DE2940309C2

DE2940309C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Absaugen von Schweißrauch

Info

Publication number: DE2940309C2
Application number: DE19792940309
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Fukaya; Masazumi Nagareda; Takashi Ohmae; Tamotsu Oka; Masahiko Hiroshima Sato; Yasuyuki Yoshida
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1979-10-04
Filing date: 1979-10-04
Publication date: 1983-05-26
Also published as: DE2940309A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zurr: Absaugen des beim Lichtbogenschweißen entstehenden Rauchs oder Dampfes.

Beim Schweißen entstehen im allgemeinen aus geschmolzenem Schweißflußmittel, Schwermetall, Grundmetall usw. bei hoher Temperatur mikrofeine Teilchen aus Eisen, Mangan, Silizium und anderen schädlichen Metalloxiden (Abgas oder Rauch im engeren Sinne), schädliche Gase, wie Stickoxid-. Kohlenmonoxidgas o. dgl., und andere Gase, wie Kohlendioxidgas, die im folgenden insgesamt als »Schweißrauch« bezeichnet werden. Zur Vermeidung einer Gesundheitsgefährdiing für die Arbeiter ist es daher wünschenswert, diesen SehweiBraiieh beim Schweißvorgang von seinem Entstehungsort ab/usangen; eine solche Absaugung ist insbesondere bei der Durchführung von Schweißarbeiten in einem engen Raum sehr wichtig.

Als Einrichtungen zur Absaugung des SchwciUri.uchs ist u. a. eine Vorrichtung bekannt, bei welcher eine

Rsuchabsaughaube einsm von Schweißer in der Hand gehaltenen Schweißsehuteschirm zugeordnet und unmittelbar oder über eine Leitung mit letzterem verbunden ist, wobei die Haube zudem Ober eine flexible Schlauchleitung mit einem getrennt angeordneten Beutelfilter verbunden ist Außerdem ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher eine Rauchabsaughaube mit einer der Konfiguration der Schweißwerkstücke angepaßten Form in einer vorbestimmten Position um die Schweißstelle hemm angeordnet und mit einem festen oder bewegbaren Rauchreiniger (fume processor), etwa einem getrennt angeordneten Beutelfilter o. dgl, über eine oder mehrere biegsame Schlauchleitungen verbunden ist Bei einer weiteren bisherigen Vorrichtung dieser Art ist die Absaughaube sn einem Elektrodenhalter montiert oder einstückig mit diesem zusammengesetzt

Diese bisherigen Schweißrauchabsaugvorrichtungen sind jedoch mit verschiedenen Nachteilen behaftet Da z.B. bei der zuerst genannten Vorrichtung die Absaughaube mit einem Schweißschutzschirm kombiniert ist ergibt sich eine größere Belastung für den Schweißer. Während mit der zweitgenannten Vorrichtung die größere Belastung des Schweißers vetnieden werden kann, weil die Absaughaube die Schweißstelle umgebend angeordnet ist ergibt sich bei einer solchen Vorrichtung, die eine kleine Absaughaube und einen fest angeordneten Rauchreiniger aufweist das Problem, daß bei jeder Verlegung der Schweißstelle auch die Absaughaube und der Rauchreiniger verlegt werden müssen. Bei einer Vorrichtung dieser Art, die mit einer großen Absaughaube und einem bewegbaren Rauchreiniger versehen ist ergibt sich weiterhin die Schwierigkeit daß nicht nur ein großer Arbeitsaufwand für das Trennen und Wiederanschließen der Schlauchleitungen erforderlich ist woraus sich eine mangelhafte Arbeitsleistung ergibt sondern auch die Vorrichtung selbst insgesamt sperrig ist und daher nicht in einem engen Raum eingesetzt werden kann.

Bei einer Vorrichtung der drittgenannten Art ergibt sich das Problem, daß sich das Gewicht des Elektrodenhalters vergrößert, so daß diese Vorrichtung nicht für das manuelle Schweißen verwendet werden kann. Selbst wenn ein mit einer solchen Absaughaube versehener Schweißbrenner an einer vollautomatischen Schweißmaschine montiert wird, wird die Vorrichtung immer noch sperrig, so daß sie in einem engen Arbeitsraum nicht benutzt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Ausschaltung der Mangel des Stands der Technik durch Schaffung eines verbesserten Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung rum Absaugen von Schweißrauch, wobei eine Lagensteuerung einer Absaughaube zum Absaugen des Schweißrauches automatisch in Abhängigkeit von der Feststellung einer von einer Schweißzone emittierten optischen Strahlung möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Absaugen des beim Lichtbogenschweißen entstehenden Rauches bzw. Dampfes mittels einer Rauchabzugshaube erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die von dem Lichtbogen emittierte optische Strahlung durch an der Absaughaube angeordnete photoelektrische Elemente festgestellt wird, daß die Absaughaube längs einer Schweiß(naht)linie derart verfahren wird, daß ein von den photoelektrischen Elementen geliefertes, auf die Beleuchtungsintensität der optischen Strahlung an der Absaughaube bezogenes elektrisches Meßsignal innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten wird, und daß dabei der Schweißrauch ober die Absaughaube abgesaugt wird, während sich diese ständig über der Schweißstelle befindet

Zur Durchführung dieses Verfahrens wird mit der Erfindung eine Vorrichtung geschaffen, die gekennzeichnet ist durch einen in Richtung der Schweißarbeit bewegbaren Wagen, durch einen Antrieb für den Wagen, durch eine vom Wagen getragene Absaughaube, durch einen mit letzterer verbundenen Schweißrauchreiniger, durch an der Absaughaube montierte photoelektrische Elemente zur Feststellung der von einem Schweißlichtbogen emittierten optischen Strahlung und durch eine zwischen die photoelektrischen Elemente und den Antrieb eingeschaltete Steuerung •⁵ zum Einleiten und Anhalten der Bewegung des Wagens. In weiterer Ausgestaltung sieht die Erfindung eine Vorrichtung der angegebenen Art vor, die sich insbesondere für das Kehlnahtschweißen eignet und die gekennzeichnet ist durch einen Wagen, der auf einer Bodenplatte eines magnetischen Grundmetalls in einer Kehlnahtschweißzone längs einer Schnittstelle zwischen der Bodenplatte und einer -^/andplatte aus demselben Grundmetall verfahrbar ist durch eine einstückig mit dem Wagen geformte Schweißrauch-Absaughaube zur Absaugung des Schweißrauches in einen am Wagen montierten Schweißrauchreiniger (weld fume processor), durch drehbar ar der Absaughaube gelagerte Magnetrollen, die unter Anziehung durch die Wandplatte längs deren Oberfläche führbar sind, durch einen Wagenantrieb zum Antreiben des Wagens mit der Absaughaube durch Drehantrieb der Magnetrollen, durch an der Absaughaube montierte photoelektrische Einrichtungen zur Feststellung oder Messung einer beim Lichtbogenschweißen von der Kehlnahtschweißzone emittierten optischen Strahlung und durch eine auf ein elektrisches Meßsignal von der photoelektrischen Einrichtung ansprechende Start-Stop-Steuereinrichtung für den Wagen zur Ansteuerung des Wagenantriebs.

«ο Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer aus engen Kammern bestehenden Schweißkonstruktion, etwa für ein Schiff,

Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene perspektivische Teildarstellung der Schweißkonstruktion.

Fig.3 eine teilweise weggeschnittene perspektivisehe Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung für das Stumpfschweißen,

Fig.4 eine schemalische Darstellung des Arbeitsprinzips der Vorrichtung nach F i g. 3, F i g. j eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach Fig.3 in Anwendung auf das Kehlnahtschweißen,

F i g. 6 eine perspektivische Darstellung einer speziell für das Kehlnahtschweißen geeigneten Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, F i g. 7 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach F i g. 6 in ihrem Betriebszustand,

F i g. 8 einen Schnitt durch die Vorrichtung feemäß F i g. 7 in ihrem Betriebszustand und Fig.9a bis 9d schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Arbeitsfänge im Betrieb der Vorrichtung nach F i g. 6 bis 8. Gemäß den F i g. 1 und 2 bestehen Schiffskonstruktio-

nen aus zahlreichen engen Kammern oder Räumen, die durch Kehlnahtschweißung längs der Schnittstellen zwischen einer Bodenplatte 100 sowie Wandplatten 101 aus einem Grundmetall, wie Stahl, hergestellt werden. Ähnliche Konstruktionen, wie diejenigen gemäß Fig. 1 und 2 finden sich auch in verschiedenen anderen Bauwerken mit speziellen Konfigurationen, beispielsweise in Marinekonstruktionen, chemischen Anlagen und anderen industriellen Einrichtungen und Maschinen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist speziell für die Durchführung von Schweißarbeiten in derartigen engen Räumen vorgesehen.

Bei der in Fig. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Absaugen von Schweißrauch ist ein auf Rädern ruhender Wagen 13 auf Führungseinrichtungen, wie Schienen 13' o. dgl., die auf einer Bodenplatte parallel zur Schweißlinie verlegt sind, in Richtung einer gezogenen StumpfschweiBnaht verfahrbar.

In diesem Wagen 13 ist eine Antriebsvorrichtung 9 vorderen Ende einer Schweißelektrode entsteht der Schweißrauch bzw. entstehen die Schweißdämpfe, und die Vorrichtung ist außerdem mit einer Verbindungsrohr-Einstellvorrichtung zur Einstellung des Abstands ) zwischen dem zu schweißenden Grundmetall und der Absaughaubc 10 versehen. Das Verbindungsrohr 14 dient auch als Handgriff beim Tragen der Vorrichtung. Zum Absaugen des Schweißrauchs beim Schweißvorgang wird zunächst der Wagen 13 auf die in Fig. 3

in gezeigte Weise auf die Schienen 13' aufgesetzt. Sodann wird die Absaughaube 10 so eingestellt, daß sie die Schweißzone von oben her mit Abstand dazu überlappt, wobei ihre bodc'seitigc Öffnung auf die Schweißzone 15 ausgerichtet ist, in welcher der Schweißrauch

r> entsteht.

Nach Beginn der Schweißarbeit erzeugt ein zwischen der Elektrode 1 und dem zu schweißenden Grundmetall entstehender Schweißlichtbogen 2 neben Rauch bzw. Dämpfen auch eine optische Strahlung 3. Während

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der Wagen 13 auf den Schienen 13' verfahrbar ist.

Am Wagen 13 ist mittels eines umgekehrt U-förmigen Verbindungsrohrs 14 aus Stahl eine Schweißrauch-Absaughaube 10 befestigt, an deren Unterseite sich eine sich in Schweißrichtung erstreckende, längliche öffnung befindet, welche der Schweißzone von oben her zugewandt ist, während an die Oberseite der Absaughaube 10 ein Absaugrohr 11 für den Schweißrauch angeschlossen ist.

Dieses Absaugrohr 11 ist mit einem am Wagen 13 angeordneten Schweißrauchreiniger 12 verbunden, wobei der beim Schweißen entstehende Schweißrauch bzw. die Dämpfe durch die Absaughaube 10 und das Absaugrohr 11 in den Reiniger 12 eingeführt werden, in welchem der Rauch durch Filter- und Absorbiervorgänge gereinigt und sodann zur Außenluft entlassen wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Schweißrauchreiniger 12 auch in den Wagen 13 eingebaut sein kann.

Beim Stumpfschweißen entstehen zwischen einer Elektrode 1 und dem zu schweißenden Grundmetall ein elektrischer Lichtbogen 2 sowie Schweißrauch bzw. -dämpfe 3. Zur Feststellung der durch den Schweißlichtbogen 2 an der Schweißzone emittierten optischen Strahlung sind als photoelektrische Detektoren bzw. Meßfühler dienende Photoleiterelemente 4 an Vorder- und Rückseite der Absaughaube 10 vorgesehen.

Diese Photoleiterelemente sind mit ihren Lichtempfangsflächen auf die Bodenöffnung der Absaughaube oder etwas schräg dazu gerichtet (vgl. F i g. 3 und 4). wobei diese Photoleiterelemente 4 über Kabel 5 mit einer Start-Stop-Steuerung 6 für den Wagen verbunden sind. Gemäß Fig.4 weist diese Steuerung 6 einen Verstärker 6a und einen Relaisschalter 6b auf.

Der Relaisschalter 6b ist mit einem Gleichrichter 8 zur Umwandlung einer Wechselspannung in eine Gleichspannung verbunden, wobei die Steuerung 6 in Abhängigkeit von den von den Photoleiterelementen 4 gelieferten Meßsignalen Gleichstrom bzw. Gleichspannung vom Gleichrichter 8 über den Relaisschalter 6b zur Antriebsvorrichtung 9 liefert, um den Wagen 13 anzutreiben, so daß dieser auf diese Weise in Vorwärtsoder Rückwärtsrichtung in Gang gesetzt oder angehalten werden kann.

Die Steuerung 6 ist mit einer nicht dargestellten Geschwindigkeitssteuerung versehen, mit welcher der Antrieb 9 auf eine vorbestimmte Wagengeschwindigkeit eingestellt werden kann, die etwas größer ist als die Schweißgeschwindigkeit In der Schweißzone 15 am wird, wird der Schweißrauch über die Absaughaube 10 und das Absaugrohr 11 zur Reinigung in den Reiniger eingesaugt, um dann zur Außenluft entlassen zu werden.

Wenn die beim Schweißen entstehende optische

.'i Strahlung3auf die Lichtempfangsfläche des Photoleiterelements 4 an der in Bewegungsrichtung vorderen Stirnfläche der Absaughaube 10 fällt, verändert sich der Widerstandswert des Photoleiterelements 4 unter Veränderung des dieses Element durchfließenden

in Stroms. Der Strom wird durch den Verstärker 6a verstärkt, und wenn er eine vorbestimmte Größe erreicht hat, wird der Relaisschalter 6b betätigt, so daß der Gleichstrommotor des Wagenantriebs 9 betätigt und der Wagen 13 in Vorwärtsrichtung verfahren wird.

ii Da die Fahrgeschwindigkeit des Wagens 13 etwas höher eingestellt ist als die Schweißgeschwindigkeit, kann der Wagen 13 der gezogenen Schweißnaht etwas vorauseilen, wobei die vom Photoleiterelement 4 empfangene optische Strahlung 3 des Lichtbogens 2

4n allmählich abnimmt. Infolgedessen erhöht sich der Widerstandswert dieses Photoleiterelements 4 allmählich, wobei sich der durch dieses Element fließende Strom verringert. Wenn schließlich dieser Strom unter die vorbestimmte Größe abgefallen ist, wird der

4ϊ Relaisschalter 6b geöffnet, so daß der Wagenantrieb 9 zum Anhalten des Wagens 13 abgeschaltet wird.

Infolgedessen verbleibt die Absaughaube 10 im weiteren Verlauf der Schweißarbeiten zunächst stehen.

Wenn bei der Weiterführung der Schweißarbeiten die

ίο optische Strahlung 3 vom Lichtbogen 2 wiederum das Photoleiterelement 4 an der vorderen Stirnfläche der Absaughaube 10 beaufschlagt, wird letztere n,ii dem Wagen 13 erneut vorgeschoben, bis das Photoleiterelement 4 an der vorderen Stirnfläche der Absaughaube 10 nicht mehr durch die optische Strahlung 3 beeinflußt wird. Im weiteren Verlauf der Schweißarbeiten wiederholen sich diese Anfahr-Stillstands-Vorgänge intermittierend. Die Absaughaube 10 kann auf diese Weise stets unmittelbar über der Schweißzone ausgerichtet bleiben, so daß der beim Lichtbogenschweißen entstehende Schweißrauch ständig sicher abgesaugt wird.

Wenn die Schweißarbeiten in entgegengesetzter Richtung durchgeführt werden sollen, wird zunächst die Polarität der Gleichstromversorgung 8 umgekehrt Im Verlauf des Schweißvorgangs wird sodann die vom elektrischen Schweißlichtbogen 2 emittierte optische Strahlung 3 von dem Photoleiterelement 4 an der

hinteren Stirnfläche der Absaughaube 10 erfaßt, und in Abhängigkeit von dem vom Photoleiterelement 4 gelieferten Meßsignal wird der Wagenantrieb 9 so betätigt, daß er den Wagen 13 in Schweißrichtung verfährt. Dabei wird die Absaughaube 10 auf die vorstehend im einzelnen erläuterte Weise intermittierend vorgeschoben, so daß eine optimale Steuerung der Absaughaube 10 erreicht wird.

WaVtfeise können getrennte Verstärker an die Photoleiierelemente an vorderer und hinterer Stirnfläche angeschlossen sein. Die betreffenden Ausgangssignale dieser Verstärker werden sodar.n der mit Torschaltungen, Komparatorschaltungen usw. versehenen Steuerung b als Eingangssignale eingespeist, so daß die Absaughaube 10 vorgeschoben wird, wenn das Ausgangssignal des vorderen Phoiolciterelements 4 eine vorbestimmte Größe erreicht hat, während dann, wenn das Ausgangssignal des hinteren Photoleiterelements 4 die vorbestimmte Größe erreicht hat, mittels njnot Revcrsierschslters die Bc^vv^<:*^mir!"^cn'^h!"ri^fr λ**γ Absaughaube 10 umgekehrt werden kann.

Falls die .Schweißarbeit nur in einer Richtung durchgeführt wird, kann die vorstehend beschriebene Ausführungsform so abgewandelt werden, daß ein Photoleiterelement 4 nur an der einen Stirnfläche der Absaughaube 10 angeordnet und die Drehung des Wagenantriebs 9 auf eine Richtung beschränkt ist.

In F i g. 5 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in Anwendung auf das Kehlnahtschweißen dargestellt. Dabei ist das den Wagen 13 mit der Absaughaube 10 verbindende Verbindungsrohr 14 so angeordnet, daß es eine (.Mrechte) Stahlwandplatte 7 übergreift und sich letztere somit zwischen Wagen 13 und Absaughaube 10 befindet. Hierbei lassen sich im wesentlichen dieselben Wirkungen und Vorteile erzielen wie bei der für das Stumpfschweißen vorgesehenen Vorrichtung gemäß der vorher beschriebenen Ausführungsform. Es ist darauf hinzuweisen, daß beim Kehlnahtschweißen gemäß Fig. 5 die Konfigurationen des Verbindungsrohrs 14 sowie der Absaughaube 10 und die Lagenbeziehung zwischen dem Wagen 13 sowie den genannten Teilen so festgelegt sind, daß zweckmäßige Abstände zwischen Absaughaube 10 und Wandplatte 7 sowie zwischen Absaughaube 10 und Schweißzone eingehalten werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind als photoelektrische Detektoren bzw. Meßfühler Photoleiterelemente (beispielsweise CdS-Elemente) vorgesehen, deren elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit von der Beleuchtungsintensität am Meßfühlerelement ändert. Wahlweise können jedoch beliebige Sperrschichtelemente (ζ. Β. Sperrschicht-Photozellen) verwendet werden, die eine elektromotorische Kraft als Funktion der Beleuchtungsintensität erzeugen.

In weiterer Abwandlung kann die Anordnung so getroffen sein, daß die von vorderen und hinteren Sperrschicht-Photozellen o. dgl. erzeugten Spannungen miteinander verglichen werden und die Lagensteuerung der Absaughaube 10 in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs durchgeführt wird. Ebenso kann die Anordnung so getroffen sein, daß dann, wenn beispielsweise die von der vorderen Photozelle erzeugte Spannung höher wird als die Spannung der hinteren Photozelle und eine vorgegebene Größe übersteigt, ein Relaisschalter betätigt wird, um den Wagen 13 mit der Absaughaube 10 vorwärtszubewegen, während im umgekehrten Fall ein getrennter Relaisschalter betätigt wird, um den Wagen mit der Absaughaube in Rückwärtsrichtung zu verfahren. Weiterhin kann selbstverständlich die vorstehend beschriebene Vorrichtung so abgewandelt werden, daß ^r> die Absaughaube 10 anhält, wenn der elektrische Lichtbogen 2 sich in der Nähe ihrer Mitte befindet, so daß der Unterschied zwischen den Spannungen der beiden Photozellen unter eine vorbestimmte Größe absinkt.

ίο Eine weitere Abwandlung kann darin bestehen, daß der Wagenantrieb 9 durch die Steuerung 6 mittels Zerhackersteueriing angesteuert wird, um die Fahrgeschwindigkeit des Wagens 13 in Abhängigkeit von der von der Photozelle erzeugten Spannung optimal

ij einzustellen.

Aufgrund des beschriebenen Aufbaus kann die gesamte Vorrichtung ersichtlicherweise geringe Größe und niedriges Gewicht besitzen, so daß sich das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft auch in engen

ι» Raurrieri durchführen läßt. Da di? nhntnplpktrisrhp.n Elemente zur Feststellung der optischen Strahlung an der Absaughaube 10 angebracht sind und die Vorrichtung mit einer auf ein Meßsignal vom photoelektrischen Element ansprechenden Start-Stop-Steuerung für den

2i Wagen zur Ansteuerung seines Antriebs versehen ist, kann der Schweißrauch in vorteilhafter Weise ständig und zuverlässig abgesaugt werden.

Im folgenden ist ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens nebst einer Vorrichtung

in zur Durchführung dieses Verfahrens beschrieben, die sich besonder; vorteilhaft für Kehlnahtschweißungen eignen.

Für das Kehlnahtschweißen längs einer Schnitt- bzw. Stoßstelle zwischen einer Bodenplatte 100 aus einem magnetischen Grundmetall, wie Stahl, und einer Wandplatte 101 aus demselben Material wird ein mit Laufrollen 29 versehener Wagen T gemäß den Fig. 6 bis 8 so auf die Bodenplatte 100 aufgesetzt, daß er frei auf ihr verfahrbar ist.

Der Wagen Tist mit einem Schweißrauchreiniger 21 und einer an ihm angebauten Schweißrauch-Absaughaube 26 versehen. Der Reiniger 21 weist dabei ein Gebläse 43 zum Ansaugen des an der Schweißzone entstehenden Schweißrauchs 42 sowie einen Filterabsorbierer 44 zum Auffangen und Abscheiden von Schadstoffen in dem angesaugten Schweißrauch 42 auf. Gebläse 43 und Filterabsorbierer 44 sind in einem Gehäuse 45 untergebracht.

Das Gebläse 43 ist über einen nicht dargestellten

μ Zeitgeber mit einer Stromversorgung verbunden und kann durch die noch näher zu beschreibende Start-Stop-Steuerung 28 für den Wagen in Betrieb gesetzt und abgeschaltet werden. Innerhalb des Gehäuses 45 ist dem Gebläse 43 ein Auslaß 46 nachgeichaltet, über den der Schweißrauch, dessen Schadstoffe entfernt worden sind, als sauberes bzw. gereinigtes Gas ausgeblasen werden kann. Der Schweißrauch 42 wird somit über die Absaughaube 26 zum Reiniger 21 geleitet und nach der Reinigung in letzterem über den Auslaß 46 entlassen.

Gemäß den F i g. 6 bis 8 sind aus Dauermagr.etmaterial bestehende Magnetrollen 23 drehbar an vorderem und hinterem Ende der Absaughaube 26 gelagert Die Magnetrollen 23 werden dabei längs der aus dem magnetischen Grundmetall bestehenden Wandplatte 101 durch Anziehung gegen diese geführt Die Magnetrollen 23 sind über eine nicht dargestellte Kraftübertragung mit einem Wagen-Antrieb 22, etwa einem Getriebemotor, verbunden, so daß sie synchron

miteinander in Drehung versetzt werden können und damit der Wagen T mit der Absaughaube 26 längs der Schweißnaht 102 verfahrbar ist.

Beim Kehlnahtschweißen entstehen ein elektrischer Schweißlichtbogen 41 sowie Schweißrauch bzw. -dämpfe 42 zwischen einer Elektrode 40 und dem zu schweißenden Grundmetall, wobei zur Feststellung oder Messung der vom Lichtbogen 41 an der Schweißzone emittierten optischen Strahlung ein photoelektrisohes Element 27 in der Nähe einer bodenseitigen Öffnung im vorderen Bereich der Absaughaube 26 angeordnet ist. Dieses photoelektrische Element bzw. Photoelement 27 ist mit seiner Lichtempfangsfläche zur Bodenöffnung der Absaughaube 26 gerichtet oder etwas in Einwärtsrichtung schräggestellt und über ein nicht dargestelltes Kabel mit der Start-Stop-Steuerung 28 für den Wagen verbunden.

Die Steuerung 28 weist einen Verstärker und einen Schalter für einen Wagenantrieb (nicht dargestellt) auf, wobei der Schalter über den Wagenantrieb 22 mit einer Gleichstromversorgung, etwa einer Batterie, verbunden ist, so daß bei Betätigung des Schalters in der Steuerung 28 der Wagenantrieb 22 angefahren und angehalten werden kann und der Wagen T dabei entsprechend verfahren wird. Wie erwähnt, kann die Steuerung 28 auch zur Steuerung des Gebläses bzw. Lüfters 43 dienen. Außerdem ist ein Geschwindigkeitsregler 24 vorgesehen, mit welchem die Vorschubgeschwindigkeit des Wagens T auf die optimale Größe eingestellt werden kann, so daß durch Einstellung einer Geschwindigkeitsskala 25 eine gewünschte Schweißnahtlänge erreicht werden kann. Das erwähnte Photoeiement 27 liefert bei einer einfallenden optischen Strahlung eine Spannung entsprechend der Intensität dieser Strahlung als Meßsignal. Als Photoelement 27 kann beispielsweise eine Photozelle oder ein Photoleiterelement, etwa ein CdS-Element, verwendet werden, dessen Eigenwiderstand sich proportional zur Intensität der auftretenden Strahlung ändert.

Zum Absaugen des beim Kehlnahtschweißen entstehenden Schweißrauchs 42 wird zunächst der Wagen T auf die Bodenplatte 100 derart aufgesetzt, daß sich die Absaughaube 26 mit Abstand über der Schweißzone befindet, und die Magnetrollen 23 von der Wandplatte

101 angezogen werden. Nachdem der Wagen Γ und die Magnetrollen 23 auf

vorstehend beschriebene Weise ausgerichtet worden sind, kann eine Kehlschweißnaht längs der Schweißlinie

102 in Richtung des Pfeils A gezogen werden, wobei zwischen der Schweißelektrode 10 und dem zu schweißenden Grundmetall ein Lichtbogen 41 sowie Schweißrauch bzw. -dämpfe 42 erzeugt werden.

Wenn dann die vom Schweißlichtbogen 41 emittierte optische Strahlung durch das Photoelement 27 festgestellt wird, wird eine der Strahlungsintensität an diesem Photoelement entsprechende Spannung als Meßsignal erzeugt Nach entsprechender Verstärkung dieser Spannung durch einen Verstärker in der Steuerung 28 wird durch diese Spannung ein Schalter in der Steuerung 28 betätigt, so daß die nicht dargestellte Stromversorgung mit dem Wagenantrieb 22 und dem Gebläse bzw. Lüfter 43 im Schweißrauchreiniger 21 verbunden wird und dadurch Wagenantrieb 22 und Gebläse 43 in Betrieb gesetzt werden.

Bei Betätigung des Wagenantriebs 22 werden durch diesen die Magnetrollen 23 synchron angetrieben, so daß sich der Wagen T in Schweißrichtung A m Bewegung zu setzen beginnt

Aufgrund des durch das Gebläse 43 im Gehäuse 45 erzeugten Unterdrucks wird der an der Schweißzone entstehende Sc^weißrauch 42 durch die Absaughaube 26 in den Filterabsorbierer 44 eingesaugt, durch welchen Schadstoffe abgetrennt werden, worauf der Rauch als gereinigtes Gas über den Auslaß 46 en !lassen wird. Obgleich das Gehäuse 45 im Betrieb durch die Wärme des Schweißlichtbogens erwärmt wird, und unter Umständen sogar eine Gefahr für eine Verformung und Beschädigung des Gehäuses 45 bestehen kann, wird seine Rückseite gemäß Fi g. 8 durch das Abgas ständig gekühlt, so daß die Gefahr für eine Verformung oder Beschädigung des Gehäuses 45 vermieden wird.

Da die Vorschubgeschwindigkeit des Wagens T, der durch den Wagenantrieb 22 über die Magnetrollen 23 angetrieben wird, mittels der Geschwindigkeitsskala 25 auf die optimale Größe für verschiedene Schweißbedingungen, wie Schweißnahtlänge, verwendete Schweiüelektroden 40 usw, eingestellt ist, kann die Absaughaube 26 stets über der Schweißstelle verbleiben, so daß der Schweißrauch 42 zuverlässig, ständig und wirksam abgesaugt wird.

Wenn die Vorschubgeschwindigkeit des Wagens T auf eine Größe eingestellt wird, welche die Schweißgeschwindigkeit geringfügig übersteigt, wird der Wagen Γ intermittierend vorgeschoben, so daß die Ausrichtung der Absaughaube 26 optimal gesteuert werden kann. Wird die Vorschubgeschwindigkeit des Wagens 10 andererseits auf eine Größe etwa entsprechend der Schweißgeschwindigkeit eingestellt, so kann die Absaughaube 26 stets in der günstigsten Stellung gehalten werden, während sich der Wagen T praktisch kontinuierlich bewegt

Da nach Beendigung der Schweißarbeit auch die optische Strahlung vom Schweißlichtbogen 41 aufhört, fällt die vom Photoelement 27 erzeugte Spannung ab, so daß mittels einer entsprechenden Schal .wirkung in der Steuerung 28 der Wagenantrieb 22 sowie das Gebläse bzw. der Lüfter 43 abgestellt werden.

Es ist darauf hinzuweisen, daß das Gebläse 43 durch einen nicht dargestellten Zeitgeber mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung nach dem Aufhören des Signals vom Photoelement 27 abgestellt .vird. Hierdurch wird sichergestellt, daß der auch nach Beendigung der Schweißarbeit noch vorhandene Schweißrauch 42 sicher abgesaugt wird.

Da die Magnetrollen 23 am vorderen und hinteren Endabschnitt der Absaughaube 26 montiert sind, kann sich der Wagen T unterbrechungsfrei längs der betreffenden Wandplatten 101 bewegen, auch wenn diese den betreffenden Raum an seinen vier Seiten begrenzen.

Wenn die Schweißarbeiten gemäß Fig.9a in eine Ecke 105 aufgenommen werden; wird der Wagen Tauf die in Fig.9a dargestellte Weise aufgestellt Anschließend wird gleichzeitig mit Beginn der Schweißarbeiten das Antriebssystem in Betrieb gesetzt und wenn hierbei die vordere Magnetrolle 23 an der Wandplatte 101 anstößt rollt sie gemäß den Fig.9b und 9c auf den einander schneidenden Wandplatten 101 ab, so daß ein Wenden des Wagens Tstattfindet Da sich der Wagen T anschließend fortlaufend längs der begrenzenden Wandplatten 101 bewegt, braucht der Schweißer auch bei einer Richtungsänderung der Schweißnaht die Lage des Wagens Tnicht zu ändern.

Aufgrund der vorstehend im einzelnen beschriebenen Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Absaugen von Schweißrauch bzw. -dämpfen beim

Kehlnahtschweißen werden folgende Vorteile erzielt:

1. Da die Absaughaube so gesteuert wird, daß sie sich stcis unmittelbar über der Schweißstelle befindet, wird der Schweißrauch wirksam abgesaugt.

2. Auch beim kontinuierlichen Schweißen längs der vier Seiten eines Raums kann der Wagen, wenn er zu Anfang richtig aufgestellt worden ist, automatisch ständig weiterlaufen, wobei er auch dann nicht umgesetzt zu werden braucht, wenn eine Richtungsänderung der Schweißnaht auftritt.

3. Wenn die Lauf- bzw. Vorschubgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf die optimale Schweißgeschwindigkeit eingestellt ist, kann die

Vorrichtung als Schrittmacher dienen, so da"3 zuverlässig eine einwandfreie Schweißnaht gezo gen werden kann.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung mit kleinen Abmessungen und niedrigem Gewicht aufgebaut ist, ist sie leicht zu transportieren, so daß die Vorbereitungsarbeitszeit verkürzt und d?mit die Arbeitsleistung erheblich verbessert werden kann. Da der Wagen der Vorrichtung bei Beendigung oder Unterbrechung der Schweißarbeit automatisch anhält, kann sich der Schweißer voll der Schweißarbeit widmen, und es wird keine Energie vergeudet.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfah, ^n zum Absaugen des beim Lichtbogenschweißen entstehenden Rauches bzw. Dampfes mittels einer Rauchabzugshaube, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Lichtbogen emittierte optische Strahlung durch an der Abzugshaube angeordnete photoelektrische Elemente festgestellt wird, daß die Absaughaube längs einer Schweiß(naht)linie derart verfahren wird, daß ein von den photoelektrischen Elementen geliefertes, auf die Beleuchtungsintensität der optischen Strahlung an der Absaughaube bezogenes elektrisches MeBsignal innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten wird, und daß dabei der Schweißrauch über die Absaughaube abgesaugt wird, während sich diese ständig Ober der Schweißstelle befindet

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn das elektrische Meßsignal eine vorbestimmte Größe erreicht hat oder unter eine vorkestimmte Größe abgefallen ist, die Bewegung der Absaughaube, die unabhängig vom Fortgang der Schweißarbeit verfahrbar ist, längs der Schweißlinie mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit als die Schweißgeschwindigkeit eingeleitet oder angehalten wird und daß das Anfahren und Anhalten der Absaughaube wiederholt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Absaughaube eingeleitet wird, wenn das elektrische Meßsignal μ eine vorbestimmte Größe erreicht hat, während die Absaughaube angehalten wird, wenn das Meßsignal unter eine andere vorbestimmte Größe abgefallen ist, die kleiner ist als (Sie zuerst genannte Größe.

4. Verfahren nach Knspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektr. xhen Elemente zwei am vorderen und am hinteren Endabschnitt der Absaughaube angeordnete photoelektrische Detektoren sind und daß im Verlauf des Lichtbogenschweißens in der einen Richtung die Absaughaube ίο in Abhängigkeit vom elektrischen Meßsignal des einen photoelektrischen Detektors intermittierend in Schweißrichtung in Bewegung gesetzt wird, während sie im Verlauf des Lichtbogenschweißens in entgegengesetzter Richtung in Abhängigkeit vom Meßsignal des anderen photoelektrischen Detektors intermittierend in dieser entgegengesetzten Richtung in Bewegung gesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Meßsignal des einen photoelektrischen Detektors mit demjenigen des anderen Detektors verglichen wird, wobei dann, wenn der Unterschied zwischen den beiden Meßsignalen einen vorbestimmten Sollwert überschritten hat, die Absaughaube in Richtung des Endabschnitts « in Bewegung gesetzt wird, an welchem der das größere Meßsignal liefernde photoelektrische Detektor montiert ist, während dann, wenn der Unterschied zwischen den Meßsignalen kleiner ist als ein anderer vorbestimmter Sollwert, der m> seinerseits kleiner ist als der erste Sollwert, die Bewegung der Äbsaughaube angehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn das elektrische Meßsignal des photoelektrischen Detektors am Vorderendab- bi schnitt der Absaughaube eine vorbestimmte Größe erreicht hat, die Bewegung der Absaughaube eingeleitet wird, während dann, wenn das Meßsignal des photoelektrischen Detektors am hinteren Endabschnitt der Absaughaube eine vorbestimmte Größe erreicht hat, die Bewegung der Absaughaube angehalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaughaube mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit längs der Schweiß(naht)-linie in Bewegung gesetzt wird, solange das elektrische Meßsignal über einer vorbestimmten Größe liegt

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch einen in Richtung der Schweißarbeit bewegbaren Wagen, durch einen Antrieb für den Wagen, durch eine vom Wagen getragene Absaughaube, durch einen mit letzterer verbundenen Schweißrauchreiniger, durch an der Absaughaube montierte photoelektrische Elemente zur Feststellung der von einem Schweißlichtbogen emittierten optischen Strahlung und durch eine zwischen die photoelektrischen Elemente und den Antrieb eingeschaltete Steuerung zum Einleiten und Anhalten der Bewegung des Wagens.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen über Rollen frei verfahrbar auf einer Bodenplatte aus Grundmetall ruht und mit Rollen aus einem magnetischen Werkstoff versehen ist, die unter mp-gnetischer Anziehung längs einer die Bodenplatte schneidenden bzw. auf ihr stehenden Wandplatte aus dem Grundmetall abzurollen vermögen, und daß die Absaughaube durch Antreiben mindestens einer der Magnetrollen verfahrbar ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß die Steuerung einen Schalter aufweist, der durch ein vom photoelektrischen Element abgegebenes und von der Beleuchtungsintensität der vom Schweißlichtbogen emittierten Strahlung abhängendes elektrisches Meßsignal betätigbar ist, wenn dieses eine vorbestimmte Größe übersteigt, und daß die Magnetrollen mit einer vorbestimmten Winkelgeschwindigkeit angetrieben werden, so daß die Absaughaube mit vorbestimmter Geschwindigkeit längs der Schwciß(naht)Iinie verfahrbar ist.