DE3502975A1

DE3502975A1 - Schweisseinrichtung fuer das schutzgasschweissen mit beobachtung der schweissstelle durch einen lichtleiter

Info

Publication number: DE3502975A1
Application number: DE19853502975
Authority: DE
Inventors: Norbert 5908 Neunkirchen Gawlik; Jürgen 5900 Siegen Steinbrück
Original assignee: Gustav Staehler & Co KG GmbH
Current assignee: Gustav Staehler & Co KG GmbH
Priority date: 1985-01-30
Filing date: 1985-01-30
Publication date: 1986-07-31

Description

Titel: Schweißeinrichtung für das Schutzgasschweißen mit
Beobachtung der Schweißstelle durch einen Lichtleiter Die Erfindung betrifft eine Schweißeinrichtung für das Schutzgasschweißen, insbesondere für das automatische Lichtbogenschweißen, mit einer Schutzgaszuführung, deren Schutzgas-Zuführungskanal mit seiner Austrittsöffnung zur Schweißstelle hin gerichtet ist, und mit einem die von der Schweißstelle emittierte Strahlung zu einem Emissionsspektrometer übertragenden Lichtleiter, insbesondere einem Quar#aserleiter od.dgl.
Die Erfindung ist insbesondere auf eine Verbesserung und weitere Ausgestaltung des Gegenstandes der DE-Patentanmeldung P 33 44 683.0 gerichtet, die sich mit dem Problem befaßt, im Schweißbetrieb die Schweißnahtführung vor allem auch bei der Dnnnblechschweißung zu verbessern. Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach Jener Patentanmeldung während des Schweißvorgangs die von der Schweißstelle emittierte Strahlung mittels eines Emissionsspektrometers spektralanalytisch bestimmt und zur Lieferung eines Überwachungssignals und/oder eines den Schweißvorgang beeinflussenden Korrektursignals ausgewertet. Diese Verfahrensweise läßt sich mit besonderem Erfolg vor allem dann durchführen, wenn die zu verschweißenden Werkstücke sich in der stofflichen Zusammensetzung unterscheiden, In diesem Fall läßt sich durch die spektroskopische Auswertung des Lichtbogens zuverlässig feststellen, ob die Grundwerkstoffe beider zu verbindender Werkstücke hinreichend aufgeschmolzen werden. Damit ist die Möglichkeit einer ständigen Aussage darUber gegeben, ob bei der Nahtfürrung eine einwandfreie Werkstoffverbindung erreicht wird. Die Abweichung der zu verschweißenden Werkstücke in mindestens einem Stoffbestandteil ist bei Schweißarbeiten in vielen Fällen gegeben oder kann bei der Konstruktion entsprechend gewählt werden. Am einfachsten läßt sich das Verfahren durchführen, wenn die beiden Werkstoffe wechselseitig jeweils mindestens einen Legierungsbestandteil enthalten, der in dem anderen Werkstoff nicht vorhanden ist.
Andererseits kann die Unterschiedlichkeit der Stoffbestandteile aber auch in ihren Jeweiligen Mengenanteilen innerhalb der Legierung bestehen, da sich auf spektrometrischem Wege nicht nur eine qualitative Aussage, sondern über die Intensität der Spektrallinien und der photoelektrisch erhaltenen Meßwerte auch eine quantitative Aussage über Mengenanteile bestimmter Komponenten gewinnen läßt. Das Verfahren nach der vorgenannten älteren Patentanmeldung kann nur zur Uberwachung des Schweißvorgangs dienen. Vorzugsweise wird es aber zur Verfahrenssteuerung bzw. -regelung beim automatischen Schweißbetrieb eingesetzt. Die Auswertung der Meßergebnisse des Emissionsspektrometers kann mit Hilfe einer Auswerteelektronik durchgeführt werden, Bei dem Verfahren und der Einrichtung nach der obengenannten Patentanmeldung erfolgt die Übertragung der Strahlung zu dem Emissionsspektrometer mit Hilfe eines Lichtleiters, insbesondere einer Faseroptik, die an einer mit dem Schweißbrenner verbundenen Halterung angeordnet werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine für die Schutzgasschwei ßung bestimmte Schweißeinrichtung der eingangs genannten Art, die zur Beobachtung der Schweißstelle bzw. des Lichtbogens während des Schweißbetriebs mit einem Lichtleiter versehen ist, so auszugestalten, daß im rauhen Schweißbetrieb eine einwandfreie optische Übertragung über den Lichtleiter gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Lichtleiter an der Schutzgaszuführung angeordnet ist, wobei der Strahlengang von der Schweißstelle zum Lichtleiter durch den Schutzgasstrom hindurchführt0 Vorzugsweise ist hierbei die Anordnung so getroffen, daß das die emittierte Strahlung empfangende Lichtleiterende gegenüber der Schutzgas-Austrittsöffnung des Schutzgas-Zuführungskanals zurUckversetzt ist, wobei der Schutzgas-Zuführungskanal eine die emittierte Strahlung zum Lichtleiter übertragende Ubertragungsstrecke bildet.
Erfindungsgemäß ist die Faseroptik bzw. das Lichtleiter-Ubertragungssystem in die Schutzgaszuführung einbezogen, also integrierter Bestandteil der Schutzgaszuführung, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß im Schweißbetrieb die Schweißzone durch den vom Schutzgas durchströmten und zur Schweißzone hin ausgerichteten Schutzgas-Zuführungskanal hindurch beobachtet wird. Dies hat zugleich mehrere erhebliche Vorteile. Durch das Schutzgas wird der Strahlengang der von dem verdampften Medium über der Schweißnaht ausgehenden und spektralanalytisch ausgewerteten Strahlung während des Schweißvorganges von Rauch- und Schmutzpartikeln freigehalten. Schmutz und Metallrauch werden durch das Schutzgas weggeblasen, so daß eine bessere Sicht auf die Schweißstelle bzw. den Schweißlichtbogen gegeben ist. Das Schutzgas spült Schmutz, der in die der optischen Übertragung dienende Schutzgaszuführung eintritt, aus dieser heraus. Außerdem wird durch das durchtretende Schutzgas ein Schutz der Faseroptik gegen Schweißspritzer erreicht.
Die Standzeit der Übertragungsoptik und die Intervalle bis zu ihrer Säuberung werden dadurch wesentlich verlängert.
Schließlich ermöglicht die Verbindung der Ubertragungsoptik mit der Schutzgaszuführung eine baulich einfache Gesamtanordnung.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Lichtleiter mit einem am Schweißbrenner angeschlossenen, der Schutzgaszuführung dienenden Leitrohr verbunden.
Eine besonders gute Sicht auf die Schweißstelle ist gegeben, wenn das Leitrohr gegenüber der Achse des Schweißbrenners um etwa 500 bis 700 geneigt ist. Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß das die Strahlung empfangende Lichtleiterende zu der Achse des Leitrohrs ausgerichtet ist.
Das genannte Lichtleiterende ist zweckmäßig an dem der Schutzgas-Austrittsöffnung gegenüberliegenden Ende des Leitrohrs angeordnet, also so weit in diesem zurückversetzt, daß es der Einwirkung von Schweißspritzern uodglo weitgehend entzogen ist0 Die Schutzgaseinführung in das Leitrohr wird zweckmäßig zwischen dem Lichtleiterende und der Schutzgas-Austrittsöffnung des Leitrohrs angeordnet, Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Schutzgas-Zuführungskanal, wie bekannt, im Schweißbrenner angeordnet, wobei die Schutzgas-Austrittsöffnung der Schweißdraht-Durchführung dient. Hierbei ist erfindungsgemäß der Lichtleiter so am Schweißbrenner angeschlossen, daß die von der Schweißstelle emittierte Strahlung durch die der Schweißdraht-Durchführung dienende Schutzgas-Austrittsöffnung hindurch auf die Faseroptik bzw. den Lichtleiter trifft. Hierbei ist zweckmäßig am Schweißbrenner ein auf die Schweißstelle ausgerichtetes Rohr angeordnet, welches in dem Schutzgas-Zuführungskanal des Schweißbrenners mündet und an dem der Lichtleiter angeschlossen ist, Das vorgenannte Rohr ist vorteilhafterweise unter einem spitzen Winkel zur Schweißbrennerachse geneigt am Schweißbrenner angeordnet, wobei der Winkel zur Schweißbrennerachse nicht größer sein sollte als 3 vorzugsweise bei etwa 100 bis 200 liegt, In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Schutzgas-Zuführungskanal bzw. in dem die Faseroptik aufweisenden Rohr mindestens ein den Innendurchmesser des Kanals bzw. des Rohres einsohnürendes Einsatzsttlck als Schweißspritzer-Fänger lösbar angeordnet, vorzugsweise derart, daß es sich durch die Schutzgas-Austrittsöffnung hindurch einsetzen und herausnehmen läßt. Das Einsatzstück kann aus einem einfachen Klemmring, vorzugsweise einem geschlitzten Federring, bestehen. Hierbei empfiehlt es sich, in dem Kanal bzw. dem Rohr im Abstand hintereinander mehrere Klemm- bzw. Federringe anzuordnen. Mit Vorteil kann als Einsatzstück auch eine Spirale Verwendung finden.
Es empfiehlt sich weiterhin, das die emittierte Strahlung empfangende Lichtleiterende mittels einer lichtdurchlässigen Schutzabdeckung, vorzugsweise eine Quarzglasscheibe od, dgl., abzudecken, welche etwaige durch den Beobachtungskanal bzw, das Rohr noch hindurchgehende Schweißspritzer von der Faseroptik fernhält. Die Schutzabdeckung kann gegenüber dem Lichtleiterende bzw. gegenüber der Faseroptik beweglich derart angeordnet sein, daß sich in den Strahlengang jeweils unverschmutzte Bereiche der Schutzabdeckung bringen lassen. Vorzugsweise ist die Schmutzabdeckung oder der dieselbe aufweisende Träger drehbeweglich gelagert, wobei für die Drehbewegung auch ein kleiner Stellmotor od.dgl.
verwendet werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den einzelnen Ansprüchen aufgeführt und werden nachfolgend im Zusammenhang mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Schweißeinrichtung in einer Ansicht; Fig. 2 die bei der Schweißeinrichtung gemäß Fig, 1 verwendete Schutzgaszuführung mit integrierter Faseroptik gemäß der Erfindung im Längsschnitt; Fig. 3 in einer der Fig. 2 entsprechenden Schnittdarstelle eine geänderte Ausführungsform der Schutzgaszuführung und des hiermit integrierten optischen Ubertragungssystems; Fig. 4 ebenfalls in schematischer Darstellung und in Ansicht, teilweise im Schnitt, eine Schweißeinrichtung nach der Erfindung, bestehend aus einem Schweißbrenner mit integrierter Schutzgaszuführung und optischen Abtast- und UbertragungssystemO Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Schweißeinrichtung ist bevorzugt für das automatische Lichtbogenschweißen unter Schutzgas bestimmt und ist hierbei Bestandteil eines Schweißautomaten bzw. eines Schweißroboters, Die Schweißeinrichtung besteht aus einem Schweißbrenner 1, der von herkömmlicher Ausbildung sein kann, und einer mit dem Schweißbrenner 1 zu einer Baueinheit verbundenen Schutzgaszuführung 2. Mit 3 ist der Schweißdraht bzw. die Schweißelektrode und mit 4 die Schweißnaht zwischen zwei zu verschweißenden Werkstücken bezeichnet, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Rundnaht ist, Jedoch ebensogut eine geradlinige Schweißnaht sein könnte. Der Schweißbrenner 1 mit der Schutzgasführung 2 ist in Pfeilrichtung 5, doh. in Richtung auf die Schweißnaht und in Gegenrichtung, sowie senkrecht zur Pfeilrichtung 5, d.h. senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1, verstellbar, um während des Schweißvorgangs eine exakte Nahtführung, insbesondere eine exakte Nahtmittenführung der Elektrode zu ermöglichen.
Die Schutzgaszuführung 2 ist an einer Halterung 6 des Schweißbrenners 1 einstellbar so gelagert, daß sich ihr der Schutzgaszuführung dienendes Leitrohr 7 mit seiner Rohrachse 8 auf die Schweißstelle bzw. den Lichtbogen 9 ausrichten läßt. Die Halterung 6 besteht aus einem am Schweißbrenner 1 angeordneten Verbindungsstück 10, an dem mittels eines Bolzens 11 ein Drehstück 12 angeschlossen ist, welches über ein Gelenk 13 mit einem Verbindungsstück 14 der Schutzgaszuführung 2 verbunden ist. Das Drehstttck 12 ist um die Achse des Bolzens 11 drehbar, die senkrecht zu der Achse des Gelenks 13 verläuft, Diese Drehgelenkverbindung ermöglicht es, die Schutzgaszuführung genau auf die Schweißstelle 9 auszurichten, so daß das Schutzgas auf die Schweißstelle austritt und die Schweißstelle durch die Schutzgaszuführung hindurch mittels einer Faseroptik od, dgl. beobachtet werden kann. Vorzugsweise ist das Leitrohr 7 der Schutzgaszuführung 2 unter einem Winkel von etwa 50 bis 800 gegenüber der Achse des Schweißbrenners 1 geneigt, was eine einwandfreie Beobachtung der Schweißstelle erlaubt.
Im folgenden wird in Verbindung mit Fig. 2 die Schutzgaszuführung 2 mit dem integrierten optischen Abtastsystem näher beschrieben, Das von einem Isoliermantel 15 umgebene Leitrohr 7 ist an einem Anschlußsttlck 16 angeordnet, das einerseits mit einem Lichtleiter-Anschluß 17 und andererseits mit einem Anschluß 18 für eine Schutzgas-Zuführungsleitung 19 versehen ist. Das aus einem Metallblock od.dgl. bestehende Anschlußstück 16 weist eine durchgehende Bohrung 20 auf, in die das Leitrohr 7 mit seinem hinteren Ende eingesteckt ist. Das Leitrohr 7 stützt sich mit seinem hinteren Ende an einem in die Bohrung 20 eingeschraubten Gewindenippel 21 ab. In die axial durchgehende Bohrung 20 mündet eine spitzwinklig zur Leitrohr-Achse verlaufende Schutzgas-Anschlußbohrung 22. An der Einmündung dieser Bohrung 22 in die Bohrung 20 weist das Leitrohr 7 eine Mantelöffnung auf. Die Anschlußbohrung 22 führt zu einem Anschlußnippel 23, an welchem die aus einer Schlauchleitung bestehende Schutzgas-Zuführungsleitung 19 z.B. mit Hilfe einer Überwurfmutter 24 angeschlossen ist. Das Leitrohr 7 kann leicht lösbar bzw. leicht auswechselbar am Anschlußstück 16 befestigt sein, z0B. mittels einer Steckverbindung, so daß es sich nach vorne aus dem Anschlußstück 16 herausziehen läßt.
Das optische Abtastsystem weist einen Lichtleiter 25 auf, der vorzugsweise aus einer monofilen Glasfaser, oder aber auch aus einem Glasfaserbündel od.dglO, besteht und in einem elastischen Mantel 26 eingebettet ist. Der ummantelte Lichtleiter 25 befindet sich in einem Schutzschlauch 27.
Am Anschlußende ist der Mantel 26 entfernt und der Lichtleiter 25 durch ein rohrförmiges Verbindungsstück 28 hindurch in den Nippel 21 eingeführt, an dem das Verbindungsstück 28 z.B. mittels einer Überwurfmutter 29 lösbar angeschlossen ist, Der Schutzschlauch 27 ist über das rohrförmige Verbindungsstück 28 gezogen, Das Verbindungsstück 28 weist im Inneren eine axiale Führung 30 für den Lichtleiter 25 auf, der mit seinem Ende 31 am Anschlußstück 16 bzw. dem hiermit verbundenen Nippel 21 festgelegt ist, Das Leiterende 31 liegt in der Achse 8 des Leitrohres 7 an dem der Schutzgas-Austrittsöffnung 32 des Leitrohres 7 gegenüberliegenden Leitrohrende, wobei die Schutzgas-Einführung in das Leitrohr 7 zwischen dem Lichtleiterende 31 und der Schutzgas-Austrittsöffnung 32 angeordnet ist. Da das Leitrohr 7 mit seiner Achse 8 exakt auf die Schweißstelle 9 ausgerichtet ist, führt der Strahlengang von der Schweißstelle 9 zum Lichtleiter 25 durch den Schutzgasstrom hindurch. Das von dem Schutzgas durchströmte Leitrohr 7 bildet also zugleich eine die von der Schweißstelle emittierte Strahlung zum Lichtleiter 25 übertragende Ubertragungsstrecke.
Die optische Abtastung der Schweiß stelle 9 durch das der Schutzgaszuführung dienende Leitrohr 7 hindurch hat uOa.
den Vorteil, daß der gesamte Strahlengang, d.h0 die Übertragungsstrecke zwischen der Schweißstelle 9 und dem die Strahlung empfangenden Lichtleiterende 31 durch das Schutzgas von Rauch- und Schmutzpartikeln u.dgl. freigehalten wird, so daß eine einwandfreie optische Übertragung über den Lichtleiter 25 gewährleistet ist. Das Schutzgas spült etwaigen eindringzfien Schmutz aus dem Leitrohr 7. Da Schmutz und Rauch durch das Schutzgas weggeblasen werden, ist Jederzeit eine gute Sicht auf den Schweißlichtbogen bzw. die Schweißstelle 9 gewährleistet. Da sich die Faseroptik an dem rückwärtigen Ende des Leitrohres 7 befindet, ist auch ein weitgehender Schutz der Faseroptik durch Schweißspritzer udglo gegeben.
Der Lichtleiter 25 ist mit seinem anderen Ende an ein (nicht dargestelltes) Emissionsspektrometer angeschlossen, in welchem die Strahlung des Lichtbogens bzw. der Schweißstelle in die einzelnen Spektrallinien zerlegt wird, wobei Jeweils die Intensität einer ausgewählten Spektrallinie photoelektrisch gemessen wird, Dabei kann auch das Verhältnis der Intensitäten bestimmter Spektrallinien, welche bestimmte Legierungsbestandteile der zu verschweißenden Werkstücke repräsentieren, photoelektrisch gemessen werden, wobei das gemessene Verhältnismaß ein Maß für die Menge dieser Bestandteile im Schweißbad ist. Die spektralanalytische Auswertung im Emissionsspektrometer zum Zwecke der Überwachung und/oder Steuerung des Schweißvorgangs ist Gegenstand der älteren Patentanmeldung P 33 44 683.0 und braucht daher hier nicht näher erläutert zu werden.
Es empfiehlt sich, in dem Leitrohr 7 mindestens ein Einsatzstück anzuordnen, welches dessen Innendurchmesser einschnürt und als Schweißspritzer-Fänger dient. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind mehrere Einsatzstücke 33 in Gestalt von Klemmringen, vorzugsweise geschlitzten Federringen, von der Schutzgas-Austrittsöffnung 32 her in das Leitrohr 7 eingeführt. Die Klemmringe werden durch Klemmung im Leitrohr 7 gehalten. Schweißspritzer, die schräg zur Leitrohrachse 8 in dieses eindringen, werden von den Einsatz stücken 33 aufgefangen und können daher nicht zu der Faseroptik am hinteren Leitrohrende gelangen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 dient als Einsatzstück eine Schraubenfeder 34, die von vorn in das Leitrohr 7 eingeführt ist und in diesem durch Klemmung gehalten wird.
Sowohl bei der Ausführungsform nach Fig. 2 als auch bei derJenigen nach Fig, 3 lassen sich die Einsatzstücke 33 bzw. 34 zusammen mit dem aufgefangenen Schmutz nach vorne aus dem Leitrohr 7 herausholen, Es empfiehlt sich, das die emittierte Strahlung empfangende Lichtleiterende 31 durch eine lichtdurchlässige Schutzabdeckung, vorzugsweise eine Quarzglasscheibe od.dgl., abzudecken, so daß auch solche Schweißspritzer, die bis zum hinteren Ende des Leitrohres 7 gelangen, vor dem Lichtleiterende aufgefangen werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 kann die Schutzabdeckung aus einer kleinen Scheibe bestehen, die leicht lösbar und auswechselbar am Ende des Verbindungsstücks 28 befestigt ist, Fig. 3 zeigt eine geänderte Ausführungsform der Schutzgaszuführung 2 mit optischem Abtastsystem, bei dem die Schutzabdeckung drehbeweglich am Anschlußstück 16 gelagert ist, so daß sie um eine parallel zum Leitrohr 7 verlaufende Drehachse gedreht werden kann, Der Nippel 21 weist hier eine seitliche Schlitzöffnung 35 auf, durch die von der Außenseite her eine aus einer kreisrunden Scheibe bestehende Schutzabdeckung 36 in den Nippel einfaßt, so daß sie mit ihrem Außenumfang im Strahlengang vor dem Lichtleiterende 31 liegt.
Ein kleiner Stellmotor 37, z.B. ein Elektromotor, ist an einer Konsole 38 des Anschlußstücks 16 gelagert und dreht die Schutzabdeckung 36 um ihre Achse, wobei im Strahlengang vor dem Lichtleiterende 31 Jeweils von Schweißspritzern freie Umfangsbereiche der Schutzabdeckung liegen. Der Antrieb der Schutzabdeckung 36 kann kontinuierlich oder schrittweise erfolgen. Es besteht auch die Möglichkeit, die Schmutzabdeckung aus einem vom Stellmotor 9 angetriebenen Träger in Gestalt einer kreisförmigen Scheibe herzustellen, die über ihren Umfang verteilt von lichtdurchlässigen Scheiben abgedeckte Öffnungen für den Strahlengang aufweist, die bei schrittweiser Fortschaltung in zeitlicher Aufeinanderfolge vor das Lichtleiterende 31 gebracht werden.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Schweißeinrichtung, bei welcher die Schutzgaszuführung und das optische Abtastsystem unmittelbar mit dem Schweißbrenner 1 zu einer Baueinheit mit kleinen Bauabmessungen vereinigt sind. Der Schutzgas-Zuführungskanal befindet sich hier im Schweißbrenner, wobei die Schutzgas-Austrittsöffnung 39 von dem Mundstück des Brenners gebildet ist, welches zugleich der Durchführung des Schweißdrahtes 3 dient. Am Schweißbrenner ist seitlich ein Rohr 40 fest angeordnet, welches bei 41 in dem Schutzgas-Zuführungskanal 42 des Schweißbrenners 1 mündet, wobei die P1ündung 41 gegenüber der Schutzgas-Austrittsöffnung 39 zurückversetzt ist. An dem rtickwertigen Ende des Rohres 9 ist der Lichtleiter 25 angeschlossen, Das von der Ummentelung 26 befreite Ende des Lichtleiters 25 sitzt in einem Führungsstück 30, das am Rohr 40, vorzugsweise leicht lösbar, befestigt ist. Das Ende 31 des Lichtleiters 25 liegt in der Achse des Rohres 40 und ist zweckmäßig von einer lichtdurchl.issigerl Schutzabdeckung, insbesondere einer Quarzglasplatte od.dgl., abgedeckt, wie dies weiter oben in Verbindung mit den Figuren 2 und 3 beschrieben ist. Das Rohr 40 ist spitzwinklig zur Achse des Brenners 1 angeordnet, im .#ezeigten Ausführungsbeispiel unter einem Winkel von etwa 5 bis 15#. Wesentlich ist, daß die Achse des Rohres 40 genau auf den Lichtbogen bzw. die Schweißstelle 9 ausgerichtet ist, so daß während des Schweißbetriebs die von der Schweißstelle her emittierte Strahlung über den Lichtleiter 25 dem (nicht dargestellten) Emissionss@ektrometer übermittelt werden kann.
Der Brenner 1 weist, wie bekannt, im Inneren eine Isolation 43 und einen Isenstock 44 für den Schutzgasaustritt auf.
Das Schutzgas tritt in Achsrichtung des Brenners durch die Schutzgas-Austrittsöffnung 39 aus. Der Schutzgas-Zuführungskanal 42 im Bereich zwischen der Nündung 41 des Rohres 40 und der Austrlttsöffnung 39 bildet eine vom Schutzgas durchströmte optische Ubertragungsstrccke, so daß auch bei dieser Ausführungsform der Strahlengang von der Schweißstelle 9 zum Lichtleiter 25 durch den Schutzgasstrom hindurchluhrl.
Als zusätzlicher Schutz der Faseroptik gegen Schweißspritzer ist in das ohr 40 eine Spiralfeder 34 eingeführt, die mit Klemmung im Rohr sitzt und sich durch die Schutzgas-Austrittsöffnung 39 hindurch einsetzen und ausbauen läßt. Anstelle der Spiralfeder 34 können auch andere Einsatzstücke als Spritzschutz vorgesehen werden, z*Bo Klemm- bzw. Federringe uOdglo Mit 45 ist das axial im Kanal 42 des Schweißbrenners angeordnete Stromkontaktrohr bezeichnet, durch welches der Schweißdraht 3 hindurchgeluhrt; ist. Das Stromkontaktrohr 45 befindet sich mittig in einer Schutzgasdüse 46, die am Schweißbrenner 1 angeordnet ist, In die Schutzgasdüse 46 ist seitlich das Rohr 40 für die optische Abtastung der Schweißstelle eingeführt. Die Befestigung des Rohres 40 erfolgt mit Isolation bei 47 am ßrennerkörper lo Nie Fig. 2 zeigt, wird zweckmäßig als zusätzlicher Schutz gegen Schweiß spritzer ein Schutzrohr 48 vor dem Lichtleiterende 31 bzw. der vorgenannten Schutzabdeckung angeordnet, dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige des Leitrohres 70 - Leer#eite -

Claims

Ansprüche 1. Schweißeinrichtung für das Schutzgasschweißen, insbesondere für das automatische Lichtbogenschweißen, mit einer Schutzgaszuführung, deren Schutzgas-Zuftui rungskanal mit seiner Austrittsöffnung zur Schweißstelle hin gerichtet ist, und mit einem die von der Schweißstelle emittierte Strahlung zu einem Emissionsspektrometer übertragenden Lichtleiter, insbesondere einem Glasfaserleiter od,dglO, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (25) an der Schutzgaszuführung (2, 46) angeordnet ist, wobei der Strahlengang von der Schweißstelle (9) zum Lichtleiter (25) durch den Schutzgasstrom hindurchführt0 2. Schweißeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die emittierte Strahlung empfangende de Lichtleiterende (31) gegenüber der Schutzgas-Austrittsöffnung (32, 39) zurückversetzt ist und der Schutzgas-Zuführungskanal eine die emittierte Strahlung zum Lichtleiter (25) übertragende Ubertragungsstrecke bildet.

3 Sohweißeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (25) mit einem am Schweißbrenner 1, vorzugsweise einstellbar, angeschlossenen, der Schutzgaszuführung dienenden Leitrohr (7) verbunden ist.

4. Schweißeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrohr (7) gegenüber der Achse des Schweißbrenners (1) um etwa 500 bis 700 geneigt ist.

5. Schweißeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Strahlung empfangende Lichtleiterende (31) zu der Achse (8) des Leitrohres (7) ausgerichtet ist.

6o Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Lichtleiterende (31) an dem der Schutzgas-Austrittsöffnung (32) gegenüberliegenden Ende des Leitrohres (7) angeordnet ist.

7. Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzgas-Einführung in das Leitrohr (7) zwischen dem Lichtleiterende (31) und der Schutzgas-Austrittsöffnung (32) des Leitrohres angeordnet ist.

8. Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrohr (7) mit einem Anschlußstück (16) versehen ist, das einerseits mit einem Lichtleiter-Anschluß (17) und andererseits mit einem Anschluß (18) für die Schutzgas-Zuführungsleitung (19) versehen ist.

9. Schweißeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (16) eine durchgehende Bohrung (20) aufweist, in die das Leitrohr (7) einfaßt und in die eine spitzwinklig zur Leitrohr-Achse (8) verlaufende Schutzgas-Anschlußbohrung (22) einmündet.

10. Schweißeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrohr (7) leicht lösbar, z030 mittels einer Steckverbindung, am Anschlußstück (16) angeordnet ist, 110 Schweißeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schutzgas-Zuführungskanal im Schweißbrenner angeordnet ist und die Schutzgas-Austrittsöffnung der Schweißdraht-Durchführung dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (25) so am Schweißbrenner (1) angeschlossen ist, daß die von der Schweißstelle (9) emittierte Strahlung durch die der Schweißdraht-Durchführung dienende Schutzgas-Austrittsöffnung (39) hindurch auf den Lichtleiter (25) trifft.

12o Schweißeinrichtung nach Anspruch 11, zu, dadurch gekennzeichnet, daß am Schweißbrenner (1) ein Rohr (40) angeordnet ist, welches in dem Schutzgas-Zuführungskanal (42) des Schweißbrenners mündet und an dem der Lichtleiter (25) angeschlossen ist.

13. Schweißeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (40) unter einem spitzen Winkel von 10 bis 300 zur Schweißbrennerachse geneigt ist.

14. Schweißeinrichtung nach einem oder mehreren der Anspr~-che 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Schutzgas-Zuführungskanal mindestens ein ihm im Innendurchmesser einschnürendes Einsatzstück (33, 34) als Schweißspritzer-Fänger lösbar angeordnet ist.

15. Schweißeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (33) aus einem Klemmring, insbesondere einem geschlitzten Federring odOdglO besteht, 16o Schweißeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (34) aus einer Spirale besteht.

17. Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das die Strahlung empfangende Lichtleiterende (31) durch eine lichtdurchlässige Schutzabdeckung (36), vorzugsweise eine Quarzglasscheibe odOdgl., abgedeckt ist, 18. Schweißeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabdeckung (36) gegenüber dem Lichtleiterende (31) beweglich angeordnet ist, 19. Schweißeinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabdeckung (36) oder der dieselbe aufweisende Träger drehbeweglich gelagert ist.

20. Schweißeinrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Schutzabdeckung (36) verstellender Stellmotor (37) vorgesehen ist, 21. Schweißeinrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabdeckung (36) oder der sie tragende Träger aus einer runden Scheibe besteht, die durch eine Schlitzöffnung (35) in den Strahlengang vor dem die Strahlung empfangenden Lichtleiterende (31) eingreift und außerhalb des Strahlengangs drehbar gelagert ist, 22. Schweißeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Leitrohres (7) im Strahlengang ein Schutzrohr (48) vor dem Lichtleiterende (31) bzw. der Schutzabdeckung (36) angeordnet ist.