DE965794C

DE965794C - Verfahren und Vorrichtung zum Schutzgaslichtbogenschweissen mit nicht abschmelzender Elektrode und automatischer Schweissdraht-Zufuhr

Info

Publication number: DE965794C
Application number: DEU3073A
Authority: DE
Inventors: Eugene Laur
Original assignee: Union Carbide and Carbon Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1953-12-14
Filing date: 1954-11-19
Publication date: 1957-06-19

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Schutzgaslichtbogenschweißen mit nicht abschmelzender Elektrode und automatischer Schweißdraht-Zufuhr Die Erfindung bezieht sich auf das Schutzgaslichtbogenschweißen mit einer nicht abschmelzenden Elektrode, wobei der Schweißdraht mittels einer selbsttätigen kontinuierlichen Drahtzufuh.rvorrichtung durch ein Führungsrohr zur Schweißstelle vorgeschoben, wird.
Bei diesem Schweißen ist es wichtig, da.B der Draht in denn Moment der Lichtbogenzündung zur sofortigen Metallübertragung in der Lage ist. Das ist äußerst wichtig, denn wenn der Draht sich nicht in; der vorbestimmten Stellung befindet, erhält die Schweißfuge die gesamte Hitze des Lichtbogens und brennt bei Beginn der Schweißung durch oder bildet an einer solchen. Stelle eine Einsenkung. Diese Gefahr besteht so lange, bis der Schweißdraht in den Lichtbogen gebracht ist, doch geschieht dies im allgemeinen erst, wenn der Lichtbogen schon einige Zeit über der Nahtfuge gestanden, hat.
Nach Beendigung der Schwenßung entsteht ein weiteres Problem insofern, als bei Unterbrechung des. Schweißstromes der Draht die Tendenz hat, an das Werkstück »anzufrieren«. Diesem Problem ist im allgemeinen. durch Einsetzen einer Kennmarke am Ende der Schweißnaht begegnet worden.; ist die Elektrode einmal über die Kennmarke hinausgelangt, wird die Drahtzufuhr angehalten, und der Schweißstrom wird erst abgestellt, nachdem der Draht in ausreichender Menge abgeschmolzen ist, um ein derartiges »Anfrieren« zu verhindern.
Bei der hierzu vorgesehenen Vorrichtung ist die Stellung der Steuerschalter und ihre allgemeine Wirkungsfolge nicht von der Art. daß sie die erforderliche enge Koordinierung von Lichtbogenzündung und Drahtzufuhr zulassen, und hieraus folgt wiederum ein Zeitverlust durch die manuelle Berichtigung bei Beginn am Ende der Schweißung.
Die Ziele der Erfindung sind daher die Vermeidung der obenerwähnten Schwierigkeiten beim Start und bei Beendigung der Schweißung und die Beseitigung des Mangels in der Zusammenarbeit der Schalter, welche den Schweißstrom und den Drahtzufuhrrnechan.ismus steuern.
Die Erfindung besteht darin, daß beim Ausschalten des Sch"veißstro.mes das abschmelzende Ende des Schweißdrahtes durch selbsttätige Vergrößerung der zwischen Zuführvorrichtung und dem Führungsrohr befindlichen Schweißdrahtlänge in das Führungsrohr zurückgezogen bzw. beim Widereinschalten des Schweißstromes durch selbsttätige Verkürzung dieser Schweißdrahtlänge aus dem Führungsrohr wieder herausgeschoben wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist mit einem schutzgasumhüllten Schweißkopf versehen, der ein Führungsrohr zur Lenkung des Schweißdrahtes in den vom Lichtbogen erzeugten Puddel aus geschmolzenem Metall aufweist und der ferner eine Drahtzuführvorrichtung sowie eine biegsame Leitung mit einem Einlaßende zur Aufnahme des Drahtes von den Zuführmitteln und mit einem an das Führungsrohr angebrachten Auslaßende besitzt. Gemäß der Erfindung ist dabei das Einlaßende der biegsamen Leitung an, einer Einrichtung befestigt, welche das Einlaßende längs des Drahtes zur Zufuhrvorrichtung hin oder von ihr weg erstsprechend dem Vorhandensein oder Fehlen des Schweißstromflusses bewegen kann. Vorzugsweise ist ein an das Gehäuse der Vorschubrodlen artgebrachter Hebel mit dem Einlaßende der biegsamen Leitung drehbar verbunden, wobei ein durch den Fluß des Schweißstromes erregter Elektromagnet den Hebel betätigt, um dieses Einlaßende gegenüber den Zugrollen. zu bewegen. Da der Draht sich nur nach vorwärts und mit konstanteT Geschwindigkeit bewegt, würde eine Verlängerung. des Abstandes zwischen, dem biegsamen Leitungseingang und den Zufuhrrollen. in der Wirkung das Rohr, durch welches eine bestimmte Drahtlänge gleitet, verlängern und damit eine Verkürzung der aus der Drahtführung herausragenden Drahtlänge in eine Verkürzungsstellung ergeben. Umgekehrt würde eine Verkürzung des Abstandes zwischen dem Leitungseingang und den Zufuhrrollen das Rohr, durch welches dieselbe Drahtlänge gleitet, verkürzen, wodurch der Teil des Drahtes, welcher von der Enddüse zum Bogen herausragt, verlängert wird. Weitere Einzelheiten und Merkmale des Erfindungsgegenstandes sind aus der Darstellung eines Ausführungsbeispiels sowie der folgenden Beschreibung zu entnehmen. Es zeigt Fig. i eine perspektivische Ansicht eines Schwe-ißmaschinenschlittens mit einer mechanischen Drahtzufuhr, die mit einem Drahteinsteller nach der vorliegenden Erfindung versehen ist, und Fig. z ein Diagramm, welches die Einzelheiten der Drahteinstellvorrichtung zeigt.
Die Schweißmaschine weist einen Schlitten C auf, der längs einer Schiene K bewegbar ist und einen Träger B erfordert, der einen, mit inertem Gas geschützten Lichtbogenschweißbrenner T hält, der seinerseits mit einer Düse N zur Führung des Schutzgases ausgestattet ist. Der Schlitten C trägt außerdem eine Haspel R, der den mittels des Motors M angetriebenen Greiferrollen G einen Draht W zuführt. Die Greifer- oder Zugrollen G stoßen den Draht durch eine biegsame Leitung F zu einem Führungsrohr D, das am Träger B einstellbar angebracht ist und den Draht in das Schweißbad führt, das vom durch den Lichtbogen am BrennerT erzeugt und durch das inerte Gas aus der Düse N geschützt wird.
Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Zugrollen G in einem rahmenartigen Gehäuse fo gelagert, das starr am Schlitten C angebracht ist. Die biegsame Leitung F ist so angebracht, daß sie längs des Drahtes W mit Bezug auf das rahmenartige Gehäuse fo und die Rollen G bewegbar ist. Ein. Hebel 12 ist bei 14 am rahmenartigen Gehäuse f o gelenkig angebracht und bei 15 mit der biegsamen Leitung F gelenkig verbunden. Das andere Ende des Hebels 12 ist mit einem Elektromagneten; 16 verbunden, welcher durch Zusammenwirken mit dem den Schweißstrom steuernden Schalter ferngesteuert wird. Zwischen dem Elektromagneten. 16 und dem Ende des Hebels 12 befindet sich eine Rückstellfeder 18.
Die mit vollen Linien veranschaulichte Stellung des Gelenksystems (Fig.2) stellt den Abschaltzustand des Elektromagneten mit der sich dabei ergebenden zurückgezogenen Stellung 2o des Drahtes in bezug auf die Elektrode dar; bei dieser Stellung kann eine Metallübertragung nicht stattfinden. Bei Zufuhr von Schweißstrom wird der Elektromagnet sofort erregt und wirkt gegen die Rückstellfeder, so daß das Gelenksystem in die in gestrichelter Linie dargestellte Stellung geführt wird, bei welcher der Abstand zwischen dem Einlaß der biegsamen Leitung und den Zugrollen verkürzt wird, wodurch wiederum das freie Ende des Drahtes zum Lichtbogen hin in die gestrichelt veranschaulichte Stellung 21 hereingeschoben wird, so daß die Einschmelzung des Metalls stattfinden kann.
Da das Zünden des Lichtbogens und die Erregung des Elektromagneten zum Zwecke der Einstellung des Drahtes durch den den Schweißstrom steuernden Schalter koordiniert wird, ist den Bedingungen für einen sofortigen Metallzusatz bei Beginn der Schweißurig .entsprochen.. Am Endteil der Schweißnaht wird durch Abschalten des Stromes der Elektromagnet entregt, so daß die Rückstellfeder automatisch eine Zurückziehung des Drahtes bewirkt, wodurch eine weitere Metallübertragung und das sich hierbei ergebende schädliche »Anfrieren« des Drahtes an das Werkstück verhindert wird.
Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung ergibt sich ein selbsttätiger Arbeitsgang mit einer selbsttätigen Vorrichtung, mittels deren Zeit gespart, die Wirksamkeit gesteigert und das Erfordernis von Endmarken entbehrlich werden, so daß vor allem die Wirtschaftlichkeit des Schweißens verbessert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren. zum Schutzgaslichtbogenschweißen mit einer nicht abschmelzenden Elektrode, bei dem ein Schweißzusatzdraht mittels einer selbsttätigen kontinuierlichen Drahtzuführvorrichtung durch ein Führungsrohr zur Schweißstelle vorgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausschalten des Schweißstromes das abschmelzende Ende des Schweißdrahtes durch selbsttätige Vergrößerung der zwischen Zuführvorrichtung und dem Führungsrohr befindlichen Schweißdrahtlänge in das Führungsrohr zurückgezogen bzw. beim Wiedereinschalten des Schweißstromes durch selbsttätige Verkürzung dieser Schweißdrahtlänge aus denn Führungsrohr wieder herausgeschoben wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßende der biegsamen Leitung an einer Einrichtung befestigt ist, welche das Einlaßende längs des Drahtes zur Zufuhrvorrichtung hin oder von ihr weg bewegt, entsprechend dem Vorhandensein oder Fehlen des Schweißstromflusses.
3. Vorrichtung nach Anspruch a, dadurch g& - kennzeichnet, daß die Einrichtung einen Hebel aufweist, der auf einem Gelenk am rahmenartigen Gehäuse der Drahtzufuhrvorrichtung drehbar gelagert ist und auf einen Zapfen am Einlaßende der Leitung einwirkt, wobei der Hebel mit einem Elektromagneten. wirksam verbunden ist, der vom Schweißstrom beaufschlagt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 360 16o.