DE3430349C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vor­ richtung zum Überkopf-UP-Lichtbogenschweißen. Diese Schweißtechnik wird angewandt zum Schweißen von Hohl­ körpern mit von innen begrenztem Zugang zu den zu schweißenden Stoßfugen. Es geht dabei z. B. um Behälter­ rundschweißfugen bei Kesseln, Eisenbahnkesselwagen oder Kesselkörpern, um Rohrrundschweißfugen, Montagefugen und Nähte der Außenbeplankung von Schiffsrümpfen sowie auch von schwer dreh- und schwenkbaren Flachsektionen u. a.

Die Erfindung ist besonders gedacht für das Schweißen von Längs- und drehbaren Rundstumpfstößen zwischen Bau­ teilen unterschiedlicher Dicke.

Beim Überkopf-UP-Lichtbogenschweißen wird das Schweiß­ pulver und die Elektrode an die Schweißstelle von unten nach oben herangeführt, wobei die Elektrode durch eine verdichtete Schweißpulverschicht hindurch geführt wird. Das herangeführte Schweißpulver wird von unten an die Schweißstelle zwangsweise angepreßt, und je nach Ver­ brauch des Schweißpulvers werden seine Vorräte ständig erneuert. Zur Ausbildung des oberen Teils der Fuge kann das Schweißpulver sowohl von unten durch den Zwischen­ raum zwischen den Kanten des zu schweißenden Bauteiles, als auch von oben auf beliebige bekannte Weise zugeführt werden, wobei es ein Schweißbett bildet.

Die Hauptschwierigkeiten beim Überkopfschweißen be­ stehen darin, daß während des Schweißprozesses das Schweißbad in der Schwebe gehalten werden muß. Wenn dies nicht einwandfrei gelingt, kommt es zu Schwierig­ keiten bei der Ausbildung einwandfreier Schweißnähte.

Besonders problematisch ist das Schweißen von Fugen an großformatigen Bauteilen von zylindrischer und zylinderähnlicher Form, z. B. an Körpern geschlossener Gefäße (Kessel von Eisenbahnkesselwagen und Kessel­ aggregate), an Schiffsrümpfen, wo besonders hohe An­ forderungen an die Qualität der Schweißnähte gestellt werden, und auch an flachen, großflächigen Bauteilen, die beim Schweißen nur schwer gewendet werden können.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Über­ kopf-UP-Lichtbogenschweißen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus der FR-OS 23 23 487 bekannt.

In der bekannten Vorrichtung zum Überkopfschweißen wird das Schweißpulver von unten an die Schweißfuge unter gleichem, vorgegebenen Druck herangeführt und dieser Druck des Schweißpulvers bleibt während des Schweißens auf den verschiedenen Abschnitten längs der Schweißfuge aufrechterhalten, nämlich auf dem Abschnitt vor dem Lichtbogen relativ zur entstehenden Naht, auf dem Abschnitt, auf dem der Lichtbogen brennt und sich das Schweißbad befindet und auf dem Abschnitt der Ausbildung der Schweißnaht.

Die Größe des Drucks des Schweißpulvers kann beim Schweißen mit dieser Vorrichtung zwar gewählt werden, z. B. durch Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Zufuhrschnecke, jedoch bleibt der gewählte Druck des Schweißpulvers auf den verschiedenen Abschnitten der Schweißfuge gleich.

Da mit der bekannten Vorrichtung keine vorgegebenen Druckwerte des Schweißpulvers auf den verschiedenen Abschnitten längs der Schweißfuge während des Schweiß­ prozesses eingestellt und wahlweise geändert werden können, kann es zu minderwertigen Schweißnähten kommen, besonders beim Überkopfschweißen und beim Schweißen von langen Fugen, längs denen die Geometrie der zu ver­ bindenden Ränder schwankt (z. B. überhöhte Ränder, Zwi­ schenräume, Querschnitte der Nahtfugen u. a.).

Aus dem SU-Erfinderschein 4 69 554 ist eine Vorrichtung zum Überkopf-UP-Schweißen mit einem Behälter für das Schweißpulver und einer Schale zur Aufnahme des Schweiß­ pulvers und zu dessen Andrücken an das Bauteil bekannt. Die Schale hat eine zur Schweißfuge gerichtete Austritts­ öffnung und eine Eintrittsöffnung für die Zuführung des Schweißpulvers in die Schale und die Erzeugung des notwendigen Drucks des Schweißpulvers in der Schale. Das Schweißpulver wird durch einen Zuleitungsstutzen mit einer Förderschnecke zur Eintrittsöffnung der Schale gefördert. Im Inneren der Schale ist neben der Ein­ trittsöffnung ein Elektrodenhalter angebracht, durch den eine Abschmelzelektrode zugeführt wird, und es ist eine Pulver-Andruckplatte hinter dem Elektrodenhalter auf der der Eintrittsöffnung der Schale gegenüberliegenden Seite schwenkbar angeordnet.

Zur Änderung des Neigungswinkels relativ zur Austritts­ öffnung der Schale hat die Pulver-Andruckplatte eine Stellschraube. Dadurch wird eine Einstellung vorgegebener Druckwerte des Schweißpulvers während des Schweißens auf den verschiedenen Abschnitten längs der Schweiß­ fuge möglich.

Beim Schweißen mit dieser Vorrichtung beobachtet der Maschinenführer die Schweißfuge und ändert bei Abweichungen der Kennwerte der Fugenverbindung, z. B. des Zwischen­ raums zwischen den Rändern des Bauteils, mit Hilfe der Stellschraube den Neigungswinkel der Platte im Sinne der Konstanthaltung des erforderlichen Drucks des Schweißpulvers, da für ein einwandfreies Überkopfschweißen während des Schweißprozesses bestimmte Druckwerte des Schweißpulvers auf den verschiedenen Abschnitten längs der Schweißfuge mit maximaler Genauigkeit eingehalten werden müssen, da anderenfalls minderwertige Schweiß­ nähte entstehen.

Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß dauernd die Lage der Pulver-Andruckplatte geändert werden muß, weshalb eine ununterbrochene Tätig­ keit und höchste Aufmerksamkeit des Maschinenführers beim Schweißen erforderlich sind. Die Qualität der beim Schweißen mit dieser Vorrichtung entstehenden Naht hängt ganz erheblich von Können und der Erfahrung des Maschinenführers ab. Reicht dessen Qualifikation nicht aus, so sind Schweißnähte die Folge.

Während diese bekannte Vorrichtung ihre Brauchbarkeit beim Schweißen von Fugen mit minimalen Abweichungen der Geometrie der Verbindungsstelle (z. B. Überhöhung der Ränder, des Zwischenraums, des Querschnitts der Naht­ fuge u. a.) gezeigt hat, ist sie doch untauglich zum Schweißen langer Bauteile oder von Rundnähten, besonders mit großem Durchmesser.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zum Überkopf-UP-Lichtbogenschweißen zu schaffen, in der eine automatische Konstanthaltung vorgegebener Druckwerte des Schweißpulvers auf den verschiedenen Abschnitten längs der Schweißfuge ohne Beteiligung des Maschinenführers verwirklicht ist. Auch beim Schweißen von Bauteilen mit kompliziertem Profil besonders Langmaßfugen mit Abweichungen längs der­ selben, sollen einwandfreie Nähte entstehen.

Ausgehend von einer Vorrichtung zum Überkopf-UP-Licht­ bogenschweißen der oberbegrifflich vorausgesetzten Bauart wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Bei solch einer Ausführung der Vor­ richtung zum Überkopfschweißen gelingt eine automatische Konstanthaltung der für ein einwandfreies Schweißen notwendigen Druckwerte des Schweißpulvers auf den ver­ schiedenen Abschnitten längs der Schweißfuge. Dabei ist eine Teilnahme des Maschinenführers an der Steuerung des Schweißprozesses praktisch vollkommen entbehrlich, und zwar auch beim Schweißen langer Bauteile mit regel­ mäßiger geometrischer Form in einem weiten Profilbereich (besonders Bauteile mit zylindrischer und geradliniger Form) und mit Abweichungen der Kennwerte der Fugen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine Quali­ tätserhöhung von Schweißverbindungen und einer Erwei­ terung der technologischen Möglichkeiten des Überkopf- UP-Schweißens bei wesentlicher Verringerung der Be­ triebskosten.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Maßnahme nach An­ spruch 2 ermöglicht die Schaffung optimaler Bedingungen für die Konstanthaltung der vorgegebenen Druckwerte des Schweißpulvers während des Schweißens auf verschiedenen Abschnitten längs der Schweißfuge.

Die Konstruktion gemäß Anspruch 3 vereinfacht die Aus­ führung des Mittels zum Andrücken des Behälters und des Kopierelements an das zu schweißende Bauteil und ge­ währleistet eine getrennte Einstellung der Kraft, mit der der Behälter und das Kopierelement an das zu schwei­ ßende Bauteil angedrückt wird, was notwendig ist zur Erzeugung vorgegebener Druckwerte des Schweißpulvers auf den verschiedenen Abschnitten längs der Schweiß­ fuge.

Die Anbringung eines zweiten Kopierelements nach An­ spruch 4 dient der Schaffung einer zusätzlichen Stütze für den Behälter mit dem Schweißpulver bei Vorbereitungs­ arbeiten vor dem Schweißen und der Vermeidung eines Abdeckens der Oberfläche der Schale. Außerdem ist das Aufstützen auf dieses Element wesentlich für das Schweißen mit Einstellung des Drucks des Schweißpulvers in der Schale durch Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Schnecke.

Der Schlitten mit dem Antrieb und der Konsole gemäß An­ spruch 5 dient der Vorgabe und der Konstanthaltung des Winkels, unter dem der zweiarmige Hebel und das zu schweißende Bauteil aufeinander einwirken, was wesent­ lich ist für die Stabilisierung der Bedingungen, unter denen das Schweißen von Überkopfnähten ausgeführt wird.

Die Anordnung von zwei zusätzlichen einstellbaren Kopier­ elementen gemäß Anspruch 6 und die federnde sowie Kreuz­ gelenklagerung der Pulver-Andruckplatte gemäß Anspruch 7 ermöglicht eine Selbsteinstellung der Pulver-Andruck­ platte während des Schweißens relativ zur Oberfläche des zu schweißenden Bauteils im Sinne der Konstant­ haltung des Winkels, unter dem die Pulver-Andruckplatte und die Oberfläche des Bauteils aufeinander einwirken.

Die Maßnahmen gemäß Anspruch 8 verhindern eine Anhäufung des Schweißpulvers unter der Platte und beseitigen die Gefahr, daß das Pendeln der Platte in Längs- und Querebene beim Schweißen langer Nähte unmöglich wird.

Nachfolgend wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zum Überkopf-UP- Schweißen im Längsschnitt;

Fig. 2 eine zweite Ausführung der Vorrichtung, die auf einem höhen-verstellbaren Schlitten montiert ist;

Fig. 3 den Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine dritte Ausführung der Vorrichtung mit einer Abschirmung des Bereichs unterhalb der Pulver- Andruckplatte.

Die Ausbildung gemäß Fig. 1 hat einen Behälter 1 für das Schweißpulver 2. Im Inneren des Behälters 1 ist eine Schale 3 für die Zuführung und das Andrücken des Schweißpulvers 2 an die Oberfläche eines zu schweißenden Bauteiles 4 angebracht. Die Schale 3 kann verschiedene gehäuseartige Formen haben.

Die Schale 3 hat eine in Richtung zum Bauteil 4 ge­ richtete Austrittsöffnung. Durch die Austrittsöffnung tritt das Schweißpulver 2 aus der Schale 3 und erzeugt beim Andrücken der Schale 3 an das zu schweißende Bau­ teil 4 während des Schweißens ein Schweißpulverkissen, das die Entstehung vorgegebener Druckwerte auf ver­ schiedenen Abschnitten längs der Schweißfuge und somit eine einwandfreie Ausführung des Schweißens von Über­ kopfnähten gewährleistet.

Die Schale 3 hat eine Eintrittsöffnung, die mit einem Stutzen 5 für die Zuführung des Schweißpulvers 2 aus dem Behälter 1 verbunden ist. Auf diese Weise wird eine Zirku­ lation des Schweißpulvers 2 und dessen mehrmalige Ver­ wendung ermöglicht. Der Stutzen 5 hat eine Zuführungs­ vorrichtung, z. B. in Form einer Schnecke 6 mit einem Antrieb 7, oder in einer anderen geeigneten Ausbildung, z. B. in Form eines pneumatischen Fördersystems.

Der Stutzen 5 besitzt Fenster 8 für den Eintritt des Schweißpulvers 2 aus dem Behälter 1.

An der Schale 3 ist ein Elektrodenhalter 9 für die Zu­ führung einer Abschmelzelektrode 10 befestigt. Der Elektrodenhalter 9 ist durch einen Schlauch 11 mit einer Vorschubeinrichtung 12 für die Zuführung der Elektrode 10 verbunden. Der Schlauch 11 leitet die Elektrode 10 zum Elektrodenhalter 9 und ermöglicht ein freies Pendeln des Behälters 1 für das Schweißpulver 2.

In der Schale 3 ist weiter eine Pulver-Andruckplatte 13 angeordnet, die als Unterlage für das Schweißpulver 2 dient und dessen Zutritt Verteilung und Andrücken mit vorgegebenem Druck auf den verschiedenen Abschnitten längs der Schweißfuge bewirkt.

Der Behälter 1 ist schwenkbar um eine Achse 14 aufge­ hängt.

Die Schale 3, der Stutzen 5 für die Zuführung des Schweißpulvers 2 und der Behälter 1 sind starr miteinander verbunden und bilden eine einheitliche Konstruktion.

Der Behälter 1 hat ein erstes Kopierelement 15 in Form eines Rads, welches zur Nachführung Berührung mit dem zu schweißenden Bauteil 4 hat. Das Kopierelement 15 kann an einer beliebigen Stelle des Behälters 1 oder an der Schale 3 angeordnet sein. Es muß im wesentlichen in Höhe der Pulver-Andruckplatte 13 angebracht und relativ zur Eintrittsöffnung der Schale 3 versetzt sein. Die Lage des ersten Kopierelements 15 relativ zur Pulver- Andruckplatte 13 kann einstellbar ausgebildet sein, so daß auch der Spaltraum zwischen der Pulver-Andruck­ platte und dem zu schweißenden Bauteil 4 einstellbar wird.

Die Achse 14 der Aufhängevorrichtung des Behälters 1 kann an einer beliebigen Stelle des Behälters 1 oder der Schale 3, jedoch relativ zum ersten Kopierelement 15 versetzt angeordnet sein, damit zwischen diesen ein Hebelarm vorhanden ist.

Die Aufhängevorrichtung des Behälters 1 ist ein zwei­ armiger Hebel 16, dessen einer Arm am Ende die Schwenk­ achse 14 trägt und auf dessen anderen Arm zum Andrücken des Behälters 1 und des ersten Kopierelements 15 an das zu schweißende Bauteil 4 zwei Gewichte wirken. Es ver­ steht sich, daß zum Andrücken des Behälters 1 auch eine andere Konstruktion dienen kann, z. B. ein Federmechanis­ mus.

Als erstes Gewicht dient die Elektrodenvorschubeinrich­ tung 12, wobei die Entfernung der Stelle ihrer Anhängung am Hebelarm bis zur Pendelachse 17 des zweiarmigen Hebels 16 geändert werden kann. So erzeugt das Gewicht der Vorschubeinrichtung 12 durch Änderung der Lage des Angriffspunktes dieses Gewichts auf dem Arm des Hebels 16 ein einstellbares Drehmoment und damit eine einstell­ bare Andruckkraft des Behälters an das zu schweißende Bauteil 4. Die Nutzung der Elektrodenvorschubeinrichtung 12 als erstes Gewicht verringert den Metallaufwand der Konstruktion und erhöht ihre Kompaktheit.

Der zweiarmige Hebel 16 ist innen hohl. Am rechten Arm des zweiarmigen Hebels 16 ist eine Rolle 18 befestigt, über die ein Seil 19 führt. Dieses ist mit einem Ende an einer Öse 20 des Behälters 1 befestigt, von wo es durch den zweiarmigen Hebel 16 zu einer Rolle 21 am Ende von dessen linkem Arm läuft, über diese herabhängt und an diesem Ende ein zweites Gewicht 22 trägt.

Diese Aufhängung des zweiten Gewichts 22 erzeugt die Andrückkraft des ersten Kopierelements 15, die vom Seil 19 über den Behälter 1 auf das Kopierelement 15 über­ tragen wird. Die Größe des Gewichts 22 wird in Abhängig­ keit von der erforderlichen Andrückkraft des ersten Kopierelements 15 und des Behälters 1 an das zu schweißende Bauteil 4 gewählt. Aufgrund der Wirkung der zwei Gewichte besteht die Möglichkeit einer getrennten Einstellung der Werte der Andrückkraft des ersten Kopierelements 15 und des Behälters 1 an das zu schweißen­ de Bauteil 4. Dadurch kann ein vorgegebener Druckverlauf des Schweißpulvers auf verschiedenen Abschnitten längs der Schweißfuge verwirklicht werden, was einwandfreie Schweißnähte zu erzielen gestattet.

Die Anbringung des Behälters 1 an einer Aufhängevor­ richtung in Form eines zweiarmigen Hebels 16 mit Gegen­ gewichten schafft ein genau ausbalanciertes, der Ober­ fläche des zu schweißenden Bauteiles 4 mit hoher Empfindlichkeit folgendes Nachführsystem, was ein er­ folgreiches Überkopfschweißen im automatischen Betrieb ermöglicht.

Um die Genauigkeit der Nachführung bei beliebigen Änderungen der Oberflächenform des zu schweißenden Bauteils 4 zu erhöhen, soll das erste Kopierelement 15 einen Punktkontakt mit dem Bauteil 4 haben, d. h. die Kontaktfläche des Folgeelementes mit dem zu schwei­ ßenden Bauteil 4 wird minimal gewählt und stellt praktisch einen Punkt dar.

Der Betrieb der beschriebenen Vorrichtung verläuft folgen­ dermaßen:

Vor dem Schweißen wird die Vorrichtung eingerichtet, indem die Größe des Gewichts 22 und die Lage der Vorschubeinrichtung 12 auf dem Arm des zweiarmigen Hebels 16 gewählt und die für das Schweißen notwendigen Andrück­ werte des ersten Kopierelements 15 und des Behälters 1 mit dem Schweißpulver 2 an das zu schweißende Bauteil 4 vorgegeben werden. Diese Einstellwerte hängen unter anderem von den vorgegebenen Schweißparametern, der Form des Bauteiles 4, dem Typ der Schweißfuge, ihrer Form usw. ab.

Zu Beginn des Schweißens wird das erste Kopierelement 15 und der Behälter 1 mit dem Schweißpulver 2 an das zu schweißende Bauteil 4 gedrückt. Dann wird der An­ trieb 7 der Schnecke 6 eingeschaltet. Diese fördert das Schweißpulver 2 aus dem Behälter 1 durch den Zuführungs­ stutzen 5 in die Schale 3. Dabei entsteht in der Schale 3 ein vorgegebener Druck des Schweißpulvers, was zur Bildung eines Schweißpulverkissens zwischen der Schale 3 und dem zu schweißenden Bauteil 4 führt.

Das Schweißpulverkissen stellt eine Schicht Schweiß­ pulver 2 dar, die einen ständigen Druck auf das zu schweißende Bauteil 4 ausübt, der gleichmäßig über die gesamte Fläche des Kissens verteilt ist.

Dann wird ein (nicht gezeigter) Antrieb zur Drehung des Bauteils 4 eingeschaltet und danach die Vorschubein­ richtung 12 für die Zuführung der Elektrode 10, die über den Schlauch 11 durch den Elektrodenhalter 9 zur Schweiß­ fuge läuft. Durch die Drehung des Bauteiles 4, das mit dem Schweißpulverkissen zusammenwirkt, kommt es zur Ver­ teilung des Schweißpulvers 2 in der Schale 3 und zu dessen Zirkulation aus dem Behälter 1 in den Stutzen 5 und die Schale 3.

Während des Schweißens hält die Pulver-Andruckplatte den gewünschten Verlauf der Druckwerte des Schweiß­ pulvers des Schweißpulverkissens auf verschiedenen Abschnitten längs der Schweißfuge aufrecht. Durch Änderung der Lage des ersten Kopierelements 15 relativ zum Niveau der Pulver-Andruckplatte 13 wird der vor­ gegebene Druckwert zwischen dieser und dem zu schwei­ ßenden Bauteil eingestellt.

Dann wird der Elektrode 10 eine Spannung zugeführt und ein Lichtbogen gezündet. Entsprechend der Bewegung des Bauteiles 4 relativ zur Elektrode 10 wird die Fuge geschweißt.

Während des Schweißens läuft das radförmige erste Kopier­ element 15 über die Oberfläche des zu schweißenden Bau­ teiles 4 und bildet eine Stütze des Behälters 1 auf dem Bauteil 4. Dabei kommt es bei Änderungen des Profils des zu schweißenden Bauteiles 4 zu einem Pendeln des Behälters 1 um die Achse 14 der Aufhängevorrichtung und zur Konstanthaltung aller Schweißparameter. Die Auf­ hängung des Behälters 1 mit dem Schweißpulver 2 an der Achse 14 und das Aufstützen des ersten Kopierelements 15 am zu schweißenden Bauteil 4 ermöglichen eine Stabi­ lisierung des vorgegebenen Neigungswinkels der Pulver- Andruckplatte 13 relativ zum Bauteil 4 und somit eine Konstanthaltung der notwendigen Druckwerte des Schweiß­ pulvers beim Schweißen von Bauteilen mit zylindrischer Form und von langen, geradlinigen Bauelementen.

Eine Anbringung des zweiarmigen Hebels 16 entgegen der in der Zeichnung durch den Pfeil A gekennzeichneten Be­ wegungsrichtung des zu schweißenden Bauteiles 4, also auf der Ablaufseite des Werkstücks, bewirkt einen Aus­ gleich der Reibungskräfte, die bei der Zusammenwirkung der Oberfläche des zu schweißenden Bauteiles mit dem Schweißpulverkissen entstehen, und ermöglicht dem Maschinenführer eine visuelle Kontrolle des Schweiß­ prozesses und die Durchführung notwendiger Arbeiten zur Bedienung und Einrichtung der Vorrichtung.

Bei der betrachteten ersten Ausführungsform der Vorrich­ tung wird die Größe des Drucks des Schweißpulverkissens festgelegt durch die Wahl des Gewichts 22 und des Hebel­ arms der Gewichtskraft der Elektrodenvorschubeinrichtung 12. Dabei hat die Menge des in die Schale 3 eingeführten Schweißpulvers 2, die von der Rotationsgeschwindigkeit der Schnecke 6 abhängt, keinen Einfluß auf die Größe des Drucks des Schweißpulverkissens auf das Bauteil 4, sondern beeinflußt nur dessen Dicke.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausbildung mit der Möglichkeit der Wahl der Größe des Drucks des Schweißpulverkissens auf das zu schweißende Bauteil 4 durch Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Schnecke 6. Diese Vor­ richtung hat ein zweites Kopierelement 23 mit Punkt­ kontakt, das am Behälter 1 neben dem Elektrodenhalter 9 und über dem Niveau der Austrittsöffnung der Schale 3 angeordnet ist. Die hier mögliche Beeinflussung des Drucks des Schweißpulvers durch Änderung der Rotations­ geschwindigkeit der Schnecke 6 kann beim Schweißen von Bauteilen mit großer Dicke zweckmäßig sein, besonders dann, wenn große Drücke des Schweißpulvers auf das zu schweißende Bauteil 4 erforderlich sind. Bei dieser Ausbildung stützt sich beim Schweißen der Behälter 1 auf das zu schweißende Bauteil 4 mit Hilfe der Kopier­ elemente 15 und 23 ab. Dabei wird der Druck des Schweiß­ pulverkissens auf das zu schweißende Bauteil 4 durch Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Schnecke 6 reguliert, weshalb der Antrieb 7 der Schnecke 6 im Sinne der Konstanthaltung dieses Drucks geregelt wird.

Auch verhindert das zweite Kopierelement 23 einen mechanischen Kontakt des zu schweißenden Bauteiles 4 mit der Schale 3, wenn man bei Vorbereitungsarbeiten eine Durchlaufprobe durchführt.

Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung hat auch noch einen Schlitten 24 mit einem Antrieb 25 für dessen Bewegung in Richtung der Zuführung des Schweißpulvers 2, von dem eine Konsole 26 zum Bauteil 4 hinaufragt, an der ein drittes radförmiges Kopierelement 27 befestigt ist, das ebenfalls einen Punktkontakt mit der Ober­ fläche des zu schweißenden Bauteiles 4 hat. Eben­ falls am Schlitten 24 ist die Pendelachse 17 des zwei­ armigen Hebels 16 befestigt.

Der Schlitten 24 umgreift eine Führungsstange 28, die seine hin- und hergehende Bewegung in Richtung der Zuführung des Schweißpulvers in die Schale 3 er­ möglicht. Hierzu greift ein Antrieb 25 in Form eines Kraftzylinders am Schlitten 24 an, der gelenkig auf der gleichen Grundplatte wie die Stange 28 befestigt ist.

Die Anbringung der Achse 17 des zweiarmigen Hebels 16 am Schlitten 24 und die zusätzliche Abstützung des zu schweißenden Bauteils 4 über die Konsole 26 des Schlittens 24 ermöglicht eine Stabilisierung der Lage des zweiarmigen Hebels 16 relativ zum Bauteil 4 bei Abweichungen der Form des Bauteiles von einer regel­ mäßigen geometrischen Form und beim Schweißen von Bauteilen mit einer unregelmäßigen geometrischen Form.

Die Stabilisierung der Lage des zweiarmigen Hebels 16 gewährleistet während des Schweißens konstante vorge­ gebene Winkel, unter denen die Pulver-Andruckplatte 13 mit der Oberfläche des Bauteiles 4 zusammenwirkt, und dadurch eine konstante Verteilung des Drucks des Schweißpulvers auf verschiedenen Abschnitten längs der Schweißfuge.

Beim Schweißen von Bauteilen mit örtlichen Abweichungen an ihrer Verbindung (z. B. überhöhte Ränder) und auch mit örtlichen Abweichungen der Form der Schweißfuge (z. B. in Form von Wellen) muß die Lage der Pulver-An­ druckplatte 13 in bezug auf das zu schweißende Bauteil 4 entsprechend der Formänderung der Oberfläche des Bau­ teiles geändert werden. Bei Betrachtung der Ausbildung gemäß Fig. 2, 3 geschieht dies durch die selbstein­ stellende Anordnung der Pulver-Andruckplatte 13 in der Schale 3 in bezug auf die Oberfläche des zu schweißen­ den Bauteils 4. Diese Möglichkeit einer Selbstein­ stellung wird erzielt durch zwei zusätzliche Kopier­ elemente29, 30, die am zum Elektrodenhalter 9 hin gelegenen Ende der Pulver-Andruckplatte 13 beidseits von deren Längsachse angebracht sind. Dabei ist die Pulverandruckplatte 13 in der Schale 3 des Behälters 1 so montiert, daß sie in Längs- und Querrichtung pendeln kann. Hierzu ist sie auf dem Boden der Schale 3 mittels eines Kreuzgelenks 31 angebracht und relativ zur Schale mit Hilfe einer Feder 32 federnd gelagert.

Die zwei Kopierelemente 29, 30 beidseits der Längs­ achse der Pulver-Andruckplatte 13 lassen diese dem Oberflächenprofil der Teile des zu schweißenden Bauteiles 4 auf beiden Seiten der Schweißfuge folgen.

Das Kreuzgelenk 31 ermöglicht Schwenkungen in zwei Ebenen und ein beliebiges bekanntes Gelenk mit zwei zueinander rechtwinkligen Achsen, z. B. ein Kardan­ gelenk.

Beim Schweißen befinden sich die Kopierelemente 29, 30 in ständigem Kontakt mit der Oberfläche des Bauteiles 4 und gewährleisten dadurch eine Selbsteinstellung der Pulver-Andruckplatte 13 relativ zur Oberfläche des zu schweißenden Bauteiles 4.

Wenn die Pulver-Andruckplatte 13 selbsteinstellend ausgeführt ist, muß das Eindringen des Schweißpulvers 2 in den Raum zwischen der Platte 13 und dem Boden der Schale 3 verhindert werden, da jene sich sonst nicht frei einstellen kann. Zu diesem Zweck ist gemäß Fig. 4 die Schale 3 des Behälters 1 mit einer Querwand 33 ver­ sehen, die neben dem Elektrodenhalter 9 von deren Boden aufragt, und die Pulver-Andruckplatte 13 hat in un­ mittelbarer Nähe von dieser eine abwärts ragende Leiste 34, wobei die Querwand 33 und die Leiste 34 den Zutritt zum Bereich zwischen der Pulver-Andruckplatte 13 und dem Boden der Schale 3 überdecken. Dadurch ist ein Eindringen des Schweißpulvers 2 unter die Pulver-An­ druckplatte 13 bei deren Pendeln auf dem Kreuzgelenk 31 verhindert.

Um das unter die Platte 13 geratene Schweißpulver 2 zu entfernen, ist der Boden der Schale 3 unter der Platte 13 gelocht. Durch die Öffnungen 35 fällt dennoch einge­ drungenes Schweißpulver nach unten.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Überkopf-UP-Lichtbogenschweißen mit mindestens einem das zu schweißende Bauteil (4) berührenden Kopierelement (15), das seitlich der Ein­ trittsöffnung einer Schale (3) angebracht ist, die sich in einem Schweißpulver-Behälter (1) mit einem Elektroden­ halter (9) und einer Pulver-Andruckplatte (13) befindet, mit einem Stutzen (5) für die Zuführung des Schweiß­ pulvers (2) in die Schale (3)
und mit einer Vorschubeinrichtung (12) für die Zuführung einer Elektrode (10) zum Elektrodenhalter (9), die mit diesem durch einen Schlauch (11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißpulver-Behälter (1) an einer Aufhängevorrichtung schwenkbar um eine Schwenkachse (14) angelenkt ist und das Kopierelement (15) aufweist, das zwischen der Andruckplatte (13) und dem zu schweißenden Bauteil (4) angeordnet ist, die Schwenkachse (14) der Aufhängevorrichtung des Be­ hälters (1) relativ zum Kopierelement (15) versetzt ist und die Aufhängevorrichtung des Behälters (1) Mittel zum Andrücken des Behälters (1) und des Kopierelements (15) an das zu schweißende Bauteil (4) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängevorrichtung des Behälters (1) für das Schweißpulver (2) ein zweiarmiger Hebel (16) ist, an dessen einem Arm am Ende die Schwenkachse (14) des Be­ hälters (1) angeordnet ist, und an dessen anderem Arm die Mittel zum Andrücken des Behälters (1) und des Kopierelements (15) an das zu schweißende Bauteil (4) angreifen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Andrücken des Behälters (1) und des Kopierelements (15) an das zu schweißende Bauteil (4) zwei Gewichte sind, deren erstes (12) verstellbar am anderen Arm des zweiarmigen Hebels (16) befestigt ist und deren zweites (22) an einem am Behälter (1) be­ festigten Seil (19) angehängt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn­ zeichnet durch ein zweites Kopierelement (23) mit Punkt­ kontakt, das auf dem Behälter (1) neben dem Elektroden­ halter (9) und über dem Niveau der Austrittsöffnung der Schale (3) angebracht ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekenn­ zeichnet durch einen in Richtung der Zuführung des Schweißpulvers (2) verstellbaren Schlitten (24), der die Pendelachse (17) des zweiarmigen Hebels (16) trägt und eine Konsole (26) aufweist, an der ein drittes Kopierelement (27) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekenn­ zeichnet durch zwei zusätzliche einstellbare Kopier­ elemente (29, 30) am zum Elektrodenhalter (9) hin gelegenen Ende der Pulver-Andruckplatte (13) beidseits von deren Längsachse, wobei die Pulver-Andruckplatte (13) in der Schale (3) des Behälters (1) in Längs- und Quer­ richtung pendelnd gelagert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulver-Andruckplatte (13) relativ zur Schale (3) federnd und auf einem Kreuzgelenk (31) gelagert ist, das auf dem Boden der Schale (3) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (3) des Behälters (1) eine, neben dem Elektrodenhalter (9) aufragende Querwand (33) auf­ weist
und die Pulver-Andruckplatte (13) eine zwischen der Querwand (33) der Schale (3) und dem Elektrodenhalter (9) abwärts ragende Leiste (34) derart aufweist, daß die Querwand (33) und die Leiste (34) den Bereich zwischen der Pulver-Andruckplatte (13) und dem Boden der Schale (3) abschirmen,
und der Boden der Schale (3) unter der Pulver-Andruck­ platte (13) gelocht ist.