DE3130389C2

DE3130389C2 -

Info

Publication number: DE3130389C2
Application number: DE19813130389
Authority: DE
Inventors: Hermann 6301 Pohlheim De Netzsch
Original assignee: Tucker 6300 Giessen De GmbH
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 1981-07-31
Filing date: 1981-07-31
Publication date: 1989-10-05
Also published as: GB2103136A; GB2103136B; BR8204514A; FR2510447A1; DE3130389A1; JPH02157B2; JPS5825877A; FR2510447B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Prüfungsverfahren für das Anschweißen von Bauteilen, insbesondere Schweißbolzen, an Werk stücke mittels gezogenem Lichtbogen, bei dem das Bauteil mit einer Schweißpistole auf das Werkstück gesetzt und unter Aus führung eines Schweißhubes von diesem unter Zündung eines Vor stromlichtbogens 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 ausge löst werden.The invention relates to an examination procedure for the Welding of components, especially welding studs, to the factory pieces by means of a drawn arc, in which the component with a welding gun placed on the workpiece and under off guidance of a welding stroke of this with ignition of a pre current arc raised in a return stroke and with activation of a welding arc pulse in a forward stroke to the Workpiece is brought up, with a sequence control the return stroke and the forward stroke as well as the welding arc be solved.

Ein die Dauer des Vorhubs betreffendes Prüfverfahren für ein Bolzenschweißverfahren mit gezogenem Lichtbogen ist in der DE-OS 28 00 176 beschrieben. A test method relating to the duration of the advance stroke for a stud welding method with a drawn arc is in DE-OS 28 00 176.

Es ist weiterhin aus der DE-OS 16 15 517 bekannt, bei einem Bolzenschweißverfahren mit gezogenem Lichtbogen sicherzu stellen, daß innerhalb des Schweißlichtbogenimpulses eine vorgegebene, innerhalb eines bestimmten Bereiches liegende Energiemenge verbraucht wird. Hierzu wird die Stromstärke des Schweißlichtbogens gemessen, der vorzeitig abgeschaltet wird, wenn seine Stromstärke unterhalb oder oberhalb des vorgegebenen Bereichs liegt. Hierbei wird also stets der eigentliche Schweißvorgang begonnen, was insbesondere bei vorzeitiger Abschaltung des Schweißstromes zu unvollkommenen Verschweißungen führt.It is also known from DE-OS 16 15 517, in one Stud welding process with drawn arc make that within the welding arc pulse predefined within a certain range Amount of energy is consumed. This is the current of the welding arc, which switched off prematurely if its current is below or above the predetermined range. So here is always the actual welding process started, which in particular at premature shutdown of the welding current to imperfect Welds leads.

Es ist darüber hinaus aus der DE-AS 24 43 958 bekannt, bei einem Bolzenschweißverfahren mit Spitzenzündung den Über gangswiderstand zwischen der betreffenden Unterlage und dem aufgesetzten Schweißbolzen zu messen, um aufgrund des ermit telten Übergangswiderstandes das Einschalten des Schweiß stromes zu verhindern, wenn der Wert des gemessenen Über gangswiderstandes größer als ein vorbestimmter Wert ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß an den Schweißelektroden eine zu hohe Spannung steht, die eine Gefahr für das Bedie nungspersonal darstellen würde.It is also known from DE-AS 24 43 958, at a stud welding process with tip ignition gait resistance between the relevant pad and the attached welding stud to measure due to the the contact resistance switches on the sweat prevent current when the value of the measured over Gang resistance is greater than a predetermined value. On this prevents the welding electrodes the voltage is too high, which is dangerous for the operator would represent personnel.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß beim Schweißverfahren mit gezogenem Lichtbogen gelegentlich Fälle ungenügender Verschweißung auftreten, die auf eine Verschmutzung der miteinander zu verschweißenden Flächen zurückzuführen sind. Dabei handelt es sich insbesondere um Öl- oder Fettrückstän de 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 Teile in die Fertigungsstraße gelangen. Eine unzureichende Verschwei ßung wird dann erst meist am Ende der Fertigungsstraße bemerkt, wo die fehlerhafte Verschweißung nur mit großem Aufwand nachgearbeitet werden kann.It has been shown in practice that in the welding process with drawn arc occasionally cases insufficient Welding occur due to contamination of the surfaces to be welded together. In particular, it is oil or grease residues de on the workpiece, which is usually a previously Pulling exposed sheet metal acts for this purpose had been provided with a drawing grease. Now that this the underlying welding process mostly in production lines is used, which run largely automatically, it is unavoidable that occasionally so dirty parts in get to the production line. Inadequate welding The solution is usually only at the end of the production line noticed where the faulty welding only with great Effort can be reworked.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unzureichend oder ungeeignet vorbereitete Oberflächen an der zu ver schweißenden Stelle so frühzeitig zu erkennen, daß weitere Schweißvorgänge unterbunden oder der laufende Schweißvorgang noch beeinflußt wird. Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß nach Zündung des Vorstromlichtbogens dessen mittlere Spannung gemessen und bei Überschreiten eines Höchstspan nungswertes ein Signal ausgelöst wird. The object of the invention is inadequate or improperly prepared surfaces on the ver to recognize the welding spot so early that further Welding processes prevented or the ongoing welding process is still influenced. This problem is solved that after ignition of the pre-current arc its middle Voltage measured and when a maximum span 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 Schweißlichtbogen impuls für die Verschweißung verantwortlich ist. Dagegen ist aber der Vorstromlichtbogen gegenüber Verschmutzungen bzw. unzureichend vorbereiteten Oberflächen relativ emp findlich. Es hat sich jedenfalls gezeigt, daß derart unzu reichend vorbereitete Oberflächen zu einer erhöhten Span nung des Vorstromlichtbogens führen, was offenbar auf Ver dampfungserscheinungen 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 Betriebs bedingungen herrschende Spannung längs des Vorstromlicht bogens etwa 20-25 Volt, während im Falle von Verschmutzungen sich Spannungen von 30-40 Volt ergeben. Die normale Be triebsspannung des Vorstromlichtbogens hebt sich also deut lich von seiner Spannung im Verschmutzungsfalle ab. Die Spannung des Vorstromlichtbogens insbesondere im Verschmut zungsfalle ist eine durch eng aufeinanderfolgende Spannungs spitzen überlagerte Gleichspannung, von der beispielsweise über ein RC-Glied eine mittlere Spannung herausgesiebt wird, die zu einem eindeutigen Meßergebnis führt.Surprisingly, it has been shown that, for example, a heavily soiled, for example greased surface has practically no influence on the course of the welding arc pulse, even though the welding arc pulse is responsible for the welding. On the other hand, however, the pre-current arc is relatively sensitive to dirt or insufficiently prepared surfaces. In any case, it has been shown that such insufficiently 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 such a strong impact on the pre-current arc that they can be detected by a measurement without great effort. So the prevailing voltage under normal operating conditions along the pre-current arc is about 20-25 volts, while in the case of contamination there are voltages of 30-40 volts. The normal operating voltage of the pre-current arc therefore clearly stands out from its voltage in the event of contamination. The voltage of the pre-current arc, particularly in the event of contamination, is a DC voltage superimposed by closely sequential voltage peaks, of which, for example, an average voltage is sifted 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 Schweiß lichtbogenimpulses angezeigt, daß sich eine unzureichende Ver schweißung ergeben würde, so daß auf jeden Fall eine solche angezeigt und ggfs. sogar verhindert werden kann.By exceeding a maximum voltage value Triggered signal is now before the sweat is ignited arcing pulse indicated that there is an insufficient Ver weld would result, so that in any case can be 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. Darüber hinaus ist es möglich, das Signal zur Sperrung des weiteren Ablaufs der Ablaufsteuerung zu verwenden. In diesem Falle kann entweder vor Zündung des Schweißlichtbogenimpulses die Ablaufsteuerung gestoppt wer den, so daß es zu keiner Verschweißung kommen kann, oder, falls das nicht mehr möglich ist, die Auslösung von wei teren Schweißvorgängen verhindert werden.It is initially possible to convert the signal into an alarm so that the operator immediately to an inadequate Weld is pointed out. In addition, it is possible that Signal to block the further sequence of the sequence control to use. In this case, either before ignition of the Welding arc pulse the sequence control who stopped the so that there can be no welding, or, if this is no longer possible, trigger white other welding processes can be prevented.

Die bei der Spannungsmessung ermittelte Spannung eröffnet die Möglichkeit, nicht nur das Überschreiten des Höchst spannungswertes zu signalisieren, sondern gleichzeitig die ermittelte Spannung auch dazu auszunutzen, das möglich Unterschreiten eines Mindestspannungswertes festzustellen und in diesem Falle ein weiteres Signal auszulösen. Eine Unterschreitung eines Mindestspannungswertes durch die am Vorstromlichtbogen gemessene Spannung kann sich beispiels weise dann ergeben, wenn sich durch irgendeine Fehlfunktion ein Kurzschluß über die Lichtbogenstrecke ergibt. Ein sol cher Fall tritt beispielsweise dann ein, wenn der Vorstrom lichtbogen zu einem so starken Erschmelzen des Metalls des Bauteils führt, daß ein erschmolzener Metalltropfen 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 the possibility of not only exceeding the maximum signal value, but at the same time the also use the determined voltage to make this possible Determine if the voltage drops below a minimum and in this case trigger another signal. A Falling below a minimum voltage value by the on Pre-current arc measured voltage can, for example wise if there is any malfunction a short circuit across the arc gap results. A sol The case occurs, for example, when the bias current arc to such a strong melting of the metal of the Component leads that a molten metal drop Bridge forms. In this case the right training would be of the welding arc pulse questionable, so it could result in an insufficient weld. Such a case can also by measuring the mean voltage of the Pre-current arc can be determined.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar gestellt. Es zeigtIn the figures, an embodiment of the invention is shown posed. It shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild für eine Schaltungsanordnung zur Realisierung des Prüfungsverfahrens einschließ lich im Prinzipschaltbild einer Bolzenschweißpistole, Fig. 1 is a block diagram of a circuit arrangement for realizing the examination procedure confining Lich in the principle diagram of a stud welding gun,

Fig. 2, 3 Diagramme für verschiedene Betriebsfälle im Rahmen des Prüfverfahrens. Fig. 2, 3 diagrams for different operating cases as part of the test procedure.

In der Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine Schweiß pistole 1 gezeigt. Am vorderen Ende der Schweißpistole 1 ragt das Abstützrohr 2 heraus, das auf das Werkstück 3 aufgesetzt ist. Im Inneren des Abstützrohres 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 Hub magneten 6 wird der Bolzenhalter 4 zusammen mit dem Schweiß bolzen 5 um ca. 1,5 mm in die Bolzenschweißpistole 1 eingezo gen (Rückhub), mit Ausschalten des Hubmagneten 6 wird dann aufgrund der Spannung der Feder der Bolzenhalter 4 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 An zahl von Leitungen hinein, die für den normalen Betrieb der Bolzenschweißpistole 1 erforderlich sind. Über die Leitungen 10 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 Schweißlichtbogenimpulses führt. Weiterhin ist das Werk stück 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 stän dig 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 Schweißlichtbogen impulses erforderliche Spannung ab. In der Ablaufsteuerung 8 ist der Zeitkontakt 9 eingezeichnet, bei dessen Schließen der Erregerstrom für den Hubmagneten 6 fließt. Der Schaltkon takt 9 wird in bekannter Weise durch die Ablaufsteuerung einge schaltet. Wenn nun aufgrund eines in bekannter Weise erfolgen den Anstoßes der Ablaufsteuerung 8 der Schaltkontakt 9 ge schlossen 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 Werk stück 3. Infolgedessen wird der die Klemmen 18 und 19 über brückende Kurzschluß, gebildet durch den Berührungskontakt zwischen Bolzen 5 und Werkstück 3, aufgehoben, so daß an den Klemmen 18 und 19 zunächst die von der Ablaufsteuerung 8 ge lieferte Spannung für die Ausbildung des Vorstromlichtbogens entstehen kann, die in der weiter unten beschriebenen Weise für die Messung der mittleren Spannung des Vorstromlicht bogens ausgenutzt wird. Dieser Vorstromlichtbogen wird durch das Abheben des Bolzens 5 vom Werkstück 3 gezündet, und zwar für eine durch die Ablaufsteuerung 8 in bekannter Weise be stimmte Zeitspanne. Außerdem wird von der Ablaufsteuerung der Stromkreis für den Hubmagneten 6 durch Öffnung des Schalt kontaktes 9 wieder unterbrochen, etwa gleichzeitig die Spannung für den Schweißlichtbogenimpuls an die Klemmen 18 und 19 ange legt, so daß sich während der Abfallzeit des Hubmagneten 6 und der Rückkehrbewegung (Vorhub) des Bolzens 5 der Schweißlicht bogenimpuls ausbildet und die Verschweißung zwischen Bolzen 5 und Werkstück 3 ausführt. Mit dem Abklingen des Schweißlicht bogenimpulses taucht der Schweißbolzen dann in die am Werk stück 3 entstandene Schmelze ein, wodurch der Schweißvorgang beendet wird.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 . The bolt holder 4 , which carries the welding bolt 5 at its front end, runs inside the support tube 2 . The stud holder 4 is retractable in a known manner by means of the lifting magnet 6 into the stud welding gun 1 against the tension of a spring, not shown. By enabling the hub magnet 6 of the stud holder 4 is bolt together with the weld 5 by about 1.5 mm into the stud welding gun 1 eingezo gene (return stroke) is then reacted with switching off of the lifting magnet 6 due to the tension of the spring the stud holder 4 together driven forward again with the welding stud 5 (forward stroke). These processes and the components required for this are known. In the handle 7 of the stud welding gun 1 run to a number of lines that are required for the normal operation of the stud welding gun 1 . The excitation circuit for the solenoid 6 runs over lines 10 and 11 . The line 13 continues to run from the handle 7 and carries both the current of the pre-current arc and the current of the welding arc pulse. Furthermore, the work piece 3 is connected to the line 14 , so that there is a circuit containing the line 13 , the bolt holder 4 , the bolt 5 , the workpiece 3 and the line 14 . The lines 10, 11, 13 and 14 are connected to the sequencer 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 solenoid 6 at its terminals 16 and 17 . In addition, the sequence control 8 outputs at its terminals 18 and 19 , the voltage required for the generation of the pre-current arc and the welding arc pulse. In the sequence control 8 , the time contact 9 is shown, when the excitation current for the solenoid 6 flows when it is closed. The Schaltkon clock 9 is turned on in a known manner by the sequence control. If the switching contact 9 is now closed due to a triggering of the sequence control 8 in a known manner, then the lifting magnet 6 pulls the stud holder 4 with the stud 5 from the workpiece 3 and thus interrupts the contact between the welding stud 5 and the work piece 3 . As a result, the terminals 18 and 19 via bridging short circuit, formed by the contact between the bolt 5 and the workpiece 3 , is canceled, so that at the terminals 18 and 19 initially the voltage supplied by the sequencer 8 can arise for the formation of the pre-current arc, which is used in the manner described below for measuring the mean voltage of the pre-current arc. This bias current arc is ignited by lifting the bolt 5 from the workpiece 3 , for a period of time by the sequence control 8 in a known manner. In addition, the circuit for the solenoid 6 is interrupted again by the opening of the switching contact 9 by the sequence control, approximately simultaneously the voltage for the welding arc pulse to the terminals 18 and 19 , so that during the fall time of the solenoid 6 and the return movement (preliminary stroke ) of the bolt 5, the welding light forms an arc pulse and carries out the welding between the bolt 5 and the workpiece 3 . With the decay of the welding arc pulse, the welding stud is then immersed in the melt produced on the workpiece 3 , whereby the welding process is ended.

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 Schalt kontaktes 9 als Impuls 52. Mit dem Einschalten des Schalt kontaktes 9 zum Zeitpunkt t 1 erfolgt die Erregung des Hub magneten 6, dessen seitlicher Bewegungsablauf dargestellt ist, in Fig. 2b, dessen Rückhub zum Zeitpunkt t 3 beendet ist. Die Abschaltung des Hubmagneten 6 durch Öffnung des Schaltkontaktes 9 erfolgt dann, wiederum unter Einfluß der Ablaufsteuerung 8, zum Zeitpunkt t 5, an den sich nach einer durch die elektrischen Bauelemente bedingten Verzögerungszeit die Ab fallzeit des Hubmagneten 6 anschließt. Diese ist mit dem Ein tauchen des Bolzens 5 in die Schmelze auf dem Werkstück 3 zum Zeitpunkt t 6 beendet.The processes described above are explained in more detail below with the aid of the diagram according to FIG. 2. Fig. 2a shows the control of the sequence control 8 actuation of the switching contact 9 as pulse 52nd When switching contact 9 is switched on at time t 1 , the lifting magnet 6 , the lateral movement sequence of which is shown, is excited in FIG. 2b, the return stroke of which is ended at time t 3 . The solenoid 6 is then switched off by opening the switching contact 9 , again under the influence of the sequential control 8 , at the time t 5 , to which, after a delay time caused by the electrical components, the time from which the solenoid 6 falls. This is finished with a plunging of the bolt 5 into the melt on the workpiece 3 at time t 6 .

Mit dem Abheben des Bolzens 5 von dem Werkstück 3 unmittelbar nach dem Zeitpunkt t 1 bildet sich der Vorstromlichtbogen zwi schen Bolzen 5 und Werkstück 3 aus und zwar zum Zeitpunkt t 2. Die über den Vorstromlichtbogen gemessene Spannung ist in Fig. 2c dargestellt. Sie besitzt im normalen Betriebsfall die mittlere Höhe U 1 und währt etwa bis zum Zeitpunkt t 5, in dem nämlich die Spannung für den Schweißlichtbogenimpuls zuge schaltet wird. Unter der Wirkung dieser Spannung bildet sich über die dann noch bestehende Lichtbogenstrecke die Spannungs erhöhung 50 aus, die mit dem Eintauchen des Bolzens 5 in die Schmelze auf dem Werkstück 3 zum Zeitpunkt t 6 kurzgeschlossen wird. Der Schweißlichtbogenstromimpuls allein ist in Fig. 2d dargestellt, die deutlich zeigt, daß im Verlauf der Abfall flanke des Schweißlichtbogenstromimpulses 51 zum Zeitpunkt t 6 ein scharfer Stromanstieg aufgrund des Kurzschlusses auftritt, an den sich dann das endgültige Abklingen des Stromes an schließt.When the bolt 5 is lifted off the workpiece 3 immediately after the time t 1 , the pre-current arc forms between the bolt 5 and the workpiece 3, specifically at the time t 2 . The voltage measured across the bias current arc is shown in Fig. 2c. In normal operation, it has the average height U 1 and lasts approximately until time t 5 , when the voltage for the welding arc pulse is switched on. Under the effect of this voltage, the voltage increase 50 is formed over the then still existing arc gap, which is short-circuited with the immersion of the bolt 5 in the melt on the workpiece 3 at time t 6 . The welding arc current pulse alone is shown in Fig. 2d, which clearly shows that in the course of the falling edge of the welding arc current pulse 51 at time t 6, a sharp current rise 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. Hier zu ist an die Klemmen 18 und 19 der Impedanzwandler 24 an geschlossen, der lediglich dafür sorgt, daß die ihm über die Klemmen 18 und 19 zugeführte Spannung in gleicher Höhe weiter gegeben 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 24 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 26 dem Kondensator 27 zugeführt. Das Tor 25 besitzt die Steuer leitungen 28/29 mit welchen die an den Klemmen 16/17 an stehende Spannung zugeführt wird, d. h. also die Spannung zur Erregung des Hubmagneten 6. Die der Steuerleitung 28/29 zu geführte Spannung entspricht also hinsichtlich ihres Verlaufs der Darstellung gemäß Fig. 2a. Während des Zeitraumes zwischen den Zeitpunkten t 1 und t 5 ist also das Tor 25 - siehe Fig. 2e - geschlossen und schaltet die vom Impedanzwandler 24 gelie ferte Spannung durch. Die an den Klemmen 16/17 anstehende Spannung (siehe Fig. 2a) wird die Leitung 28/29 weiter hin 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 Zeitpunkt t 1 einsetzt und kurze Zeit danach zum Zeitpunkt t 4 endet.In connection with FIG. 1, it will now be explained how the mean voltage of the pre-current arc is measured. Here too is connected to the terminals 18 and 19 of the impedance converter 24 , which only ensures that the voltage supplied to it via the terminals 18 and 19 is passed on in the same amount, without the due to the high-impedance input of the impedance converter 24 Terminals 18 and 19 to load the applied voltage, but 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 24 , which now serves as the voltage source, can be loaded accordingly. The voltage at terminals 18 and 19 , which is only influenced by the impedance converter 24 with regard to its internal resistance, and which represents the voltage across the arc gap, is then supplied to capacitor 27 via gate 25, shown in simplified form as a switching contact, and resistor 26 . The gate 25 has the control lines 28/29 with which the voltage at the terminals 16/17 is supplied, that is, the voltage to excite the solenoid 6th The voltage supplied to the control line 28/29 thus corresponds to the representation according to FIG. 2a with regard to its course. During the period between the times t 1 and t 5 , the gate 25 - see FIG. 2e - is closed and switches the voltage supplied by the impedance converter 24 through. The present at the terminals 16/17 voltage (see Fig. 2a) is further fed toward the conduit 28/29 which acts as a monostable flip-flop switch 30 from the leading edge of the supplied thereto via the line 52 in Fig pulse 28/29 pulse 53 shown. 2f forms, which thus at time t 1 begins and shortly thereafter at time t 4 ends.

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 Konden sator 27 überbrückt. Der Schaltkontakt 32 bewirkt auf diese Weise die Ableitung einer möglicherweise auf dem Kondensator 27 vorhandenen Restladung, die dann über den vorhandenen Innen widerstand des Schaltkontaktes 32 abfließen kann. Mit der zum Zeitpunkt t 4 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 Widerstand 26 zur Verfügung. Widerstand 26 und Kondensator 27 wirken dabei als RC-Glied, das dafür sorgt, daß sich am Kondensator 27 die möglicherweise der Lichtbogenspannung überlagerten Spannungsspitzen ausgleichen, so daß also schließlich am Kondensator eine mittlere Spannung des Vorstromlichtbogens steht, und zwar die in Fig. 2g dargestellte Spannung U 2.The pulse 53 emitted by the switch 30 closes the contact 32 , represented in simplified form as a switch, for a same period of time, which bridges the capacitor 27 for this period of time. In this way, the switch contact 32 leads to the derivation of a residual charge possibly present on the capacitor 27 , which can then flow off via the existing internal resistance of the switch contact 32 . When the switching contact 32 opens at the time t 4 , the capacitor 27 is then available for charging by the voltage across the terminals 22 and 23 via the resistor 26 . Resistor 26 and capacitor 27 act as an RC element, which ensures that the voltage peaks possibly superimposed on the arc voltage are compensated for on capacitor 27 , so that finally an average voltage of the pre-current arc is present on the capacitor, namely that shown in FIG. 2g Voltage U 2 .

Mit der Auswertung dieser Spannung U 2 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 die 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.With the evaluation of this voltage U 2 , of course, one must now wait until the capacitor 27 is fully charged. However, the time of the measurement has to be before the start of the welding arc current pulse 51, since otherwise the increased by this current pulse 51 voltage 50 would distort 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 voltage on the capacitor 27 is released by means of the timer 33 , which is 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 t 5, zu starten und damit den Ausgang eines Spannungsdiskrimi nators 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 Zeit punkt t 5 auftretenden Rückflanke des durch die Öffnung des Schaltkontaktes 9 bestimmten Schaltimpulses 52 den Impuls 42, der die vorstehend erwähnte Freigabe bewirkt.The operation of the timer 33 takes place when the bridge A is inserted. Its mode of operation is to start it at the end of the on-time of the switching contact 9 , that is to say at the time t 5 , and thus to release the output of a voltage discriminator 34 for the duration of a pulse 42 generated by the timer 33 (see FIG. 2h). For this purpose, the timer 33 is connected to the lines 28/29 . In this operating case, it merely forms the pulse 42 , which causes the above-mentioned release, from the trailing edge of the switching pulse 52 determined by the opening of the switching contact 9 at the time t 5 .

Im Spannungsdiskriminator 34 ist zur Feststellung eines Über schreitens eines Höchstspannungswertes U 3 (U 4 in Fig. 2i) bzw. eines Unterschreitens eines Mindestspannungswertes durch die Spannung U 2 am Kondensator 27 der Vergleicher 35 vorgesehen, dem in bekannter Weise an den Klemmen 47 und 48 jeweils der Höchst spannungswert U 3 undder Mindestspannungswert zugeführt werden. Werden diese Spannungswerte über- bzw. unterschritten, so wird durch die in diesem Fall am Ausgang 49 des Spannungsdiskrimi nators 34 abgegebene Spannung bewirkt, daß das Relais 36 an spricht, sofern gleichzeitig der Zeitschalter 33 geschlossen ist. Die Schließungsdauer des Zeitschalters 33 ist durch den obenerwähnten Impuls 42 definiert. Aus zeitlichen Gründen ist mit dem Relais 36 nur die Sperrung von weiteren Schweißun gen möglich, der bereits anlaufende Schweißlichtbogenimpuls kann nicht mehr gestoppt werden. Für den Kontakt 36 a, der über die Leitungen 38 in die Ablaufsteuerung 8 eingreift, wird die Startmöglichkeit für weitere Schweißungen unter brochen. Das Relais 36 verriegelt sich über den Kontakt 36 b, die Selbsthaltung muß von Hand durch den Schalter 60 zurück gestellt werden. Das Relais 36 kann auch zur Auslösung eines Alarms verwendet werden.In the voltage discriminator 34 , the comparator 35 is provided to determine whether a maximum voltage value U 3 (U 4 in FIG. 2i) has been exceeded or the voltage U 2 at the capacitor 27 has fallen below a minimum voltage value, the comparator 35 in a known manner at terminals 47 and 48 the maximum voltage value U 3 and the minimum voltage value are supplied. If these voltage values are exceeded or not reached, the voltage output in this case at the output 49 of the voltage discriminator 34 causes the relay 36 to respond, provided that the timer 33 is closed at the same time. The closing period of the timer 33 is defined by the pulse 42 mentioned above. For time reasons, only the blocking of further welds is possible with the relay 36 , and the welding arc pulse which is already starting can no longer be stopped. For the contact 36 a , which engages in the sequence control 8 via the lines 38 , the starting possibility for further welds is interrupted. The relay 36 locks via the contact 36 b , the self-holding must be reset manually by the switch 60 . 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 Vorstrom lichtbogen verlängert (Fig. 3) werden, so muß der Meßvorgang vor dem Zeitpunkt t 5, also vor dem Abschalten des Pistolen magneten 6 liegen. Im Gegensatz zu der oben beschriebenen Wirkungsweise des Zeitschalters 33 mit Anstoß durch die Rück flanke des zum Zeitpunkt t 5 endenden Schaltimpulses 52 (Fig. 2a) wird bei der jetzt gewünschten Betriebsweise durch Einlegen der Brücke B ein Zeitschalter 61 verwendet, dessen Auslösung von der zum Zeitpunkt t 1 auftretenden Vorderflanke des Impulses 52 abhängig ist. Von dieser Vorderflanke wird nach einer in den Zeitschalter 61 eingebauten Verzögerungszeit Vz ein Meß impuls 43 abgeleitet, der kurz vor dem Zeitpunkt t 5 liegt (siehe Fig. 3i). Zu diesem Zeitpunkt steht der Vorstromlicht bogen kurz vor seinem Ende, dementsprechend ist der Konden sator 27 vollständig aufgeladen (siehe Fig. 3f) so daß also jetzt zur Zeit des Impulses 43 die Spannungsmessung mittels des Spannungsdiskriminators 34 vorgenommen werden kann.If the current welding process is to be interrupted before the welding arc begins ( Fig. 2) or the pre-current arc is extended ( Fig. 3), the measuring process must be before the time t 5 , i.e. before the guns 6 are switched off. In contrast to the above-described mode of operation of the timer 33 with an impact by the back flank of the switching pulse 52 ending at time t 5 ( FIG. 2a), in the now desired mode of operation by inserting the bridge B, a timer 61 is used, the triggering of which for Time t 1 occurring leading edge of the pulse 52 is dependent. From this leading edge, a measuring pulse 43 is derived after a delay time Vz built into the timer 61 , which is shortly before the time t 5 (see FIG. 3i). At this point, the pre-current light arc is nearing its end, accordingly the capacitor 27 is fully charged (see FIG. 3f) so that now the voltage measurement can be carried out by means of the voltage discriminator 34 at the time of pulse 43 .

Die am Ausgang 49 des Spannungsdiskriminators 34 abgegebene Spannung wird durch den von dem Impuls 43 geschlossenen Zeit schalter 61 dem Relais 37 zugeführt, und zwar so frühzeitig, daß bei Feststellung des Überschreitens des Höchstspannungs wertes U 3 die Auslösung des Schweißstromlichtbogenimpulses 23 noch verhindert werden kann, nämlich mittels des Relais 37 und seines Kontaktes 37 a.At the output 49 of the Spannungsdiskriminators 34 voltage output is supplied through the closed from the pulse 43 time switches 61 to the relay 37, and in such an early stage that value upon detection of the exceeding of the maximum voltage U 3 the triggering of the welding current arc pulse 23 can still be prevented, namely by means of the relay 37 and its contact 37 a .

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 controller 8 . When inserted on the bridge A , the relay 36 is also energized in the manner described above, which then stops the sequence control 8 entirely until it is reset by opening the contact 60 .

Claims

1.Test procedure for welding components, in particular welding studs, to workpieces by means of a drawn arc, in which the component is placed on the workpiece with a welding gun and lifted from it while executing a welding stroke with ignition of a pre-current arc in a return stroke and with activation of a welding arc pulse in a preliminary stroke is brought back to the workpiece, whereby the return stroke and the preliminary stroke and the welding arc pulse are triggered by sequence control, characterized in that after ignition of the preliminary current arc ( FIG. 2c) its mean voltage (U 1 ) is measured and when a maximum voltage value is exceeded (U 3 ) 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 for blocking the further sequence of the sequence control ( 8 ) is used.

4. Test method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the voltage determined during the voltage measurement (U 1 ) is used simultaneously with regard to falling below a minimum voltage value and in this case for triggering a further signal.