DE3150813C2

DE3150813C2 - Vollautomatisch arbeitende Schweißvorrichtung für das Lichtbogenschweißen

Info

Publication number: DE3150813C2
Application number: DE3150813A
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Nomura; Yuji Tsu Mie Sugitani; Yasuo Hisai Mie Suzuki
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1980-12-27
Filing date: 1981-12-22
Publication date: 1986-01-09
Also published as: SE8107621L; US4394559A; GB2090434B; GB2090434A; FR2497133B1; FR2497133A1; JPS57109575A; DE3150813A1; JPS614311B2

Abstract

Bei dem Lichtbogenschweißverfahren, bei dem eine Schweißelektrode innerhalb der Nut in Richtung von deren Breite hin- und herbewegt wird, wird die Bewegung der Elektrode in der vertikalen oder senkrechten Richtung so gesteuert, daß die Lichtbogenlänge immer konstant gehalten wird. Die Nut, die eine vorbestimmte Form hat, wird einer Lichtbogenschweißung mit vorbestimmter Schweißgeschwindigkeit und Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit unterworfen, so daß, wenn eine Halbperiode der Hin- und Herbewegung der Elektrode beendet ist, der Weg der Elektrode in Richtung der Höhe über der Zeit integriert wird, um eine Querschnittsfläche (S ↓o) zu erhalten, die durch die Elektrode beschrieben wird, und es wird außerdem ein Hin- und Herbewegungshub (X ↓o), den die Elektrode ausführt, erhalten, und somit werden die Querschnittsfläche (S ↓o) und der Hin- und Herbewegungshub (X ↓o) gespeichert. Wenn die nächste Halbperiode beendet ist, werden eine Querschnittsfläche (S) und ein Hin- und Herbewegungshub (X) auf gleiche Weise erhalten, so daß die Schweißgeschwindigkeit oder die Drahtzufuhrgeschwindigkeit verändert wird und dadurch die Querschnittsfläche des Metallauftrags in einem Ausmaß ( ΔS) verändert wird, das durch folgende Gleichung festgelegt ist (Formel) Die Auftragegeschwindigkeit wird gemäß der tatsächlichen Querschnittsfläche der Nut geregelt und so eine Schweißraupe gleichmäßiger Höhe erzeugt.

Description

|i Die Erfindung betrifft eine vollautomatisch arbeitende Schweißvorrichtung für das Lichtbogenschweißen, die

I 25 eine Einrichtung für das seitliche und vertikale Bewegen einer Drahtelektrode in einer beliebig geformten Fuge,

Ö bestehend aus einem motorbetr^benen Kreuzschlitten und einem Positionsgeher für die Stellung des Brenners

!;.; 'n senkrechter Richtung, sowie einem Regler, mit dem sich die Lichtbogenlänge konstant halten läßt, umfaßt,

ff wobei als Führungsgröße die a m Lichtbogen abgegriffene Spannung dient

\i Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zur Ausführung automatischer Lichtbogenschweißverfahren,

]i 30 bei denen eine abschmelzende oder eine nichtabschmelzende Elektrode benuizt wird, die entlang der Richtung

ϊ der Schweißliiiie eines Schweißstoßes bewegt wird, und insbesondere mit einer vollautomatisch arbeitenden

!;! Schweißvorrichtung für ein Li. htbogenschweißverfahren, welche so ausgelegt ist, daß im unbeaufsichtigten

; Betrieb eine Schweißelek/rode in der Richtung der Breite innerhalb der Nut hin- und herbewegt und gleichzeitig

I₁; die Bewegung der Elektrode in df · vertikalen oder senkrechten Richtung so gesteuert wird, daß die Lichtbogen-

ij 35 länge immer konstant gehalten bleibt.

S Beim fernüberwachten oder unbeaufsichtigten Schweißen ist es notwendig, einen Schweißbrennerfühler und

;; eine Schweißbrennerpositionseinstellvorrichtung zum automatischen Abfühlen und Steuern der Schweißbren-

,-;, nerposition in bezug auf die zweidimensionale Abweichung der Nutlinie, die sich während des Schweißvorgan-

■ ..:■· ges ändert, zu benutzen.

Q to Es sind verschiedene Fühler obigen Typs bekannt, zu denen Berührungsfühler, wie Differer.äaltransformato-

|| ^fen. Potentiometer und Endschalter, sowie berührungslose Fühler, wie elektromagnetische und optische Posi-

Hj tionsdetektoren gehören. Da jedoch die Verwendung dieser Fühler verlangt, daß ein Fühler oder eine besondere

|| Vorrichtung in jedem Fall nahe dem Schweißbrenner angeordnet ist, ergibt sich die Notwendigkeit, einen

Pi vorbestimmten Abstand zwischen der Abfühlposition und der Position des gesteuerten Systems wegen der

:_;;? 45 Abmessungsbeschränkungen aufrechtzuerhalten, und es ist nur möglich gewesen, Steuersysteme zu schaffen, die

¹V ^eine begrenzte Genauigkeit trotz ihres komplizierten Aufbaues haben, bei dem die Schweißbrennerposition

gesteuert wird, indem das Fühlerausgangssignal mit einer Zeitdifferenz geliefert wird, die der Abmessung des

^; Abstandes entspricht.

■Ι Aus der japanischen Patentschrift Kokai — Nr. 54 - J9 455 ist eine vollautomatisch arbeitende Schweißvor-

: 50 richtung für das Lichtbogenschweißen der eingangs genannten Art bekannt. Aus dieser Druckschrift ist die

Lehre entnehmbar, die Vorstehlänge einer abschmelzenden Schweißelektrode über die Spannungsdifferenz am Lichtbogen konstant zu steuern. Diese vorbekannte Vorrichtung ist jedoch nicht in der Lage, ohne gesonderte Fühler für eine Fugenquerschnittserfassung Schweißraupen mit gleichmäßiger Höhe zu erzeugen. Die aus dieser Vorveröffentlichung entnehmbare Offenbarung erschöpft sich in Maßnahmen zur Steuerung des vertikalen 55 Abstandes der vorstehenden Länge einer Schweißelektrode mit dem Ziel, ein automatisches Lichtbogenschweißen schlechthin zu ermöglichen.

Weiter ist aus der DE-OS 19 30 154 eine Vorrichtung zur Steuerung der Schweißguteinbringung beim elektrischen Lichtbogenschweißen bekannt, bei der die Tiefe und die Breite der Schweißfuge in einem bestimmten Abstand vor dem aktuellen Schweißbereich über zusätzliche Fühler ermittelt werden. Hierfür werden zusätzlibo ehe, von der aktuellen Schweißstelle beabstandete Fühler verwendet, deren Meßwerte eine abstandsentsprechende Bearbeitung erfordern. Diese Vorrichtung ist nicht in der Lage, das unmittelbar unter dem Schweißbrenner befindliche Fugenprofile zu ermitteln und dementsprechend eine Schweißraupe mit konstanter Höhe '■; herzustellen.

: Es ist ferner aus der DE-OS 29 17 540 bekannt, die Qualität einer Schweißverbindung hinsichtlich der Prozeß-

' j 6·> parameter wie z. B. Schweißspannung, Schweißstrom, Drahtgeschwindigkeit, Schweißgeschwindigkeit, Zwischenlagentemperatur, die für die Dauer glei<:hgearteter Schweißaufgaben konstant gehalten werden sollen, zu : J optimieren. Zu diesem Zweck werden die zu messenden Prozeßparameter fortlaufend über ein definiertes

Zeitintervall integriert und beispielsweise nach Division durch die Integrationszeit als Mittelwert vorzugsweise

an ein digitalanzeigendes Instrument oder einen Schreiber oder an eine Dokumentationseinrichtung weitergegeben.

Dieses Verfahren vermag jedoch in seiner Allgemeinheit weder für sich noch in einer Kombination mit den vorgenannten Vorrichtungen dem Fachmann konkret verwertbare Anregungen zu geben, um zu einer vollautomatisch arbeitenden Schweißvorrichtung der eingangs genannten Art zu gelangen, welche ohne Verwendung gesonderter Fühler ein Verfolgen und Erfassen der Fugenquerschnittsform zum Auftragen einer Schweißraupe mit gleichmäßiger Höhe eiinöglicht.

Auch ein bekanntes Verfahren zum Identifizieren und Optimieren mechanischer Größen, wie etwa Krümmung und/oder Form einer Schweißnaht, Luftspalt zwischen zu verschweißenden Werkstücken, Abstand zwischen Brenner und Werkstück oder dergleichen gemäß DE-OS 27 41 728 enthält an keiner Stelle für den einschlägigen Fachmann irgendeine Anregung, die ihn veranlassen könnte, zu einer vollautomatisch arbeitenden Schweißvorrichtung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen zu gelangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vollautomatisch arbeitende Schweißvorrichtung für das Lichtbogenschweißen der eingangs genannten Art anzugeben, weiche Reglerkomponenten aufweist, mit deren Hilfe der Lichtbogen als Sensor zur Verfolgung und Erfassung der Fugengeometrie herangezogen wird und bei dem Schweißraupen gleichbleibender Höhe aufgetragen werden. Demgemäß soll die vollautomatisch arbeitende Schweißvorrichtung nach der Erfindung ohne Verwendung gesonderter Fühler ein Verfolgen und Erfassen der Fugenquerschnittsform zum Auftragen einer Schweißraupe mit gleichmäßiger Höhe ermöglichen.

Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einer vollautomatisch arbeitenden Schweißvorrichtung der eingangs genannten Art mit der Erfindung durch einen zweiten Positionsgeber für die Stellung des Brei-aers in waagerechter Richtung sowie Reglerkomponenten zur Ermittlung und Speicherung einer Weglänge und eiiier Fläche, die sich beide jeweils aus den Signalen der Positionsgeber beim Durchqueren der Fuge durch die Elektrode ableiten lassen, Reglerkomponenten zur Ermittlung der Differenz zweier aufeinanderfolgender Werte dieser Flächen und Reglerkomponenten zur Steuerung von Schweißparametern in Abhängigkeit von der ermittelten Differenz zur Erzeugung einer Schweißraupe mit konstanter Höh e.

Eine Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, daß Reglerkomponenten vorhanden sind, die bei konstanter Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit die Höhe der Schweißraupe mittels der Schweißgeschwindigkeit regeln.

Bei einer anderen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß Reglerkomponenten vorhanden sind, die bei konstanter Schweißgeschwindigkeit die Höhe der Schweißraupe mittels der Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit regeln.

Mit Vorteil sind bei der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung keine besonderen Fühler erforderlich, da mit Hilfe der ReglerkGmponenten der Schweißbogen selbst als Sensor für das Verfolgen und Erfassen der Fugenquerschnittsform als Führungsgröße herangezogen wird und hierdurch der Schweißbrenner in der Lage ist, unmittelbar die gerade überstrichene Fugengeometrie zu erfassen, um den Schweißbrenner hierdurch in vorteilhafter Weise stets so zu steuern, daß sich bei ändernden Fugenprofilen immer eine konstante Schweißraupenhöhe einhalten läßt.

Infolge dieser überraschenden Vorteile ergibt sich, daß mit der Erfindung ein neuer und gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verbesserter Weg für die Ausbildung einer vollautomatisch arbeitenden Schweißvorrichtung für das Lichtbogenschweißen aufgezeigt wird.

Die vollautomatisch arbeitende Schweißvorrichtung nach de^r Erfindung ermöglicht daher die Durchführung eines Lichtbogenschweißverfahrens, bei dem das Schweißen durch Hin- und Herbewegen einer Schweißelektrode in Richtung der Nutbreite erfolgt, während die Vertikalbewegung der Schweißelektrode so gesteuert wird, daß die Lichtbogenlänge konstant gehalten wird.

Die Funktion der Vorrichtung ist so ausgelegt, daß von der Schweißdrahtzufuhrgeschwindigk^it und der Schweißgcschwincigkeit eine kons'ant gehalten wird, und daß die andere Geschwindigkeit verändert wird, wodurch gleichzeitig mit der Nachführsteuerung durch den Lichtbogen selbst die Querschnittsfläche der aufzubringenden Nutschweiße entsprechend dem Ausmaß der Vertikalbewegung der Elektrode für jede Halbperiode der Hin- und Herbewegung erfaßt wird, so daß die Steuerung der veränderbaren Geschwindigkeit genau gemäß den Änderungen in de; Querschnittsfläche der Nut erfolgt und außerdem der Schweißstrom gemäß dem Ergebnis der Steuerung der veränderbaren Geschwindigkeit so gesteuert wird, daß eine stabile Schweißung mit einer Schveißraupe konstanter Höhe immer automatisch gemäß Änderungen in der Form der Nut oder gemäß Änderungen in der unterlagerten Schweißraupe erfolgt.

Entsprechend der Funktion der vollautomatisch arbeitenden Schweißvorrichtung nach der Erfindung wird eine Konstantgleifhstromquelle oder eine Konstantspannungsquelle als Schweißstromquelle benutzt, und der Abstand zwischen der unteren Stirnfläche einer Elektrode und der Oberfläche eines Grundwerkstoffej wird durch eine Schweißelektrodenantriebsvorrichtung so verändert, daß immer eine vorbestimmte Lichtbogenspannung oder ein vorbestimmter Lichtbogenstrom'aufrechterhalten wird, wodurch der Regelvorgang, durch den die Lichtbogenlänge immer konstant gehalten wird, mit dem ElektrodenantriebsHtrieb verknüpft wird, durch den die Elektrode mit kontrollierter Geschwindigkeit in der Schweißrichtung bewegt (im folgenden als Schweißgeschwindigkeit bezeichnet) und in Richtung der Breite, d. h. quer zur Sehweißfiehtung mit einer vorbestimmten &o Geschwindigkeit hin- und herbewegt wird (im folgenden als Quergeschwindigkeit bezeichnet). Der Wendepunkt der Hin- und Herbewegung wird auf einen Punkt eingestellt, wo der Abstand einen vorbestimmten Wert erreicht, so daß der Lichtbogen sich immer längs der geneigten Flächen der Nut innerhalb der Breite der Nut hin- und herbewegt und so den Nachführ- oder Verfolgungsvorgang bewirkt, u/".d außerdem wird die Lichtbogenschweißung so vorgenommen, daß der Abstand von der Grundwerkstofffläche zu dem Ende der Hin- und Herbewegung immer konstant gehalten wird. Die Änderung des Abstandes für jede Halbperiode der Hin- und Herbewegung wird außerdem über der Zeit integriert, um ein Signal zu erzeugen, das der Querschnittsfläche des Metallauftrages entspricht, und das Signal wird benutzt, um die Schweißbedingungen für jede Halbperiode zu

regeln, wodurch die Lichtbogenschweißung so ausgeführt wird, daß der Zusatzwerkstoff innerhalb der Nut in gleicher Höhe gehalten wird.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Schweißvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens,

F i g. 2 ein Blockschalbild einer Regelschaltung für die V-Achsenrichtung zum Konstanthalten der Lichtbogenlänge,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Hin- und Herbewegungssteuerschaltung für die AT-Achsenrichtung, to Fig. 4A und 4B ein Diagramm zur Erläuterung der Hin- und Herbewegung einer Schweißelektrode bzw. ein Diagramm, das deren Erfassungskurve zeigt,

F i g. 5A bis 7B die Beziehung zwischen der Nutform und der V-Achsenwegkurve, F i g. 8A bis 8C Diagramme, die Beispiele von Querschnittsformen des Metallauftrags zeigen, F i g. 9A ein Diagramm zur Erläuterung des Konzepts des Lichtbogenschweißens mit einer nichtabschmelzenden Elektrode, das ohne die Zufuhr eines Schweißdrahtes ausgeführt wird,

F i g. 9B und 9C Diagramme zur Erläuterung des Konzepts des Lichtbogenschweißens mit einer abschmelzenden Elektrode oder einer nichtabschmelzenden Elektrode, das ohne die Zufuhr eines Schweißdrahtes ausgeführt

F i g. 10 ein Diagramm, das die überlagerten Hin- und Herbewegungsspuren von F i g. 9B und 9C zeigt, F i g. 11 ein Blockschaltbild einer Schaltung zum automatischen Einstellen einer Anfangsschweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit V_f0 beim Schweißen mit nichtabschmelzender Elektrode, Fig. 12 ein Blockschaltbild einer /IS- Berechnungsschaltung,
F i g. 13 ein Biockschahbiid einer Schweißgeschwindigkeitsregelschaltung und Fig. Hein Blockschaltbild einer Schweißdrahtsteuerschaltung.

F i g. 1 zeigt ein Schaltbild, das als Beispiel den prinzipiellen Aufbau einer Schweißvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach der Erfindung darstellt. Ein Schweißwagen 3 ist längs einer Fuge oder Nut 2 eines zusammenzuschweißenden Grundwerkstoffes 1 bewegbar, und ein" Schweißelektrode 5 ist an dem Schweißwagen 3 mittels einer Antriebsvorrichtung 4 Yfür die Vertikalrichtung (Y-Achse) und einer Antriebsvorrichtung 4X für die Nutbreitenrichtung fXAchse) abgestützt, so daß die Schweißelektrode 5 in der Nut in Längsrichtung bewegt wird, während sie in Richtung der Nutbreite innerhalb der Nut hin- und herbewegt wrd, und gleichzeitig erfaßt ein Wegaufnehmer 6 K, der ein Potentiometer od. dgl. aufweist, die Verschiebung -oder den Weg der Elektrode in der K-Achsenrichtung der Elektrode 5, die gesteuert wird, um die Lichtbogenlänge konstant zu halten. Außerdem erfaßt ein Wegaufnehmer 6Λ; der ein Potentiometer od. dgl. aufweist, den Weg oder die Verschiebung der Elektrode 5 in der X-Achsenrichtung bei deren Hin- und Herbewegung in der Richtung der Nutbreite. Die Schweißelektrode 5 kann entweder eine abschmelzende Elektrode oder eine nichtabschmelzende Elektrode sein, und in F i g. 1 handelt es sich bei der Elektrode 5 um eine nichtabschmelzende Elektrode. Eine Schweißstromquelle 7 ist zwischen die Elektrode 5 und den Grundwerkstoff 1 geschaliet und besteht je nach Schweißzweck aus einer Konstantstromquelle oder aus einer Konstantspannungsquelle. Ein Lichtbogenspannungsdetektor 8 und ein Lichtbogenstromdetektor 9 sind nur dann vorgesehen, wenn sie für die Regelung erforderlich sind. Die Basis des Regelsystems nach der Erfindung ist ein Schweißen mit derart gesteuerter Hin- und Herbewegung, daß die Lichtbogenlänge konstant gehalten wird, was durch Hin- und Herbewegen der Elektrode 5 in der Richtung der Breite /X-Achse) innerhalb der Nut 2 und durch gleichzeitiges Bewegen der Elektrode 5 in der Vertikalrichtung (Y-Achse) erfolgt, so daß die Lichtbogenlänge immer konstant gehalten wird. Die Elektrode 5 wird in der A"-Achsenrichtung durch die Antriebsvorrichtung 4X hin- und herbewegt, die ihrerseits durch einen X-Achsenmotor 10X" angetrieben wird, und die Bewegung der Elektrode 5 in der V-Achsenrichtung wird durch einen Y-Achsenmotor losgesteuert. In der dargestellten Ausführungsform ist zwar die Antriebsvorrichtung 4X, die die Elektrode 5 trägt, damit diese in der A'-Achsenrichtung bewegbar ist, an der Antriebsvorrichtung 4 Yabgestützt, so daß sie in der V-Achsenrichtung bewegbar ist, und die Antriebsvorrich tung4 Vist an dem Wagen 3 abgestützt, die Erfindung soll jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt sein. F i g. 2 zeigt e^:n Blockschaltbild einer Grundschaltung für die Konstantlichtbogenlängenregelung durch o;n Y-Achsenmotor 1OK Wenn die Stromquelle 7 eine Konstantstromquelle ist, wird an einen Differenzverstärker 11 die Lichtbogenspannung aus dem Lichtbogenspannungsdetektor 8 angelegt, und, wenn die Stromquelle 7 eine Konstantspannungsquelle ist, empfängt der Differenzverstärker 11 den Lichtbogenstrom aus dem Lichtbogenstromdetektor 9. Der Differenzverstärker 11 erzeugt daher die Differenz zwischen dieser Eingangsgröße und dem in einer Sollwerteinstellvorrichtung 12 voreingestellten Sollwert, und es ist eine Antriebssteuereinheit 13 vorgesehen, die den V'-Achsenmotor 10 Y mit einer Geschwindigkeit betreibt, die dem Differenzausgangssignal des Verstärkers 11 entspricht Diese Schaltung hält die Lichtbogenspannung (oder den Lichtbogenstrom) konstant, so daß die Lichtbogenlänge konstant gehalten wird, und das vordere Ende der Elektrode 5 wird längs der Nutwand bev/egt, wenn die Elektrode 5 in der X-Achsenrichtung bewegt wird.

Die Bewegung der Elektrode 5 in der X-Achsenrichtung wird durch die in F i g. 3 gezeigte Antriebsregelschaltung gesteuert. Gemäß F i g. 3 wird der X-Achsenmotor 10Λ' über eine Steuereinheit 15 mit einer konstanten Geschwindigkeit betrieben, die durch eine Einstellvorrichtung 14 voreingestellt worden ist, und die Drehrichtung des A'-Achsenmotors 1OX wird jedesmal dann geändert, wenn die Steuereinheit 15 ein Signal aus einem Umschaltimpulsgenerator 16 empfängt. Der Weg eyder Elektrode 5 in Richtung der V-Achse, der durch den Wegaufnehmer 6 Kerfaßt wird, wird mit dem Endpositionssollwert eo, der voreingestellt und in einer Speicherschaltung 17 abgespeichert worden ist, durch einen Vergleicher 18 verglichen, so daß jedesmal dann, wenn der Weg ey gleich dem Sollwert eo wird, von dem Vergleicher 18 ein Signal abgegeben wird und daher der Umschaltimpulsgenerator 16 ein Umschaltbefehlssignal an die Steuereinheit 15 anlegt

Fig.4A zeigt, wie die Elektrode 5 durch die Vorrichtung von Fig. 1, die die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Regelsysteme enthält, bewegt wird. Gemäß F i g. 4A wird beispielsweise die Elektrode 5 zuerst in eine Endposition A der Nut 2 gebracht. Das sich ergebende Ausgangssignal oder der Weg en in der V-Achse, den der Wegaufnehmer 6 Kerfaßt, wird in der Speicherschaltung 17 gespeichert. Wenn die Elektrode 5 in der X-Achsenrichtung gemäß der obenerwähnten Konstantlichtbogenlängenregelung bewegt wird, wird sie im wesentlichen längs der Wände der Nut 2 bewegt, wobei sie sich von dem Punkt A zu den Punkten B, Cund D bewegt, und zwar in diev·: Reihenfolge. Wenn die Elektrode 5 den Punkt D erreicht, wird das Ausgangssignal ey des Wegaufnehmers 6 V wieder gleich dem Wert eo, so daß das Ausgangssignal des Umschaltimpulsgenerators 16 an die Steuereinheit 15 über den Vergleicher 18 angelegt wird und der X-Achsenmotor lOATseine Drehrichtung ändert. Anschließend wird die Elektrode 5 in der umgekehrten Richtung über die Punkte D. C. B und A bewegt, und zwar in dieser Reihenfolge, so daß, wenn der Punkt A wieder erreicht wird, die Bewegungsrichtung der Elektrode 5 wieder auf die gleiche Weise geändert wird. Dieser Vorgang findet wiederholt statt. Die Hin- und Herbewegung von einem Ende (dem Punkt A oder D) zu dem anderen Ende (dem Punkt D oder A) wird im folgenden als eine Halbperiode der Hin- und Herbewegung bezeichnet. Bei diesem Regelverfahren wird, selbst wenn sich die Nutform irgendwie ändert oder selbst wenn die Nutmitte von der Bewegungsrichtung des Schweißwagens 3 verschieden ist, die Elektrode 5 immer veranlaßt, ihre Bewegungsrichtung zu ändern und sich innerhalb der Nutbreite hin- und herzubewegen, während ihr Abstand H von der Grundwerkstoffoberfläche aufrechterhalten wird. D:is sirh ergebende Aiisgnngssignal des V-Achsen-Wegaufnehmers 6 Y ändert sich über der Zeit, wie es die Kurve in Fig.4B zeigt, so daß die umgekehrte Trapezkurve, die für jede Halbperiode der Hin- und Herbewegung erzeugt wird, der dann vorhandenen Nutquerschnittsform entspricht, und es ist zu erkennen, daß die Fläche S des schraffierten Teils in Fig.4B der Querschnittsfläche der aufzubringenden Schweißraupe entspricht.

Die F i g. 5A, 5B, 6A, 6B und 7A, 7B zeigen die Beziehung zwischen der Nutform, und zwar ausgedrückt durch den Spalt und die Höhe der unterlagerten Schweißraupe als Variable und die sich ergebende V-Achsen-Wegkurve ey. Fig.5A zeigt den Bezugszustand, wo die Punkte A und D den Enden der Hin- und Herbewegung der Elektrode entsprechen, die in F i g. 4A gezeigt ist, und die sich ergebende Kurve für die Hin- und Herbewegung für die Halbperiode hat die Trapezform von Fig.5B, deren Basis der Wert des Ausgangssignals eo aus dem Wegaufnehmer 6 Yfür die Punkte A und D ist. Die Fläche Sa der Trapezkurve kann daher als das Zeitintervall des Wegaufnehmerausgangssignals erfaßt werden. Die Fig. 6A und 6B zeigen einen Fall, in welchem der Spalt oder "ie Fuge vergrößert ist, und in diesem Fall ist die Fläche Sb der erfaßten Kurve größer als die von F i g. 5B. Durch Vergrößern der Metallauftragegeschwindigkeit gemäß der Größe der Fläche Sb ist es daher möglich, die Höhe der Schweißraupe gleichmäßig zu machen. Die F i g. 7A und 7B zeigen einen weiteren Fall, in welchem die Höhe der unterlagerten Schweißraupe verändert wird, und die gewünschte Metallauftragegeschwindigkeit kann gemäß der Fläche Seder sich ergebenden Kurve bestimmt werden.

Gemäß den F i g. 4A und 4B sowie gemäß den F i g. 5A und 5B bis 7A und 7B wird bei dem Schweißverfahren nach der Erfindung, wenn die Form der Nut verändert wird, die Querschnittsfläche, die durch die Elektrode beschrieben wird, erhalten, urn dadurch die Metallauftragegeschwindigkeit zu bestimmen, die der gewünschten gleichmäßigen Höhe der Schweißraupe entspricht.

Die folgenden Beispiele beschreiben ausführlicher das Verfahren zum richtigen Regeln der Metallauftragegeschwindigkeit gemäß der Erfindung.

(1) Lichtbogenschweißen mit nichtabschmelzender Elektrode:

Bei dem Schweißen mit nichtabschmelzender Elektrode und ohne Zufuhr eines Schweißdrahtes (über eine gesonderte Zuführvorrichtung) wird zuerst ein Lichtbogen erzeugt, und die Elektrode wird hin- und herbewegt, wodurch das gleiche Ergebnis erzielt wird wie in den F i g. 4A und 4B, 5A und 5B, 6A und 6B oder 7A und 7B. Wenn Sdie Querschnittsfläche darstellt, die die Elektrode während der Halbperiode der Hin- und Herbewegung beschreibt, und wenn Vdie Schweißgeschwindigkeit darstellt, dann ist also die gewünschte Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit V/gegeben durch

Vf= C- S- V

Hier ist Ceine Konstante, deren Wert zweckmäßig gewählt werden kann, damit unterschiedliche Schweißraupenformen erzeugt werden, wie sie in den F i g. 8A, 8B und 8C gezeigt sind.

F i g. 8A zeigt einen Fall, in welchem eine Konstante C\ einen derartigen Wert hat, daß die Fläche S, die sich aus der V-Achsen-Wegkurve ergibt, gleich der tatsächlichen Querschnittsfläche A\ des Metallauftrags ist, und diese Schweißbedingung wird im allgemeinen nicht häufig benutzt Praktisch werden Schweißbedingungen häufig benutzt, wie sie in den F i g. 8B und 8C gezeigt sind. Insbesondere zeigt F i g. 8B einen Fall, in welchem eine Konstante C₂ so gewählt ist, daß die sich ergebende Querschnittsfläche A₂ des Metallauftrags kleiner als die Kurvenfläche 5 ist, und die Oberflächenform des schraffierten Schweißraupenquerschnitts ist konkav ausgebildet Daher kann dieser Schweißzustand als die Zwischenschicht einer Mehrschichtschweißung benutzt werden, um eine ausgezeichnete Eindringung an den Endteilen zu gewährleisten. F i g. 8C zeigt einen weiteren Fall, in welchem die sich ergebende Querschnittsfläche A3 des Metallauftrags größer als die Kurvenfläche S ist und die Oberflächenform eines Schweißraupenquerschnitts konvex ausgebildet ist. Daher kann dieser Schweißzustand vorteilhafterweise als die erforderliche obere oder Endschicht für das Oberschußmetall statt zur Verwendung innerhalb der Nut dienen.

!;' (2) Lichtbogenschweißen mit abschmelzender oder nichtabschmelzender Elektrode, bei dem ein Schweißdraht

' durch eine gesonderte Vorrichtung zugeführt wird:

I; Eine nichtabschmelzende Elektrode wird innerhalb der Nut, die in F i g. 9A gezeigt ist, auf dieselbe Weise wie

in dem obenerwähnten Fall (1) hin- und herbewegt, und das ergibt die Kurvenfläche S, die durch die gestrichelte Linie in Fig.9A umrahmt ist. Wenn die Nut mit einem Zusatzwerkstoff der Querschnittsfläche A durch das

j j Schweißen r.iit abschmelzender Elektrode oder durch das Schweißen mit nichtabschmelzender Elektrode und

Schweißdrahtzufuhr gefüllt worden ist, dann ergibt sich die Hin- und Herbewegungsspur der Kurvenfläche Su,

die in F i g. 9B gezeigt ist.

''■-' io Wenn nun angenommen wird, daß die Fuge oder der Spalt beispielsweise vergrößert wird, so daß sich für die

Nut statt des Zustands von F i g. 9B der Zustand von F i g. 9C ergibt, und wenn das Schweißen unter denselben Schweißbedingungen ausgeführt wird, wird die Höhe der Schweißraupe verringert, und die Hin- und Herbewegungsspur der Elektrode für eine Halbperiode wird die Form der Kurvenfläche S annehmen. Die Überlagerung der Hin- und Herbewegungsspuren von F i g. 9B und F i g. 9C ergibt daher das, was in F i g. 10 dargestellt ist. Es sei angemerkt, daß die Hin- und Herbewegungshübe Xo und x, die in Fig. tO gezeigt sind, durch den X-Achsen-Wegaufnehmer 6X erfaßt werden, der in Fig. 1 gezeigt ist Fig. 10 zeigt, daß durch Vergrößern der Quer- : schnittsfläche des Metallauftrags in einem Ausmaß, das der Fläche des unteren Teils der trapezförmigen

Querschnittsfläche S entspricht. Hi« sich unter der strichpunktierten Linie s befindet, es möglich ist, ungefähr eine : Schweißraupe gleichmäßiger Höhe zu erzielen. Wenn JSeine Zunahme in der Querschnittsfläche des Metallauf-

j" 20 trags darstellt, dann ist das Inkrement /IS ungefähr gegeben durch

V 25 Als nächstes wird nun das Regelverfahren zum Bestimmen des Wertes von JS (das Inkrement oder Dekrete ment in der Querschnittsfläche des Metallauftrags) beschrieben. Grundsätzlich ist es lediglich erforderlich, den U Wert von V/oder V zu verändern. In jedem Fall wird die Beziehung Vf= CS- Vbenutzt
)■;

«:. (i) Regelverfahren, bei dem die Schweißgeschwindigkeit V verändert und die Schweißdrahtzufuhrgeschwindig-

<'■' 30 keit ^konstant gehalten wird:

Hier stellt A die Querschnittsfläche des Metallauftrags vor der Steuerung der veränderbaren Drehzahl dar, und, wenn V₀ und V)₀ die Geschwindigkeiten zu dieser Zeit sind, so gilt

^A~~c v_ü-

Wenn die Schweißgrsch windigkeit Vverändert wird und der Schweißstrom /konstant ist, wird die Wärmezufuhr verändert In einem solchen Fall wird im allgemeinen der Schweißstrom / ebenfalls verändert, so daß l/V konstant gehalten wird. In dem Fall des Schweißens mit abschmelzender Elektrode unter Verwendung einer Konstantspannungsquelle muß jedoch, wenn der Schweißstrom / verändert wird, die Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit V>ebenfalls verändert werden, weshalb diese Regelung nicht benutzt werden kann.

(ii) Regelverfahren, bei dem die Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit V/verändert wird, während die Schweißgeschwindigkeit Vkonstant gehalten wird:

Wenn JVt ein Inkrement in der Zufuhrgeschwindigkeit Vf darstellt, dann ist, da gilt Vf=JVf+ V/o, das Inkrement/tf V/gegeben durch

JVf=C- JS- V₀

Wenn die Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit V₁ verändert wird, wird es bei dem Schweißen mit abschmelzender Elektrode bei Verwendung einer Konstantspannungsquelle kein Problem geben, da sich der Schweißstrom /im wesentlichen im Verhältnis zu der Zufuhrgeschwindigkeit V/ändert In dem Fall des Schweißens mit abschmelzender oder mit nichtabschmelzender Elektrode und bei Verwendung einer Konstantstromquelle ist es jedoch vorzuziehen, den Schweißstrom /ebenfalls im Verhältnis zur Zufuhrgeschwindigkeit V>zu verändern, um NF (LF) usw. zu verhindern.

Als nächstes wird nun eine Ausführungsform eines Regelsystems, bei dem das obenerwähnte Regelverfahren angewandt wird, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Ein Beispiel der Schaltung zum automatischen Bestimmen der Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit V/o und der Änderung JS wird zuerst beschrieben, und anschließend wird ein Beispiel der Regelschaltung beschrieben, bei der diese Daten und diese Schaltung benutzt werden.

F i g. 11 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Schaltung zum automatischen Einstellen der Anfangsschweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit V_ro beim Schweißen mit nichtabschmelzender Elektrode darstellt In Fig. 11 wird das Ausgangssignal des Wegaufnehmers 6 Y am Anfang durch einen Analogschalter R\ gehalten und dann als ein

voreingestellter Sollwert eo in der Speicherschaltung 17 Y gespeichert. Nachdem der Regelvorgang begonnen hat, werden das Ausgangssignal eoder Speicherschaltung 17 V und das Ausgangssignal eydes Wegaufnehmers 6 Ydurch einen Differenzverstärker 19 differential! verstärkt, dessen Ausgangssignal ey— eo durch einen Integrator 20 über einer Zeitspanne integriert wird, die der Halbperiode der Hin- und Herbewegung entspricht, und es wird eine Kurvenfläche S erzielt. Diese Kurvenfläche 5 wird durch einen Analogschalter /?₃ als eine Ni.iflächü gehalten und dann in einer Speicherschaltung 21 gespeichert.

Andererseits wird ein Sollwert der Schweißgeschwindigkeit V in einer Schweißgeschwindigkcitseinstcllvorrichtung 22 voreingestellt, und die Schweißgeschwindigkeit Vwird durch eine Schweißwagenregelschaltung 26, die einen Differenzverstärker 23, einen Wagenantriebsmotor 24 und einen Geschwindigkeitsgenerator 25 enthält, auf einen vorbestimmten Wert geregelt. Diese Schweißgeschwindigkeit V und die Nutfläche S in der Speicherschaltung 21 werden einem Multiplizierer 27 zugeführt, dessen Ausgangssignal 5 · Van einen Verstärker 28 angelegt wird. Die Verstärkung des Verstärkers 28 wird durch eine Verstärkungseinstellvorrichtung 29 bestimmt, und in diesem Fall wird die Verstärkung durch Crepräsentiert. Infolgedessen liefert der Verstärker 28 als Ausgangssignal C-S- V, das über einen Werteinsteller jO durch einen Analogschalter R 4 gehalten und als eine Anfangsschweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit V/₀ ( = C · S · V) in einer Speicherschaltung 31 gespeichert wird. Diese Zufuhrgeschwindigkeit V/o wird als ein Sollwert an eine Schweißdrahtzufuhrregelschaltung 35 angelegt, die einen Differenzverstärker 32, einen Schweißdrahtzufuhrmotor 33 und einen Geschwindigkeitsgenerator 34 enthält, und dann wird die Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit auf die Anfangszufuhrgeschwindigkeit Vro geregelt In F i g. 11 ist mit Ri ein Analogschalter bezeichnet, so daß, wenn die Analogschalter R^ und Rj gleichzeitig/'eschlossen werden, die in der Speicherschaltung 21 gespeicherte Nutfläche Sgelöscht wird.

F i g. 12 zeigt ein Blockschaltbild, das eine z/S-Berechnungsschaltung 36 zum Berechnen der obenerwähnten Änderung JSdarstellt. Am Anfang wird das Ausgangssignal des Wegaufn.ehmers 6Vdurch den Analogschalter Ri gehalten und als ein Sollwert eo in der Speicherschaltung 17 V gespeichert. Nachdem der Regeivorgang begonnen hat, werden das Ausgangssignal eo der Speicherschaltung 17 Υυηά das Ausgangssignal eydes Wegaufnehmers 6 Van den Differenzverstärker 19 angelegt, dessen Ausgangssignal ey— eo wiederum durch den Integrator 20 über eine Zeitspanne integriert wird, die der Halbperiode der Hin- und Herbewegung entspricht, um eine Kurvenfläche 5 zu erzielen. Diese Kurvenfläche 5 wird durch den Analogschalter Rj gehalten und dann in der Speicherschaltung 21 gespeichert. Die Kurvenfläche S wird durch einen Analogschalter R5 ebenfalls gehalten und dann als eine Anfangsnutfläthe 5b in einer Speicherschaltung 37 gespeichert.

Andererseits erfaßt der Wegaufnehmer eA'die Nutbreite X₀ (vgl. F i g. 9B), die bei der obenerwähnten Bestimmung der Nutfläche S₀ erfaßt wurde, so daß das sich ergebende Ausgangssignal e*₀ des Wegaufnehmers 6X durch einen Analogschalter /?e gehalten und dann in einer Speicherschaltung \7Xgespeichert wird.

Nachdem die nächste Halbperiode der Hin- und Herbewegung vorüber ist, wird das Ausgangssignal ey des Y- Achsen- Wegaufnehmers 6 Y wieder zusammen mit dem Ausgangssignal en der Speicherschaltung 17Van den Differenzverstärker 19 angelegt, dessen Ausgangssignal ey—eo dann durch den Integrator 20 über einer Zeitspanne integriert wird, die der Halbperiode der Hin- und Herbewegung entspricht, um eine Kurvenfläche 5 zu erzielen. Diese Kurvenfläche 5 wird durch den Anaiogschalter R5 gehalten und dann ais eine Nutfiäche in der Speicherschaltung 21 gespeichert.

Andererseits erfaßt der Jf-Achsen-Wegaufnehme;· 6Λ die Nutbreite χ (vgl. F i g. 9C), die bei der obenerwähnten Bestimmung der Nutfiäche S benutzt wu»· ind das sich ergebende Ausgangssignal ex wird zusammen mit

dem Ausgangssignal exo der Speicherschai ^ 17X an einen Dividierer 38 angelegt. Das sich ergebende

Ausgangssignal ex/exo der Dividierschaltung 38 wird durch einen Analogschalter Rs gehalten und dann zusammen mit dem Ausgangssignal Sb der Speicherschaltung 37 an einen Multiplizierer 39 angelegt. Das sich ergeN nde Ausgangssignal ex/exa ■ Sb des Multiplizierers 39 wird zusammen mit dem Ausgangssignal S der Speicherschaltung 21 an einen Differenzverstärker 40 angelegt, der seinerseits JS= S—x/xo · So erzeugt Auf diese Weise erfolgt die Berechnung von /SS für jede Halbperiode der Hin- und Herbewegung durch Öffnen und Schließen der Analogschalter Ri, Rj, Rs, Rj und Rg, und der Wert von /IS wird auf den neuesten Stand gebracht.

F i g. 13 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Schweißgeschwindigkeitsregelschaltung zum Regeln der Schweißgeschwindigeit Vunter Konstanthaltung der Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit V/darstellt. Das Ausgangssignal /SS der z/S-Berechnungsschaltung 36, die mit Bezug auf Fig. 12 beschrieben worden ist, wird an einen Addierer 42 über einen Werteinsteller 41 angelegt Das Ausgangssignal V,o der Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeitseinstellvorriehtung 43 wird an die Schweißdrahtzufuhrregelschaltung 35 angelegt, so daß die Zufuhrgeschwindigkeit des Schweißdrahtes auf den konstanten Wert V/o geregelt wird. Der voreingestellte Geschwindigkeitswert der Geschwindigkeitseinstellvorrichtung 43 wird auf dieselbe Weise erhalten, wie es ausführlich mit Bezug auf F i g. 11 beschrieben worden ist Die Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit V/o wird durch den Geschwindigkeitsgenerator 34 erfaßt, dessen Ausgangssignal V/o zusammen mit dem Ausgangssignal C ■ V eines weiter unten beschriebenen Verstärkers an einen Dividierer 44 angelegt wird, dessen Ausgangssignal A (= Vfo/C ■ V) an den Addierer 42 angelegt wird. Das sich ergebende Summenausgangssignal A +JS des Addierers 42 wird an einen Verstärker 45 angelegt Die Verstärkung des Verstärkers 45 wird durch eine Verstärkungseinstellvorrichtung 46 eingestellt und diese Verstärkung wird durch C repräsentiert. Diese Ver-Stärkungseinstellvorrichtung 46 stellt außerdem die Verstärkung eines weiter unten beschriebenen Verstärkers

47 ein. Der Verstärker 47 verstärkt das Schweißgeschwindigkeitssigr.al mit der Verstärkung C, so daß das sich ergebende Ausgangssignal C - Van den Dividierer 44 angelegt wird.

Infolgedessen wird das Ausgangssignal des Verstärkers 45 zu C(A +AS), das, zusammen mit dem Ausgangssignal des Geschwindigkeitsgenerators 34 oder der Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit VV₀, an einen Dividierer

48 angelegt wird, und es wird eine Schweißgeschwindigkeit V= Vtt/C(A +JS) erhalten. Das Ausgangssignal V des Dividierers 48 wird durch den Analogschalter Rg gehalten und dann als eine Sollschweißgeschwindigkeit Vin einer Speicherschaltung 49 gespeichert Da die Änderung JS für jede Halbperiode der Hin- und Herbewegung

erneut berechnet wird, wird die Sollgeschwindigkeit V jede Halbperiode der Hin- und Herbewegung über den Analogschalter Rg auf den neuesten Stand gebracht

Das Schweißgeschwindigkeitssignal V, das in der Speicherschaltung 49 neu gespeichert wurde, wird an die Schweißwagenregelschaltung 26 angelegt, und die Schweißgeschwindigkeit wird auf den Sollwert Vgeregelt

Andererseits vird das SchweiBgeschwindigkehssignal Vaus dem Geschwindigkeitsgenerator 25 außerdem an eine Schweißstromregelschaltung 54 angelegt, die einen Verstärker 50, eine Verstärkungseinstellvorrichtung 51, eine Stromeinstellvorrichtung52 und eine Stromquelle 53 enthält, und somit wird der Schweißstrom /geregelt, um ihn zu der Schweißgeschwindigkeit Vproportional zu machen. In diesem Fall ist die Proporäonalitätskonstante der Wert der Verstärkung der Verstärkungsemstellvorrichtung 51 und wird in dieser Ausführungsform

ίο durch B repräsentiert

F i g. 14 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Schweißdrahtregelschaltung darstellt, die die Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit Vf regelt, während die Schweißgeschwindigkeit V konstant gehalten wird. Eine Änderung JS wird, wie in dem FaU von F i g. 13, durch die ^/S-Berechnungsschaltung 36 berechnet, und die Änderung JS wird einem Multiplizierer 55 über den Werteinsteller 41 zugeführt

Eine vorbestimmte Geschwindigkeit Vo wird in der Schweißgeschwindigkeitseinstellvorrichtung 22 voreingestellt so daß gemäß dem voreingestellten Wert die Schweißwagengeschwindigkeitsregelschaltung 26 so gesteuert wird, daß sie die vorbestimmte Geschwindigkeit Vo liefert Das dann vorhandene Schweißgeschwindigkeitssignal wird dem Geschwindigkeitsgenerator 25 entnommen und an den Multiplizierer 55 angelegt, der ein Produkt AS ■ V₀ erzeugt Das Ausgangssignal JS ■ V₀ des Multiplizierers 55 wird an einen Verstärker 56 angelegt Die Verstärkung des Verstärkers 56 wird durch eine Verstärkungseinstellvorrichtung 57 eingestellt, und die Verstärkung w^;rd durch C repräsentiert Infolgedessen wird das Ausgangssignal des Verstärkers 56 zu Vf= C ■ JS · V. Das Ausgangssignal JVf wird durch einen Anakygschalter /?9 erhalten und dann in einer Speicherschaltung 58 gespeichert Da die Berechnung von JS für jede Haibperiode der Hin- und Herbewegung erfolgt, werden die gespeicherten Inhalte der Speicherschaltung 58 über den Analogschalter Rg ebenfalls auf den neuesten Stand gebracht Das Ausgangssignal JVf der Speicherschaltung 58 wird zusammen mit dem Ausgangssignal V/₀ der Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeitseinstellvorrichtung 43 an einen Addierer 59 angelegt der seinerseits ein Ausgangssignal V/_o+J V> erzeugt Das Ausgangssignal V/o+JVf des Addierers 59 wird als ein Sollwert an die Schweißdrahtzufuhn-egelschaltung 35 angelegt, so daß die Schweißdrahtzufdirgeschwindigkeit auf den Wert V/o+J Vf geregelt wird. Der vorhandene Geschwindigkeitswert V/o wird auf dieselbe Weise berechnet, wie es im einzelnen in Verbindung mit F i g. 11 beschrieben worden ist

Andererseits empfängt die Schweißstromregelschaltung 54 das Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeitssignal V/ aus dem Geschwindigkeitsgenerator 34, so daß der SchweiSstrom / so geregelt wird, daß er zu der Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit V/proportional wird. In diesem Fall ist die Proportionalitätskonstante der Wert der Verstärkung, die durch die Verstärkungseinstellvorrichtung 51 eingestellt wird, und in dieser Ausführungsform wird die Proportionalitätskonstante durch A repräsentiert

in den oben beschriebenen Ausführungsiörmen speichern die Speicherschaiiungen zwar jeweils eine analoge Größe über den Analogschalter, die Erfindung ist jedoch selbstverständlich nicht darauf beschränkt

Zu den Vorteilen der Erfindung gehört die Tatsache, daß, da der Lichtbogen selbst die Abtaststeuerung für Schweißstöße mit unterschiedlichen Nutformen ohne die Verwendung irgendeines speziellen Abtastfühlers vornimmt es keine Möglichkeit irgendeiner Verzögerung in dem Abtastregelsystem gibt und die Größe der Elektrodenbaugruppe verringert werden kann. Darüber hinaus kann immer eine stabile Schweißraupe aufgebracht werden, ungeachtet der Schweißposition, und das Abtasten der Nutbreite erfolgt gleichzeitig mit dem Auftreten einer Änderung in der Nutform, was somit das Abfühlen jeder Abweichung der Nutlinie sowie das stabile Lichtbogenschweißen durch unbeaufsichtigten automatischen Betrieb gestattet.

Ein weiterer Vorteil ist daß auf eine Änderung in der Nutform hin die durch die Elektrode beschriebene Querschnittsfläche erfaßt wird, so daß der Zusatzwerkstoff in einer Menge zugeführt wird, die der Querschnittsfläche entspricht, wodurch die gleichmäßige Schweißraupenhöhe gewährleistet wird.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vollautomatisch arbeitende Schweißvorrichtung für das Lichtbogenschweißen, die eine Einrichtung für das seitliche und vertikale Bewegen einer Drahtelektrode in einer beliebig geformten Fuge, bestehend aus

5 einem motorbetriebenen Kreuzschlitten und einem Positionsgeber für die Stellung des Brenners in senkrechter Richtung, sowie einem Regler, mit dem sich die Lichtbogenlänge konstant halten läßt, umfaßt, wobei als Führungsgröße die am Lichtbogen abgegriffene Spannung dient, gekennzeichnet durch einen zweiten Positionsgeber {6x) für die Stellung des Brenners (5) in waagerechter Richtung sowie Reglerkc mponenten zur Ermittlung und Speicherung einer Weglänge und einer Fläche, die sich beide jeweils aus den ίο Signalen der Positionsgeber beim Durchqueren der Fuge durch die Elektrode ableiten lassen, Reglerkomponenten zur Ermittlung der Differenz zweier aufeinanderfolgender Werte dieser Flächen und Reglerkomponenten zur Steuerung von Schwetßparametern in Abhängigkeit von der ermittelten Differenz zur Erzeugung einer Schweißraupe mit konstanter Höhe.

2. Automatische Schweißvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Reglerkomponenten 15 vorhanden sind, die bei konstanter Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit die Höhe der Schweißraupe mittels

der Schweißgeschwindigkeit regeln.

3. Automatische Schweißvorrichiung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Reglerkomponenten vorhanden sind, die bei konstanter Schweißgeschwindigkeit die Höhe der Schweißraupe mittels der Schweißdrahtzufuhrgeschwindigkeit regeln.