DE2555517C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Zusammenschweißen rohrförmiger Teile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zusammenschweißen rohrförmigcr Teile von im wesentlichen kreisringförmigem Querschnitt entlang einer Umfangsstoßfuge.

Kernbehälterkonitruktionen für Kernreaktoren bereiten wegen ihrer ungewöhnlichen Größe und ihres großen Gewichts erhebliche Schweißschwicrigkciien.

Im allgemeinen sind derartige Kernbehälter aus vier Bauteilen zusammengeschweißt, nämlich einem oberen Ringflansch, einem oberen zylinderrohrförmigcn Mantelabschnitt, einem unteren zylinderförmigcn Manlelabschnitt und einer unteren Kerntragplatte. Die ungefähre Höhe der gesamten Kernbehälterkoiistrukiion liegi im Bereich von 9 m, der Innendurchmesser beträgt ciw;i 3,5 m. Die ungefähre Wandstärke des oberen und des unteren Mantelabschnitts liegt etwas über 5 cm.

Die beiden unteren Umfangsschweißnähtc, welche die untere Kerntragplatte mit dem unteren Maniclabschnitt und den unteren Mantelabschnitt mit dem oberen Mantelabschnitt verbinden, sind von entscheidender Wichtigkeit und müssen eine hohe Qualitäi aufweisen, und beim Schweißen des Kernbehältcrmaniels muß eine genaue Maßüberv/achung stattfinden. An die fertige Konstruktion werden beispielsweise folgende Anforderungen gestellt: Die Schwindung in Längsrichtung /wischen zwei benachbanen Mantelabschnitten oder anderen Teilen darf einen Toleranzbereich von etwa I mm nicht übersteigen; die Parallelität des oberen Flansches mit Bezug auf die untere Kerntragplatte muli nach Längsschwindung innerhalb eines Fehlerbcrcichs von 0,5 mm liegen, und die diametrale Schwindung muß über die gesamte 360° umfassende Schweißzone bei jeder Schweißnaht konstant sein, um Verwendungen auf ein Minimum herabzusetzen und die Koinzidenz der X-V-Achsen zwischen dem oberen Flansch und der Kerntragplatte in einem Toleran/.bcrcich von 0,5 mm beizubehalten.

b5 Wegen dieser strengen Vurschrifien werden die Schweißnähte des Kernbehälter bei vertikal suhcndcn Mantclabschnitien ausgeführt.
Um den obengenannten Gesichtspunkten gerechi

werden zu können, ist die Schweißung bei vertikal aufeinandergestellten Mantelabschnitten schon mittels an mehreren Stellen der herzustellenden Naht ausgeführten Handschweißverfahren vorgenommen worden; dennoch traten Schweißschwindungen und Verziehungen auf. Im allgemeinen ist es schwierig, Schweißnähte herzustellen, die sowohl den Qualitätsanforderungen als auch den Anforderungen an die Maßhaltigkeit gerecht werden, was seine Ursache in der Schwierigkeit der gleichzeitigen und gleichförmigen Verteilung der Wärme an allen Schweißnähten hat Deshalb sind normalerweise viele Reparaturen notwendig, wodurch Zeit- und Kostenaufwand erheblich sind. Außerdem führen örtliche Reparaturen von nicht einwandfreien Schweißstellen zu weiteren unannehmbaren Verziehungen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Schweißverbindungen /wischen großen zyiinderförmigen oder ähnlichen Bauteilen so zu verbessern, daß Schweißverbindungen hoher Qualität in sehr genauer, vorhersagbarer und steuerbarer Weise herstellbar sind, wobei die Verziehungen der geschweißten Teile relativ klein bleiben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch d\s im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.

Eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Gegenstand der Ansprüche 6 bis 10.

Ein Ausführur.gsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben, in welchen zeigt

F i g. ί in schematischer Darstellung die Anordnung der Schweißstellen an einem zu schweißenden Kernbehältcr.dic

F i g. 2A und 2B den oberen bzw. unteren Teil einer .Schweißvorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 3 in Draufsicht eine Mittelsäulensteuerplattform der Schwcißvc -richtung,

Fig.4 die Mittelsäulensteuerplattform in Seitenansicht, die

Fig. 5. 6 und 7 eine in Fig. 2A sichtbare Schweißkopfführungseinrichtung in Seitenansicht, Draufsicht und tcilgeschnittener Frontansicht, und

F i g. 8 ein schematisches Schaltbild einer Steuerschaltung zur programmierten Steuerung des Schweißstromes.

Um den für einen Reaktorkernbehälter geforderten Bedingungen hinsichtlich der Konstruktionsgenauigkeit und der Schweißtoieranzen gerecht zu werden, sind gemäß dem in F i g. I gezeigteil Beispiel die Schweißpositionen 10 an symmetrisch mit Bezug auf eine Achse 12, welche die Achse 14 des Kernbehälters 16 schneidet, gelegenen Stellen atigeordnet. Die dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrundeliegende Theorie liegt darin, daß Schwindungen und Verziehungen dadurch steuerbar sind, daß ein identisches Verhältnis von Wärmezufuhr zu Volumen des abgelagerten Metalls in jedem Zeitpunkt .in allen Schweißstellen aufrechterhalten wird. Dieses Verhältnis wird an den verschiedenen Schweißstellen mittels elektronischer Regelkreise glcichgchalten, welche Schweißparameter wie beispielsweise Lichtbogenspannung, Zusatzwerkstoffzuführung. Schweißstrcm und Drehgeschwindigkeit eines Drehtisches regeln und koordinieren. Zusätzlich ist eine Sehweißkopfführung vorj-sehen, welche sicherstellt.

daß die einzelnen Schweißköpfe vertikal mit Bezug auf die Umfangsschweißfuge ausgerichtet bleiben.

Gemäß den F i g. 2A und 2B sind an einer abnehmbaren inneren Mittelsäule 24 zwei Ausleger angeordnet welche Schweißstationen mit einem Winkelabstand von 180° an dem zu schweißenden Kernbehälter tragen. Außerdem weist die Vorrichtung einen Drehtisch 18 auf, auf welchem konzentrisch mit der Drehtischachse der zu schweißende Kernbehälter 16 aufgesetzt ist

to Durch die Mitte des Drehtisches 18 verläuft eine Bohrung zur Aufnahme eines Positionierungszapfens 22 der Mittelsäule 24.

Die Drehtischoberfläche weist eine Anzahl von Bohrungen auf, die der Befestigung von Stützen 26 dienen, wie in Fig.2B dargestellt um den Kernbehälter konzentrisch zur Drehtischachse zu positionieren.

Die Drehtischunterseite ist mit einem selbstausrichtenden Drucklager 28 versehen. Eine kreisringförmige Fläche am Rand der Drehtischunterseite wirkt mit äußeren Stützlagern 30 und mit Schleifplatten 32 zusammen, welch letztere als Schleifkontakt für elektrische Erder 34 dienen. Das untere Lagergestell enthält eine konische Hülse 20 zur Positionierung des Mittelsäulenzapfens 22 in der Mitte des Drehtisches. Zum Herausnehmen der Mittelsäule ist im Socke! der Hülse 20 eine hydraulische Hubvorrichtung 36 angeordnet

Der Diihantrieb des Drehtisches erfolgt über einen Präzisionszahnkranz 38, der am Drehtischumfang angeordnet ist. Der Antrieb erfolgt mit gleichmäßiger, geregelter Drehzahl innerhalb eines stufenlos verstellbaren Drehzahleinstellbereiches mittels eines am Drehtischrand angeordneten Antriebsmotors 40 über ein in F i g. 2B gezeigtes Getriebe 42.
Das obere Ende der Mittelsäule wird von einer Hilfsplattform 44 gehalten, die außerhalb des Drehtisches abgestützt ist. Das obere Säulenende ist mit einem konischen Zapfen und einer Hülse 46 versehen und fluchtet mit einem Haltering der Hubplattform.

Die Mittelsäule 24 trägt einen vertikal verschieblichen Manipulatorschlitten 48, an welchem zwei Schweißausleger 50 und eine Bedienungsplattform 52 angebracht sind. Beide Ausleger sind gleich ausgebildet und halten an horizontalen Verlängerungen angeordnete Schweißköpfe 54 um 180° gegeneinander versetzt auf einer gemeinsamen Mittellinie und fluchtend mit an Säulenauslegern angeordneten Schweißbrennern 56.

Das Heben der Bedienungsplauform-Schlittenanordnung 58 erfolgt mittels eines Wechselstrom-Bremsmotors mit einem Untersetzungsgetriebe. Zwei Doppelkettenräder 60 des Motors wirken mit einer Antriebskette 62 zusammen. Die Kette 62 ist mit einem Ende am Schlitten 58 und mit ihrem anderen Ende an Gegengewichten 64 befestigt, die innerhalb eines entlang der Säule verlaufenden rohrförmigen Gehäuses angeordnet sinii.

Jeder Ausleger 50 ist als Kastenabschnitt 72 (F i g. 3) ausgebildet, der über eine an seiner Seite befestigte Zahnstange und ein damit in Eingriff stehendes Ritzel motorisch verschiebbar ist.

An der Mittelsäu'.· der in den Fig.2A und 2B beispielsweise dprgestellten Vorrichtung ist eine Reihe von mit vertikalen Abständen angeordneten Bohrungen 74 (in der die Seitenansicht des Schlittens zeigenden F i g. 4 mehr im einzelnen dargestellt) vorgesehen, mit welchen ein nicht dargestellter elektromagnetisch betätigter Bolzen zusammenwirft, der als mechanische Verriegelung gegen ein Herabstürzen des Schlittens bei einem Versagen des Antriebsmechanismus im Stillstand dient.

Die Energiezuleitungs- und Steuerkabel 84 (in den Fig. 2A und 2B sichtbar) sind am oberen Säulenende befestigt und bilden eine auf den Schlitten herabhängende Schleife.

Zwei auf dem Boden stehende Auslegersäulen 88 sind beiderseits des Drehtisches angeordnet und ähnlich der Mittelsäule 24 ausgebildet. Die jeweils in einem Schlitten 59 geführten Ausleger 50 dieser Säulen sind einander diametral gegenüberliegend auf der gleichen Mittellinie wie die Schweißvorrichtungen der Mittelsäule an- to geordnet und tragen jeweils einen Bedienungsstand 86.

Jede der Bedienungsplattformen 52 und 53 ist mit horizontalen Verlängerungen 90 versehen, die seitlich zur Schweißnut 92 hin ragen, um es dein Bedienungspersonal zu ermöglichen, den Schweißvorgang aus is nächster Nähe zu beobachten.

Ein Teil der Mittelsäulentragkonstruktion ist durch eine rechteckige Stabilisierungsplattform 44 gebildet, welche an zwei vertikalen Tragstützen 94 befestigt ist. dip sich außerhalb des Drehtischumfangs befinden. Diese Plattform 44 dient auch dazu, dem Bedienungspersonal den Zugang zu den Schlitten 58 und 59 zu ermöglichen, und dient ferner zur Führung der Energiezuleitungs- und Steuerkabel, die zu den drei Säulen 24 und 88 führen. Ein Einschnitt % im vordersn Ende der Plattform 44 läßt den erforderlichen Raum für ein Kranseil und die Mittelsäulenverlängerung frei, wenn sich die Plattform in horizontaler Stellung befindet. Abnehmbare Abschnitte des Plattformbodens ermöglichen den leichten und sicheren Zugang zum Mittelsäulenschlitten durch das Bedienungspersonal. Die Tragkonstruktion der Plattform 44 weist ein Schneckengetriebe 98 und eine Gleitstange 100 auf, wodurch die Plattform leicht in verschiedene Höhenpositionen anhebbar ist, so daß Kernbehälter mit verschiedenen Vertikalabmessungen schweißbar sind. Außerdem ist diese Plattform an einer der Tragstützen schwenkbar angeordnet, so daß sie zum Einsetzen und Herausnehmen der Mittelsäule und eines Kernbehälters von der Mittelsäule weg schwenkbar ist.

Am Ende jedes Auslegers 50 ist mittels eines Adapters eine Schweißkopfanordnung 102 befestigt, wobei alle Schweißkopfanordnungen 102 gleich ausgebildet und unter sich austauschbar sind. An dem Adapter 106 ist über eine Halteplatte 107 ein Vertikalschlitten 104 (in den F i g. 2A und 4 dargestellt) befestigt, der eine vertikai Feineinstellung der Schweißkopfanordnung ermöglicht. Die Bewegung des Schlittens erfolgt über einen mit Schneckengetriebe versehenen Motor 108. Die vertikale Einstellung jedes Schweißbrenners 54 und 56 zur Aufrechterhaltung der Fluchtung mit der Schweißnaht 92 erfolgt automatisch durch den Vertikalschlitten, wie noch anhand der nachstehenden Beschreibung des Spurführungssystems erläutert wird.

Das Spurführungssystem (in den F i g. 2A. 3,4,5,6 und 7 dargestellt), welches die vertikale Ausrichtung der Schweißköpfe 54 und 56 mit Bezug auf die Stoßfuge 92 aufrechterhält, weist einen federbelasteten Spurführungsarm 110 auf, der seitlich von der Halteplatte 107 wegragt und in der Stoßfuge 92 geführt ist. Am freien Ende des Spurführungsarmes 110 ist eine Kugelrolle 112 angebracht, die in die Stoßfuge 92 greift, die Halterung des Armes HO an der Halteplatte 107 erfolgt über ein Gelenk 114, das eine vertikale Auslenkung des Spurführungsarmes entsprechend dem Verlauf der Stoßfuge ermöglicht. Die vertikale Auslenkung des Spurführungsarmes wird von Mikroschaltern 116 auf beiden Seiten dieses Armes erfaßt, die ein elektrisches Signal zur Steuerung des Motors 108 erzeugen, um den Schweißkopf nacluuführen.

An dem Vertikalschlitten 104 ist ein Schwcißkopfoszillator 118 befestigt, der am besten in Fig. 4 sichtbar ist und einen gesteuerten Hub mit einer einstellbaren Verweilphase an jedem Ende des Hubweges erzeugt, daß der Schweißkopf eine auf- und abschwingende Zickzackbewegung ausführt.

Am Oszillator 118 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Lichtbogenspannungs-Steuerkopf 120 befestigt. Der Lichtbogenspannungs-Sieuerkopi !20 besteht aus einem umsteuerbaren Schrittmotor, einer Kugelumliuifgetriebespindel, einer hin- und hergehenden Kugelumlaufgetriebemutter und einem Prä/isionsschlitten. Der Schrittmotor dreht die Spindel des Kugel-Umlaufgetriebes, welche wiederum die hin- und hergehende Ge:riebemutter hebt und senkt. Der bewegliche Teil des Schlittens ist unmittelbar mit der hin- und hergehenden Kugelumlaufgetriebemutter verbunden, so daß er durch diese Mutter, welche den Schwcitlkopf trägt, angehoben und abgesenkt wird. Der dem Lichtbogenspannungs-Steuerkopf 120 (der nachstehend noch beschrieben wird) zugeordnete Differenzverstärker tastet die Spannung zwischen dem Schweißkopf und dem Werkstück ab und vergleicht diese Spannung mit einer Referenzspannung, die den gewünschten Lichtbogcnabstand zwischen dem Schweißkopf um dem Werkstück darstellt. Wenn die tatsächliche Spannung zv/ischen dem Werkstück und dem Schweißkopl von dieser Referenzspannung abweicht, wird der Schrittmotor so betätigt, daß er den Schweißkopf wieder auf den richtigen Abstand vom Werkstück bringt. Folglich wird während des gesamten Schweißvorganges eine konstante; Lichtbogenlänge aufrechterhalten.

Der Schweißkopf und das Energiekabel werden durch Wasserkanäle wassergekühlt, die von der oberen Plattform 44 der mittleren Säule 24 hergeführt s>nd.

Eine Heißdrahtzuführvorrichtung 122 (am besten in den F i g. 3 und 4 dargestellt) ist neben dem Schweißkopf angeordnet und liefert von einer Rolle 124 Zusatzmaterial zur Schweißstelle. Grundsätzlich weist die Heißdrahtzuführvorrichtung eine Schweißzusaizmaterial tragende Spule 124 auf. und das Schweißzusat/ma terial wird durch einen Hochgeschwindigkeitsclrahtrollenantrieb 126 durch ein Kontaktrohr 128 hindurch /ur Schweißstelle am Werkstück zugeführt, nämlich an einer bezüglich der Schweißrichtung kurz hinter dem SchweiBkopf gelegenen Stelle. Zwischen das Werkstück 16 und das Kontaktrohr 128 ist eine Wechselstromquei-Ie geschaltet, so daß der Wechselstrom durch den Zusatzmar.enaldraht 130 fließt, wodurch dieser Zusatzmaterialdrarn vor der Ablagerung in der Schweißnaht durch elektrische Widerstandsaufheizung en. irmi wird.

Die Menge des jeweils in der Schweißnaht abgelagerten Zusatzmaterials ist entsprechend der dem Schweiß kopf jeweils zugeführten Energiemenge variabel steuerbar, und die Größe des durch den Zusatzmaterialdraht fließenden Wechselstromes ist entsprechend dei Geschwindigkeit, mit welcher der Zusatzmaterialdrahi in die Schweißnaht zugeführt wird, regulierbar.

Die Ablagerungsgeschwindigkeit des Schweißzusatzmaterials an jeder Schweißstelle ist in programmicrtei Weise variierbar. Um dies zu erreichen, wird die derr Schweißkopf zugeführte Energie zeitabhängig verän den. Zusätzlich kann der Zusatzmaterialvorschub ir gleicher Weise verändert werden, um die Ablagerung des Zusatzmaterials in der Schweißnaht zu steuern Durch den Zusatzmaterialantrieb wird ein Tachometei

angetrieben, welches ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das die Ablagerungsgeschwindigkeit des Zusaizmalerials in der Schweißnaht darstellt. Das Ausgangssignal des Tachometers stellt ein Rückführungssignal einer Drahtzufuhrungsregelung dar, welche die gewünschte Zusatzmalerialzuführungsgeschwindigkeit sicherstellt. Die Programmierungsschaltungen für die Zusai/.niaicrialzuführung steuern gleichzeitig die Zusatzmaterial/ iführgeschwindigkeit und den Heizstrom.

Am Mitielsäuienschlitten und an jedem der Auslegersäulenschlitten ist, wie oben erwähnt, eine Bedienungsplattform 52 bzw. 53 befestigt. Zur Anpaßt.arkeit an verschiedene Kernbehältergrößen sind Plattformzusatztcile und Spannseile vorgesehen. Zum Anbringen der Zusatzplattformteile sind Anschlußplatten vorgesehen. Diese Plattformzusatzteile sind allgemein durch die Verlängerungen 90 in F i g. 3 dargestellt.

leder Ausleger 50 ist mit einer Steuertafel 132 versehen, an welcher die Bedienungselemente für eine leichte

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net sind. Eine jedem Bedienungsstand zugeordnete /weile feststehende Sleuerkonsole 134 ist für Funktionen vorgesehen, die während des jeweiligen Schweißvorganges normalerweise nicht benötigt werden.

Die Steuerschaltung der Vorrichtung ist so ausgebildet, daß auf Befehl anfänglich die Dicke des Zusatzmalerialauftrags mit der Zeit entlang einer gegebenen Schweißstrecke erhöht wird, bis eine feste vorgegebene Dicke erreicht worden ist. Nachdem der jeweilige Schweißkopf einen Bogen von 180° durchlaufen, also die Schweißanfangsstelle des jeweils anderen Schweißkopfcs .rreicht hat. wird die Dicke des Zusatzmaterialauftrags im gleichen Maße verringert, in welchem die anfängliche Dickensteigerung stattgefunden hat, bis eine gleichförmige Schweißnahtdicke am gesamten Umfang der Stoßfuge erhalten worden ist.

Eine beispielsweise elektronische Schaltung zur Bercits'.eüun¹⁷ des "roTanimierten Schweißgleichstromes, der zur Herstellung des gewünschten Steigerungsmaßes der Schweißauftragdicke erforderlich ist. ist in F i g. 8 dargestellt. Die Hauptbauelemente sind ein Verstärker 200. der als Integrator dient, ein Verstärker 202, ein Spannungsinverter und ein Verstärker 204, der als Addierer dient. Als Stromquelle für die Verstärker dient eine 30-V-Gleichstromquelle. Drei Schweißstärkesteucrorgane, nämlich »Anfangsabschnitt« (206), »Hauptschwcißabschnitt« (208) und »Endabschnitt« (210) sind als Spannungsteiler geschaltet und werden normalerweise vor Schweißbeginn eingestellf.

Vor dem Zünden eines Schweißlichtbogens beträgt die Ausgangsspannung des Verstärkers 200 etwa —10 V Gleichspannung, was durch die Zenerspannung einer Zenerdiode 212 und den Spannungsabfall an einer Diode 214 bestimmt ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers 200 wird den potentialhöheren Enden des Anfangsabschnittpotentiometers 206 und des Endabschnittpotentiometers 210 zugeführt, und die am Schleifer des Anfangsabschnittpotentiometers erscheinende Spannung gelangt über Ruhekontakte eines Relais 216 und einen Widerstand 218 zum invertierenden Eingang des Verstärkers 204. Ferner wird das Ausgangssignal des Verstärkers 200 über einen Widerstand 220 dem inverlierenden Eingang des Verstärkers 202 zugeführt. Ein + 15-V-GleichspannungssignaI, welches über ein Trimmpotentiometer 222 und einen Widerstand 224 zum Inverter gelangt, wird (durch Einstellen des Potentiometers 222) mit dem — iO-V-Ausgangssignal des Verstärkers 200 so addiert, daß am Ausgang des Verstärkers 202 ein Signal von 0 V erscheint.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 204 ist durch einen 150-Ohm-Gegenkopplungswiderstand 226 und über Ruhekontakte eines Relais 228 auf weniger als + 1 V begrenzt.

Die Zündung eines Gleichstrom-Lichtbogens erzeugt ein Signal, welches das Relais 228 betätigt, welches dann seinerseits den Begrenzungskreis über dem Verstärker 204 öffnet und dadurch bewirkt, daß der Verstärker 204

to einen Inverter mit dem Verstärkungsfaktor 1 dargestellt, und welches gleichzeitig den Stromkreis vom Ausgang des Verstärkers 204 zum Schaltungsausgang schließt. Dadurch kann die Inversion der am Schleifer des Anfangsabschnittpotentiometers abgegriffenen Spannung am Ausgang des Verstärkers 204 erscheinen, von wo aus sie zum Gleichstrom-Leistungssteuerkreis gelangt.

Gleichzeitig schaltet das Relais 228 den Signaleingang des Verstärkers 200 von der über einen Wider-

tr, ci|>n/j "^30 ^u^eführte™ festen ⁿcsi!i^wAn ^nonmimr A\e* den Verstärkerauugang auf —10 V Gleichspannung gehalten hat, auf ein negatives Signal um. mit welchem der Verstärkereingang dann über ein Ansliegsgeschwindigkeitspotentiometer 232, einen 0—10 s/0—100 s-Bereichsschalter 234 und ein jeweils zugehöriges Bereichseichungstrimmpotentiometer 236 verbunden ist.

Da infolgedessen der Verstärker 200 von —10 V bis 0 V zu integrieren beginnt, wird das negative Eingangssignal des Verstärkers 202 verkleinert, wodurch das positive Eingangssignal mit der Folge überwiegt, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 202 gleichzeitig mit dem Anstieg der Ausgangsspannung des Verstärkers 200 von -10 V bis 0 V von 0 V bis -10 V Gleichspannung abfällt.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 202 wird der potentialhöheren Seite des Hauptschweißabschnittpotentiometers 208 zugeführt und der abgegriffene gewünschte Spannungswert gelangt über einen Widerstand 238 und wird im Verstärker 204 mit dem Signal des Verstärkers 200 bzw. des Widerstands 218 summiert. Das Endausgangssignal ist eine positive Schwingung von der Anfangsabschnitt-Stromeinstellung zur Hauptschweißabschnitt-Stromeinstellung während der Anstiegszeit.

Zur Beendigung des Schweißvorgangs wird das Relais 216 betätigt. Das Relais 216 schaltet das Signal vom Schleifer des Anfangsabschnittpotentiometers 206 zum Schleifer des Endabschnittpotentiometers 210 und den Eingang des Verstärkers 200 vom negativen Anstiegsgeschwindigkeit-Kreis zum positiven Signal des Abfallgeschwindigkeits-Kreises um. Diese Umschaltung bewirkt, daß der Verstärker 200 von OV bis — 10 V zu integrieren beginnt. Diese Schwingung hat auf den Verstärker 202 eine Wirkung, die entgegengesetzt der oben für den Anstieg beschriebenen Wirkung ist, d. h. der Ausgang dieses Verstärkers 202 läuft von —10 V zurück zu 0 V. Das Endergebnis ist eine lineare Änderung des Ausgangssignals des Verstärkers 204 von dem durch das Hauptschweißabschnittpotentiometer 208 eingestellten Wert zu dem durch die Einstellung des Endabschnittpotentiometers 210 vorgegebenen Wert Dieses Ausgangssignal wird dem Schweißkopf übermittelt Wie oben erwähnt, wird die Zusatzmaterialzuführung und die Vorwärmung des Zusatzmaterials entsprechend dem Schweißstrom gesteuert.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Zusammenschweißen rohrförmiger Teile von im wesentlichen kreisringförmigem Querschnitt entlang einer Umfangsstoßfuge, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig an einer Mehrzahl von entlang der Umfangsstoßfuge radialsymmetrisch verteilten Stellen identische Schweißnähte hergestellt werden, indem alle Schweißstellen mit gleicher, im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit relativ zur Umfangsstoßfuge bewegt werden, wobei jeweils an den Anfangsabschnitten der Schweißnähte die Schweißzusatzmaterialablagerung mit konstanter Geschwindigkeit bis auf eine gegebene stationäre Ablagerungsrate gesteigert und diese Ablagerungsrate dann bis zum Erreichen der Anfangsstelle der jeweils benachbarten Schweißnaht beibehalten wird, wonach die Schweißzusatzmaterialablagerung wiederum mit konstanter Geschwindigkeit bis zu der Stelle des Erreichens ße* stationären Ablagerungsrate in dieser benachbanen Schweißnaht verringert wird, und daß an allen Schweißstellen in jedem Zeitpunkt eine im wesentlichen gleiche, zur jeweiligen Ablagerungsratc proportionale Wärmemenge zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißzusatzmaterial an allen Schweißstellen in einem von der jeweiligen Abiagerungsrate abhängigen Maß vorerhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aie Ablagerungsrate durch Verändern der Zuführgeschwindigkeit des "chweißzusatzmaterials gesteuert und die de- Schweißelektrode zugeführte Leistung in Abhängigkeit on der jeweiligen Zuführgeschwindigkeit gesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorerhitzung des Schweißzusatzmaterials durch elektrische Widerstandsheizung erfolgt, wobei der Heizsirom in Abhängigkeit von der jeweiligen Zuführgeschwindigkeit gesteuert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorerhitzung des Schweißzusatzmaterials durch direktes Hindurchlciten von Wechselstrom erfolgt.

6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5. gekennzeichnet durch einen Drehtisch (18) mit vertikaler Achse zur Halterung der rohrförmigen Teile (16) und durch eine Mehrzahl radialsymmetrisch an einer innerhalb der rohrförmigen Teile befindlichen Säule (24) angeordneter Schweißvorrichtungen (54), die jeweils eine Schweißelektrode, eine Spurführungseinrichtung (110) zur Führung der Schweißvorrichtung entlang der Umfangsstoßfuge, eine programmsteuerbare Einrichtung (126) zur Schweißzusatzmaterialzufuhr und eine programmstcuerbare Einrichtung zur zeitabhängigen Veränderung der zur Schweißelektrode zugeführten elektrischen Energie aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurführungseinrichtung einen neben der Schweißelektrode in der Umfangsstoßfuge geführten Spurführungsarm (110) mit vertikaler Bewegungsmöglichkeit und Steuermittel zur Abtastung eines Vertikalversatzes des Spurführungsarms und zur entsprechenden Nachführung der Schweißvorrichtung (54) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung der zur Schweißelektrode zugeführten elektrischen Energie eine Regelung mit einer Einrichtung (120) zur Messung der Spannung über der Lich'.bogcnstrecke zwischen der Schweißelektrode und der Schweißstelle am Werkstück, einer Einrichtung zum Vergleich dieser Lichtbogenspannung mit einer Referenzspannung und einer eine Bewegung der Schweißelektrode im Sinne einer Verringerrng der Differenz zwischen der tatsächlichen Lichtbogenspannung und der Referenzspannung steuernden Einrichtung aufweist

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (126) zur Steuerung der Schweißzusatzmaterialzufuhr in Abhängigkeit von der Größe der zur Schweißelektrode zugeführten Energie arbeitet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche b bis 9, gekennzeichnet durch eine elektrische Widcrstandsheizeinrichtung (128) zur Vorerhitzung des Schwcißzusaizmaterials (130) und durch eine Einrichtung zur Steuerung des Heizstromes in Abhängigkeit von der Zuführgeschwindigkeit des Schweißzusaizmaierials.