DE2063760A1

DE2063760A1 - Verfahren und Vorrichtung zum automa tischen vertikalen Lichtbogenschweißen

Info

Publication number: DE2063760A1
Application number: DE19702063760
Authority: DE
Inventors: Masayasu Ohi Atsushi Fujisawa Jhochi Akihiko Hashimoto Kenichiro Kamakura Ankawa (Japan)
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1969-12-27
Filing date: 1970-12-24
Publication date: 1971-07-01
Also published as: SE381833B; NO132894B; NO132894C; US3742184A; NL7018803A; GB1340686A; FR2072076A1; FR2072076B1; ES386809A1

Description

553

KOBE STEEL, Ltd., 86-1, 1-Chome, Wakinohama-Cho, Fukiai-ku, Kobe (Japan)

Verfahren und Vorrichtung zum automatischen vertikalen Lichtbogenschweißen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen vertikalen Lichtbogenschweißen mit einer abschmelzenden Schweißdrahtelektrode, wobei ein Elektrodenhalter auf der Schweißfuge hin- und herbewegt wird.

Bisher hat man beim vertikalen Schweißen die Schweißelektrode mit der Hand geführt. Dies erfordert erfahrene Facharbeiter und eine dementsprechend aufwendige Betriebsweise.

Es ist auch ein halbautomatisches Senkrechtschweißen unter Verwendung eines kontinuierlichen Drahts bekannt. Diese Schweißmethode ist ebenso aufwendig wie das Handschweißen, da es eine Bedienungsperson für jeden Elektrodenhalter erfordert. Auf diese Weise konnte also das Senkrechtschweißen nicht wesentlich wirtschaftlicher gemacht werden.

In neuerer Zeit nahmen Gto ßkonstrukt ionen, so z. B. im modernen Schiffbau, erheblich zu. Dementsprechend stiegen die Schweißarbeiten, so daß die Zahl der verfügbaren Schweiß-

109827/1051 "² "

Facharbeiter niclrtfkehr ausreichte. Es besteht daher das; - -. ernste Bestreben, den Arbeits- und Kostenaufwand bei Schweißarbeiten herabzusetzen.

Die nachfolgend angegebenen Probleme bzw. Schwierigkeiten bilden den Grund dafür, daß herkömmliche Senrechtschweißverfahren nicht automatisiert werden konnten; insbesondere konnte man nicht mehrere Schweißhalter bzw. -geräte durch eine Person bedienen lassen, obwohl eine derart wirtschaftliche Schweißarbeit sehr erwünscht gewesen ist. Dies gilt selbst für den EaIl, daß ein Schweißhalter bei einer Aufwärtsschweißung, die zum Automatisieren des Schwei-'ßens als die günstigste Arbeitsweise bekannt ist, hin- und herbewegt wird.

Häufig tritt nämlich eine unzureichende Schweißtiefe eines Basismetalls auf der Mittellinie der Schweißfuge auf, was eine unzureichende Stabilität der Schweißnaht zur Folge hat. Außerdem tritt ein Abtropfen des geschmolzenen Metalls während des Schweißvorgangs ein. Wenn die Schweißtiefe vergrößert wird, neigt das geschmolzene Metall in erhöhtem Maße zum Abtropfen; wenn dagegen die Abtropfmenge des geschmolzenen Metalls verringert wird, wird die Schweißtiefe ungenügend. Diese Faktoren machen ein automatisches Senkrechtschweißen, in der Praxis äußerst schwierig..

Durch die Erfindung sollen die oben angegebenen Nachteile herkömmlicher Lichtbogenschweißtechniken für die vertikale Schweißung beseitigt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung ztia automatischen vertikalen Lichtbogenschweißen anzugeben,- mit deren-Hilfe Haitisohweißelektrodenhalter bzw. -geräte von einer Bedienungsperson derart betätigt werden können, daß auch bei ausreichender Schweiß-

10 9827/1 OB 1 " 3 -

tiefe ein Abtropfen von geschmolzenem Metall verhindert wird.

Ausgehend von den obengenannten bekannten Verfahren zum automatischen vertikalen Lichtbogenschweißen mit einer Abschmelzenden Schweißdraht-Elektrode, wobei ein Elektrodenhalter auf der Schweißfuge eine Pendelbewegung ausführt, schlägt die Erfindung zur -Lösung dieser Aufgabe vor, daß wenigstens eine der Schweißbedingungen, nämlich die Bewegung des Elektrodenhalters, der Schweißstrom und die Elektrodenvorschub geschwindigkeit, in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Elektrodenhalters innerhalb seines Pendelbewegungsausschlags gesteuert wird.

Gemäß einer Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, daß der Schweißdraht nahe der Mittellinie des Pendelbewegungsausschlags des Elektrodenhalters stärker vorgeschoben wird, so daß das Drahtende bis unmittelbar vor seinem Eintritt in das Schweißbad bewegt wird.

Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß in der Nähe der Mittellinie des Pendelausschlag des Elektrodenhalters der Vorschub des Drahtes beschleunigt und gleichzeitig die Schweißspannung des Halters über eine optimale Schweißspannung hinaus erhöht wird, damit der Lichtbogenpunkt des Drahtes in die Nähe der zwischen den zu verbindenden Werkstücken befindlichen Fuge gebracht werden kann,um eine ausreichend große Eindringtiefe der Schweißung zu erreichen. Nach dem Durchpendeln der Schweißdrahtelektrode durch die Mittellinie wird die ' Schweißspannung wieder auf die ursprüngliche Spannung herabgesetzt, und während des Zurückpendels der Elektrode wird umgekehrt verfahren. Gemäß diesem weitergebildeten Verfahren wird also die optimale Schweißspannung nur in der Nähe der Mittellinie der Elektrodenpendelbewegung überschritten und

109827/1D51 " ⁴ -

BAD ORIGINAL

dort die Vorschubgeschwindigkeit des Elektrodendrahtes erhöht.. Dadurch ist es möglich, eine besonders günstige Schweißtiefe ohne wesentliche Änderung beim Schweißvorgang geschmolzenen Metallmenge hervorzurufen. Es kann daher das Abtropfen von geschmolzenem Metall verhindert und/Schweißtiefe bzw. die Tiefe der Naht des Werkstücks erhöht werden, wodurch die Voraussetzung für eine automatische vertikale Lichtbogenschweißung geschaffen wird.

Gemäß einer anderen Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Schweißstrom nach dem Anwachsen der Schweißspannung geringfügig erhöht wird, um die Vorschubgeschwindigkeit des Drahts zu vergrößern und eine ausreichende Schweißtiefe und eine günstige Schweißraupe zu schaffen. Auf diese Weise kann die Grenze der Eindringtiefe der Schweißnaht durch ein Beschleunigen des Drahtvorschubs heraufgesetzt werden, und es wird außerdem die Gefahr beseitigt, daß das den Lichtbogen erzeugende Ende der Schweißdraht-Elektrode mit dem zu schweißenden Basismetall unter Kurzschlußbildung und Unterbrechung des Lichtbogens in unmittelbare Berührung kommt, wenn die Vorschubgeschwindigkeit des Drahts übermäßig vergrößert wird.

Gemäß einer weiteren !Fortbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Pendelgeschwindigkeit an beiden Seiten und nahe der Mittellinie des Pendelbewegungsausschlags über eine extrem kurze Zeitspanne verringert oder die Pendelbewegung stillgesetzt wird, um ein sehr zuverlässiges und genaues automatisches vertikales Lichtbogenschweißen zu erreichen. Diese erfindungsgemäße Maßnalime|fünrt durch das extrem kurzzeitige Abbremsen oder Anhalten der Pendelbewegung des Drahtes eu beiden Seiten und in der Mitte des PendelbewegungsauEschlage des Drelites zu einer sehr guten Schweißraupenform und verhindert das Abtropfen von geschmolnem Hei all. Äußerem die Hindurch diese Maßnahme wie auch durch

1098 27/1051 " ^ "

die .Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit des Drahts und des Schweißstroms in der Nähe der Mittellinie des Pendelbewegungsaus sehlags des Drahts zur Überwindung des bei bisherigen Lichtbogenschweißverfahren stets anstehenden Problems, eine Schweißtiefe von mehr als 0,5 mm von der Fugenkante des zu schweißenden Werkstücks aus zu erzielen, ohne die Schweißnaht zu verschlechtern und das Abtropfen von geschmolzenem Metall zu steigern. Demgemäß kann erfindungsgemäß eine Eindringtiefe der Schweißnaht von mehr als 0,5 nun ohne schädliche oder störende Nebeneffekte erreicht werden.

Bei einer Vorrichtung zum automatischen vertikalen Lichtbogenschweißen mit einer abschmelzenden Schweißdrahtelektrode und einem über die Schweißfuge pendelnd geführten Elektrodenhalter ist erfindungsgemäß eine Steuereinrichtung zum Indern der Schweißbedingungen, z. B. der Vorschubgeschwindigkeit des Metalldrahts, der Schweißspannung, des Schweißstroms und der Pendelgeschwindigkeit vorgesehen, wobei die Pendelbewegung des Elektrodenhalters derart steuerbar ist, daß der Draht innerhalb des Pendelbewegungsausschlags abgebremst oder angehalten werden kann. Dabei kann die Schweißstromcjuelle mit dem Antrieb für die Pendelbewegung des Elektrodenhalters so gekoppelt sein, daß der SchweiBstromyifiner vorgegebenen Stellung des Elektrodenhalters innerhalb des Pendel bewegungsausschlagε des Drahts erhöht oder verringert werden kann. Die Zuführvorrichtung für den Elektrodendraht ist vorzugsweise so ausgebildet, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Drahts bei einer bestimmten Stellung des Elektrodenhalters innerhalb dessen Pendelbewegungsausschlags vergrößerbar oder verringerbar ist. Die erfindungsgemäß vorgesehene Steuereinrichtung steuert die Geschwindigkeit der Pendelbewegung des Elektrodenhalters, die Zu- oder Abnahme des Schweißstroms und die Zu- oder Abnahme der Vorschubgeschwindigkeit des Drahts synchron zur jeweiligen Stellung des Elektrodenhalters innerhalb des Ausschlags der Hin- und Herbewegung

109827/1051 ~ ⁶ -

des Elektrodendrahts. Außerdem ist dne Einrichtung zum Abstimmen der Mittellinie des Pendelausschlags auf die Schweißfuge zwischen zwei zu verbindenden Teilen vorgesehen. Diese zuletzt genannte Einrichtung weist an ihrem oberen Ende eine Gelenkverbindung auf, an der der Elektrodenhalter aufgehängt ist; ferner ist eine Führung zum senkrechten !Führen und zum-Positionieren des Elektrodenhalters in bezug auf die Schweißfugenmittellinie vorgesehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die neue Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens können mit großem Erfolg beim vertikalen Kehlnaht- und Stumpfschweißen angewendet werden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1A und 1B Schaubilder zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens an Hand einer vertikalen Kehlnaht j

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Peridelantrieb s und des pendelnden Elektrodenhalters;

Fig. 3 eine Frontansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 5 ©in Schaltplan einer Steuerschaltung zum Steuern des Schweißstroms und der Elektrodenvorschubgeschwindigkeifc;

109827/1051 " ⁷ "

Fig. 6 einen elektrischen Schaltplan einer Steuerschaltung zum Steuern der Pendelbewegung des Elektrodenhalters.

Im folgenden wird auf Fig. 1A Bezug genommen, in der die Beziehungen zwischen der Bewegung der Elektrodendrahtspitze, der YorSchubgeschwindigkeit des Drahts und der sich dabei ausbildenden Schweißraupe gezeigt sind.

Beim automatischen vertikalen Lichtbogenschweißen unter Verwendung einer abschmelzenden Schweißdrahtelektrode wird die Vorschubgeschwindigkeit des Drahts im Verlauf der Pendelbewegung seines Endes vom Punkt a zum Punkt b von einer Geschwindigkeit v^ auf eine Geschwindigkeit V^j₁ vergrößert, bevor die Drahtspitze den Punkt b erreicht. Wenn das Drahtende vom Punkt b zum Punkt c weiterschwingt, wird die Vorschubgeschwindigkeit wieder von der Geschwindigkeit V^, auf die ursprüngliche Geschwindigkeit v^ verringert. Während der Draht vom Punkt c in Richtung des Punktes b zurückschwingt, wird die- Vorschubgeschwindigkeit des Drahts erneut von der Geschwindigkeit v^, auf die Geschwindigkeit Y* , vor dem Erreichen des Punktes b erhöht, und wenn der Draht vom Punkt b zum Punkt a weiterschwingt, wird seine Vorschubgeschwindigkeit erneut auf die ursprüngliche Geschwindigkeit v^ zurückgestellt. Auf diese Weise können die gewünschte Schweißraupenform und die geeignete Schweißtiefe bis zum Kantenbereich erreicht werden.

Im folg ei-den wird auf Fig. 1B Bezug genommen, welche die Beziehungen zwischen dar Pendelbewegung des Drahtendes, der Vüi'ßcliubßeiaChvindiKktiit des Draht», dem üchweißstrom und ßcliweißroupeufurm bei dem oben erläuterten Verfahren zeigt, das Drahtende vom Punkt a z.um Punkt h !rxhwlngt, wird,

1CS827/10&1

bevor der Punkt b erreicht ist, die Vor schub geschwindigkeit des Drahtes von einer Geschwindigkeit ^ ^au£ eine Geschwindigkeit Voι heraufgesetzt, und wenn sich das Drahtende vom Punkt b zum Punkt c weiterbewegt, wird die Vorschubgeschwindigkeit von der Geschwindigkeit Vp, auf die anfängliche Geschwindigkeit Vo herabgesetzt. Der Schweißstrom wird kurz nach der Erhöhung der Schweißspannung von einem Wert Ig auf Ip ι heraufgesetzt und danach wieder auf den ursprünglichen Vert Io verringert. Die Stoßkante zwischen den zu schweißenden Basisteilen kann durch Erhöhung des Schweißstroms nach dem Durchgang durch den Punkt b ausreichend geschmolzen werden. Die Schmelzgeschwindigkeit des Drahts wird in diesem Bereich erhöht, damit sich das Drahtende ohne die Gefahr einer KurzSchlußbildung der Stoßkante nähern kann. Da die Periode erhöhten Schweißstroms nach dem Durchlauf des Drahtendes durch denfPunkt b sehr kurzzeitig auftritt, wird die mittlere Strommenge während einer Pendelperiode der Schweißdrahtelektrode nicht so weit erhöht, daß die Gefahr des Abtropfens von geschmolzenem Metall und einer unregelmäßigen Schweißnaht bzw. -raupe besteht.

Im folgenden wird auf 3?ig. 2 der Zeichnung Bezug genommen, welche den Elektrodenhalter sowie dessen Pendelantrieb zeigt.

Ein Schweißkopf 1 ist über ein Drehlager 2 mit einem Elektrodenhalter 5 verbunden. Bei Betrieb führt eine Schweißdrahtelektrode 3 eine Pendelbewegung aus, wobei ihr Ende der in gebrochenen Linien dargestellten Bahn folgt. Der Elektrodenhalter 5 ist über eine längenverstellbare Kurbelwelle 4 mit einem Antriebsmechanismus verbunden, welcher den Elektrodenhalter in der Zeichnung nach links oder rechts pendelnd bewegt. Die Kurbelwelle 4 ißt mit einem Ende an einer Drehscheibe 6 schwenkbar befestigt. Der Abstand zwischen dem Drehpunkt der Drehscheibe 6 und dem Angriffspunkt

109827/1051 - 9 -

ist

der Kurbelwelle 4 ebenfalls einstellbar. Die Drehscheibe 6 ist über Untersetzungsgetriebe 7 "und 7¹ mit dnem Impulsmotor 8 verbunden, so daß die Drehbewegung des Impulsmotors 8 in eine Pendelbewegung des Elektrodenhalters umgewandelt wird. Am hinteren Ende des Elektrodenhalters 5 ist ein Permanentmagnet 9 befestigt. Während das hintere Ende des Elektrodenhalters 5 auf einer das Drehlager 2 tragenden Halteplatte 11 (Fig. 3) hin- und herbewegt wird, erregt der Magnet 9 einen auf der Mitte der Pendelbahn des rückwärtigen Endes des Elektrodenhalters angebrachten Reed- bzw. Zungenschalter 1OB und an den beiden Seiten der Pendelbahn angeordnete Reed-Schalter 1OA und 100, um durch Schließen der elektrischen Kontakte Signale zu erzeugen, wenn das Ende des Drahts 3 eine vorgegebene Stellung erreicht und der Magnet sich demgemäß de» Reed-Schaltern 1OA, 1OB bzw. 10C nähert.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Ausführungsform der neuen Vorrichtung gezeigt. Der Elektrodenhalter 1 ist durch die Halteplatte 11 mit einem Schlitten 12 verbunden, in bzw. an dem der Impulsmotor 8, die Drehscheibe 6 und die anderen zum Pendelantriebsmechanismus gehörigen Teile angeordnet sind. Der Schlitten 12 ist längs einer Vertikalführung 13 beweglich angeordnet. Der Wagen 12 ist mit einem entsprechenden Antrieb für die Vertikalbewegung ausgestattet. Die Führung 13 hängt an ihrem oberen Ende an einer Gelenkverbindung 14, welche längs eines horizontalen Auslegers verschieblich angeordnet ist. Der Ausleger 15 kann seinerseits an einem horizontalen Ausleger 16 horizontal verschoben werden. Der Ausleger 16 trägt also die Gesamtvorrichtung und ist selbst an einer Säule 18 befestigt, die mit ihrem unteren Ende an einem Wagen 17 befestigt ist. Daher kann die höhenverstellbare Führung 13 in bezug auf die Säule 18 in allen Richtungen horizontal verschoben werden, so daß eine Verstellung der Führung in allen drei Richtungen erfolgen kann. An den oberen und unteren Enden der Führung 13 sind jeweils Elektro-

109827/1051

- 10 -

magnete 19 angebracht, über die die !führung 13 mit einem zu schweißenden Werkstück 20 verbunden werden kann. Die Führung 13 kann in bezug auf ein zu schweißendes Werkstück 21 über Abstandshalter 22 und 22', die zwischen dem zu schweißenden Werkstück 21 und der Führung 13 angeordnet sind, in die richtige Stellung gebracht werden. Eine Steuerschaltung zum Steuern der Pendelgeschwindigkeit des Elektrodenhalters, des Schweißstroms und der Vorschubgeschwindigkeit des Drahts in Abhängigkeit von der Stellung des pendelnden Elektrodenhalters ist in einem Steuergerät 23 enthalten, welches an der Trägersäule 18 befestigt ist. Eine Draht-Vorschubvorrichtung 24 und Anschlagösen 25 sind ebenfalls an der Haiterungssäule 18 befestigt.

Fig. 5 zeigte die Steuerschaltung zum Steuern des Schweißstroms und der Draht-Vorschubgeschwindigkeit,

Wenn die Klemmen W1 und W2 an die Schweißstromklemmen angeschlossen sind, kann der Schweißstrom bei einer vorgegebenen Stellung des Elektrodenhalters 1 innerhalb seines Pendelbewegungsausschlags erhöht oder verringert werden. Wenn die Klemmen WI und W2 mit der ßtromversorgungsquelle für den Draht-Vorschubmotor verbunden sind, kann die Vorschubgeschwindigkeit des Drahts bei einer vorgegebenen Stellung des Elektrodenhalters innerhalb seines Pendelbewegungsausschlags vergrößert oder verkleinert werden. RRp-3 stellt einen Kontakt des Reed-Schalters 10A (10B und 100) dar. P.T ist ein Impulstransformator, SC]Lj und SORg₁ sind verstärkende Thyristoren, deren Phase von dem Impulstransformator gesteuert wird. Außerdem sind Hauptthyristoren SCR^ und SOR^j, zum Steuern der Phase des Schweißstroms oder des dem Draht-Vorschubmotor zugeführten Stroms vorgesehen, welche von den Thyristoren SOR₂ bzw. SOR₂, in ihrer Phase gesteuert werden. Der Schweißstrom oder der dem Draht-Vorschübmot or

109827/1051

zugeführte Strom wird entsprechend einem von den Widerständen E^ und E₂ ^un(3- &^{e]1 m}i* ^der Doppelbasisdiode UJT verbundenen Kondensator Cj bestimmten Phasenwinkel gesteuert.

Wenn der Schaltkontakt EEo_-Z geschlossen ist, ändert sich der Widerstandswert von E^ + E₂ auf E₂ (R₁ kurzgeschlossen) mit dem Ergebnis, daß die Zahl der durch den Impulstransformator P.T erzeugten Impulse anwächst. Dadurch wird die wirksame Erregerzeit pro Periode der Thyristoren SOE₂ und SOE₂, sowie der Hauptthyristoren SCR₁ und SCE^₁ vergrößert, und der den Klemmen Wi und W2 zugeführte Strom nimmt zu. Wenn der Schaltkontakt ERp-5 geschlossen ist, wächst also der über die Klemmen W1 und W2 abgegebene Strom an, wodurch der für die Stellung des Elektrodenhalters innerhalb seines Pendelbewegungsausschlags geeignete Schweißstrom und dafür die geeignete Draht-Vorschubgeschwindigkeit eingestellt werden können.

Fig. 6 zeigt die Steuerschaltung zum Steuern der Pendelbewegung des Elektrodenhalters 1. Das Besugsat^chen 8 bezeichnet einen Impulsmotor. Ein Zweirichtungs-Thyristor TEIAG steuert den Betriebsstrom des Impulsmotors 8. In der oberen Hälfte des Schaltbilds gemäß Fig. 6 ist eine Zeitgabeschaltung gezeigt, welche die Zeitspanne bestimmt, während der der Elektrodenhalter 1 bei einer vorgegebenen Stellung angehalten wird.

Wenn die Wechselstromquelle eingeschaltet ist, läuft ein Trägeriapuls über den Leistungstransformator und einen Doppelweggleichrichter zum Thyristor SOE. Dadurch wird der Thyristor BOE durchgesteuert und eine Spannung zwischen den Klemmen G und T des TEULO aufgebaut, so daß der TEIAO durchschaltet und den Impulsmotor speist. Sobald der Elektrodenhalter 1 eine vorgegebene Stellung erreicht, wird einer der Reed-Schalter 1OA, 1OB und 100 eingeschaltet, mit dem Er-

109827/1051 - ^ -

gebnis, daß das entsprechende Reed-Relais RR₁ erregt wird. Ist das Relais RR₁ erregt, so wird der Kontakt RRo₁ geschlossen, so daß die Spannung zwischen der Torelektrode und der Kathode des Thyristors SCR zusammenbricht. Der über den Gleichstromausgang des Doppelweggleichrichters fließende Strom wird daraufhin kleiner als der Haltestrom des Thyristors SCR, worauf der Thyristor augenblicklich gesperrt wird, so daß der TRIAC den Impulsmotor 8 ausschaltet. Da andererseits das Reed-Relais RR₁ ο ^zur selben Zeit ebenfalls erregt ist, wird auch die Zeitgäbeschaltung betätigt. Daher erzeugt die Doppelbasisdiode UJT am Ende der durch die Zeitkonstante des Widerstands R₁ des Kondensators C₁ bestimmten Verzögerungszeit einen Impuls, der den Leistungstransistor TV durchschaltet, wodurch das Reed-Relais, das sich bei Erregung über den Relaiskontakt RR_1-1 selbst hält, erregt wird. Da jedoch zu dieser Zeit das Reed-Relais RR_1-2 erregt ist, fließt auch bei gesperrtem Thyristor SCR ein Triggerstrom zwischen den Anschlüssen G und T des TRIAC, so daß der TRIAC leitend wird, mit dem Ergebnis, daß der Motor 8 erneut anläuft. W_enn sich der Elektrodenhalter 1 bis zu einer vorgegebenen Stellung weiterbewegt, so daß ein zuvor über einen der Reed-Schalter 1OA, 1OB und 100 geleitetes elektrisches Signal unterbrochen wird, wird das Reed-Relais RR₂ entregt, der Schalter RR_1-2 geöffnet und demzufolge das Reed-Relais RR₁ entregt. Daher werden die Relaiskontakte RR_2-1 und RR_1-2 geöffnet, so daß der Impulsmotor 8 in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt. Auf diese Weise wird der Elektrodenhalter für die durch die Zeit gäbe schaltung bestimmte Zeitspanne/einer vorgegebenen Stellung seiner Pendelbewegung gehalten.

- '13 1090/7/105 1

- 13 -

Vie bereits oben erwähnt, kann der Elektrodennalter Λ im Verlauf der Pendelbewegung des Drahtes an einer vorgegebenen Stelle des Pendelbewegungsausschlags abgebremst oder angehalten werden.

Die vorstehende Beschreibung der Erfindung bezog sich auf Ausführungsformen der neuen Vorrichtung mit Mitteln zum Ändern der Schweißbedingungen, wie z. B. der Vorschubgeschwindigkeit des Drahts, der Schweißspannung und des Schweißstroms und der Abbremsung oder des Anhaltens der Pendelbewegung des Elektrodenhalters, sowie mit einer Einrichtung, welche die Mittellinie des Pendelbewegungsausschlags des Elektrodenhalters mit der Schweißfuge des oder der Werkstücke in genaue Übereinstimmung bringt. Mit Hilfe dieser Vorrichtung ist es möglich, die bisherigen Schwierigkeiten, z. B. das Abtropfen von geschmolzenem Metall und eine ungenügende Schweißtiefe, welche einem automatischen Senkrechtschweißen im Wege standen, zu überwinden.

Selbstverständlich kann man auch anstelle der Vorschubewegung des Drahtendes in der Nähe der Mittellinie des Pendelbewegungsausschlages den Elektrodenhalter in einer dritten Richtung bewegen. Mit anderen Worten,.der Elektrodenhalter kann in einer ersten Bewegungsrichtung längs der Schweißfuge vertikal nach oben, mit einea/zweiten Bewegung in einer Horizontalebene hin-und herbewegt und zusätzlich in der Richtung der ElektrodenvorSchubbewegung, also in einer dritten Bewegungsrichtung in der Nähe der Mittellinie des Pendelbewegungsausschlags bewegt werden. Der Bewegungshub für diese dritte Bewegung in Richtung des zu schweißenden Werkstücks wird vorzugsweise am Drehlager vorgesehen.

Patentansprüche \

109827/1051

Claims

Pat ent ansprüche:

1./Verfahren zum automatischen vertikalen Lichtbogenschwei- ^•—^ ßen mit einer abschmelzenden Schweißelektrode, wobei ein Elektrodenhalter über die Schweißfuge pendelnd bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Schweißbedingungen, nämlich die Bewegung des Elektrodenhalters, der Schweißstrom und die ElektrodenvorSchubgeschwindigkeit, in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Elektrodenhalters innerhalb des Pendelbewegungsausschlags gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Schweißdrahtelektrode nur in der Nähe der Mittellinie des Pendelbewegungsausschlage des Elektrodenhalters in der Draht-Vorschubrichtung vorgeschoben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsehubgeschwindigkeit der Schweißdrahtelektrode in der Nähe der Mittellinie des Pendelbewegungsaus se hl ag s des Elektrodenhalters vergrößert wird.

4. Verfahren nach A&pruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

in der Nähe der Mittellinie des Pendelbewegungsaus schlag s des Elektrodenhalters sowohl der Schweißstrom als auch die Vorschubgeschwindigkeit der Schweißdrahtelektrode erhöht werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelbewegung des Elektrodenhalters in der Nähe der Mittellinie und/oder an beiden Enden des Pendelbewegungsausschlags über eine sehr kurze Zeitspanne abgebremst oder angehalten wird.

109827/1051

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem eine Pendelbewegung des Elektrodenhalters über die Schweißfuge hervorrufenden Antrieb, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (9, 1OA, 1OB, 100, 24, Fig. 5, 6) zum Indern der ElektrodenvorseHubgeschwindigkeit, der Schweißspannung, des Schweißstroms und der Pendelgeschwindigkeit des Elektrodenhalters (1, 5) in Abhängigkeit von der Stellung des Elektrodenhalters innerhalb dessen Pendelbewegungsausschlags (a bis c) und durch eine Vorrichtung (12, 13, 14, 19) zum Ausrichten der Mittellinie (b) des Pendelbewegungsausschlags des Elektrodenhalters auf die Schweißfuge eines Werkstücks (20).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer zur Steuereinrichtung gehörigen elektrischen Steuerschaltung (Fig. 5, 6) der Pendelbewegungsantrieb (4, 6, 7, 8) derart steuerbar ist, da£ die Pendelbewegung des Elektrodenhalters (1) innerhalb seines Pendelbewegungsausschlags (a bis c) abgebremst oder angehalten wird, und daß der von einer Schweißstromquelle gelieferte Strom und die Schub geschwindigkeit einer Elektroden-Vorschubvorrichtung (24) in Abhängigkeit von der Stellung des Elektrodenhätbers innerhalb seines Pendelbewegungsausschlags veränderlich sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtvorrichtung eine mit ihrem oberen Ende an einer Gelenkverbindung (14) aufgehängte Führung (13) aufweist, auf der der Elektrodenhalter (1, ^lj>) in Vertikalrichtung bewotflich geführt ist, wobei der Elektrodenhalter bei seiner Bewegung längs der Führung (I3) durch einstellbare Abstandnhalt^r (I9) auf der Bchweißfu^e ausgepichtri, i !^t.

1 0 9 B 27/10 51

BAD ORIGINAL

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodenhalter (1, 5) an einem Schlitten (12) angebracht ist, der längs der Führung (13) verschieblich angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 Ms 9> dadurch gekennzeichnet, daß eine bei bestimmten Pendelstellungen des Elektrodenhalters (1, 5) getastete Pühleranordnung (9, 1OA, 1OB, 100) mit der elektrischen Steuerschaltung (Fig. 5» 6) gekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung so eingestellt ist, daß sie ein Bremsen/oder Anhalten der Pendelbewegung des Elektrodenhalters (1,5) in der Nähe der Mittellinie (b) und/oder an beiden Enden des Pendelbew%ungsausschlags der Schweißdrahtelektrode und eine Zunahme des Schweißstroms und der Elektroden-Vorschubgeschwindigkeit in der Nähe der Mittellinie des Pendelbewegungsausschlags bewirkt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Steuerschaltung eine Phasenanschnittsehaltung aufweist.

1 Q9827 / 1 05 1

«■■ !!iri!!Pi|irir: ι "'«cn ^;|!"

Leerseite