US10610946B2 (en) 2015-12-07 2020-04-07 Illinois Tool Works, Inc. Systems and methods for automated root pass welding
US10675699B2 (en) 2015-12-10 2020-06-09 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
US10766092B2 (en) 2017-04-18 2020-09-08 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to provide preheat voltage feedback loss protection
US11911859B2 (en) 2017-04-18 2024-02-27 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to provide preheat voltage feedback loss protection
US11819959B2 (en) 2017-05-16 2023-11-21 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
US10870164B2 (en) 2017-05-16 2020-12-22 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
US11247290B2 (en) 2017-06-09 2022-02-15 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
US11524354B2 (en) 2017-06-09 2022-12-13 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to control weld current in a preheating system
US11590597B2 (en) 2017-06-09 2023-02-28 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
US11590598B2 (en) 2017-06-09 2023-02-28 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
US10926349B2 (en) 2017-06-09 2021-02-23 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
US11980977B2 (en) 2017-06-09 2024-05-14 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to control weld current in a preheating system
US11020813B2 (en) 2017-09-13 2021-06-01 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to reduce cast in a welding wire
US11654503B2 (en) 2018-08-31 2023-05-23 Illinois Tool Works Inc. Submerged arc welding systems and submerged arc welding torches to resistively preheat electrode wire
US11014185B2 (en) 2018-09-27 2021-05-25 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus for control of wire preheating in welding-type systems
US11897062B2 (en) 2018-12-19 2024-02-13 Illinois Tool Works Inc. Systems, methods, and apparatus to preheat welding wire
US11772182B2 (en) 2019-12-20 2023-10-03 Illinois Tool Works Inc. Systems and methods for gas control during welding wire pretreatments
US12059758B2 (en) 2019-12-20 2024-08-13 Illinois Tool Works Inc. Methods and systems for gas control during welding wire pretreatments

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19808383A1 (de) Verfahren zum Metall-Schutzgas-Lichtbogen-Schweißen (MIG/MAG-Schweißen) von zwei oder mehreren Fügepartnern
DE69117998T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Schweisszyklus
DE102006050297B4 (de) Impulslichtbogenprozess
DE4129247C2 (de) System und Verfahren zum Kurzschlußlichtbogenschweißen
DE60319064T2 (de) Schweissverfahren und -vorrichtung mit einer Konstantstrom- und Konstantspannungs-Stromquelle
DE1032863B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Lichtbogenschweissen mit mehreren Elektroden
WO2000064620A1 (de) Schweissverfahren und schweissgerät zur durchführung des schweissverfahrens
DE69117027T2 (de) Lichtbogenschweissen eines Bolzens
EP0324960B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Kurzschluss-Lichtbogenschweissen
EP1250209A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum mehrstufigen lichtbogenschweissen
EP3116675A1 (de) Verfahren zum wolfram-inertgasschweissen
DE69818712T2 (de) Verfahren zum lichtbogenschweissen mit einer abschmelzenden elektrode
DE60120334T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Impulslichtbogenschweissen
DE3542984A1 (de) Verfahren und einrichtung zum teil- oder vollmechanisierten schutzgas-verbindungsschweissen
DE29824968U1 (de) Schweißgerät mit zumindest einer Stromquelle zum Zünden eines Lichtbogens
EP3902647B1 (de) Verfahren zum steuern eines schweissprozesses mit einer abschmelzenden elektrode, und eine schweissvorrichtung mit einer solchen steuerung
DE4233818C2 (de) Schweißverfahren und -vorrichtung
DE19620774C1 (de) Verfahren zum Anschweißen von bolzenförmigen Bauteilen an ein Werkstück
EP2272615B1 (de) Konditionierung einer abschmelzenden Elektrode für das Lichtbogenschweissen oder Lichtbogenlöten unter Schutzgas
DE2524493C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Mikroplasmaschweißen
DE10033387C2 (de) Verfahren und Gerät zum Schweißen oder Löten von Metall mittels Impulslichtbogen
DE1215278B (de) Verfahren zum elektrischen Schweissen von Metallen mit abschmelzender Elektrode
EP1726395A1 (de) Schweissstromquelle und Verfahren zum Mig/Mag-Schweissen
AT409730B (de) Verfahren zum zünden eines lichtbogens zwischen einem werkstück und einer abzuschmelzenden elektrode sowie einrichtung zur durchführung des verfahrens
AT394819B (de) Verfahren zum schweissen

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8131 Rejection