-
Die
Erfindung betrifft einen Brenner mit einer nichtabschmelzenden Elektrode,
wie Plasma-Brenner oder WIG-Brenner, oder für einen Laser-Schweißprozess
mit einem Brennerkörper,
einem Brennergriff und einem angeschlossenen Schlauchpaket, wobei
zumindest zwei Drahtzuführungsvorrichtungen
zur Zuführung
jeweils eines Schweißdrahtes
bzw. Zusatzwerkstoffes angeordnet sind.
-
Hiermit
durchgeführt
werden kann ein Verfahren zum Schweißen von Werkstücken mit
einem Brenner, insbesondere einem Plasma-Brenner oder WIG-Brenner
mit einer nichtabschmelzenden Elektrode oder einem Laser-Brenner, bei dem
ein Lichtbogen oder ein Laserstrahl erzeugt wird, wobei zumindest
zwei Schweißdrähte bzw.
Zusatzwerkstoffe über Drahtzuführungsvorrichtungen
in den Verbindungsbereich, insbesondere in den Schweißbereich
der zu verbindenden Werkstücke
zugeführt
werden.
-
Aus
der
DE 37 28 473 A1 ist
eine Plasma-Heißdraht-Auftragsschweißung bekannt,
bei dem das Anschmelzen des Zusatzwerkstoffes, insbesondere eines
Schweißdrahtes,
durch oszillierende, mit nichtabschmelzender Elektrode arbeitenden
Plasmabrenner mit übertragenem
Lichtbogen erfolgt. Der Zusatzwerkstoff, also der Schweißdraht,
wird im Nachlauf des Plasmabrenners zugeführt und im direkten Stromdurchgang
mit Hilfe des Heißdrahtprinzips
unmittelbar unter der Schmelztemperatur aufgeheizt. Zur Erzielung
einer stabilen Prozessführung werden
die verfahrenstechnischen Parameter mit Hilfe eines Prozessrechners
und einer entsprechenden Software optimal aufeinander abgestimmt.
Die für das
Verfahren wesentlichen Parameter sind die Gasversorgung, die Plasmastromquelle
mit Zündeinheit, die
Pendelbewegung, die Drahtvorschubeinheit mit Richtwerk sowie die Heißdrahtstromquelle.
Ein derartiger Aufbau bzw. Anwendung ist nicht Praxistauglich, da
der Brenner und die Zuführung
des Schweißdrahtes
viel Platz einnehmen.
-
Weiters
sind aus der
DE 35
35 212 A1 und der
EP
0 803 309 A derartige Brenneraufbauten bekannt, bei denen
an einem Brenner mit nichtabschmelzenden Elektrode ein einziger
Schweißdraht zugeführt wird.
Dabei ist mit dem Brenner eine Führungsvorrichtung
gekoppelt, wobei der Schweißdraht von
einer externen Drahtzuführungsvorrichtung über ein
Schlauchpaket an die Führungsvorrichtung
gefördert
wird.
-
Weiters
ist aus der
DE 196
04 205 A1 ein Aufbau mit einem Laser bekannt, bei dem wiederum über eine
Führungsvorrichtung
ein Zusatzwerkstoff, insbesondere ein Schweißdraht, in den Bereich des Schweißprozesses
geschoben wird und dieser dort abgeschmolzen wird.
-
Aus
der GB 1 440 974 A ist eine Schweißvorrichtung bekannt, bei der
zwei oder mehr Schweißdrähte zugeführt werden,
wobei über
die Konstruktion der Drahtzuführungen
in Bezug auf den Brenner keine Details bekannt gegeben werden. In
der beschriebenen Variante nehmen die Drahtzuführungsvorrichtungen besonders
viel Platz ein, weshalb der Aufbau nicht kompakt und klein gemacht
werden kann. Die Zugänglichkeit
eines derartigen Brenners ist insbesondere für Roboteranlagen nicht zufriedenstellend.
-
Die
US 3 546 415 A zeigt
einen Schweißbrenner
mit zwei Drahtzuführungsvorrichtungen,
welche in der Gasdüse
integriert sind. Der Aufbau einer derartigen Gasdüse ist besonders
kompliziert und aufwendig. Darüber
hinaus ist durch die Anordnung der Drahtzuführungsvorrichtungen und der
Gasdüse in
einer Ebene ein relativ hoher Platzbedarf notwendig, und die Spitze
des Brenners relativ voluminös, was,
den Schweißvorgang
bei komplizierten Werkstücken
erschwert.
-
Die
US 6 066 833 A zeigt
eine Schweißvorrichtung
mit mehreren Drahtzuführungsvorrichtungen,
welche in einem gemeinsamen Führungskanal münden, der
schließlich
in den Bereich des Schweißprozesses
geleitet wird. Mit einer derartigen Anordnung ist es nicht möglich, die
Drahtzuführung
rasch zu wechseln wie es beispielsweise beim Schweißen von
Materialkombinationen notwendig wäre.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung
eines oben genannten Brenners, bei dem ein sehr einfacher und kompakter Aufbau
mit zwei Drahtzuführungsvorrichtungen
geschaffen wird.
-
Insbesondere
sollen mit ein und demselben Brenner zwei unterschiedliche Schweißprozesse
mit bevorzugt unterschiedlichen Zusatzwerkstoffen bzw. Schweißdrähten durchgeführt werden
können,
ohne dabei eine manuelle Umrüstung
vornehmen zu müssen.
-
Die
erfindungsgemäße Aufgabe
wird dadurch gelöst,
dass die Drahtzuführungsvorrichtungen seitlich
oder unterhalb des Brennerkörpers
oder des Brennergriffs oder des Schlauchpaketes befestigt sind,
und dass jeweils ein eigenständiges
bzw. gemeinsames Aufnahmeelement für die Schweißdrähte bzw.
Zusatzwerkstoffe derart mit dem Brennerkörper verbunden ist, dass die
Zuführung
der Schweißdrähte bzw.
Zusatzwerkstoffe unterhalb des Brennerkörpers ins Zentrum des Schweißprozesses
verläuft. Vorteilhaft
ist hierbei, dass ein sehr kompakter und kleiner Aufbau des Brenners
erzielt wird. Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil liegt darin,
dass durch die einseitige Schweißdrahtzuführung die Zugänglichkeit eines
derartigen Bren ners für
Roboteranlagen verbessert wird und diese beispielsweise auch im
Karosseriebau der Automobilindustrie eingesetzt werden kann. Ein
weiterer Vorteil liegt darin, dass bei automatisierten Anlagen,
insbesondere Roboterschweißanlagen,
die Umorientierung des Roboters durch die einseitige Zuführung der
Schweißdrähte sehr
reduziert wird, und somit eine sehr kurze Taktzeit des Roboters
erreicht wird.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 12 beschrieben.
-
Bei
dem oben erwähnten
Schweißverfahren kann
die Ansteuerung der Drahtzuführungsvorrichtungen
derart erfolgen, dass während
des Schweißprozesses
immer nur eine Drahtzuführungsvorrichtung
den Schweißdraht
bzw. den Zusatzwerkstoff in den Schweißbereich fördert. Vorteilhaft ist hierbei, dass
somit unterschiedliche Schweißdrähte eingesetzt
werden können
und somit mit ein und demselben Brenner unterschiedliche Schweißprozesse durchgeführt werden
können.
Hierdurch ist es erstmals möglich,
dass bei automatisierten Anlage mit einer Schweißanlage unterschiedliche Materialien
verschweißt
werden können,
wogegen beim Stand der Technik hierzu zumindest zwei Schweißanlagen
notwendig waren.
-
Die
vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen, welche Ausführungsbeispiele
des Brenners zeigen, näher
erläutert.
-
Darin
zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung einer Schweißmaschine bzw. eines Schweißgerätes;
-
2 eine
Draufsicht auf den Brenner mit zwei unterhalb des Brenners angeordneten
Drahtzuführungsvorrichtungen,
in vereinfachter, schematischer Darstellung;
-
3 eine
Seitenansicht des Brenners mit zwei unterhalb des Brenners angeordneten
Drahtzuführungsvorrichtungen,
in vereinfachter, schematischer Darstellung;
-
4 eine
Ansicht von unten auf den Brenner mit zwei unterhalb des Brenners
angeordneten Drahtzuführungsvorrichtungen,
in vereinfachter, schematischer Darstellung;
-
5 eine
Ansicht von vorne auf den Brenner mit zwei unterhalb des Brenners
angeordneten Drahtzuführungsvorrichtungen,
in vereinfachter, schematischer Ansicht;
-
6 eine
Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Brenners
mit seitlich angeordneten Drahtzuführungsvorrichtungen, in vereinfachter,
schematischer Darstellung; und
-
7 eine
Ansicht von vorne auf den Brenner mit seitlich angeordneten Drahtzuführungsvorrichtungen,
in vereinfachter, schematischer Darstellung.
-
In 1 ist
ein Schweißgerät 1 bzw.
eine Schweißanlage
für verschiedenste
Prozesse bzw. Verfahren, wie z.B. MIG/MAGSchweißen bzw. WIG/ TIG-Schweißen oder
Elektroden-Schweißverfahren, Doppeldraht/Tandem- Schweißverfahren,
Plasma- oder Lötverfahren
usw., gezeigt. Selbstverständlich ist
es möglich,
dass die erfindungsgemäße Lösung bei
einer Stromquelle bzw. einer Schweißstromquelle eingesetzt werden
kann.
-
Das
Schweißgerät 1 umfasst
eine Stromquelle 2 mit einem Leistungsteil 3,
einer Steuervorrichtung 4 und einem dem Leistungsteil 3 bzw.
der Steuervorrichtung 4 zugeordneten Umschaltglied 5. Das
Umschaltglied 5 bzw. die Steuervorrichtung 4 ist mit
einem Steuerventil 6 verbunden, welches in einer Versorgungsleitung 7 für ein Gas 8,
insbesondere ein Schutzgas, wie beispielsweise CO2,
Helium oder Argon und dgl., zwischen einem Gasspeicher 9 und
einem Schweißbrenner
bzw. einem Brenner 10 angeordnet ist.
-
Zudem
kann über
die Steuervorrichtung 4 noch ein Drahtvorschubgerät 11,
welches für
das MIG/MAG-Schweißen üblich ist,
angesteuert werden, wobei über
eine Versorgungsleitung 12 ein Zusatzwerkstoff bzw. ein
Schweißdraht 13 von
einer Vorratstrommel 14 in den Bereich des Brenners 10 zugeführt wird.
Selbstverständlich
ist es möglich, dass
das Drahtvorschubgerät 11,
wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, im Schweißgerät 1, insbesondere
im Grundgehäuse,
integriert ist und nicht, wie in 1 dargestellt,
als Zusatzgerät
ausgebildet ist.
-
Es
ist auch möglich,
dass das Drahtvorschubgerät 11 den
Schweißdraht 13 bzw.
den Zusatzwerkstoff außerhalb
des Brenners 10 an die Prozessstelle zuführt, wobei
hierzu im Brenner 10 bevorzugt eine nicht abschmelzende
Elektrode angeordnet ist, wie dies beim WIG/TIG-Schweißen üblich ist.
Ein derartige Brenner 10 ist in den nachfolgenden 2 bis 6 beschrieben.
-
Der
Strom zum Aufbauen eines Lichtbogens 15, insbesondere eines
Arbeitslichtbogens, zwischen der nicht abschmelzenden Elektrode,
nicht dargestellt, und einem Werkstück 16 wird über eine Schweißleitung 17 vom
Leistungsteil 3 der Stromquelle 2 dem Brenner 10,
insbesondere der Elektrode, zugeführt, wobei das zu verschweißende Werkstück 16,
welches aus mehreren Teilen gebildet ist, über eine weitere Schweißleitung 18 ebenfalls
mit dem Schweißgerät 1,
insbesondere mit der Stromquelle 2, verbunden ist und somit über den
Lichtbogen 15 bzw. den gebildeten Plasmastrahl für einen Prozess
ein Stromkreis aufgebaut werden kann.
-
Zum
Kühlen
des Brenners 10 kann über
einen Kühlkreislauf 19 der
Brenner 10 unter Zwischenschaltung eines Strömungswächters 20 mit
einem Flüssigkeitsbehälter, insbesondere
einem Wasserbehälter 21,
verbunden werden, wodurch bei der Inbetriebnahme des Brenners 10 der
Kühlkreislauf 19, insbesondere
eine für
die im Wasserbehälter 21 angeordnete
Flüssigkeit
verwendete Flüssigkeitspumpe,
gestartet wird und somit eine Kühlung
des Brenners 10 bewirkt werden kann.
-
Das
Schweißgerät 1 weist
weiters eine Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 22 auf, über die
die unterschiedlichsten Schweißparameter,
Betriebsarten oder. Schweißprogramme
des Schweißgerätes 1 eingestellt
bzw. aufgerufen werden können.
Dabei werden die über
die Ein- und/oder Ausgabevorrichtung 22 eingestellten Schweißparameter,
Betriebsarten oder Schweißprogramme
an die Steuervorrichtung 4 weitergeleitet und von dieser
werden anschließend die
einzelnen Komponenten der Schweißanlage bzw. des Schweißgerätes 1 angesteuert.
-
Weiters
ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
der Brenner 10 über
ein Schlauchpaket 23 mit dem Schweißgerät 1 bzw. der Schweißanlage verbunden.
In. dem Schlauchpaket 23 sind die einzelnen Leitungen vom
Schweißgerät 1 zum
Brenner 10 angeordnet. Das Schlauchpaket 23 wird über eine Kupplungsvorrichtung 24 mit
dem Schweißbrenner 10 verbunden,
wogegen die einzelnen Leitungen im Schlauchpaket 23 mit
den einzelnen Kontakten des Schweißgerätes 1 über Anschlussbuchsen
bzw. Steckverbindungen verbunden sind. Damit eine entsprechende
Zugentlastung des Schlauchpaketes 23 gewährleistet
ist, ist das Schlauchpaket 23 über eine Zugentlastungsvorrichtung 25 mit
einem Gehäuse 26,
insbesondere mit dem Grundgehäuse
des Schweißgerätes 1,
verbunden. Selbstverständlich
ist es möglich,
dass die Kupplungsvorrichtung 24 auch für die Verbindung am Schweißgerät 1 eingesetzt werden
kann.
-
Grundsätzlich ist
zu erwähnen,
dass für
die unterschiedlichen Schweißverfahren
bzw. Schweißgeräte 1,
wie beispielsweise WIG-Geräte
oder MIG/MAG-Geräte
oder Plasmageräte
nicht alle zuvor benannten Komponenten verwendet bzw. eingesetzt werden
müssen.
Hierzu ist es beispielsweise möglich,
das der Brenner 10 als luftgekühlter Brenner 10, wie
er in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen dargestellt
ist, ausgeführt
werden kann.
-
In
den 1 bis 5 ist der Brenner 10 mit einer
nichtabschmelzenden Elektrode, wie beispielsweise ein Plasma-Brenner
oder WIG-Brenner, dargestellt. Dabei kann der Brenner 10 aus
jedem aus dem Stand der Technik bekannten Aufbau eingesetzt werden,
sodass auf diesen sowie auf die Funktion nicht mehr näher eingegangen
wird.
-
Grundsätzlich kann
gesagt werden, dass der Brenner 10 durch den Brennerkörper 27 bzw.
ein Brennerrohr, in dem die nichtabschmelzende Elektrode angeordnet
ist, und einem Brennergriff 28 bzw. einer Brennerschale gebildet
wird, wobei der Brenner 10 über das Schlauchpaket 23 mit
dem Schweißgerät 1 bzw.
einer Stromquelle 2 verbunden wird. Um einen Schweißprozess
jedoch durchführen
zu können,
ist es erforderlich, dass ein Zusatzwerkstoff bzw. Schweißdraht 13 in
den Bereich eines Plasmastrahls 29 bzw. eines Lichtbogens 15 geführt wird,
wobei hierzu zwei Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 für zwei getrennt
zuführbare
Zusatzwerkstoffe, insbesondere zwei Schweißdrähte 13, 32,
an den Bereich des Schweißprozesses
bzw. Lichtbogens 15 bzw. Plasmastrahls 29 angeordnet
sind, wobei für
die Förderung
der Schweißdrähte 13, 32 zwei
Drahtvorschubgeräte 11 notwendig
sind. Dabei werden bevorzugt ebenfalls zwei Drahtzuführungsvorrichtungen (nicht
dargestellt) eingesetzt, welche den Hauptantrieb für die Förderung
der Schweißdrähte 13, 32 bilden,
wogegen die Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 am
Brenner 10 als Nebenantriebe ausgelegt werden. Jede Drahtzuführungsvorrichtung 30, 31 wird zumindest
durch Antriebsrollen 33 für den Zusatzwerkstoff bzw.
den Schweißdraht 13, 32 und
einem Antriebsmotor 34 gebildet, wie dies schematisch dargestellt
wurde, wobei auf den exakten Aufbau nicht näher eingegangen wird, da jede
aus dem Stand der Technik bekannte Drahtzuführungsvorrichtung eingesetzt
werden kann. Bevorzugt wird die Drahtzuführungsvorrichtung 30, 31 durch
einen Push-Pull-Antrieb, insbesondere einen zwei oder vier Rollen-Antrieb,
gebildet, sodass eine optimal Drahtförderung erzielt wird.
-
Bei
dem erfindungsgemäßen Brenneraufbau sind
die Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 über ein
Befestigungsmittel 35 am Brennerkörper 27 oder am Brennergriff 28 oder
am Schlauchpaket 23 befestigt, wobei die Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 unterhalb
des Brennerkörpers 27 oder
des Brennergriffs 28 oder des Schlauchpaketes 23 angeordnet sind,
d.h., dass der Brennerköper 27 bzw.
der Brennergriff 28 und die Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 in
unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind, wie dies in den 2 bis 5 dargestellt
ist. Betrachtet man hierzu die Längsachsen 36, 37, 38 der
Komponente, insbesondere des Brennergriffes 28 und der Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31,
so ergibt sich eine dreiecksförmige
Anordnung bzw. ein dreiecksförmiger
Aufbau.
-
Bevorzugt
sind die Drahtführungsvorrichtungen 30, 31 parallel
bzw. nebeneinander unterhalb oder seitlich des Brennerkörpers 27 angeordnet.
Die Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31,
insbesondere die Rollen bzw. Antriebsrollen 33, sind dabei
seitlich des Brenners 10 angeordnet, wobei die Antriebselemente,
insbesondere der Antriebsmotor 34, für die Rollen unterhalb des
Brenners 10 einen Teilbereich des Brenners 10 überlappen,
sodass eine sehr kleine Baugröße des gesamten
Brenners 10 mit dem Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 erreicht
wird. Weiters wird dadurch erreicht, dass eine sehr gute Zugänglichkeit
zu den Antriebsrollen 33 geschaffen wird.
-
Das
Befestigungsmittel 35 für
die Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 ist
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
durch eine gemeinsame Montageplatte 39 gebildet, die über eine
Befestigungsvorrichtung 35, insbesondere eine Schraub- oder
Klemmverbindung, mit dem Brennergriff 28 verbunden ist.
Selbstverständlich
ist es möglich,
dass für jede
Drahtzuführungsvorrichtung 30, 31 ein
eigenes Befestigungsmittel 35 verwendet wird. Grundsätzlich kann
der mechanische Aufbau auf die unterschiedlichsten Arten erfolgen,
sodass auf diesen nicht im Detail eingegangen wird und der Aufbau
nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt
ist. An einer Seite der Montageplatte 39, insbesondere
an der des Schweißprozesses
abgewandten Seite, sind die Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 angeordnet und
befestigt, wobei auf der gegenüberliegenden Seite
der Mon tageplatte 39 jeweils ein Anschlussmittel 41 für einen
Führungsschlauch 42 zum
Führen des
Schweißdrahtes 13, 32 angeordnet
ist.
-
Weiters
ist im Bereich des Schweißprozesses,
also im Bereich des Lichtbogens 15 bzw. des Plasmastrahls 29 jeweils
ein eigenständiges
bzw. ein gemeinsames Aufnahmeelement 43 für den Schweißdraht 13, 32 mit
dem Brennerkörper 27 verbunden,
wobei das Aufnahmeelement 43 möglichst nahe am Schweißprozess
angeordnet ist. Das Aufnahmeelement 43 weist ein Führungsrohr 44 für den Schweißdraht 13, 32 auf.
Das Führungsrohr 44 hat die
Aufgabe den Schweißdraht 13, 32 in
den Bereich des Schweißprozesses
zu leiten und ist derart verlaufend, insbesondere gekrümmt, ausgebildet,
dass der Schweißdraht 13, 32 optimal
in das Zentrum des Lichtbogens 15 bzw. Plasmastrahls 29 geführt wird. Es
ist aber auch möglich,
dass die Aufnahmeelemente 43 als Formelement ausgeführt werden
und in diesem Formelement ein Führungskanal
ausgebildet wird, der wiederum den Schweißdraht 13, 32 in
den Bereich des Lichtbogens 15 bzw. des Plasmastrahls 29 führt. Das
Aufnahmeelement 43 bzw. das Führungsrohr 44 können verstellbar
am Brenner 10 befestigt werden, sodass eine Einstellung
der Position für
den Schweißdrahtaustritt
am Führungsrohr 44 vorgenommen
werden kann, d. h., dass eine Verstellung der Position der Schweißdrähte 13, 32 in
Bezug auf den Lichtbogen 15 bzw. Plasmastrahl 28 oder
zueinander vorgenommen werden kann und somit eine optimale Anpassung
an die unterschiedlichsten Brenner 10 bzw. Anwendungen
vorgenommen werden kann.
-
Die
beiden Führungsrohre 44 bzw.
Führungskanäle sind
in einem Winkel 45 zwischen 5° und 85°, bevorzugt zwischen 10° und 30°, zueinander
angeordnet, d.h., dass die Schweißdrähte 13, 32 in
einem bestimmten Winkel 45 zueinander verlaufen, wobei
diese genau im Zentrum des Lichtbogens 15, also der Lichtbogenberührung mit
dem zu verschweißenden
Werkstücken 16 (nicht
dargestellt) bzw. Plasmastrahl 29 positioniert werden.
Durch den Einsatz des Führungsrohres 44 ist
es in einfacher Form möglich,
dieses an die verschiedensten Brennertypen anzupassen, ohne dabei
große
Veränderungen
am Gesamtaufbau vornehmen zu müssen. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Brenner 10 durch einen gewinkelten Brennerkörper 27 ausgebildet,
wobei es jedoch möglich
ist, dass auch ein gerader, gebogener Brennerkörper 27 mit unterschiedlichen
Krümmungen
eingesetzt werden kann, wobei hierzu lediglich eine Anpassung der Schweißdrahtposition
vorgenommen werden muss. Grundsätzlich
kann gesagt werden, dass der Brenner 10 und die Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 eine gemeinsame
Baueinheit ausbilden, wobei die beiden Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 unabhängig voneinander
ansteuerbar sind und bei einem Schweißprozess immer nur eine Drahtzuführungsvorrichtung 30, 31 aktiviert
ist, die den Schweißdraht 13 oder 32 in
das Zentrum des Schweißprozesses, insbesondere
des Lichtbogens 15 bzw. Plasmastrahls 15, fördert. Dabei
ist es möglich,
dass während
des Schweißprozesses
eine Umschaltung von einer Drahtzuführungsvorrichtung 30 oder 31 auf
die andere Drahtzuführungsvorrichtung 31 oder 30 vorgenommen
wird. Selbstverständlich
ist es möglich, dass
auch beide Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 gleichzeitig
aktiviert werden können
und diese gleichzeitig eine Förderung
des Schweißdrahtes 13 und 32 durchführen.
-
Grundsätzlich ist
es auch möglich,
dass die Anordnung der Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 zum
Brenner 10 auch anders ausgeführt werden kann. Hierzu sind,
wie in den 6 und 7 gezeigt,
die Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 wiederum über Befestigungsmittel 35 am
Brennerkörper 27 oder
am Brennergriff 28 oder am Schlauchpaket 23 befestigt,
wobei die Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 seitlich
des Brennerkör pers 27 oder
des Brennergriffs 28 oder des Schlauchpakets 23 angeordnet
sind und die Zuführung
des Zusatzwerkstoffes bzw. Schweißdrahtes 13, 31 zum
Schweißprozess auf
einer Seite des Schweißprozesses,
insbesondere in einem Winkel 45 zwischen 5° und 85°, bevorzugt zwischen 10° und 30°, unterhalb
des Brenners 10 erfolgt, d.h., dass der Schweißdraht 13, 31 über den Führungsschlauch 42 zu
der auf der unteren Seite des Brenners 10 angeordneten
Aufnahmeelement 43 geführt
wird und von diesem wiederum über
das Führungsrohr 44 bzw.
dem Führungskanal
in den Bereich des Schweißprozesse
geführt
wird. Bei einer derartigen Anordnung bilden die Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 und
der Brenner 10 eine Ebene aus.
-
Es
ist auch möglich,
dass ein derartiger Aufbau auch bei einem Laser-Schweißprozess eingesetzt wird, wobei
hierzu anstelle des Plasma-Brenners
oder des WIG-Brenners ein Laser eingesetzt wird.
-
Mit
dem obgenannten Brenner 10 ist es nunmehr möglich, dass
zwei unterschiedliche Schweißprozesse
mit ein und demselben Brenner 10 durchgeführt werden
können.
Eine spezielle Anwendung des Brenners 10 kann also derart
erfolgen, dass einmal ein Heft- bzw. Schweißprozess durchgeführt wird und
andererseits eine reiner Auftragsschweißprozess, vorgenommen wird,
wobei für
die beiden Schweißprozesse
unterschiedliche Zusatzwerkstoffe bzw. Schweißdrähte 13, 31 verwendet
werden können.
Bei dem Heft- bzw. Schweißprozess
wird ein Schweißdraht 13 aus
Stahl eingesetzt, wogegen bei dem Auftragsschweißprozess der Schweißdraht 31 auf
Kupferbasis basiert. Dabei wird beim Heft- bzw. Schweißprozess
das Material der zu verschweißenden
Werkstücke 16 aufgeschmolzen,
wogegen beim Auftragsschweißen
nur Zusatzmaterial auf die Werkstücke 16 aufgetragen
wird, ohne das dabei das Material des Werkstückes 16 geschmolzen
wird.
-
Hierzu
wird nach dem Start des Schweißprozesses,
also nach dem Zünden
des Lichtbogens 15 bzw. dein Aufbau des Plasmastrahls 29,
nur eine der beiden Drahtzuführungsvorrichtung 30, 31 aktiviert, d.h.,
dass die Ansteuerung der Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 derart
erfolgt, dass während
des Schweißprozesses
immer nur eine Drahtzuführungsvorrichtung 30 oder 31 den
Schweißdraht 13, 32 bzw. den
Zusatzwerkstoff in den Schweißbereich
fördert, wobei
während
des Schweißprozesses
eine Umschaltung von einer Drahtzuführungsvorrichtung 30 oder 31 auf
die andere Drahtzuführungsvorrichtung 31 oder 30 möglich ist,
d.h., dass ohne Unterbrechung des Lichtbogens 15 bzw. Plasmastrahls 29 die gerade
fördernde
Drahtzuführungsvorrichtung 30 oder 31 deaktiviert
wird und die weiter Drahtzuführungsvorrichtung 31 oder 30 aktiviert
wird. Die Ansteuerung der Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 wird
dabei vom Schweißgerät 1 bzw.
der Stromquelle 2, insbesondere von der darin angeordneten
Steuervorrichtung 4, vorgenommen, wobei hierzu von der Steuervorrichtung
auch eine Anpassung der Schweißparameter
für die
unterschiedlichen Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 vorgenommen
wird, d.h., dass beispielsweise bei unterschiedlichen Schweißdrähten 13, 32 von
der Steuervorrichtung 4 auch unterschiedliche Einstellungen
bzw. Schweißparameter
für den
Schweißprozess
verwendet werden, sodass beim Umschalten von einer auf die andere
Drahtzuführungsvorrichtung 30, 31 auch
andere Schweißparameter,
wie die Stromhöhe,
die Drahtvorschubgeschwindigkeit, usw., verwendet werden. Dadurch
kann eine optimale Anpassung der Schweißparameter an die verwendeten
Materialien des Schweißdrahtes 13, 31 vorgenommen
werden.
-
Mit
einem derartigen Brenner 10 kann somit beispielsweise in
einem Arbeitsgang ein sogenannter Heft- und Löt-Prozess (Auftrags-Prozess)
durchgeführt
werden. Dabei werden bei dem Heft-Prozess die beiden zu verbindenden
Werkstücke
mit einem Schweißpunkt
bzw. einer sehr kurzen Schweißraupe zueinander
fixiert, wobei beim Löt-Prozess
ein Lötmaterial
in Form einer Schweißraupe
auf die Werkstücke 16 aufgetragen
wird. Ein Verlötung
der Werkstücke 16 bzw.
ein Aufschmelzen des aufgetragenen Lötmaterials wird durch einen
nachfolgenden unabhängigen
Arbeitsschritt durchgeführt,
wobei hierzu die Werkstücke 16 einer
Wärmebehandlung
ausgesetzt werden.
-
Somit
wird durch wechselweises Ansteuern der Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 und
durch entsprechende Anpassung der Schweißparameter mit ein und demselben
Brenner 10 in beliebiger wiederholender Reihenfolge einmal
ein Heft-Prozess und sofort anschließend ein Löt-Prozess (Auftrags-Prozess)
durchgeführt,
ohne dass dabei der Schweißprozess
unterbrochen werden muss, d.h., dass der Lichtbogen 15 bzw.
der Plasmastrahl 29 oder beim Einsatz eines Lasers der
Laserstrahls einmal gestartet wird, worauf abwechselnd der Heft-Prozess
und der Löt-Prozess
durchgeführt
werden.
-
Der
wesentliche Vorteil bei einem derartigen Aufbau bzw. Verfahren liegt
darin, dass durch die spezielle Ansteuerung der Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 zwei
unterschiedliche Schweißprozesse
mit einem Brenner 10 ausgeführt werden können, ohne
den Schweißprozess
unterbrechen zu müssen und
einen neuerlichen Start des Schweißprozesses vornehmen zu müssen bzw.
die Schweißanlage
auf den neuen Schweißprozess
umrüsten
zu müssen. Mit
den aus dem Stand der Technik bekannten System, also Plasma-Brenner
bzw. WIG-Brenner mit externer Drahtzuführung, ist dies bisher nicht
möglich gewesen.
Dabei müssten
für eine
derartige Anwendung zwei Schweißanlagen,
jeweils eine für
den Heft-Prozess und eine für
den Löt-Prozess,
eingesetzt werden bzw. müsste
bei Verwendung einer Schweißanlage
diese nach dem Heft-Prozess umgerüstet werden, um anschließend den
Löt-Prozess ausführen zu
können.
-
Auch
ist es möglich,
dass unterschiedliche Materialen verschweißt werden, wobei hierzu wiederum
unterschiedliche Schweißdrähte 13, 31 verwendet
werden, d.h., dass beispielsweise mit dem einen Brenner 10 eine
Stahl-Schweißung und
eine Aluminium-Schweißung
oder Schweißungen
mit unterschiedlicher Materialien, wie Nirosta, Stahl, usw., durchgeführt werden,
wobei hierzu wiederum diese in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden
können.
Gerade in der heutigen Zeit werden immer mehr Materialkombinationen
in den unterschiedlichen Bereichen eingesetzt, d.h., dass bei den
Aufbauten die verschiedensten Materialien eingesetzt werden, wie beispielsweise
in der Autoindustrie im Karosseriebau oft Stahl und Aluminium kombiniert
eingesetzt werden, die mit einer derartigen Schweißanlage
in einem Arbeitsschritt bzw. in einer automatisierten Station verarbeitet
werden können,
wogegen beim Stand der Technik hierzu zwei Stationen notwendig sind.
Dadurch werden erhebliche Kosteneinsparungen, Platzeinsparungen
erzielt. Hierzu ist es auch möglich, dass
mehr als zwei Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 am
Brenner 10 angeordnet werden, wobei jede mit unterschiedlichen
Schweißdrähten 13, 32 bestückt werden,
so dass eine Vielzahl verschiedenste Materialen optimal mit einer
Schweißanlage verschweißt werden
können,
wobei immer nur eine Drahtzuführungsvorrichtung 30, 31 aktiviert
wird, jedoch jederzeit eine Umschaltung auf die andern erfolgen
kann.
-
Selbstverständlich ist
es möglich,
dass die beiden Drahtzuführungsvorrichtungen 30, 31 auch gleichzeitig
aktiviert werden können.