DE3130389A1

DE3130389A1 - TEST METHOD FOR WELDING COMPONENTS, ESPECIALLY WELDING BOLTS, ON WORKPIECES BY ARC ARCHED

Info

Publication number: DE3130389A1
Application number: DE19813130389
Authority: DE
Inventors: Hermann 6301 Pohlheim Netzsch
Original assignee: Tucker 6300 Giessen GmbH; Tucker GmbH
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 1981-07-31
Filing date: 1981-07-31
Publication date: 1983-02-17
Also published as: FR2510447B1; FR2510447A1; DE3130389C2; BR8204514A; GB2103136B; GB2103136A; JPH02157B2; JPS5825877A

Description

DIPl-INCHEINZBARDEHL«"·"DIPl-INCHEINZBARDEHL «" · " PATENTANWALTPATENT ADVOCATE Aktenaeiohen:File sequence: Mtmctien, 3-1,7.1981 E/mkMtmctien, 3-1.7.1981 E / mk Main Zeich: P 3241Main drawing: P 3241

Anmelder: Tucker GmbHApplicant: Tucker GmbH

Max-Eyth-Str. 6300 GießenMax-Eyth-Str. 6300 casting

Prüfverfahren für das Anschweißen von Bauteilen, insbesondere Schweißbolzen, an Werkstücke mittels gezogenem LichtbogenTest method for welding components, in particular welding studs, to workpieces by means of drawn arc

Die Erfindung bezieht sich auf ein Prüfungsverfaljren für das Anschweißen von Bauteilen, insbesondere Schweißbolzen, an Werkstücke mittels gezogenem Lichtbogen, bei dem das Bauteil mit einer Schweißpistole auf das Werkstück gesetzt und unter Ausführung eines Schweißhubes von diesem unter Zündung eines Vorstromliehtbogens in einem Rückhub angehoben und unter Zuschaltung eines Schweißlichtbogenimpulses in einem Vorhub wieder an das Werkstück herangeführt wird, wobei durch eine Ablaufsteuerung der Rückhub und der Vorhub sowie der Schweißlichtbogen ausgelöst werden. ·The invention relates to an examination procedure for the Welding of components, in particular welding studs, to workpieces by means of drawn arc, in which the component is placed on the workpiece with a welding gun and under execution of a welding stroke from this with the ignition of a pre-electric arc lifted in a return stroke and, with the activation of a welding arc pulse, returned to the in a forward stroke The workpiece is brought up, the return stroke and the forward stroke and the welding arc being triggered by a sequence control will. ·

Ein derartiges Prüfverfahren ist beispielsweise in der DE-OS 28 00 176 beschrieben.Such a test method is described in DE-OS 28 00 176, for example.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß bei derartigen Schweißverfahren gelegentlich Fälle ungenügender Verschweißung auftreten, die auf eine Verschmutzung der miteinander zu verschweißenden Flächen zurückzuführen sind. Dabei handelt es sich insbesondere um öl- oder Fettrückstände auf dem Werkstück, bei dem es sich meist um vorher einem Ziehvorgang ausgesetzte Bleche handelt, die zu diesem Zweck mit einem Ziehfett versehen worden waren. Da nun das hier, zugrundegelegte Schweißverfahren meist in Fertigungsstraßen verwendet wird,' die weitgehend automatisch ablaufen, ist es unvermeidbar, daß gelegentlich derart verschmutzte Tfeile in die Fertigungsstraße gelangen. Eine unzureichende Verschweißung wird dann erst meist am Ehde der Fertigungsstraße bemerkt, wo die fehlerhafte Verschweißung nur mit großem Aufwand nachgearbeitet werden kann.It has been shown in practice that in such welding processes occasionally cases of inadequate welding occur due to contamination of the parts to be welded together Surfaces are due. These are in particular oil or grease residues on the workpiece in which it is mostly sheet metal previously exposed to a drawing process, which has been provided with drawing grease for this purpose was. Since the welding process on which this is based is mostly used in production lines, 'which are largely automatic, it is inevitable that such dirty files will occasionally end up on the production line. Inadequate welding is usually only noticed at the end of the production line, where the faulty weld can only be reworked with great effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unzureichend oder ungeeignet vorbereitete Oberflächen an der zu verschweißenden Stelle so frühzeitig zu erkennen, daß weitere Schweißvorgänge unterbunden oder der laufende Schweißvorgang noch beeinflußt wird. Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß eine mittlere Spannung des Vorstromlichtbogens gemessen und bei überschreiten eines Höchstspannungswertes ein Signal ausgelöst wird.The invention is based on the object of inadequately or inappropriately prepared surfaces at the point to be welded to recognize at an early stage that further welding processes are being prevented or the current welding process is still being influenced. This problem is achieved by measuring an average voltage of the pre-current arc and when a maximum voltage value is exceeded a signal is triggered.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß zum Beispiel eine stark verschmutzte, zum Beispiel verfettete Oberfläche auf den Verlauf des Schweißlichtbogenimpulses praktisch keinen Einfluß hat, obwohl gerade der Schweißlichtbogenimpuls für die Verschweißung verantwortlich ist. Dagegen ist aber der VorStromlichtbogen gegenüber Verschmutzungen bzw. unzureichend vorbereiteten Oberflächen relativ empfindlich. Es hat sich jedenfalls gezeigt, daß derart unzureichend vorbereitete Oberflächen zu einer erhöhten Spannung des Vorstromlichtbogens führen, was offenbar auf Verdampfungserscheinungen oder dergleichen zurückzuführen ist. Diese Erscheinungen wirken sich beim Vorstromlichtbogen so stark aus, daß sie durch eine Messung ohne großen Aufwand erfaßt werden können. So beträgt die unter normalen Betriebsbedingungen herrschende Spannung längs des Vorstromlichtbogens etwa 20-25 Volt, während im Falle von Verschmutzungen sich Spannungen von 30 - 40 Volt ergeben. Die normale Betriebsspannung des Vorstromlichtbogens hebt sich also deutlich von seiner Spannung im Verschmutzungsfalle ab. Die Spannung des Vorstromlichtbogens insbesondere im Verschmutzungsfalle ist eine durch eng aufeinanderfolgende Spannungsspitzen überlagerte Gleichspannung, von der beispielsweise über ein RC-Glied eine mittlere Spannung herausgesiebt wird, die zu einem eindeutigen Meßergebnis führt.It has surprisingly been found that, for example, a heavily soiled, for example greasy surface has practically no influence on the course of the welding arc pulse, although it is precisely the welding arc pulse is responsible for the welding. On the other hand, however, the pre-electric arc is opposed to contamination or inadequately prepared surfaces are relatively sensitive. In any case, it has been shown to be so inadequate Prepared surfaces lead to an increased voltage of the pre-current arc, which is apparently due to evaporation phenomena or the like. These phenomena have the same effect on the pre-electric arc strongly suggests that they can be detected by a measurement without great effort. So that is under normal operating conditions The voltage prevailing along the pre-current arc is around 20-25 volts, while in the case of contamination voltages of 30 - 40 volts result. The normal operating voltage of the pre-current arc is clearly increased from its tension in the event of pollution. The voltage of the pre-current arc, especially in the event of contamination is a direct voltage superimposed by closely successive voltage peaks, of which for example An average voltage is filtered out via an RC element, which leads to a clear measurement result.

Durch das bei Überschreiten eines Höchstspannungswertes ausgelöste Signal wird nun bereits vor dem Zünden des Schweißlichtbogenimpulses angezeigt, daß sich eine unzureichend= Versehweißung ergeben würde, so daß auf jeden Fall eine solche angezeigt und ggfs. sogar verhindert werden kann.The signal triggered when a maximum voltage value is exceeded now means that even before the welding arc pulse is ignited indicated that there would be an inadequate = weld, so that in any case such a displayed and possibly even prevented.

Es ist zunächst möglich, das Signal in einen Alarm umzusetzen so daß das Bedienungspersonal sofort auf eine unzureichende Schweißung hingewiesen wird. Darüberhinaus ist es möglich, das Signal zur Sperrung des weiteren Ablaufs der Ablaufsteuerung zu verwenden. In diesem Falle kann entweder vor Zündung desIt is initially possible to convert the signal into an alarm so that the operating personnel is immediately notified of an inadequate weld. In addition, it is possible to use the Signal to block further sequence control to use. In this case, either before the ignition of the

Schweißlichtbogenimpulses die Ablaufsteuerung gestoppt werden, so daß es zu keinerverschweißung kommen kann, oder, falls das nicht mehr möglich ist, die Auslösung von weiteren Schweißvorgängen verhindert werden.Welding arc pulse the sequence control is stopped, so that there can be no welding or, if that is no longer possible, the release of more Welding processes are prevented.

Die bei der Spannungsmessung ermittelte Spannung eröffnet die Möglichkeit, nicht nur das überschreiten des Höchstspannungswertes zu signalisieren, soddern gleichzeitig die ermittelte Spannung auch dazu auszunutzen, das mögliche Unterschreiten eines Mindestspannungswertes festzustellen und in diesem Falle ein weiteres Signal auszulösen. Eine Unterschreitung eines Mindestspannungswertes durch die am VoEstromlichtbogen gemessene Spannung kann sich beispielsweise dann ergeben, wenn sich durch irgendeine Fehlfunktion ein Kurzschluß über die Lichtbogenstrecke ergibt. Ein solcher Fall tritt beispielsweise dann ein, wenn der Vorstromlichtbogen zu einem so starken Erschmelzen des Metalls des Bauteils führt, daß ein erschmolzener Metalltropfftn eine Brücke bildet. In diesem Fall wäre die richtige Ausbildung des Schweißlichtbogenimpulses fraglich, es könnte sich also eine ungenügende Schweißung ergeben. Ein derartiger Fall kann also ebenfalls durch die Messung der mittleren Spannung des Vorstromlichtbogens festgestellt werden.The voltage determined during the voltage measurement opens up the possibility of not only exceeding the maximum voltage value to signal, so that at the same time the determined voltage can also be used to make the most of the possible Determine the voltage dropping below a minimum value and, in this case, trigger a further signal. One For example, the voltage measured on the VoE current arc can cause the voltage to fall below a minimum value result when a short circuit across the arc gap occurs due to some malfunction. Such a Case occurs, for example, when the pre-current arc leads to such a strong melting of the metal of the Component leads that a molten metal drop Bridge forms. In this case, the correct formation of the welding arc pulse would be questionable, so it could be result in an insufficient weld. Such a case can also be determined by measuring the mean voltage of the Pre-current arc can be detected.

In den Fig. ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the figures, an embodiment of the invention is shown. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild für eine Schaltungsanordnung zur Realisierung des Prüfungsverfahrens einschließlich im Prinzipschaltbild einer Bolzenschweißpistole,Fig. 1 is a block diagram for a circuit arrangement for implementing the testing method including in the basic circuit diagram of a stud welding gun,

Fig. 2 Diagramme für verschiedene Betriebsfälle im Rahmen des Prüfverfahrens.Fig. 2 diagrams for different operating cases within the framework of the test procedure.

-Λ- C -Λ- C

In der Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine Schweißpistole 1 gezeigt. Am vorderen Ende der Schweißpistole 1 ragt das Abstütz rohr 2 heraus/ das auf das Werkstück 3 aufgesetzt ist. Im Inneren des Abstützrohr 2 verläuft der Bolzenhalter 4, der an seinem vorderen Ende den Schweißbolzen 5 trägt. Der Bolzenhalter 4 ist in bekannter Weise mittels des Hubmagneten 6 in die Bolzenschweißpistole 1 gegen die Spannung einer nicht dargestellten Feder einziehbar. Mit der Einschaltung des Hubmagneten 6 wird der Bolzenhalter 4 zusammen mit dem Schweißbolzen 5 um ca. 1,5 mm in die Bolzenschweißpistole 1 eingezogen (Rückhub), mit Ausschalten des Hubmagneten 6 wird dann aufgrund der Spannung der Feder der Bolzenhalter 5 zusammen mit dem Schweißbolzen 5 wieder nach vorne getrieben (Vorhub). Diese Vorgänge und die dazu erforderlichen Bauteile sind bekannt. In den Handgriff 7 der Bolzenschweißpistole 1 laufen eine Anzahl von Leitungen hinein, die für den normalen Betrieb der Bolzenschweißpistole 1 erforderlich sind, über die Leitungen 1O und 11 verläuft der Erregerstromkreis für den Hubmagneten 6. Aus dem Handgriff 7 verläuft weiterhin die Leitung 13, die sowohl den Strom des Vorstromlichtbogens als auch den Strom des Sehweißlichtbogenimpulses führt. Weiterhin ist das Werkstück 3 mit der Leitung 14 verbunden, so daß ein die Leitung 13., den Bolzenhalter 4, den Bolzen 5, das Werkstück 3 und die Leitung 14 enthaltender Stromkreis existiert. Die Leitungen 10, 11, 13 und 14 sind an die Ablaufsteuerung 8 angeschlossen, die eine bekannte Baugruppe darstellt und in dieser Form ständig im Zusammenhang mit Bolzenschweißpistolen verwendet wird. Die Ablaufsteuerung 8 liefert an ihren Klemmen 16 und 17 die Spannung für die Erregung des Hubmagneten 6. Außerdem gibt die Ablaufsteuerung 8 an ihren Klemmen 18 und 19, die für die Erzeugung des Vorstromlichtbogens und des Sehweißlichtbogenimpulses erforderliche Spannung ab. In der Ablaufsteuerung 8 ist der Zeitkontakt 9 eingezeichnet, bei dessen Schließen der Erregerstrom für den Hubmagneten 6 fließt. Der Schaltkontakt 9 wird in bekannter Weise durch die Ablaufsteuerung einge-In Fig. 1, a welding gun 1 is shown in a schematic representation. At the front end of the welding gun 1, the support tube 2 protrudes / which is placed on the workpiece 3. In the interior of the support tube 2 , the stud holder 4 runs, which carries the welding stud 5 at its front end. The stud holder 4 can be drawn into the stud welding gun 1 in a known manner by means of the lifting magnet 6 against the tension of a spring (not shown). When the lifting magnet 6 is switched on, the stud holder 4 together with the welding stud 5 is drawn into the stud welding gun 1 by approx 5 driven forward again (forward stroke). These processes and the components required for them are known. A number of lines which are required for normal operation of the stud welding gun 1 run into the handle 7 of the stud welding gun 1, the excitation circuit for the lifting magnet 6 runs via the lines 1O and 11 carries both the current of the pre-current arc and the current of the visual white arc pulse. Furthermore, the workpiece 3 is connected to the line 14, so that an electrical circuit containing the line 13, the stud holder 4, the stud 5, the workpiece 3 and the line 14 exists. The lines 10, 11, 13 and 14 are connected to the sequence control 8, which is a known assembly and is constantly used in this form in connection with stud welding guns. The sequence controller 8 supplies the voltage for the excitation of the lifting magnet 6 at its terminals 16 and 17. In addition, the sequence controller 8 at its terminals 18 and 19 provides the voltage required for the generation of the pre-current arc and the visual welding arc pulse. The timing contact 9 is shown in the sequence control 8, and when it closes, the excitation current for the lifting magnet 6 flows. The switching contact 9 is set in a known manner by the sequence control.

schaltet, Wenn nun aufgrund eines in bekannter Weise erfolgenden Anstoßes der Ablaufsteuerung 8 der Schaltkontakt 9 geschlossen wird, dann zieht der Hubmagnet 6 den Bolzenhalter 4 mit dem Bolzen 5 vom Werkstück 3 ab und unterbricht auf diese Weise den Kontakt zwischen dem Schweißbolzen 5 und dem Werkstück 3. Infolgedessen wird der die Klemmen 18 und 19 überbrückende Kurzschluß, gebildet durch den Bafihrungskontakt zwischen Bolzen 5 und Werkstück 3, aufgehoben, so daß an den Klemmen 18 und 19 zunächst die von der Ablaufsteuerung 8 gelieferte Spannung für die Ausbildung des Vorstromlichtbogens entstehen kann, die in der weiter unten beschriebenen Weise für die Messung der mittleren Spannung des Vorstromlichtbogens ausgenutzt wird. Dieser Vofestromlichtbogen wird durch das Abheben des Bolzens 5 vom Werkstück 3 gezündet, und zwar für eine durch die Ablaufsteuerung 8 in bekannter Weise bestimmte Zeitspanne, Außerdem wird von der Ablaufsteuerung der Stromkreis für den Hubmagneten 6 durch öffnung des Schaltkontaktes 9 wieder unterbrochen, etwa gleichzeitig die.Spannung fiür den Schweißlichtbogenimpuls an die Klemmen 18 und 19 angelegt, so daß sich während der Abfallzeit des Hubmagneten 6 und der Rückkehrbewegung (Vorhub) des Bolzens 5 der Schweißlichtbogenimpuls ausbildet und die Verschweißung zwischen Bolzen 5 und Werkstück 3 ausführt. Mit dem Abklingen des Schweißlichtbogenimpulses taucht der Schweißbolzen dann in die am Werkstück 3 entstandene Schmelze ein, wodurch der Schweißvorgang beendet wird.If the switching contact 9 is now closed due to an initiation of the sequence control 8 taking place in a known manner, then the lifting magnet 6 pulls the stud chuck 4 with the stud 5 from the workpiece 3 and in this way interrupts the contact between the welding stud 5 and the workpiece 3. As a result, the one bridging the terminals 18 and 19 becomes Short circuit, formed by the Bafihrungskontakt between bolt 5 and workpiece 3, canceled, so that to the Terminals 18 and 19 are initially the ones supplied by the sequence control 8 Voltage for the formation of the pre-current arc can arise in the manner described below is used to measure the mean voltage of the pre-current arc. This pre-current arc is caused by the lifting of the bolt 5 from the workpiece 3 is ignited, specifically for a determined by the sequence control 8 in a known manner Period of time, In addition, the sequence control of the circuit for the lifting magnet 6 by opening the switching contact 9 interrupted again, about the same time the voltage for the welding arc pulse is applied to terminals 18 and 19, so that during the fall time of the lifting magnet 6 and the return movement (forward stroke) of the stud 5, the welding arc pulse forms and carries out the weld between the bolt 5 and the workpiece 3. With the decay of the welding arc pulse The welding stud then dips into the melt created on the workpiece 3, thereby starting the welding process is terminated.

Die vorstehend beschriebenen Vorgänge seien nachstehend anhand des Diagramms gemäß Fig. 2 näher erläutert. Fig. 2a zeigt die von der Ablaufsteuerung 8 gesteuerte Betätigung des Schaltkontaktes 9 als Impuls 52. Mit dem Einschalten des Schaltkontaktes 9 zum Zeitpunkt ti erfolgt die Erregung des Hubmagneten 6, dargestellt in Fig. 2b, dessen Rückhub zum Zeitpunkt t3 beendet ist. Die Abschaltung des Hubmagneten 6 durch öffnung des Schaltkontaktes 9 erfolgt dann, wiederum unter Einfluß der Ablaufsteuerung 8, zum Zeitpunkt t5, an den sich nach einer durch die elektrischen Bauelemente bedingten Verzögerungszeit die Abfallzeit des Hubmagneten 6 anschließt. Diese ist mit dem Ein-The operations described above are based on the following of the diagram according to FIG. 2 explained in more detail. 2a shows the actuation of the switching contact controlled by the sequence controller 8 9 as pulse 52. When switching contact 9 is switched on at time ti, the lifting magnet is excited 6, shown in FIG. 2b, the return stroke of which is ended at time t3. The switching off of the lifting magnet 6 by opening of the switching contact 9 then takes place, again under the influence of the sequence control 8, at time t5, which is followed by a the delay time caused by the electrical components is followed by the fall time of the lifting magnet 6. This is with the

tauchen des Bolzens 5 in die Schmelze auf dem Werkstück 3 zum Zeitpunkt t6 beendet.immersion of the bolt 5 in the melt on the workpiece 3 ended at time t6.

Mit dem Abheben des Bolzens 5 von dem Werkstück 3 unittelbar nach dem Zeitpunkt ti bildet sich der Vorstromlichtbogen zwischen Bolzen 5 und Werkstück 3 aus und zwar zum Zeitpunkt t2. Die über den Vorstromlichtbogen gemessene Spannung ist in Fig. 2c dargestellt. Sie besitzt im normalen Betriebsfall die mittlere Höhe Ü1 und währt etwa bis zum Zeitpunkt t5, in dem nämlich die Spannung für den Schweißlichtbogenimpuls zugeschaltet wicd. Unter der Wirkung dieser Spannung bildet sich über die dann noch bestehende Lichtbogenstrecke die Spannungserhöhung 50 aus, die mit dem Eintauchen des Bolzens 5 in die Schmelze auf dem Werkstück 3 zum Zeitpunkt t6 kurzgeschlossen wird. Der Schweißlichtbogenstromimpuls allein ist in Fig. 2d dargestellt, die deutlich zeigt, daß im Verlauf der Abfallflanke des Schweißlichtbogenstromimpulses 51 zum Zeitpunkt t6 ein scharfer Stromanstieg aufgrund des Kurzschlusses auftritt, an den sich dann das endgültige Abklingen des Stromes anschließt. With the lifting of the bolt 5 from the workpiece 3 immediately after the point in time ti, the pre-current arc is formed between Bolt 5 and workpiece 3 off at time t2. The voltage measured across the pre-current arc is shown in FIG. 2c. In normal operation it has the mean height U1 and lasts until about time t5, in which the voltage for the welding arc pulse is switched on wicd. Under the effect of this voltage, the voltage increase 50 is formed over the then still existing arc path, which with the immersion of the bolt 5 in the Melt on the workpiece 3 is short-circuited at time t6. The welding arc current pulse alone is shown in Figure 2d shown, which clearly shows that in the course of the falling edge of the welding arc current pulse 51 at time t6 a sharp rise in current occurs due to the short circuit, which is then followed by the final decay of the current.

Im Zusammenhang mit der Fig. 1 sei nunmehr erläutert, wie die mittlere Spannung des VorStromlichtbogens gemessen wird. Hierzu ist an die Klemmen 18 und 19 der Impedanzwandler 24 angeschlossen, der lediglich dafür sorgt, daß die ihm über die Klemmen 18 und 19 zugeführte Spannung in gleicher Höhe weitergegeben wird, ohne dabei infolge des hochohmigen Einganges des Impedanzwandlers 24 die an den Klemmen 18 und 19 anstehende Spannung zu belasten, wobei jedoch die vom Impedanzwandler 24 an seinen Ausgangsklemmen 22 und 23 abgegebene Spannung mit relativ niedrigem Innenwiderstand geliefert wird, so daß also der nunmehr als Spannungsquelle dienende Impedanzwandler 2 4 entsprechend belastbar ist. Die derart nur hinsichtlich ihres Innenwiderstandes durch den Impedanzwandler 24 beeinflußte Spannung an den Klemmen 18 und 19, die die Spannung über der Lichtbogenstrecke darstellt, wird dann über das vereinfacht als Schaltkontakt dargestellte Tor 25 und den Widerstand 26In connection with FIG. 1, it will now be explained how the mean voltage of the pre-electric arc is measured. For this is connected to the terminals 18 and 19 of the impedance converter 24, which only ensures that the him through the The voltage supplied to terminals 18 and 19 is passed on at the same level becomes, without the pending at the terminals 18 and 19 due to the high-resistance input of the impedance converter 24 To load voltage, but with the voltage output by the impedance converter 24 at its output terminals 22 and 23 is supplied with a relatively low internal resistance, so that the impedance converter 2 4, which is now used as a voltage source is resilient accordingly. Which was influenced by the impedance converter 24 in this way only with regard to its internal resistance Voltage at terminals 18 and 19, which determines the voltage across the Represents the arc gap, is then via the gate 25, shown in simplified form as a switching contact, and the resistor 26

dem Kondensator 27 zugeführt. Das Tor 25 'besitzt die Steuerleitungen 28/29 mit welchen die an den Klemmen 16/17 anstehende Spannung zugeführt wird, d.h. also die Spannung zur Erregung des Hubmagneten 6. Die der Steuerleitung 28/29 zugeführte Spannung entspricht also hinsichtlich ihres Verlaufs der Darstellung gemäß Fig. 2a. Während des Zeitraumes zwischen den Zeitpunkten ti und t5 ist also das Tor 25 - siehe Fig. 2e geschlossen und schaltet die vom Impedanzwandler 24 gelieferte Spannung durch. Die am den Klemmen 16/17 anstehende Spannung (siehe Fig. 2a) wiatd über die Leitung 28/29 weiterhin dem als monostabile Kippschaltung wirkenden Schalter 30 zugeführt, der aus der Vorderflanke des ihm über die Leitung 28/29 zugeführten Impulses 52 den in Fig. 2f dargestellten Impuls 53 bildet, der somit zum Zeijbpunkt ti einsetzt und kurze Zeit danach zum Zeitpunkt t4 endet.the condenser 27 is supplied. The gate 25 'has the control lines 28/29 with which the voltage at terminals 16/17 is supplied, i.e. the voltage for Excitation of the lifting magnet 6. The one fed to the control line 28/29 So tension corresponds in terms of its course the illustration according to FIG. 2a. During the period between the times ti and t5, the gate 25 - see FIG. 2e - is closed and switches the voltage supplied by the impedance converter 24 through. The one pending at terminals 16/17 Voltage (see Fig. 2a) continues via line 28/29 the switch 30, which acts as a monostable multivibrator, is fed from the leading edge of the switch 30 via the line 28/29 applied pulse 52 that shown in Fig. 2f Forms pulse 53, which thus begins at the point ti and ends shortly thereafter at time t4.

Durch den vom Schalter 30 abgegebenen Impuls 53 wird für eine gleiche Zeitspanne der vereinfacht als Schalter dargestellte Kontakt 32 geschlossen, der für diese Zeitspanne den Kondensator 27 überbrückt. Der Schaltkontakt 32 bewirkt auf diese Weise die Ableitung einer möglicherweise auf dem Kondensator 27 vorhandenen Restladung, die dann über den vorhandenen Innenwiderstand des Schaltkontaktes 32 abfließen kann. Mit der zum Zeitpunkt t4 eintretenden öffnung des Schaltkontaktes 32 steht dann der Kondensator 27 für die Aufladung durch die an den Klemmen 22 und 23 anstehende Spannung über den WiderstandThe output of the switch 30 pulse 53 is for a the same period of time the contact 32, shown in simplified form as a switch, is closed, and the capacitor for this period of time 27 bridged. The switching contact 32 effects in this way the discharge of a possibly on the capacitor 27 existing residual charge, which can then flow away via the existing internal resistance of the switching contact 32. With the for Opening of the switching contact 32 occurs at time t4 Then the capacitor 27 stands for the charging by the voltage present at the terminals 22 and 23 via the resistor

26 zur Verfügung. Widerstand 26 und Kondensator 27 wirken dabei als RC-Glied, das dafür sorgt, daß sich am Kondensator26 available. Resistor 26 and capacitor 27 act as an RC element, which ensures that the capacitor

27 die möglicherweise der Lichtbogenspannung fiberlagerten Spannungsspitzen ausgleichen, so daß also schließlich am Kondensator eine mittlere Spannung des Vorstromlichtbogens steht, und zwar die in Fig. 2g dargestellte Spannung U2.27 compensate for the voltage peaks possibly superimposed on the arc voltage, so that finally on Capacitor has a mean voltage of the pre-current arc, namely the voltage U2 shown in FIG. 2g.

Mit der Auswertung dieser Spannung U2 muß nun natürlich solange gewartet werden, bis der Kondensator 27 vollständig aufgeladen ist. Der Zeitpunkt der Messung muß jedoch vor dem Beginn des Schweißlichtbogenstromimpulses 51 liegen, da anderenfalls dieWith the evaluation of this voltage U2 it is of course necessary to wait until the capacitor 27 is fully charged is. However, the time of measurement must be before the start of the welding arc current pulse 51, otherwise the

durch diesen Stromimpuls 51 erhöhte Spannung 50 die Messung verfälschen würde, Um diese beiden Bedingungen einzuhalten, wird mit Ende des Impulses 52 (Einschaltdauer Kontakt 9) das Tor 25 gesperrt und es erfolgt die Freigabe der Messung der Spannung am Kondensator 27 mittels des Zeitschalters 33, der nachstehend erläutert wird.voltage 50 increased by this current pulse 51 would falsify the measurement, in order to comply with these two conditions, the gate 25 is blocked at the end of the pulse 52 (duty cycle contact 9) and the measurement of the is released Voltage across capacitor 27 by means of timer 33, which will be explained below.

Der Betrieb des Zeitschalters 33 erfolgt bei Einlegen der Brücke A. Seine Betriebsweise besteht darin, ihn am Ende der Einschaltdauer des Schaltkontaktes 9, also zum Zeitpunkt t5, zu starten und damit den Ausgang eines Spannungsdiskriminators 34 für die Dauer eines vom Zeitschalter 33 erzeugten Impulses 42 freizugeben (siehe Fig. 2h). Zu diesem Zweck ist der Zeitschalter 33 an die Leitungen 28/29 angeschlossen. Er bildet in diesem Betriebsfalle lediglich aus der zum Zeitpunkt t5 auftretenden Rückflanke des durch die öffnung des Schaltkontaktes 9 bestimmten Schaltimpulses 52 den Impuls 42, der die vorstehend erwähnte freigäbe bewirkt.The operation of the timer 33 takes place when the bridge A is inserted. Its mode of operation consists in it at the end the switch-on duration of the switching contact 9, that is to say at time t5, and thus the output of a voltage discriminator 34 to release for the duration of a pulse 42 generated by the timer 33 (see Fig. 2h). To that end is the timer 33 is connected to lines 28/29. In this operating case, it only forms from the at the time t5 occurring trailing edge of the switching pulse 52 determined by the opening of the switching contact 9, the pulse 42, which would cause the aforementioned release.

Im Spannungsdiskriminator 34 ist zur Feststellung eines Überschreitens eines Hochstspannungswertes U3 (Fig. 2i) bzw. eines Unterschreitens eines Mindestspannungswertes durch die Spannung U2 am Kondensator 27 der Vergleicher 35 vorgesehen, dem in bekannter Weise an den Klemmen 47 und 48 jeweils der Höchstspannungswert U3 und der Mindestspannungswert zugeführt werden. Werden diese Spannungswerte über- bzw. unterschritten, so wird durch die in diesem Fall am Ausgang 49 des Spannungsdiskriminators 34 abgegebene Spannung.,bewirkt, daß das Relais 36 anspricht, sofern gleichzeitig der Zeitschalter 33 geschlossen ist. Die Schließungsdauer des Zeitschalters 33 ist durch den oben erwähnten Impuls 42 definiert. Aus zeitlichen Gründen ist mit dem Relais 36 nur die Sperrung von weiteren Schweißungen möglich, der bereits, anlaufende Schweißlichtbogenimpuls kann nicht mehr gestoppt werden. Für den Kontakt 36a, der über die Leitungen 38 in die Ablaufsteuerung 8 eingreift, wird die Startmöglichkeit für weitere Schweißungen unterbrochen. Das Relais 36 verriegelt sich über den Kontakt 36b,The voltage discriminator 34 is used to determine if it has been exceeded a high voltage value U3 (Fig. 2i) or a If the voltage U2 on the capacitor 27 of the comparator 35 falls below a minimum voltage value, the comparator 35 provided in FIG In a known manner, the maximum voltage value U3 and the minimum voltage value are fed to terminals 47 and 48, respectively. If these voltage values are exceeded or undershot, in this case at output 49 of the voltage discriminator 34 output voltage., Causes the relay 36 to respond, provided that the timer 33 is closed at the same time is. The duration of the closure of the timer 33 is defined by the above-mentioned pulse 42. For reasons of time the relay 36 can only be used to block further welds, the welding arc pulse that is already starting can no longer be stopped. For the contact 36a, which engages in the sequence control 8 via the lines 38, the start option for further welds is interrupted. The relay 36 is locked via the contact 36b,

die Selbsthaltung muß von Hand durch den Schalter 60 zurückgestellt werden. Das Relais 36 kann auch zur Auslösung eines Alarms verwendet werden.the self-holding must be reset manually using switch 60 will. The relay 36 can also be used to trigger an alarm.

Soll der laufende Schweißvorgang noch vor dem Einsetzen des Schweißlichtbogens unterbrochen (Fig. 2) oder der Vorstromlichtbogen verlängert (Fig. 3) werden, so muß der Meßvorgang vor dem Zeitpunkt t5, also vor dem Abschalten des Pistolenmagneten 6 liegen. Im Gegensatz zu der obes beschriebenen Wirkungsweise des Zeitschalters 33 mit Anstoß durch die Rückflanke des zum Zeitpunkt t5 endenden Sehaltimpulses 52 (Fig. 2ä) wird bei der jetzt gewünschten Betriebsweise durch Einlegen der Brücke B ein Zeitschalter 61 verwendet, dessen Auslösung von der zum Zeitpunkt ti auftretenden Vorderflanke des Impulses 52 abhängig ist. Von dieser Vorderflanke wird nach einer in den Zeitschalter 61 eingebauten Verzögerungszeit Vz ein Meßimpuls 43 abgeleitet, der kurz vor dem Zeitpunkt t5 liegt (siehe Fig. 3i). Zu diesem Zeitpunkt steht der Vorstromlichtbogen kurz vor seinem Ende, dementsprechend ist der Kondensator 27 vollständig aufgeladen (siehe Fig. 3f) so daß also jetzt zur Zeit des Impulses 43 die Spannungsmessung mittels des Spannungsdiskriminators 34 vorgenommen werden kann.Should the ongoing welding process be interrupted before the welding arc starts (Fig. 2) or the pre-current arc are extended (Fig. 3), the measuring process must be carried out before time t5, that is, before the gun magnet is switched off 6 lie. In contrast to the above-described mode of operation of the timer 33 with triggering by the trailing edge of the stop pulse 52 ending at time t5 (Fig. 2a) a timer 61 is used in the now desired mode of operation by inserting the bridge B, its triggering from the leading edge of the pulse occurring at time ti 52 is dependent. This leading edge is followed by an in the delay time Vz built into the time switch 61 derives a measuring pulse 43 which is shortly before time t5 (see Fig. 3i). At this point in time, the pre-current arc is in place shortly before its end, accordingly the capacitor 27 is fully charged (see Fig. 3f) so that so Now, at the time of the pulse 43, the voltage measurement can be carried out by means of the voltage discriminator 34.

Die am Ausgang 49 des Spannungsdiskriminators 34 abgegebene Spannung wird durch den von dem Impuls 43 geschlossenen Zeitschalter 61 dem Relais 37 zugeführt, und zwar so frühzeitig, daß bei Feststellung des Überschreitens des Höchstsjaannungswertes U3 die Auslösung des Schweißstromlichtbogenimpulses 23 noch verhindert werden kann, nämlich mittels des Relais und seines Kontaktes 37a.The voltage output at the output 49 of the voltage discriminator 34 is controlled by the timer switch closed by the pulse 43 61 is fed to the relay 37, so early that when it is determined that the maximum value has been exceeded U3 the triggering of the welding current arc pulse 23 can still be prevented, namely by means of the relay and its contact 37a.

Das Relais 37 sperrt die Schweißung nur für die Dauer eines normalen Ablaufs der Ablaufsteuerung 8. Mit Einlegen auf der Brücke A wird auch in der oben beschriebenen Weise das Relais 36 erregt, das dann die Ablaufsteuerung 8 gänzlich solange stoppt, bis seine Rückstellung durch öffnung des Kontaktes 60 erfolgt.The relay 37 blocks the welding only for the duration of a normal sequence of the sequence control 8. With insertion on the Bridge A is also energized in the manner described above, the relay 36, which then the sequence control 8 completely as long stops until its reset by opening the contact 60 takes place.

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Claims

DIPL.ING. HEINZ BARDEHLE*"" '··*"■■" MüÄöHen, 31.7.1981 B/mkDIPL.ING. HEINZ BARDEHLE * "" '·· * "■■" MüÄöHen, July 31, 1981 B / mk

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Aktenzeichen: Mein Zeichen: P 3241File number: My reference: P 3241

Claims

1 / Test method for welding components, in particular welding studs, to workpieces by means of a drawn L arc, in which the component is placed on the workpiece with a welding gun and lifted off the workpiece while performing a welding stroke, igniting a pre-electric arc in a return stroke and switching on a welding arc pulse is brought back to the workpiece in a forward stroke, the return stroke and the forward stroke as well as the welding arc pulse being triggered by the sequence control, characterized in that a mean voltage (U1) of the pre-current arc (Fig. 2c) is measured and when a maximum voltage value ( U3) a signal is triggered *

2 .. test method according to claim 1, characterized in that that the signal is converted into an alarm.

3. Test method according to claim 1 or 2, characterized in that the signal to block the further course of the Sequence control (8) is used.

4. Test method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the determined during the voltage measurement Voltage at the same time with regard to falling below a- ■ nes minimum voltage value and in this case for tripping another signal is used.