DE4201477A1

DE4201477A1 - Verfahren zum lichtbogen-verschweissen metallischer werkstuecke

Info

Publication number: DE4201477A1
Application number: DE19924201477
Authority: DE
Inventors: Michael Appel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: APPEL, MICHAEL, 93142 MAXHUETTE-HAIDHOF, DE
Priority date: 1992-01-21
Filing date: 1992-01-21
Publication date: 1993-07-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lichtbogen-Ver schweißen metallischer Werkstücke, zwischen deren zunächst voneinander beabstandeten Schweißpunkten vorab ein Pilot-Lichtbogen oder eine ionisierte Strecke erzeugt und anschließend ein Schweiß-Lichtbogen gezündet wird, der ein örtliches Anschmelzen bewirkt, wonach die Werk stücke zusammengefügt werden, und wobei ein den Lichtbo gen beeinflussendes Magnetfeld erzeugt wird. Ein derarti ges Verfahren ist aus der DE 34 38 043 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden Bolzen an eine Metall platte angeschweißt, wobei der Pilot-Lichtbogen durch Hubzündung gezündet und der Schweiß-Lichtbogen mittels eines Magnetfeldes stabilisiert wird.

Für das Bolzenschweißen liefert dieses bekannte Verfahren hervorragende Ergebnisse, für das Verschweißen größerer Bauteile, so beispielsweise von Haltewinkeln, ist dieses Verfahren jedoch weniger geeignet. Zwar kann durch die Hubzündung auf elegante Weise der Lichtbogen gezündet werden, jedoch ist es nicht möglich, den Ort, an welchem der Lichtbogen zwischen den beiden Werkstücken über springt, genau zu definieren. Gleiches gilt selbstver ständlich für andere Arten der Lichtbogen-Zündung, so beispielsweise durch Regelung der anliegenden elektri schen Spannung oder durch Aufheben einer maximalen Strom flußbegrenzung.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum schutzgaslosen Lichtbogen-Verschweißen metallischer Werk stücke aufzuzeigen, das eine exakte Positionierung des Lichtbogens ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der Pilot- Lichtbogen oder die ionisierte Strecke mittels des Magnetfeldes gezielt positioniert wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens liegt vor, wenn verschiedene Schweißpunkte zwischen den Werkstücken durch Löschen des Schweiß-Lichtbogens und anschließendes Neupositionieren des Pilot-Lichtbogens oder der ionisier ten Strecke und neuerliches Zünden des Schweiß-Lichtbo gens erzeugt werden.

Daß ein Lichtbogen mittels eines Magnetfeldes stabili siert werden kann, ist bereits in der oben genannten Schrift beschrieben. Daß ein Lichtbogen in einer ioni sierten Schutzgasatmosphäre mittels eines Magnetfeldes gezielt geführt werden kann, ist darüber hinaus ebenfalls bekannt, so beispielsweise aus der DE-OS 23 39 818. Nicht bekannt und daher neu ist es jedoch, den Ort eines zwi schen zwei Werkstücken überspringenden Lichtbogens da durch zu bestimmen, daß zunächst eine ionisierte Strecke oder ein Pilot-Lichtbogen gezielt positioniert wird. Diese Positionierung erfolgt dabei durch gezielte Beein flussung des Magnetfeldes und basiert auf der gleichen Grundlage, nach der auch der oben genannte Schweiß-Licht bogen mittels eines Magnetfeldes gezielt geführt wird. Dabei ist es deutlich einfacher, mittels eines Magnet feldes eine ionisierte Strecke oder einen Pilot-Lichtbo gen zu führen, als einen demgegenüber wesentlich strom stärkeren Schweiß-Lichtbogen.

Ist zwischen den beiden Werkstücken ein erster Schweiß punkt definiert, so kann danach an einer weiteren Stelle ein weiterer Schweißpunkt durch neuerliches Zünden des Schweiß-Lichtbogens erzeugt werden. Auch diese weitere Stelle wird durch gezielte Ionisierung, d. h. durch ge zieltes Positionieren einer ionisierten Strecke oder eines Pilot-Lichtbogens mittels eines Magnetfeldes ört lich festgelegt.

Sollen zwischen den miteinander zu verschweißenden Werk stücken mehrere Schweißpunkte erzeugt werden, so kann in jedem einzelnen Schweißpunkt der Schweiß-Lichtbogen so lange aufrecht erhalten werden, bis in diesem Schweiß punkt ein für ein erfolgreiches Verschweißen erforderli ches Anschmelzen erfolgt ist. Deutlich bessere Ergebnisse werden jedoch erzielt, wenn der Schweiß-Lichtbogen in den einzelnen Schweißpunkten nacheinander immer nur für einen kurzen Zeitraum gehalten wird. Bevorzugt in konstanter Reihenfolge wird somit in den einzelnen Schweißpunkten durch Positionieren des Pilot-Lichtbogens oder der ioni sierten Strecke solange neuerlich ein Schweiß-Lichtbogen erzeugt und wieder gelöscht, bis in allen Schweißpunkten ein für das Fügen ausreichendes Anschmelzen erfolgt ist. Anschließend daran werden - wie bekannt - die miteinander zu verschweißenden Werkstücke aneinandergefügt, so daß die angeschmolzenen Bereiche/Schweißpunkte eine innige Schweißverbindung miteinander eingehen.

In einer erfolgreichen Versuchsreihe wurde mit dem erfin dungsgemäßen Verfahren ein Haltewinkel auf einem Blech angeschweißt. Für den Pilot-Lichtbogen bzw. die ioni sierte Strecke sowie den Schweiß-Lichtbogen wurden dabei bei einer Schweißspannung von ca. 60 Volt Stromstärken von 10 Ampere bzw. von bis zu 600 Ampere gemessen. Eine gezielte Verschweißung mit genauer Festlegung der Schweißpunkte erfolgte dabei in zwei, drei oder vier Stellen. Da der gesamte Schweißvorgang äußerst schnell ablief, war kein Einsatz von Schutzgas erforderlich. Bei aufwendigeren Schweißverbindungen oder einer noch größe ren Zahl von Schweißpunkten, zwischen denen kontinuier lich hin und hergesprungen wird, kann jedoch die Zugabe von Schutzgas durchaus empfehlenswert sein. Dies sowie diverse Details kann jedoch durchaus anderweitig gestal tet werden, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu ver lassen.

Claims

1. Verfahren zum Lichtbogen-Verschweißen metallischer Werkstücke, zwischen deren zunächst voneinander be abstandeten Schweißpunkten vorab ein Pilot-Lichtbo gen oder eine ionisierte Strecke erzeugt und an schließend ein Schweiß-Lichtbogen gezündet wird, der ein örtliches Anschmelzen bewirkt, wonach die Werk stücke zusammengefügt werden, und wobei ein den Lichtbogen beeinflussendes Magnetfeld erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Pilot-Lichtbogen oder die ionisierte Strecke mittels des Magnetfeldes gezielt positioniert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erzeugung des Schweiß-Lichtbogens in einem ersten Schweißpunkt dieser Schweiß-Lichtbogen gelöscht wird, daß an schließend der Pilot-Lichtbogen oder die ionisierte Strecke mittels des Magnetfeldes neu positioniert wird und somit ein neuer Schweißpunkt bestimmt wird, in dem danach neuerlich der Schweiß-Lichtbogen gezündet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen Schweißpunkten bevorzugt in konstanter Reihenfolge durch Positionieren des Pilot-Lichtbogens oder der ionisierten Strecke solange neuerlich ein Schweiß- Lichtbogen erzeugt und wieder gelöscht wird, bis in allen Schweißpunkten ein für das Fügen ausreichendes Anschmelzen erfolgt ist.