DE630217C - Einrichtung zum selbsttaetigen elektrischen Lichtbogenschweissen, bei welcher die Schweissdrahtduese eine oszillierende Bewegung quer zur Schweissnaht ausfuehrt - Google Patents

Description

Bibiiotheek

Bur. Ind. Ligenäom
15JTIE1S3F

AUSGEGEBEN AM
23. MAI 1936

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum selbsttätigen elektrischen Lichtbogenschweißen, die insbesondere zur Bearbeitung dickerer und mit abgeschrägten Stoßkanten versehener Werkstücke geeignet ist. Es ist bekannt, der Schweißdrahtdüse eine oszillierende Bewegung quer zur Richtung der Schweißnaht zu erteilen. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, bei dieser oszillierenden Bewegung die Elektroden über die eigentliche Schweißnaht schnell hinwegzubewegen, dagegen an den Umkehrpunkten eine verzögerte Bewegung durchzuführen, um die außen gelegenen Teile der Schweißnaht bzw. der Werkstücke für längere Zeit der Hitze des Lichtbogens auszusetzen und dadurch eine bessere Durchwärmung zu erzielen.

Die Erfindung bezweckt eine weitere Verbesserung und Vereinfachung von Einrichtungen dieser Art und besteht darin, daß . zwischen einer die Schweißdrahtdüse tragenden Stange und einer mit dem Antrieb für die oszillierende Bewegung zwangsläufig gekuppelten Stange eine elastische Kupplung oder Verbindung vorgesehen ist und daß für die die Schweißdrahtdüse tragende Stange verstellbare Anschläge zur Begrenzung ihrer Schwingungsamplitude derart angeordnet sind, daß die Schweißdrahtdüse an den Umkehrpunkten ihrer Schwingungen ihre Bewegung für eine bestimmte Zeit unterbricht.

Die Anwendung einer elastischen Kupplung zwischen den beiden Stangen, welche' die oszillierende Bewegung von dem Antrieb auf die Schweißdrahtdüse übertragen, hat zur Folge, daß ein Bruch im Getriebe vermieden wird und bei ungewolltem hartem Aufsetzen der Elektroden ein Verbiegen derselben verhindert wird. Dadurch werden auch weitere Quellen für fehlerhafte Schweißstellen beseitigt. Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Bearbeitung dickerer Werkstücke, weil die Dauer des Stillsetzens der Schweißdrahtdüse an den Rändern der Schweißnaht beliebig lange eingestellt werden kann.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Abb. ι ist eine perspektivische Ansicht eines selbsttätig wirkenden Schweißkopfes gemäß der Erfindung.

Abb. 2 zeigt eine Teilansicht der die oszillierende Bewegung hervorrufenden Organe,

Abb. 3 einen Schnitt entsprechend der Linie 3-3 nach Abb. 2,

Abb. 4 einen Schnitt gemäß Linie 4-4 nach Abb. 2.

Abb. 5 zeigt schematisch die Wirkung der neuen Vorrichtung. >. ·

In der Zeichnung bedeutet- 1 die Schweißelektrode, welche gegenüber dem Werkstück 2 durch den Schweißkopf 3 selbsttätig bewegt wird. Der Schweißkopf und das Werkstück bewegen sich während des Schweißvorganges relativ zueinander auf irgendeine der bekannten Weisen. Im vorliegenden Falle sitzt der Schweißkopf auf einem Wagen, welcher während des Schweiß Vorganges längs der Schiene 4, welche parallel zur Schweißnaht 5 liegt, entlang fährt.

Die Elektrode wird auf die Schweißnaht zu durch die Düse 6 geführt, welche um den Zapfen 7 eine oszillierende Bewegung ausführen kann. Diese wird der Düse 6 während des Schneidvorganges von einem Motor 8 aus erteilt, und zwar unter Zwischenschaltung des Kurbelgetriebes 9 sowie des Hebel- bzw. Stangensystems 10, 11, 12.

Der Arm 12 ist mit der Düse 6 fest verbunden, so daß beide gleichzeitig bewegt werden. Ihre Bewegung wird begrenzt durch Anschläge 13, gegen welche sich .das obere Ende des Armes 12 legt. Die Anschläge 13 sind in den Schlitzen der Brücke 14 verstellbar; die Brücke 14 ist am Schweißkopf befestigt. Der Hebel 11 ist bei 15 mit dem Hebelarm 12 gelenkig verbunden, und es kann eine Bewegung von dem einen Arm auf den anderen durch eine elastische Verbindung 16 übertragen werden. Diese Anordnung ist besonders in den Abb. 2, 3 und 4 dargestellt, Die nachgiebige Verbindung ermöglicht es, daß der Arm 11 sich gegenüber dem Arm 12 bewegt, insbesondere dann, wenn der Arm 12 durch die Anschläge 13 an einer weiteren Ausschwenkung verhindert ist.

Die Exzentrizität der Kurbel 9 ist einstellbar; durch sie kann auf den Arm 11 eine oszillierende Bewegung übertragen werden, deren Amplitude größer ist als der maximale Ausschlag, den der Arm 12 infolge der Anordnung der Anschläge 13 erfahren kann. Der Motor 8 ist mit der Kurbel 9 durch ein Übersetzungsgetriebe gekuppelt, welches in dem Gehäuse 17 untergebracht ist. Die Geschwindigkeit, mit welcher der Motor 8 umläuft, bzw. das Übersetzungsverhältnis des in dem Gehäuse 17 eingeschlossenen Getriebes können entsprechend der Dicke des zu schweißenden Werkstückes gewählt werden. Häufig ist eine Frequenz von etwa acht Schwingungen pro Minute brauchbar.
Wie aus den Abb. 2, 3 und 4 hervorgeht, wird die Bewegung des Armes 11 auf den Arm 12 durch eine Druckstange 1S und eine Zugstange 19 übertragen. Diese Stangen werden getragen von dem Arm 11 und wirken gleichzeitig auf den Arm 12. Die Druckstange r8 legt sich-einfach gegen den Arm 12, während die Zugstange 19 mit einer Gleitführung 19' ausgerüstet ist, welche den Arm 12 umgibt und eine bestimmte begrenzte Bewegung in einer der Wirkung der Druckstange 18 entgegengesetzten Richtung zuläßt. Die Stangen ι S und 19 werden durch. Federn 20 in die aus den Abb. 2=, 3 und 4 ersichtliche Lage gedrückt.

Wenn dem Arm r 1 eine oszillierende Bewegung erteilt wird, so überträgt sich diese auf den Arm 12, bis dieser sich gegen die einstellbaren Anschläge 13 legt, worauf infolge der elastischen Verbindung sowie der Druckstange 18 und Zugstange 19 eine relative Bewegung zwischen dem Arm 11 und dem Arm 12 eintritt. Die Anordnung der beschriebenen Teile wird so getroffen, daß dem Arm 11 eine oszillierende Bewegung aufgedrückt werden kann, deren Amplitude größer ist als der durch die Anschläge 13 begrenzten Hub des Armes 12. Die Anschläge sind verstellbar ausgebildet, so daß die praktisch zur Wirkung gelangende Amplitude der jeweiligen Breite der Schweißnaht angepaßt werden go kann. Ein Ausführungsbeispiel, aus welchem die beschriebenen Verhältnisse näher hervorgehen, ist in Abb. 5 schematisch dargestellt. Die Abb. 5 zeigt auch die Werkstücke sowie die zwischen beiden vorhandene Schweißnaht. Die Ränder der Stoßkanten sind in an sich bekannter Weise V-förmig abgeschrägt, um eine einwandfreie Schweißung zu ermöglichen. Bei solcher Vorarbeitung der Werkstücke ergibt es sich naturgemäß, daß die Werkstücke nach den- seitlichen Rändern der Schweißnaht zu dicker sind als der mittlere Teil der Schweißnaht. Durch die Einrichtung wird nun erreicht, daß der Lichtbogen über dem dickeren Teil des Werkstückes langer verweilt, als über dein dünneren mittleren Teil, so daß der dickere Werkstückteil die für eine einwandfreie Schweißung erforderliche hohe Temperatur annehmen kann. Wie aus Abb. 5 hervorgeht, würde sich die tio Schweißelektrode zusammen mit der Düse 6 längs der sinusförmigen Kurven 21, 22 oder 23 über dem Werkstück hinwegbewegen, wobei die jeweils eingenommene Kurvenbahn von der Einstellung der Exzentrizität der Kurbei 9 abhängt. Infolge der Anschläge 13 wird die Bewegung des Armes 12 sowie der Düse 6 gehemmt, so daß die Schweißelektrode über einen bestimmten Betrag seitlich von der Schweißnahtmitte sich nicht hinausbewegen kann. Während der den Strecken 24, 25 und in Abb. 5 entsprechenden Zeiten führt

somit die Schweißdüse eine Bewegung quer zur Schweißnahtrichtung nicht aus. Obwohl in der Abbildung nur drei Kurven dargestellt sind, können selbstverständlich je nach der Einstellung der Exzentrizität der Kurbel 9 so^: wohl zwischen als auch außerhalb der Kurven 21 und 23 die Bewegungsbahnen der Schweißdüsc gelegen sein. Der Abstand zweier hintereinanderliegender Punkte, in denen diese Kurven 21 bis 23 durch die Mittelachse der Schweißnaht hindurchgehen, kann dem jeweiligen Bedürfnis der zu schweißenden Werkstücke angepaßt werden.

Durch Entfernung der Anschläge 13 oder durch geeignete Einstellung derselben kann erreicht werden, daß die Elektrode eine vollständig sinusförmige Bewegung ausführt. Durch Abschalten des Motors 8 oder dadurch, daß man der Kurbel 9 die Exzentrizität Null gibt, kann man erzielen, daß die Schweißdüse überhaupt keine oszillierende Bewegung

. ausführt. Die Frequenz der oszillierenden Bewegungen kann durch Änderung der Drehzahl des Motors 8 oder durch entsprechende Änderung des zwischengeschalteten, in dem Gehäuse 17 untergebrachten Übersetzungsgetriebes geregelt werden.

Beim Schweißen dicker Metallteile, bei denen mehrere Schweißraupenlagen übereinandcrgelegt werden müssen, ist es bisweilen zweckmäßig, durch entsprechende Einstellung der Anschläge 13 eine Begrenzung des Ausschlages der Schweißdüse lediglich beim Herstellen der obersten Schweißraupenlage vorzusehen. Auch ist es möglich, die beiden Anschläge 13 verschieden weit von der neutralen Achse entfernt anzuordnen. Hiervon wird man insbesondere dann Gebrauch machen, wenn zwei Werkstückteile verschiedener Dicke

ίο miteinander verschweißt werden sollen. Die Anordnung wird dann so getroffen werden, daß der Schweißdraht sich für längere Zeit dem dickeren Werkstückteil gegenüber befindet, so daß eine hinreichende Erwärmung desselben gewährleistet ist.

Die beschriebene Einrichtung kann in entsprechend abgeänderter Weise sinngemäß auch bei der Gasschmelzschweißung und beim gaselektrischen Schweißverfahren angewendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche: ■■

1. Einrichtung zum selbsttätigen elektrischen Lichtbogenschweißen, insbesondere dickerer und mit abgeschrägten Stoßkanten versehener Werkstücke, bei welcher die Schweißdrahtdüse eine oszillierende Bewegung quer zur Richtung der Schweißnaht ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer die Schweißdrahtdüse (6) tragenden Stange (12) und einer mit dem Antrieb für die oszillierende Bewegung zwangsläufig gekuppelten Stange

(11) eine elastische Kupplung oder Verbindung vorgesehen ist und daß für die die Schweißdrahtdüse (6) tragende Stange

(12) verstellbare Anschläge (13) zur Begrenzung ihrer Schwingungsamplitude derart angeordnet sind, daß die Sch weiß drahtdüse '(6) an den Umkehrpunkten ihrer Schwingungen ihre Bewegung für eine bestimmte Zeit unterbricht. .

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des die Frequenz der Pendelbewegung bestimmenden Motors (8) bzw. die Einstellung des Übersetzungsgetriebes sowie die Exzentrizität des Kurbelgetriebes (9) und die Einstellung der Begrenzungsanschläge (13) für die Schwingungsamplitude entsprechend der Schweißnahtbreite und der Dicke des jeweils zu schweißenden Werkstücks veränderbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen '(11, 12) untereinander durch in beiden Schwenkrichtungen elastische Mitnehmer in Gestalt eines federnden Druckbolzens (18, 20) und einer federnden Zugstange (19, 20) verbunden sind. go

Hierzu I Blatt Zeichnungen