DE2030645A1 - Process and device for control of the seam shaping in electn see arc welding - Google Patents
Process and device for control of the seam shaping in electn see arc weldingInfo
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Description
Anmelder :Applicant:
Zentralinstitut für Schweißtechnik der DDE Halle (Saale), Köthener Str. 33aCentral Institute for Welding Technology of the DDE Halle (Saale), Köthener Str. 33a
Verfahren und Einrichtung zur Steuerung der Nahtformgebung beim elektrischen LichtbogenschweißenMethod and device for controlling seam shaping in electric arc welding
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Nahtformgebung beim elektrischen Lichtbogenschweißen in Abhängigkeit von der Schweißspaltbreite sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for controlling the Seam shaping in electric arc welding in Dependence on the welding gap width and a device for carrying out the process.
Es ist bekannt, die Brenner von nach verschiedenen Verfahren arbeitenden Schweißgeräten auf die-Nahtmitte ein-» zusteuern. Dazu werden mechanische, magnetische, elektrische und optische Mittel verwendet. Weiterhin ist bekannt, vor dem Sehweißen die für die Abmessungen verantwortlichen Parameter, vorzugsweise öede für die mechanisiert© Zuführung des Zusatzwerkstoffes unter Berücksichtigung der Abmessungen des Schweißspaltes so festzulegen, daß ©ine brauchbare Schweißnaht erzielt wird. Bekannt ist auch,, beim Schweißen* mit einer Band elektrode den Einbranci durch Drehung der Elektrode um ihre Längsachse zu verändern« Dabei werden Jedoch nur die beiden Extremfall© praktisch. verwertet* Beim Nahtschweißen ist die Bandelektrodθ in Nahtrichtung ausgerichtet, während sie beim Auftragsschweißen quer zur Vorschubrichtung angeordnet ist. Weiterhin ist bekannt, durch Deformation 'der Bandelektrode zu einem c-artigen Querschnitt die Würze!ausbildung der Schweißnaht bei £roßen Luftspalten günstig zu gestalten durch die konstante Einstellung eines bestimmten öffnungswinkels der Bandrand-Tangenten zueinander» - ■ ' ' . It is known to use the burner by various methods working welding machines on the seam center. to steer. Mechanical, magnetic, electrical and optical means are used for this. It is also known Before welding, those responsible for the dimensions Parameters, preferably Öede for the mechanized © supply of the filler material, taking into account the dimensions of the welding gap so that a usable weld seam is achieved. It is also known, when welding * with a ribbon electrode through the intranci Rotation of the electrode around its longitudinal axis to change " However, only the two extreme cases © are practical. recycled * When welding seams, the strip electrode θ is in Seam direction aligned, while it is arranged transversely to the feed direction during build-up welding. Farther is known 'by deformation' of the strip electrode the wort! formation of the To design the weld seam in the case of large air gaps through the constant setting of a certain opening angle of the tape edge tangents to one another »- ■ ''.
B«i längeren Schweißnähten sind' Ungleichmäßigkeiten in der ScHweißspaltbrelte oft nicht zu vermeiden«'pemsufolge ergeben Bich auf Grund der konstanten Bchwelßpasaiswteg ' ' ■ Unregelmäßigkeiten in der Naht füllung .und demit; im Naht« .. querschnitt eowie im Nahtaussehen· Dae führt zur rung der statischen und- dynamischen FeistigkeitB «i longer welds are 'irregularities in the welding gap often unavoidable «pemsu-consequence result from the constant Bchwelßpasaiswteg '' ■ Irregularities in the seam filling .and demit; in the seam «.. cross-section and seam appearance · Dae leads to enhancement of static and dynamic strength
»«bindung. 198311/1289 ■ ""binding. 198311/1289 ■
BADBATH
Zweck der Erfindung iet es, eine Minderung d@r Qualität von Schweißnähten bei ungleichmäßiger Spaltbreite zu "vermeiden. Purpose of the invention iet it, a reduction d @ r quality of welds with uneven gap width to avoid. "
Der Erfindung liegt di© Aufgabe zugrund© 9 das Nahtvolumen beim Schweißen mit elektrischem Lichtbogen in Abhängigkeit von der Schweißspaltbreit© zu st©u©rn0 The invention is di © job destruction the © 9, the seam volume when welding with electric arc depending on the welding crack © to st © u © rn 0
Erfindungsgemäß wird di@ Breite des Sehweißspaltes mit einer vorzugsweise mechanisch wirkenden^ dem Schweißkopf vorauslaufenden Einrichtung gemessene als elektrisches Signal für eine bestimmte Zeit magnetisch gespeichert und. zu dem Zeitpunktt an dem der Schweißkopf den gemessenen Punkt erreicht hat, als Steuersignal für di© Parameter der Abschmelzleistung dem Schweißkopf und/oder den di© Nahtfülluiig und Einbr and tiefe bestimmend®» Parametern zugeführt«According to the invention, the width of the welding gap is measured as an electrical signal for a certain time and magnetically stored with a device which preferably acts mechanically in front of the welding head. at the point in time t at which the welding head has reached the measured point, as a control signal for the parameters of the deposition rate of the welding head and / or the di © "parameters supplied" determining the seam filling and penetration depth
Mit Hilfe eines aögoflaehtan,, vorsugsweis© ellipsenförmigen Tastfingers, der in den Sehweißspalt hineinragt und entgegen einer BücksteHf©des» um.©in© s@aks"©Qbt tür Bl©cheb©n© liegende Achse drehbar ist9 wird äi@- Br©it® dts Schweiß-Spaltes gemessen.® Dab©i muß ©in© lisfä©atsp&!tte<tit<s vorausgesetzt werden} die d©m lsl©ia@a Dii^eläaQfisis1 "#©s· lllips© entspricht« B©is B©w©g©a ©sitlisg i©8 S§hn©iBspalt@s wird der Drehwinkel d©ß ®a©t@s!s ©^tsp3?@@lä©2io äts? S© ht?© iß spalt =■ breite verändert» Bio!©®1 Bsoteials©!, wisü als Mal für di© Spaltbreit© mit Hilf© @ia.©!3 Potentiometers 9 Drehmelders8 DrehfcondensatopSg Sin-OQS<ipG@b©iis oäQE ähnlicher Wandler in ein elelctrisoh©s Bigaal «ag©\nJaaö©lt waä auf etnsm Band·=- " Trommel- oder SchQibeasp@ieh@r aui saga^tiaiQrbaffem Ma- " . terial gespeiQfaeets Di© Bs@lt© i©s S©te©ißepalt®iS kann auchAögoflaehtan one with the help ,, vorsugsweis © elliptical sensing finger which projects into the Sehweißspalt and rotatable counter to a BücksteHf © of "at © in © s @ aks" © Qbt door Bl © cheb © n © lying axis 9 ai @. - Br © it® dts sweat gap measured.® Dab © i must © in © lisfä © atsp &! Tte <tit <s be assumed} die d © m lsl © ia @ a Dii ^ eläaQfisis 1 "# © s · lllips © corresponds to «B © is B © w © g © a © sitlisg i © 8 S§hn © iBspalt @ s, the angle of rotation is d © ß ®a © t @ s ! s © ^ tsp3? @@ lä © 2io äts? S © ht? © iß spalt = ■ width changed »Bio! © ® 1 Bsoteials © !, wisü as a time for di © Spaltbreit © with help © @ ia. ©! 3 potentiometers 9 resolver 8 rotary condensator Sin-OQS <ipG @ b © i i s oäQE similar converter in an elelctrisoh © s Bigaal «ag © \ n Jaaö © lt waä on etnsm tape · = -" drum or SchQibeasp @ ieh @ r aui saga ^ tiaiQrbaffem Ma- ". material stored items Di © Bs @ lt © i © s S © te © ißepalt®iS can also
Stift® abgetastet unel dio H©l&tivb©w©giaag d©^ Stift©
auf Translationen
Wandler zugefütetPen® scanned unel dio H © l & tivb © w © giaag d © ^ pen © on translations
Converter fed
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Speicherbandes wieder abgerufen und zur Steuerung der Nahtformgebung aus gewertet» Die Zeit von der Aufnahme des Signals im Speicher bis zur Weitergabe des Signals entspricht der Zeit, in der der Abstand zwischen dem Tastfinger für die Nahtbreite und dem Schweißbrenner durchlaufen wird, d.h. das Signal für die Nahtbreite wird in dem Moment ausgewertet, in dem der Schweißkopf die vorher gemessene Stelle erreicht hat.Storage tape retrieved and used to control the seam shaping evaluated »The time from the recording of the signal in the memory to the forwarding of the signal corresponds to the time in which the distance between the tactile finger for the Seam width and the welding torch is run through, i.e. the signal for the seam width is evaluated at the moment in which the welding head reaches the previously measured point Has.
Vorzugsweise wird, die Abschmelzleistung bei konstanter Schweißgeschwindigkeit über die Drahtvorschubgeschwindigkeit oder über die Energie der Schweißstromquelle durch Kennlinien* verstellung gesteuert, wobei der Antrieb des Speichers mit dem Antrieb für die Schweißgeschwindigkeit mechanisch oderPreferably, the deposition rate is constant Welding speed via the wire feed speed or via the energy of the welding power source through characteristic curves * adjustment controlled, the drive of the memory with the drive for the welding speed mechanically or
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elektrisch gekoppelt ist· Beim Schweißen mit Bandelektroden können die Nahtfüll- und Einbrandverhältnisse durch Drehung der mechanisch zugeführten Elektrode um ihre Längsachse gesteuert werden. Nach der Wiedergabe des Steuersignals vom Speicher wird das Signal gelöscht und damit der Speicher für die Aufnahme weiterer Signale vorbereitet.is electrically coupled · When welding with strip electrodes the seam filling and penetration conditions can be controlled by rotating the mechanically fed electrode around its longitudinal axis. After playing the control signal from Memory, the signal is deleted and with it the memory for prepared to record further signals.
Der Tastfinger kann gleichzeitig auch für die Steuerung des Schweißkopfes auf die Mitte des Schweißspaltes ausgenutzt werden. Dabei wird das Signal für die Abweichung von der Nahtmitte in einem weiteren Kanal des Speichers gespeichert und in entsprechender Weise wie das Signal für die Nahtbreite für die Steuerung eines Stellmotors ausgewertet. Mit Hilfe mehrerer Steuerkanäle kann auch ein Schweißparameter mittels mehrerer verschiedener Meßergebnisse und Einflußfaktoren,. die in einem Rechner aufbereitet werden, gesteuert werden.The feeler finger can also be used to control the welding head to the center of the welding gap will. The signal for the deviation from the seam center is stored in a further channel of the memory and in the same way as the signal for the seam width evaluated for controlling a servomotor. With help several control channels can also use a welding parameter several different measurement results and influencing factors. which are processed in a computer, can be controlled.
Zur Durchführung des Verfahrens dient eine an einem an sich bekannten Schweißkopf befestigte Einrichtung, bestehend aus einer dem Schweißkopf vorauslaufenden Tastvorrichtung für die Nahtbreite, einem mechanisch-elektrischen Wandler und einem 'elektromagnetischen Speicher· Die Tastvorrichtung besteht aus einem in die Nahtfuge eingreifenden Tastfinger von elliptischem Grundriß, der um eine senkrecht zur Bleehebene.angeordnete Achse gegen eine !Rückstellfeder drehbar ist« Die Tastvorrichtung kann auch aus zwei translatoriseh verschieb-To carry out the method, one per se serves known welding head-mounted device, consisting of a probe leading to the welding head for the Seam width, a mechanical-electrical converter and a 'electromagnetic memory · the tactile device consists from an elliptical tactile finger engaging in the seam Floor plan arranged around a plane perpendicular to the Blee plane Axis is rotatable against a return spring «The The sensing device can also consist of two translationally displaceable
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baren Drähten bestehen, welche je eine Nahtkante abtasten. Mit dem Tastfinger gekoppelt ist ein auf translator isehe oder rotatorische Bewegungen ansprechender mechanisch-relektrischer Wandler % der,mit einem elektromagnetischen Speicher in leitender Verbindung steht. Dieser kann als Band-Trommel- oder Scheibenspeicher ausgebildet sein und ist mit je einem Übertragerkopf für die Aufnahme,Wiedergabe und Löschung des Signals ausgestattet. Der Antrieb des Speichers ist mit dem Schweißantrieb mechanisch oder elektrisch gekoppelt. Zur Einstellung der Speicherzeit sind die Übertragerköpfe für Signalaufnahme und -wiedergabe in ihrem Abstand zueinander veränderbar. Der Übertragerkopf für die Signalwiedergabe steht mit einem die Abschmelzleistung beeinflussenden Steuergerät für den Drahtvorschub oder für die Kennliniencharakteristik der Stromquelle in Verbindung. Die Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Ausschaltung des Einflußfaktors Schweißspaltbreite· Der Nahtquerschnitt wird gleichmäßig gefüllt und damit die äußere Nahtform verbessert. Das Verfahren ist besonders geeignet für Wurzelschweißungen und kann im Tandemverfahren mit der Füllschweißung kombiniert werden. Hierbei kann das Tastsignal für zwei oder mehrere hintereinanderlaufende Schweißköpfe mit unterschiedlicher Verzögerung verwendet werden. Weiterhin bestehen nicht mehr außerordentlich hohe Anforderungen an die Kahtvorbereitung. Eine fehlerhafte Werkstückausrichtung wirkt sich nicht mehr nachteilig aus· Das geschweißte Bauteil verfügt über eine hohe statische und dynamische Festigkeit.available wires exist, which each scan a seam edge. Coupled to the sensing finger is a isehe on translator or rotational movements appealing mechanical-converter relektrischer% of the stands with an electromagnetic memory in conductive connection. This can be designed as a tape, drum or disk memory and is equipped with a transmission head each for recording, playback and deletion of the signal. The drive of the accumulator is mechanically or electrically coupled to the welding drive. To set the storage time, the distance between the transducers for signal recording and reproduction can be changed. The transmitter head for the signal reproduction is connected to a control device for the wire feed or for the characteristic of the power source, which influences the deposition rate. The advantages of the invention result from the elimination of the influencing factor welding gap width. The seam cross-section is filled evenly and thus the outer seam shape is improved. The process is particularly suitable for root welds and can be combined with fill welding in a tandem process. The key signal can be used for two or more welding heads running one behind the other with different delays. Furthermore, there are no longer any extremely high demands on the seam preparation. An incorrect workpiece alignment no longer has a negative effect · The welded component has a high static and dynamic strength.
Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail below using exemplary embodiments.
Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen :The accompanying drawings show:
Fig, 1 : ein Werkstück, bestehend aus zwei zu verschweißenden Blechen in der Draufsicht,Fig, 1: a workpiece, consisting of two to be welded Sheet metal in plan view,
Fig. 2 : ein® schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung,Fig. 2: e i n ® schematic representation of the device according to the invention,
Fig. 3 : eine schematische Darstellung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gesteuerten Schweißkopfes mit Bandelektrode.Fig. 3: a schematic representation of one after inventive method controlled welding head with strip electrode.
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Die Nahtbreite zweier zu verschweißender Bleche 1 wird mittels eines drehbaren elliptischen Tastfingers 2 gemessen, in einem mechanisch-elektrischen Wandler 5 in ein elektrisches Signal umgewandelt und als elektrisches Signals dem Aufnahmekopf 8 zugeführt. Das Signal wird auf einem Tonband 7 gespeichert, dann mittels eines Widergabekopfes abgerufen und einem Verstärker 13 zugeführt, der den Stellmotor 14 für die Drehung einer Bandelektrode 15 um ihre Längsachse und den Bandvorschub durch Motor 18 durch mechanische Kopplung mit einem Potentiometer 17 steuert. Nach dem Abrufen des Signals vom Tonband 7 wird das Signal mit Hilfe eines Löschkopfes 10 wieder gelöscht.The seam width of two sheets to be welded 1 becomes measured by means of a rotatable elliptical sensing finger 2, in a mechanical-electrical converter 5 in a converted into an electrical signal and fed to the recording head 8 as an electrical signal. The signal is on a Tape 7 stored, then by means of a playback head retrieved and fed to an amplifier 13, the servomotor 14 for the rotation of a ribbon electrode 15 to their The longitudinal axis and the tape feed are controlled by motor 18 through mechanical coupling with a potentiometer 17. To When the signal is called up from the tape 7, the signal is deleted again with the aid of an erase head 10.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem drehbaren Tastfinger 2 mit elliptischem Grundriß, der mittels einer Rückstellfeder 3 zur Anlage an beiden Nahtkanten der zu verschweißenden Bleche 1 gebracht wird. Mit der Achse , des Tastfingers 2 gekoppelt, ist ein mechanisch-elektrischer Wandler 5$ der von einem Signaltransformator 6 gespeist wird. Zur Speicherung des'1Signals dient ein Tonband 7, an dem ein verstellbarer Aufnahmekopf 8, ein Wiedergabekopf und ein Löschkopf 10 angeordnet sind. Die Transportrolle des Tonbandes 7 ißt mit dem Antrieb für die Schweißge*- schwindigkeit 12 mechanisch oder elektrisch gekoppelt, Vom Wiedergabekopf °> besteht eine Verbindung über einen Verstärker 13 zum Stellmotor 14 für die Drehung einer Bandelektrode 15 um ihre Längsachse. Der Stellmotor ist über die starre Achse 16 mit dem Potentiometer 17 der Erregerwicklung des Drahtvorschubmotors 18 gekoppelt. The device according to the invention consists of a rotatable sensing finger 2 with an elliptical outline, which is brought to rest on both seam edges of the sheets 1 to be welded by means of a return spring 3. A mechanical-electrical converter 5 $, which is fed by a signal transformer 6, is coupled to the axis of the feeler finger 2. A tape 7 on which an adjustable recording head 8, a playback head and an erasing head 10 are arranged is used to store the ' 1 signal. The transport roller of the tape 7 eats with the drive for the welding speed 12 mechanically or electrically coupled. From the playback head there is a connection via an amplifier 13 to the servomotor 14 for the rotation of a tape electrode 15 about its longitudinal axis. The servomotor is coupled to the potentiometer 17 of the excitation winding of the wire feed motor 18 via the rigid axle 16.
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Claims (1)
die Abschmelzleistung, die Schweißgeschwindigkeit und/oder die Drehung und/oder Deformation einer Bandelektrode beeinflussenden Stelleinrichtungen einzeln oder kombiniert verbunden sind.and deleting the signals, wherein the spacing between the recording and playback heads is adjustable, and wherein the playback heads are furthermore provided with one or more
the deposition rate, the welding speed and / or the rotation and / or deformation of a strip electrode influencing adjusting devices are connected individually or in combination.
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Families Citing this family (2)
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1970
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