DE2233641C3 - Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Lichtbogenschweißen mit pulsierendem Strom - Google Patents

Description

Die Ernndung betrifft ein Verfahren zum automatischen Lichtbogenschweißen mit pulsierendem Strom, bei dem die Spitze einer Abschmelzelektrode in Zickzacklinie pendelnd über eine Schweißfuge hin ind her bewegt und der Sclnveißstrom dabei synchron •lit dieser Bewegung derart periodisch gesteuert wird. 4aß er an bestimmten Stellen der Bevvegungsbahn der Abschmelzelektrode für eine bestimmte Zeitspanne momentan und zeitlich begrenzt erhöht wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens, um zwei Teile durch Lichtbogenschweißung miteinander zu verbinden.

Es ist bekannt, daß der Einbrand und das Verschmelzen der Schweißnaht mit den zu verschweißenden Teilen verbessert wird, wenn man den beim Lichtbogenschweißen erzeugten Wärmewert erhöht, jedoch tropft dabei SehweiBmaterial herab, und es ergibt sieh eine ungleichförmige Scfnveißnahtschenkellange, wenn man horizontale Kehlnä'hie schweißt. Während das Herabtropfen von SchweiUmaterial und eine ungleichförmige Schweißnahtsehenkellange vermieden werden, wenn man den Wärmewert verringert, verschlechtert sich jedoch dadurch der Einbrand.

Diese einander entgegenstehenden Probleme des schlechten Einbrandes, de-, Herabtropfens von

xo Schweißmaterial und der ungleichförmigen ScUweißnahtschenkellänge hat man durch ein Lichtbogenschweißen mit pulsierendem Strom zu lösen versucht. Dieses Verfahren sieht vor, den Schweißstrom in Perioden von ' ^o bis "um Sekunden zu verändern und dab?i periodisch hohe Stromimpulse zuzuführen. Dieses Verfahren berücksichtigt jedoch nicht die genannten Probleme in Abhängigkeit von den einzelnen Stellen der Schweißnaht im Querschnitt der Schweiß nut, so daß man mit ihm mir den Wa, n.^v. ^rt der

ίο gesamten Heizzone und die abgegebene Menge von geschmolzenem Metal! genau steuern kann, nicht hingegen eine grundlegende Lösung des schlechten Einbrandes. des Herabiropfeiis von Schweißmaterial und der ungleichförmigen Sehvveißnahtschenkelläiige erzielt. Dieser Nachteil wild besonders dann spürbar, wenn die Dicke der zu verschweißenden Teile und damit die Qiierschnithflächc der Schweißnut steig¹., denn in diesem EaIIe muß man mit kurzem Lichtbogen, der einen niedrigen Wärmewert liefert.

schweißen und dementsprechend die Schweißnaht in zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Schritten herstellen. Eine solche Arbeitsweise erfordert eine große Geschicklichkeit zum Erzielen einer gleichförmig guten Schweißnaht und ist somit iür ein automatisches Schweißen ungeeignet.

Die Anmelderin hat daher ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen (deutsche Ofleniegungsschrift 2 063 760). bei dem der Schvveißstrom im mittleren Bereich der Schweißfuge erhöht und dabei die Vorschubbewegung der in Zickzacklinie pendelnd über die Schweißfuge hin- und herbewegten Abschmelzelektrode gleichzeitig erhöht wird, wahrend der Schweißslrom niedriger und der Vorschub der Schweißelektrode geringer ist. wenn sich die Schweißelektrode im Kantenbereich der Schweißfuge befindet. Dabei sind zwei Steuerfunktioneii durchzuführen, um einen guten Einbrand der Schweißnaht in das Material der miteinander /u verbindenden Teile zu erzielen und andererseits zu verhindern, daß Schweißmaterial verspritz! oder beim senkrechten Schweißen herabtropft. Das gleichzeitige Durchführen \on zwei Steuerfunktioneii hat sich in der Praxis jedoch als schwierig und umständlich herausgestellt. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die einander entgegenstehenden Probleme des Einbrandes der Schweißnaht, des Herabiropfeiis von Schweißmaterial und des Erzielens einer gleichmäßigen Schweißnahtschenkelläime in einer praktisch befriedigenden Weise derart zu lösen, daß das automalische Lichtbogenschweißen auch bei größeren bzw. dickeren Schweißnähten vollautomatisch durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß der Schvveißstrom jedesmal, wenn sich die Spitze der Abschmelzelektrode im Bereich der Längskantcn der Schweißfuge bewegt, gegenüber dem normalen Schvveißstrom erhöht wird. Diese Maßnahme ist bei

jeder Art automatischem Lichtbogensdnveißen anwendbar, U. h, sowohl beim Stumpfschweißen als auch beim Kehlnahtschweißen und auch um,bhänuiu von der Lage der zu verschweißenden Teile Iv.w dem Verlauf der Schweißnaht.

Gemäß der Erfindung wird nur ein Parameter gesteuert, d.h.. es ist lediglieh erforderlich,die Schweißslromsiarke periodisch /u verändern, während die Bewegung der hin und hergehenden Schweißelektrode konstant gehalten wird. Dies ist nicht nur eine Vereinfachung der Steuerung, sondern auch für die Automatisierung des Schweißens ein bedeutender Vorteil. Die periodische Steuerung der .Schweißstromstärke läßt sich nämlich verhältnismäßig einfach durchführen, während zum Verändern der Vorschubgeschwindigkeit der Schweißelektrode ein großer mechanischer Aufwand notwendig wäre, der trotzdem eine exakte Steuerung nicht sicherstellt. Dadurch, daß man in dem Bereiche der Schweißnaht, in welchem die Gefahr des Ahimpfens von Schwein- material groß ist, die Schwcißsiiomsiarke niedriüci als im übrigen Bereich der Schweißnaht hält. wTrd die Gefahr des Abtropfens oder Yerspritz.cns von Schweißmalerial praktisch ausgeschlossen, was ein weiterer Vorteil der Krlindun» ist.

Aus der deutschen Aiislegeschrifi 1 226 726 ist ein Verfahren /um elektrischen Lichtbogenschweißen bekannt, hei dem man an den Umkehrpunkten der Bewegungsbahn einer pendelnden Lichthoi-en-Schweißelektrodc eine größere Wärmemeime /um Aufschmelzen des Grundwerkstoffes dadurch' bereitstellt, daß man die Zufuhr von Kaltdraht an den Umkehrpunklen abschaltet und die Pendelueschwindit:- keit der Elektrode an den Unikehrpunkten verringert. Hierzu ist aber eine mechanische Steuervorrichtun» zum Steuern der pendelnden Bewegungen der Schweißelektrode notwcndi«.

Weiterhin ist ein elektrisches Lichtbogenschweißen bekannt (USA. Patentschrift 3 646.111)? bei dem mit Stromimpulsen und Schwingungen der Schweißelektrode sowohl quer zur Schweißnaht als auch in Längsrichtung der Schweißnaht gearbeitet wird, wobei nur die Stromimpulse und die Schwingbcweeungen der Schweißelektrode in I.iingsrichtuni: \ler Schweißnaht ;ynchronisiert sind, nLiii jedoch die Stromimpulse und die in Querrichtung der Schweißnaht erfolgenden Schwingbewegungen. Auch hierbei ist also eine doppelte S'.euerfunkiion erforderlich, nämlich eine Steuerung de,· Stromimpulse und eine mechanische Steuerung der Bewegungen der Schweißelektrode, die in diesem Falle sogar /weidimensional erfolgen muß. Die vorliegende Erlindung sieht hingegen nur eine Steuerung eines einzigen Parameters, nämlich eine Steuerung der Schweißsiromslärke. vor. so daß die Abschmclzmenge \on Schweißmaterial in ikn verschiedenen Bereichen der Schweißnaht oder Schwcißfuge verändert wird. Der I ichtbogen ändert sich also entsprechend tier Luμι: da ,Schwcil.klcktrode gegenüber der Schweißfuge.

Dadurch, daß man einen Lichtbogen mit hoher Stromstärke, beispielsweise einen Spriihlichtbogcn, wenn sich die Spitze der Abschmelzelektrode nahe den Wänden der Schwcißfuge und somit nahe den miteinander zu verschweißenden Teilen befindet, und einen Lichtbogen mit nit cirigei Stromstärke, beispiclswcise einen kurzen Lichtbogen, erzeugt, wenn sich die Spitze der Abschmelzelektrode im mittleren Bereich der Schwcißfuge befindet, wird nicht nur der

Einbrand der Schweißnaht in die Wände der Schweißfuge wegen des dort herrschenden Sprühlichtbogens verbessert, sondern auch verhindert, daß sich in der gesamten Schweißnaht übermäßig viel Hitze bildet, da im größten Bereich der Schweißnaht nur mit einem kurzen Lichtbogen geschweißt wird, so daß ein Herabtropfen von Schweißmaterial und das Entstehen ungleichförmiger Schweißnahtschenkellängen vermieden werden.

Gemäß der Erfindung wird der von der Abschmelzelektrode ausgehende Lichtbogen immer wieder verändert, während die Abschmelzelektrode zickzackförmig über die Schweißfuge hinweggeführt und außerdem entlang der Schweißnaht vorbewegt wird.

Die Zeichnung dient zur weiteren Erläuterung der Erfindung, und zwar zeigt

F i g. I eine schaubildliche Ansicht einer T-Verbindung, woraus die Bewegungen der Elektrode beim Durchführen des erfindungsgemäßen Sciiweißverfahrens zu erkennen sind,

F i g. 2 ein Diagramm, aus de..: das Verhältnis zwischen dem Schweißstrom und der Zeil, tür weiche beim erfindungsgemäßen Verfahren ein Lichtbogen erzeugt wird, au erkennen ist.

F ι g. ?. eine schaubildiiche Ansicht eines anderen Auslührunnsbeispieles der Erfindung, woraus die Bewegungen der Elektrode beim Herstellen einer V-NaIu zu erkennen sind,

I" i g. 4 eine schematische Darstellung eines Auslührungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

F i g. 5 eine scliematischc Darstellung eines anderen Ausl'ühnmgsbeispielcs einer erfindungsgemäßen Vorrichtuni: und

F ι g. 6 ein Schaltschema einer Vorrichtung zum Steuern des Mechanismus aus Fig. 5.

Fig. 1 zeigt eine horizontale Platte 1 und eine auf dieselbe aufgesetzte senkrechte Platte 2. die πΐιί Hilfe eines Schvveißdrahtes 3. der nach einer Linie 4 während des Schweißvorganges hin und her bewegt wird, aneinandcrgeschwcißt werden sollen.

Gemäß F i g. 3 sollen zwei dicke Stahlplatte!! 31 und 32 über eine V-N'aht stumpf aneinyidergeschweißt werden, wozu ein Schutzgasschwcißbrenner 33 verwendet wird, dessen Spitze nach einer Linie 34 hin und her und vor bewegt wird. Von der Linie 34 sind zwei Punkte .·! und Ii besonders hervorgehoben.

Nachstehend werden einige Beispiele für die praktische Durchführung der Erfindung erläutert.

Beispiel I

Eine !2 mm dicke Stahlplatte wurde mit einer horizontalen Kehlnaht, wie in Fig. I dargestellt, an einen anderen Teil angeschweißt. Obwohl .:s möglich ist. die Schweißelektrode hierbei auf vielfache Weise zu bewegen, wurde bei diesem Beispiel das in Fig. 1 dargestellte Pilgerschrittverfahren verwendet. Wie eins Verhältnis /wischen dem Schweißstrom und der Zeitdauer der einzelnen Lichtbogen zeigte, wurde die Schweißung mit einem Lichtbogen hoher Stromdichte

(280 bis 320 A 1.6 mm φ -■ 160 A/mm^ä)

während der Zeit I₁ der Lichtbogenerzeugung auf der horizontalen Platte durchgeführt, um einen verbesserten Einbrand der Schweißnaht in die Platte und die Ecke zu erzielen. Während der Zeit t.„ in welcher (!ic Schweißuni! in Richtung zur senkrechten Platte b/

zurück zur horizontalen Platte verlief, wurde ilcr Lichtbogen jeweils automatisch auf einen Lichtbogen mit niedriger Stromdichte

(150 bis 190 A/1.6 mm <1, 95 A/mm²)

umgeschaltet, um keine Linbrandkcrbcn oiler F.inbrcnnvcrticfungcn an der oberen Schmcl/Iinic der senkrechten Platte hervorzurufen, während gleichzeitig verhindert werden soll, daß die Form des Querschnittes der Schweißnaht durch Abschmelzen des abgelagerten Schwcißmatcrials bei der nach unten gerichteten Schwcißbcwcgung verändert wird. Diese Schweißvorgänge wurden automatisch mit der hin- und hergehenden Bewegung synchronisiert, um den Umschaltpunkt des Stromes auf einer konstanten Linie während des Schweißvorganges zu halten. Hierbei wurden folgende Schweißbedingungen eingehalten:

Schweißdraht:

kombinierter Draht für CO^-Schwcißung (1,6 mm φ)

Schutzgas:
Ar + CO₂

Lichtbogen hoher Stromdichte:

r, ■---■ 0,4 bis 0,8 s
Stromstärke = 280 bis 320 A Spannung --= 29 bis 30 V

Lichtbogen niedriger Stromdichte: f., == 1.5 bis 3,0 s
Stromstärke =- 150 bis 190 A Spannung = 18 bis 20 V

Vorschubgeschwindigkeit:
100 bis 150 mm/min

Breite der Pendelbewegung:
20 bis 30 mm

Lichtbogen einführte, d. h.. einen solchen Sprühlichtbogen für sehr kurze /cit einem kurzen Lichtbogen überlagerte. Hierbei ergaben sich folgende praktische Bedingungen:

Stahlplatte:

32 mm dicke Platte aus nicdriggckohltcm Stahl

Form und Größe der Schwcißnut: Spaltweite 2 mm. 45' V-Nut

Schweißdraht:

1.2 mm fester Draht

Schutzgas:

Ar '- 20" η CO₂

Schweißposition:

senkrechte Stumpfnaht

Angewendete Schweißung:

an beiden Seiten der Nut Sprühlichtbogen an anderen Stellen kurzer Lichtbogen

Stromstärke und Spannung:
Sprühlichtbogen: 250 A, 29 V
kurzer Lichtbogen: 190 A. 19 V

Zeitdauer der Lichtbögen:

SprühlicJ'ibogcn: alle Lagen 0.2 s

kurzer Lichtbogen: 0,8 bis 20 s in Abhängigkeit

von der Anzahl der Lagen des Schweißmatcrials

Nach oben gerichteter Vorschub des Brenners: 8 bis 15 cm/min in Abhängigkeit von der Anzahl der Lagen des abgelagerten Schweißmctalls

Nach Durchführung dieses Beispieles wurde gefunden, daß ein Herabtropfen von geschmolzenem Metall nicht auftrat und die Rückseite bzw. Wurzel der Naht verhältnismäßig glatt war, wobei Nachteile, wie ein schlechter Einbrand auf beiden Seiten der Schwcißnut. nicht festzustellen waren.

Die hiermit erzielte Schweißzonc bzw. Schweißnaht zeigte verbesserte Eigenschaften und besaß eine gleichförmige Schcnkcllängc. zeigte hingegen keine Einbrcnnlöchcr od. dgl.

Während beim vorstehenden Beispiel Spriihlichlbögcn und kurze Lichtbogen abwechselnd für die Schweißung verwendet wurden, indem man einfach die von einer Gleichstromquelle gelieferte Schwcißstromdichtc änderte, kann man auch zwei oder mehrere verschiedene Lichtbogen oder Lichtbogenarten verwenden, wenn man einen Impulslichtbogen oder einen Impulsstrom besonderer Form benutzt.

Im Falle der Verwendung eines Impulslichtbogens verändert sich der Lichtbogen in Abhängigkeit von der Intensität der Gleichstromkomponente, und der Übcrtragungsz.ustand des geschmolzenen Metalls wird ebenfalls die Form eines Sprühüberganges oder eines ähnlichen Überganges im Falle eines hohen Stromes und im Falle eines niedrigen Stromes die Form eines kurzen oder kugeligen Lichtbogens annehmen, was im wesentlichen zum selben Effekt wie bei Anwendung von zwei Arten von Lichtbogen mit unterschiedlichen Eigenschaften führt.

Beispiel 2

Zum Verschweißen von zwei dicken Stahlplattcn entlang einer senkrecht verlaufenden Naht wurde die vorliegende Erfindung angewendet, wobei man einen Sprühiichlbogcn für sehr kurze Zeit in einen kurzen

Beispiel 3

Das crfindungsgcmäße Schwcißvcrfahrcn wurde bei einer senkrecht angeordneten Stahlplatte angewendet, wobei Sprühlichtbögen an beiden Seiten der Schwcißnut erzeugt wurden, die dann für sehr kurze Zeit unterbrochen wurden, woraufhin man im Bereich der Mitte der Nut jeweils einen kurzen Lichtbogen erzeugte. Die Schweißposition, die Stahlplatte, fVc Größe und Form der Naht, der Schweißdraht und das Schulzgas waren ebenso wie in Beispiel 2 gewählt, mit Ausnahme der folgenden abweichenden Bedingungen:

Angewendeter Lichtbogen und angewendete Schweißposition:

Sprühlichtbogen (auf beiden Seiten der Nut) — Lichtbogenunterbrechung —

kurzer Lichtbogen (im mittleren Bereich der Nut)

Schweißstrom und Schweißspannung: Sprühlichtbogen: 250 A, 29 V kurzer Lichtbogen: 160 A. 17 V

Dauer der einzelnen Lichtbogen und der Unterbrechungen:

Sprühlichtbogen: 0,2 s für alle Schichten Unterbrechung: 0,2 s für alle Schichten kurzer Lichtbogen: 0.6 bis 1,6 s in Abhängigkeit von der Anzahl der abgelagerten Schichten Als Ergebnis dieses Beispieles wurde gefunden.

daß die Neigung, daß geschmolzenes Material wäh- Wenn sich die Scheibe 28 weiterdreht, entfernt

rcnd des Schweißvorganges herabtropfl. verringert sich der Peimancnlmagnel 29 vom Schalter 30. und

wurde und daß das" Schweil η gut und einfach die Spitze des Schweißbrenners 23 entfernt sich

durchzuführen war. wobei ein fehlerhafter oder ebenfalls von der Platte 21 und nähert sich der Platte

schlechter Einbrand auf beiden Seiten der Nut niclT. 5 22. Während dieser Bewegung fließt kein Strom

festzustellen war. durch das Relais II. so daß der Schweißbrenner 23

. mit Energie von der für den kurzen Lichtbogen bc-

üeis pic I stimmten Energiequelle versorgt wird.

In diesem Beispiel wird eine Vorrichtung beschric- Wenn sich die Spitze des Schweißbrenners 2 der

ben welche den Schweißstrom bzw. der. den Lieht- io Platte 22 nähert, wird der andere Schalter 30' akti-

bogen erzeugenden Strom mit der Bewegung des viert, so daß der Schweißbrenner 23 wieder mit der

Schweißbrenners dadurch synchronisiert, daß cm Energiequelle für einen Spiühhchtbogcn in Vcrbin-

Kontakt wie ein Zungenschalter, beim Schweißen dung kommt. Das bedeutet, daß ein Sprühlichtbogen

einer senkrecht verlaufenden Stumpfnaht verwendet erzeugt wird, wenn sich die Spitze des Schwcißbren-

_wj_r(j 15 ncrs 23 den Platten 21 und 22 nähert, während ein

Wie Fi e 4 zeigt ist gecenübcr von zwei über kurzer Lichtbogen erzeugt wird, wenn sich die Spitze eine V-Naht miteinander zu verschweißenden Platten des Schweißbrenners 23 von den Platten 21 und 22 21 und 22 ein Schweißbrenner 23 angeordnet, der entfernt. Dieser Arbeitszyklus wird ständig wiederum eine Achse 24 verschwenkbar gelagert ist. Am holt. „·.,.·,,·. . ,
hinteren Ende des Schweißbrenners 23 ist ein Stift 20 In diesem Beispiel ist eine Vorrichtung bcschric-25 angebracht Ein weiterer Stift 26 befindet sich auf hen. welche zwei Schalter und auch zwei Arten von einer drehbaren Scheibe 28. die von einem nicht dar- Energiequellen verwendet, jedoch ist es auch mögecstellten Elektromotor angetrieben wird. Beide lieh, die Vorrichtung so zu bauen, daß mehr als zwei Stifte 25 und 26 sind über eine Stange 27 derart mit- Schalter vorgesehen sind und auch mehr als zwei einander verbunden, daß die Drehbewegungen der 25 Energiequellen für den Lichtbogen gesteuert werden.

Scheibe 28 in eine hin- und hergehende Schwenk- Beispiel 5
bewegung des Schweißbrenners 23 umgesetzt werden.

Am Außcnumfane der Scheibe 28 ist ein Pcrma- Bei diesem Bcisp.el wird eine Vorrichtung zum

ncntmacnct 29 angebracht. Weiterhin sind zwei Zun- Erzeugen einer senkrecht verlaufenden Stumpf-

ccnschalter 30 und 30' außerhalb der Scheibe 28 an 30 schweißnaht beschrieben, die einen Oszillator um-

cincm 'Rahmen 40 oder einer sonstigen Stütze bc- faßt, der ein Signal in einem konstanten Zeitintervall

fcstict so daß beim Vorbeilaufen des Permanent- erzeugt und auf der Basis dieses Signals die Stcue-

macnctcn 29 an den entsprechenden Schaltern die- rung der Energiequelle für den Lichtbogen m.t der

selben aktiviert oder umgeschalte, werden. Außer- Verstellung des Schweißbrenners synchronisiert,

dem ist ein Relais vorgesehen, das von den 35 Wie E1 g. 5 zeigt, befindet sich gegenüber von zwei

Zungcnschaltern 30 und 30' betätig; —el. um den miteinander zu verschweißenden Platten 11 und 12

Lichtbogcnschwcißstrom einzuschalten bzw. um/u- cm Schweißbrenner 13. dessen Spitze in die zwischen

schalten Ein Kontakt S₁, ist vorgesehen, um eine Y er- den beiden Platten vorgesehene V-forrrngc Schwc-ß-

binclune zu einer Enercicquclle für einen Sprühhcht- nut hineinragt. Der Schweißbrenner 13 ist um eine

bocen herzustellen' während ein weiterer Kontakt S_l: 40 Achse 14 verschwenkbar gelagert. Am hinteren Ende

V^eSs! um 'eine Verbindung zu einer Energie- des Schweißbrenners 13 befindet sich ein Stift 15

quelle für einen kurzen Lichtbogen zu ermöglichen. wahrend sich auf einer von einem Zei.stcuermotor 16

Wenn Strom durch das Relais 11 fließt, wird bei- (Synchron- oder Impulsmotor) angetriebenen drch-

Wcnn Strom durch das kci _{Anscnhlß C} baren Scheibe 17 ein weiterer Stift 18 befindet. Die sp.clswdse der Kontakt .S, m t ακ .

KnntälS mit'dem Anschluß C verbunden wi-d. Der Zeitsleucrmotor 16 kann, so ausgelegt sein.

7um «fchSßcn arbeitet diese Vorrichtung folgen- 50 daß er die Drehrichtung und den Drchwinkcl au!

Zum schweißen artiutci ^^ ^ ^^ .^ _{hindurchflicßcndcn Strom ein}.

NarhHrm min den Rahmen 40 so cinecstclit hat. schließlich Impulsstrom wählt, so daß jede Größe

d,ß dt SoTtze d"sSchw ißb enncrs 23 genau gegen- oder Amplitude der Schwenkbewegung der Spitze

daß de Spitze des bcn% e _ vorbände- des Schweißbrenners 13 gewählt werden kann, ohne

über der zw.se ^i¹ Jⁿ f'^^hcibr 28 in Drehung ₅₅ die eegenseitigen Positionen der Achse 14. der Stifte

ncn Schweißnut ^lief' ^¹ gehweißbrcnncrs 23 bewegt 15 und 18 und der Stange 19 verändern zu müssen

sich auf Grund dieses Antriebes innerhalb der In F i g. 6 ist ganz allgemein eine Vorrichtung dar-

sich auf Grund dieses ^ _{ccstellu wclchc dcn} Zeitsteuermotor 16 aktiviert unc

Schwc.ßnut stand.g on linksja ^ ^^ ^ _{Stromzufuhr zum Schweißbrcnner 13 steucn unc}

rechts "ach links. Da «rs ^ ^ ^ ^ ^^ _{außcrdcm dje Bewegung dcs Zcitsteucrrnolon}

baren Scheibe 28 angeorcine^e , _{29 16 mit dcr} steuerung der für die Schwcißstromzufuh,

selben radialen Linie mc der 1 _ώηνε;_β_ _vorgcscncncn Energiequelle synchronisiert. Dies,

angeordnet ist, befinde ah die .p ^ ^ _{Vorrichtung bcsit/( eipcn} Steuersignalgenerator 42

brennen 23 am aichtesten a ^^ ^ ^^ _{erhäUlichcn Strom mU cjncr}

der Pen^anentschal er 29 dem Scha ^^ _f„ ^^ ^ _5Q ^ ^ _ejne ^

Γ, R & ^ S dS Rehis U eeianet, wodurch die Wellenform umsetzt und Signale in einem konstan

so dab btrom in aas, · - ^ - angeschlossen ten Zeitintervall erzeugt. Dieser Steucrsignalgencrato

Energiequelle fur den Spruhl.chtl öl fc ^ _{vcnvcn(JcU um a]},_{c Q Q2} ^ _{dn Irn} ^fe _puls\_jgnal ^

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erzeugen. Berücksichtigt man die minimale Zcileiii- Hin weiterer Aliswählzähler 45 besitzt dieselbe heit, die für die Steuerung der Bewegung des Zeit- Periode von fünf Grundimpulsen wie der Auswählsteucrmotors 16 und die für den Lichtbogen crfor- zähler 44 und erzeugt ein Signal zwischen dem dritderliche Energiequelle notwendig ist. so stellt man ten und dem vierten empfangenen Impuls. Noch ein fest, daß ein Grundimpulssignal alle 0.1 see aus- 5 weiterer Auswählzähler 46 besitzt dieselbe Periode reicht, so da» das alle 0,02 see erzeugte Impulssignal wie die Auswählzahler 44 und 45 und erzeugt ein in ein alle 0,1 see auftretendes Impulssignal von Signal /wischen dem dritten und vierten empfangenen einem Steuersignalwandler 43 umgewandelt wird und Impuls. Dementsprechend wird das vom Auswählais Grundimpuls dient. Der Zcilsteucrmotor 16 wird zähler 44 erzeugte Signal verwendet, um eine für von diesem Grundimpuls gedreht, um die Hin- und io einen kurzen Lichtbogen geeignete Schweißstroin-Hcrbcwcgungen des Schweißbrenners J3 zu erzeugen. quelle 47 mit dem Schweißslrombrenner 13 zu ver-Obwohl in Fig. 5 nicht dargestellt, wird zum Be- binden, während das vom Auswählzählcr 45 erzeugte wegen eines Tragrahmens 20 entlang der Schweiß- Signal verwendet wird, um diese Schweißstromquelle linie bzw. der Schweißnaht ein Vorschubmechanis- 47 wieder abzuschalten. Das gleichzeitig erzeugte mus52 benutzt, der ähnlich wie die hin und her 15 Signa! des Auswählzählcrs 46 wird verwendet, um gehenden Bewegungen mit einem eigenen Zcitsteuer- eine Schweißstromquclle 48 für einen Sprülilirhtmotor53 ausgerüstet ist. bogen an den Schweißbrenner 13 anzuschließen.

Die Grundimpulse werden außerdem mehreren Nachdem auf diese Weise die Auswählzählcr 44. Auswahlzählcrn 44, 45 und 46 zugeführt, von denen 45 und 46 so eingestellt worden sind daß diese jeder die Grundimpulse nach einem vorbestimmten 20 Steuersysteme gleichzeitig betätigt werden und sich Programm in einer bestimmten Periode oder Zeit die Spitze des Schweißbrenners dabei genau in der zählt, wobei, wenn in der betreffenden Periode eine Mitte der hin und her gehenden Bewegungen bzw bestimmte Zeit verstrichen ist, d. h. eine bestimmte Bewegungsamplituden befindet fließt ein Strom für Anzahl von Grundimpulsen gezählt worden ist. ein einen Sprühlichtbogen für etwa 0 1 see beim AnSignal erzeugt wird, um die an den betreffenden 25 nähein der Spitze des Schweißbrenners 13 an eines Zähler angeschlossene Schweißstromquelle zu offnen der miteinander zu verschweißenden Teile während oder zu schließen. Nimmt man beispielsweise an. daß für die übrige hin und her gehende Bewegung außer eine Periode I Sekunde betragt und zwei verschic- für die Bewegung im mittleren Bereich ein Strom für denc Schweißstromquellen 47 und 48 verwendet wer- einen kurzen Lichtbogen für etwa 0 2 see fließt Kein den, wird, wenn der die hin und her gehende Bc- 30 Strom Hießt durch den Schweißbrenner 13 für etwa wcgung des Schweißbrenners 13 bewirkende Zeit- 0,2 see, wenn die Spitze des Schweißbrenners 13 steuermotor 16 zehn Grundimpulsc erhalten hat. die durch die mittlere Lage der hin und her gehenden drehbare Scheibe 17 eine Umdrehung ausfuhren. Bewegungen hindurchläuft

Dementsprechend führt die Spitze des Schwcißbrcn- Zwischen die Auswählzählcr 44, 45 und 46 und

ncrs 13 eine vollständige hin und her gehende Be- 35 die entsprechenden Schweißstromquellen 47 bzw. 48

wcgung bzw. einen vollständigen hin- und hergehen- ist jeweils ein Steuerschalter 49, 50 bzw 51 cin-

den Zyklus in 1 Sekunde durch. Der eine Auswahl- gebaut

zähler 44 zählt fünf Impulse vom Ausgangspunkt in I_n der vorstehend beschriebenen Weise kann die

einer Zeitdauer oder Zeitperiudc. bevor d,c genaue Schweißung durchgeführt werden, indem man die

Penode wieder beginnt, und erzeugt ein Signal zw,- ₄c Steuerung des für die Lichtboeencrzeugung vcrwcn-

schen dem zwe.ten und fünften aufgenommenen deten Stromes mit der Lage Oder Versetzung des

^ImP^uls· Schweißbrenners synchronisiert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum automatischen Lichtbogenschweißen mit pulsierendem Strom, hei dem die Spitze einer Abschmelzelektrode in Zickzacklinie pendelnd über eine Schweißfuge hin und her bewegt und der Schweißstrom dabei synchron mit dieser Bewegung derart periodisch gesteuert wird, daß er an bestimmten Stellen der Bewegungsbahn der Abschmelzelektrode für eine bestimmte Zeitspanne momentan und zeitlich begrenzt erhöht wird, dadurch gckennzeichet, daß der Schweißstrom jedesmal, wenn sich die Spitze der Abschmelzelektrode im Bereich der Längskanten der Schweißfuge bewegt, gegenüber dem normalen Schweißstrom erhöht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißstrom für Perioden von jeweils 0.2 bis (),,S λ Dauer erhöht wird.

3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißstrom normalerweise eine Stromstärke \cn 150 bis 190 A und eine Spannung von 18 bis 20 V aufweist und periodisch momentan auf eine Stromstärke von 280 bis 320 Λ und eine Spannung \on 29 bis 30 V erhöht wird.

4. Vorrichtung zum Verbinden von zwei Teilen durch Lichtbogenschweißung zum Durchführen des Verfahrens ua^h einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet. d:>ß sie eine Einrichtung zum oszillierenden Hin- und Herbewegen des Schweißbrenners, eine Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Steuersignals, wenn die Schweißelektrode eine vorbestimmte Lage erreicht, und von den elektrischen Steuersignalen betätigte Einrichtungen zum Auswählen von zwei oder mehr unterschiedlichen elektrischen Eneigiec|uellen zum Erzeugen von Lichtbögen, welche unterschiedliche Eigenschaften, aufweisen, besitzt. und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um diese unterschiedlichen Energiequellen mit der Schweißelektrode abwechselnd oder gemeinsam zu verbinden.