NO843000L

NO843000L - PROCEDURE AND WELDING APPARATUS

Info

Publication number: NO843000L
Application number: NO843000A
Authority: NO
Inventors: Christopher Francis Geo Baxter
Original assignee: Secr Defence Brit
Priority date: 1982-11-30
Filing date: 1984-07-24
Publication date: 1984-07-24
Also published as: IT1205348B; IT8349400A0; JPS59502093A; EP0126133A1; GB2132540A; GB8331210D0; WO1984002099A1; KR840006776A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en mekanisert fremgangsmåte for sveising av et arbeidsstykke samt apparat for utførelse av en sådan fremgangsmåte. The present invention relates to a mechanized method for welding a workpiece as well as an apparatus for carrying out such a method.

En problem som vanligvis oppstår ved sveising av fuger er at fugegeometrien vil variere betraktelig på grunn av variasjoner i fugesammenstillingen og forskjeller fra omgang til omgang ved sveisning i flere omganger. I tung-industrien kan f.eks. rotgapet, hvilket vil si den minste avstand mellom to arbeidsstykker, variere mellom 0 og 10-12 mm eller mer. En ytterligere komplikasjon er at de termis-ke og mekaniske spenninger som opptrer ved sveising kan forskyve platene under sveiseprosessen og føre til en fuge hvis geometri ikke bare varierer på grunn av de foreliggende problemer ved fugdannelsen, men også kontinuerlig og uforutsett med tiden. Hvis fugen sveises manuelt, kan en viss kompensasjon utføres av sveiseren. Det foreligger imidlertid øket behov for mekaniserte sveisesysterner, og ved et sådant system opptrer ingen kompensasjon. Ved sveising i flere omganger er sveisefugen ikke bare gjenstand for de ovenfor angitte problemer, men også for' problemene ved innstilling og nyinnstilling av sveisesystemet ved overgang fra en omgang til den neste. A problem that usually arises when welding joints is that the joint geometry will vary considerably due to variations in the joint assembly and differences from round to round when welding in several rounds. In the heavy industry, e.g. the root gap, which means the smallest distance between two workpieces, varies between 0 and 10-12 mm or more. A further complication is that the thermal and mechanical stresses that occur during welding can displace the plates during the welding process and lead to a joint whose geometry not only varies due to the existing problems with joint formation, but also continuously and unpredictably over time. If the joint is welded manually, some compensation can be performed by the welder. However, there is an increased need for mechanized welding tanks, and with such a system no compensation occurs. When welding in several passes, the welding joint is not only subject to the above-mentioned problems, but also to the problems of setting and resetting the welding system when transitioning from one pass to the next.

For å kunne gi en viss utligning av disse problemer er tidligere sveisedammen blitt pendlet over sveiseskjøtens bredde etterhvert som sveiseprosessen skrider frem. Under ideelle forhold kan f.eks. tykkelsen av det metall som legges på for hver passasje av sveisepistolen være f.eks. 5 mm. For å sikre nedsmeltning av sveisestrengen ved en fuge med varierende geometri, er det nødvendig å innstille pendlebredden i tilpasning til fugen. Hvis fugen utvider seg eller en annen sveiseomgang startes, må pendlebredden økes og sveisestrengens tykkelse vil følgelig bli nedsatt til f.eks. 3 mm. Videre kan det også hende at sveisestrengens grunnform også endres til en utformning som ikke kan god-tas. Ved mekanisert sveising er det meget vanskelig å håndtere en sveiseskjøt med forskjellig fylningstakt på forskjellige steder, da sveisepistolens posisjon i forhold til arbeidsstykkets overflate må varieres kontinuerlig. In order to offset these problems to some extent, the welding pond has previously been oscillated across the width of the welding joint as the welding process progresses. Under ideal conditions, e.g. the thickness of the metal that is applied for each pass of the welding gun, be e.g. 5 mm. To ensure melting of the welding string at a joint with varying geometry, it is necessary to set the pendulum width in adaptation to the joint. If the joint expands or another welding cycle is started, the pendulum width must be increased and the thickness of the welding string will consequently be reduced to e.g. 3 mm. Furthermore, it may also happen that the basic shape of the welding string also changes to a design that cannot be accepted. In mechanized welding, it is very difficult to handle a welding joint with different filling rates in different places, as the position of the welding gun in relation to the surface of the workpiece must be varied continuously.

Når således konvensjonelle sveisesystemer står overfor sveisefuger med varierende geometri, fører disse problemer til at péndlebredden bare kan innstilles (eller varieres) innenfor et meget begrenset område hvis sveiseskjøtens integritet med hensyn til nedsmeltning, strengform og fylningsgrad skal opprettholdes. Når en sveiseomgang er full-ført kan det likeledes hende at sveisesystemet i sin helhet må nyinnstilles før en påfølgende omgang påbegynnes, for derved å bibeholde sveiseskjøtens integritet. Thus, when conventional welding systems are faced with welding joints with varying geometry, these problems lead to the fact that the pendular width can only be set (or varied) within a very limited range if the integrity of the weld joint with regard to melting, string shape and degree of filling is to be maintained. When a welding round has been completed, it may also happen that the welding system as a whole must be readjusted before a subsequent round is started, in order thereby to maintain the integrity of the weld joint.

I henhold til foreliggende oppfinnelse går en mekanisert sveisemetode av et arbeidsstykke ut på at arbeidsstykket og sveiseelektroden beveges i forhold til hverandre langs en pendlebane, mens bevegelsehastigheten (T), pendlebredden (W) og pendlingens grunnfrekvens (F), som alle vil bli nærmere definert i det følgende, reguleres i samsvar med følg-ende ligninger: According to the present invention, a mechanized method of welding a work piece involves moving the work piece and the welding electrode relative to each other along a oscillating path, while the speed of movement (T), the oscillating width (W) and the oscillating fundamental frequency (F), all of which will be further defined in the following, is regulated in accordance with the following equations:

hvor w, v, x og y er konstanter og koeffisienter som kan være avhengig av sveisefugens vinkel 6 og sveiseelektrodens nedsmeltningstakt V (elektrodens matehastighet). where w, v, x and y are constants and coefficients that may depend on the welding joint angle 6 and the welding electrode's melting rate V (electrode feed rate).

Bevegelseshastigheten (T) er den hastighet som pendlebanen gjennomløpes med i sveisefugens hovedretning. Pendlings-bredden (W) er den nominelle avstand vinkelrett på bevegel-sens hovedretning mellom påfølgende ytterpunkter av pendlebanen. Pendlingens grunnfrekvens (F) er pendlebanens be-vegelsefrekvens uten hvileperioder ved ytterendene. The speed of movement (T) is the speed with which the pendulum path is traversed in the main direction of the weld joint. The commuting width (W) is the nominal distance perpendicular to the main direction of movement between successive extreme points of the commuting path. The fundamental frequency of the commute (F) is the movement frequency of the commute without rest periods at the extreme ends.

I den enkleste form av sveiseforholdene hvor 6 og V er kon- In the simplest form of the welding conditions where 6 and V are con-

stant, er også w, v, x og y alle konstanter.stant, w, v, x and y are also all constants.

I en utførelseform hvor sveiseposisjonen 6, nemlig fugevinkelen ut i fra horisontalretningen, inngår som en vari-abel, vil w, v, x og y være koeffisienter i avhengighet av e. In an embodiment where the welding position 6, namely the joint angle from the horizontal direction, is included as a variable, w, v, x and y will be coefficients depending on e.

Forholdene mellom T, W og F blir da:The relationships between T, W and F then become:

hvor a, b, c, d, e, g, h og k alle er konstanter. where a, b, c, d, e, g, h and k are all constants.

Ved en alternativ utførelseform hvor sveiseelektroden smel-tes ned i en sveisedam i varierende takt V med 6 konstant, vil de ligninger som forbinder T, W og F bli: In an alternative embodiment where the welding electrode is melted down in a welding pool at a varying rate V with 6 constant, the equations connecting T, W and F will be:

hvor 1, m, n, p, q, r, s og u alle er konstanter. where 1, m, n, p, q, r, s and u are all constants.

Det er funnet av hvis de innbyrdes sammenheng som er angitt ovenfor blir fulgt, vil det bli frembragt flate, sammen-hengende og velformede sveisestrenger, uavhengig av be-traktninger med hensyn til fugetilpasning eller overgang mellom sveiseomganger. It has been found that if the interconnections stated above are followed, flat, coherent and well-shaped welding strings will be produced, regardless of considerations with regard to joint adaptation or transition between welding rounds.

Hvis således noen av de angitte parametere er vesentlig forskjellig fra de som tilfredsstiller sveiseligningene vil det enten bli fremstilt en ikke godtagbar innhul sveisestreng (som således vil ha lavere fylningsgrad enn den optimale), eller ikke godtagbare toppede sveiser (på grunn av en overdreven fylningsgrad). If any of the specified parameters are significantly different from those that satisfy the welding equations, either an unacceptable hollow weld string will be produced (which will therefore have a lower degree of filling than the optimum), or unacceptable topped welds (due to an excessive degree of filling) .

Fortrinnsvis reguleres pendlebredden (W) i samsvar med sveiseposisjonen (e) eller nedsmeltningstakten (V) således at pendlingens grunnfrekvens (F) og bevegelsehastigheten (T) automatisk fastlegges ved de angitte ligninger. På denne måte er det mulig å anvende et stort område av pendlebredder mens integriteten opprettholdes med hensyn til nedsmeltning, strengform og optimal fylningsgrad i skjøten. De problemer som foreligger med hensyn til varierende fugegeometri ved anvendelse av mekaniserte sveisesystemer er således overvunnet. Preferably, the oscillating width (W) is regulated in accordance with the welding position (e) or the melting rate (V) so that the oscillating fundamental frequency (F) and the speed of movement (T) are automatically determined by the specified equations. In this way, it is possible to use a large range of pendulum widths while maintaining the integrity with regard to meltdown, string shape and optimal degree of filling in the joint. The problems that exist with regard to varying joint geometry when using mechanized welding systems have thus been overcome.

Hvis pendlebredden skal anvendes som regulerende parameter, må det utnyttes en fremgangsmåte for å fastlegge hvilken pendlebredde som er påkrevet, og denne kan være av konven-sjonell art, f.eks. elektrisk eller optisk. If the pendulum width is to be used as a regulatory parameter, a method must be used to determine which pendulum width is required, and this can be of a conventional nature, e.g. electrical or optical.

De korrekte konstanter innenfor gruppen a til y må fastlegges for den foreliggende spesielle sveiseprosess. Når to eller flere av sveiseomgangene rotsveising, fyllsveisning og toppsveising skal utføres, innstilles fortrinnsvis vedkommende konstanter i gruppen a til y for hver type av sveiseomgang. The correct constants within the group a to y must be determined for the particular welding process in question. When two or more of the welding operations root welding, filler welding and top welding are to be carried out, the relevant constants in the group a to y are preferably set for each type of welding operation.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan ikke bare anvendes for MIG-sveisning, men også for de fleste øvrige The method according to the invention can not only be used for MIG welding, but also for most others

sveiseprosesser, slik som f.eks. TIG-sveising, plasmasveis-ing eller sveising hvor sveisetråden har flussmiddelkjerne, samt også ved mer avanserte prosesser som omfatter sveising med elektronstråle eller laserstråle. welding processes, such as e.g. TIG welding, plasma welding or welding where the welding wire has a flux core, as well as in more advanced processes that include welding with electron beam or laser beam.

Foreliggende oppfinnelse gjelder også et apparat for mekanisert sveising av et arbeidsstykke og som omfatter en sveiseelektrode, utstyr for å bevege arbeidsstykket og sveiseelektroden i forhold til hverandre langs en pendlebane, samt innretninger for å regulere bevegelsehastigheten (T), pendlebredden (W) og pendlingens grunnfrekvens (F), som alle er definert ovenfor, i samsvar med følgende sveiseligninger: The present invention also applies to an apparatus for mechanized welding of a workpiece and which comprises a welding electrode, equipment for moving the workpiece and the welding electrode in relation to each other along a pendulum path, as well as devices for regulating the speed of movement (T), the pendulum width (W) and the fundamental frequency of the oscillation (F), all of which are defined above, in accordance with the following welding equations:

hvor w, v, x, y er konstanter eller koeffisienter som kan være avhengig av fugevinkelen (e) og sveiseelektrodens nedsmeltningstakt (V). where w, v, x, y are constants or coefficients that may depend on the joint angle (e) and the welding electrode's melting rate (V).

Fremgangsmåte og apparat i henhold til oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av utførelseeksempler og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Method and apparatus according to the invention will now be described in more detail with the help of design examples and with reference to the attached drawings, after which:

Fig. 1 viser et blokkskjema av sveiseapparatet.Fig. 1 shows a block diagram of the welding apparatus.

Fig. 2A viser skjematisk og i perspektiv en del av sveiseapparatet . Fig. 2A shows schematically and in perspective part of the welding apparatus.

Fig. 2B viser apparatet i fig. 2A sett fra enden.Fig. 2B shows the apparatus in fig. 2A seen from the end.

Fig. 2C viser en del av en planskisse av apparatet i fig. 2A. Fig. 2C shows part of a plan view of the apparatus in fig. 2A.

Fig. 2D viser skjematisk sveiseplanet.Fig. 2D schematically shows the welding plane.

Fig. 3A og 3B viser to pendlingsmønstre.Fig. 3A and 3B show two commuting patterns.

Fig. 4 viser pendlebreddens variasjon med bevegelsehastigheten og pendlingens grunnfrekvens for en gitt matehastighet for elektroden. Fig. 5 viser forskjellige sveisestrengformer ved en gitt matningshastighet for elektroden. Fig. 6 (i) til 6 (iii) gir eksempler på sveisetverrsnitt med forskjellige sveiseskjøter utført i flere omganger. Fig. 7 (i) og 7 (ii) to praktiske arrangementer av fig. 1. Fig. 4 shows the variation of the pendulum width with the speed of movement and the fundamental frequency of the oscillation for a given feed rate for the electrode. Fig. 5 shows different welding string shapes at a given feed rate for the electrode. Fig. 6 (i) to 6 (iii) give examples of welding cross-sections with different welding joints performed in several rounds. Fig. 7 (i) and 7 (ii) two practical arrangements of fig. 1.

Det sveiseapparat som er vist i fig. 1 er et apparat av typen metall/inert gass (MIG) hvor gasstilførselen er ute-latt for klarhetens skyld. Dette apparat omfatter en pend-leregulator 1, en forprogrammerer 2, en effektkilde 3, en føringsmotor 4, en trådmateenhet 5 og et pendlingshode 6. En elektrodetråd 7 mates inn fra mateenheten 5 mot et arbeidsstykke 8, slik det vil være vel kjent. The welding apparatus shown in fig. 1 is an apparatus of the metal/inert gas (MIG) type where the gas supply has been omitted for the sake of clarity. This apparatus comprises a commutator regulator 1, a pre-programmer 2, a power source 3, a guide motor 4, a wire feeding unit 5 and a commutating head 6. An electrode wire 7 is fed in from the feeding unit 5 towards a workpiece 8, as will be well known.

I dette apparat beveges arbeidsstykket 8 under elektrode- tråden 7 ved hjelp av motoren 4, og tråden 7 bringes til å svinge på tvers av bevegelseretningen av arbeidsstykket 8, således at en pendlebane 9 (figurene 2A-2C) blir beskrevet. Denne prosess kan kjennetegnes ved tre parametere. For det første føringshastigheten (T) som er den effektive hastighet i retning av sveisefugen, slik som angitt ved pilen 10 i fig. 2A. For det annet pendlebredden (W) som er angitt ved henvisningstallet 12 i fig. 3A og er lik avstanden på tvers av fugelinjen 11 mellom ytterpunktene av pendlebanen 9. For det tredje pendlingens grunnfrekvens (F) som er proporsjonal med perioden mellom påfølgende sykler av pendlebanen 9. Hvis hvileperioder 13 (fig. 3B) ved pendlingens ytterpunkter inngår i pendlebanen 9, vil det være en lengre effektiv pendleperiode mellom syklene, og dette bør skjelnes fra den tidligere definerte pendlingens grunnfrekvens . In this apparatus, the workpiece 8 is moved under the electrode wire 7 by means of the motor 4, and the wire 7 is caused to swing across the direction of movement of the workpiece 8, so that a pendulum path 9 (figures 2A-2C) is described. This process can be characterized by three parameters. Firstly, the feed speed (T) which is the effective speed in the direction of the welding joint, as indicated by arrow 10 in fig. 2A. Secondly, the pendulum width (W) indicated by reference number 12 in fig. 3A and is equal to the distance across the joint line 11 between the extreme points of the commuting path 9. Thirdly, the commuting fundamental frequency (F) which is proportional to the period between successive cycles of the commuting path 9. If rest periods 13 (fig. 3B) at the extreme points of the commuting are included in the commuting path 9, there will be a longer effective commuting period between the cycles, and this should be distinguished from the previously defined commuting basic frequency.

Disse tre variable er vist å ha sammenheng ved følgende ligningspar. These three variables are shown to be related by the following pair of equations.

hvor a' til e<1>er konstanter. where a' to e<1> are constants.

Det har vist seg at disse ligninger kan forenkles til: It has been shown that these equations can be simplified to:

hvor w, v, x, y er konstanter. where w, v, x, y are constants.

Dette ligningspar representerer grunnformen for synkron sveising i samsvar med foreliggende oppfinnelse. I den enkleste form er w, v, x, y konstanter som er en funksjon av sveisetypen, hvilket vil si at de kan være forskjellige for en rotsveising sammenlignet med en fyllsveising eller en toppsveising. Ved forprogrammering og valg av hensiktsmessig program i samsvar med det foreliggende trinn i ut-førelse av sveiseprosessen, kan sveiseskjøten fullføres uten at det er nødvendig å innstille eller nyinnstille noen som helst parameter bortsett fra pendlebredden W. Denne pendlebredde må kontinuerlig innstilles i samsvar med fuge-pasningen og vedkommende sveiseomgang, idet pendlebredden f.eks. vil være mindre for den første fyllomgang enn for den annen, og så videre, forutsatt at den fastlagte fuge ikke har parallelle sider. This pair of equations represents the basic form for synchronous welding in accordance with the present invention. In the simplest form, w, v, x, y are constants that are a function of the weld type, meaning they can be different for a root weld compared to a fill weld or a top weld. By pre-programming and selecting the appropriate program in accordance with the present step in the execution of the welding process, the welding joint can be completed without it being necessary to set or readjust any parameter except the pendulum width W. This pendulum width must be continuously set in accordance with the joint - the fit and the relevant welding cycle, as the pendulum width e.g. will be less for the first filling round than for the second, and so on, provided that the joint established does not have parallel sides.

Ved sådan anvendelse er variablene klart W, T og F og reguleres i samsvar med pendlebredden W. Konstantene kan omfatte trådmatningens hastighet (V), sveiseposisjonen (©) og hvileperiodene ved pendlingens ytterpunkter og som kan eller ikke kan inngå i pendlesyklen. In such an application, the variables are clearly W, T and F and are regulated in accordance with the pendulum width W. The constants may include the speed of the wire feed (V), the welding position (©) and the rest periods at the extreme points of the pendulum which may or may not be included in the pendulum cycle.

Det vil være åpenbart at konstantene w, v, x og y ytterligere er avhengig av sveiseposisjonen 0 og sveisetrådens matehastighet (V). It will be obvious that the constants w, v, x and y are further dependent on the welding position 0 and the welding wire feed speed (V).

I en utførelseform hvor trådmatehastigheten V holdes konstant, er det vist at: In an embodiment where the wire feed speed V is kept constant, it is shown that:

hvor a, b, c, d, e, g, h, k er konstanter. where a, b, c, d, e, g, h, k are constants.

Ved innsetning i ligningene (1) fåes: Inserting into equations (1) gives:

Ved et alternativt arrangement hvor sveiseelektroden ned smeltes i en sveisedam i varierende takt V og fugevinkelen © er konstant, er det vist at konstantene w, v, x, og y kan representeres ved: In an alternative arrangement where the welding electrode is melted down in a welding pool at a varying rate V and the joint angle © is constant, it has been shown that the constants w, v, x, and y can be represented by:

hvor 1, m, n, p, q, r, s, uer konstanter. where 1, m, n, p, q, r, s, uer are constants.

Ved atter å sette inn i ligningene (1) oppnås: By inserting again into the equations (1), we obtain:

Forholdet mellom pendlebredde og henholdsvis bevegelsehastighet og pendlingens grunnfrekvens er for en gitt matehastighet for elektroden og en gitt sveiseposisjon 9 vist i fig. 4. Hvis således en tilfredsstillende sveis oppnås med en pendlebredde Wl, en bevegelsehastighet Tl samt en grunnfrekvens Fl for pendlingen, kan disse verdier tilpas-ses på hensiktsmessig måte når det blir nødvendig å øke pendlebredden til en verdi W2 ved å regulere bevegelsehastigheten T og pendlingens grunnfrekvens F til å anta ver-diene henholdsvis T2 og F2. Et kontinuerlig sammenheng opprettes mellom hver av de tre parametere og tillater således tilpasning til et stort område av pendlebredder. Alternativt kunne naturligvis enten bevegelsehastigheten eller pendlingens grunnfrekvens være regulert i stedet for pendlebredden. The relationship between pendulum width and respectively movement speed and the fundamental frequency of the oscillation is for a given feed rate for the electrode and a given welding position 9 shown in fig. 4. If a satisfactory weld is thus achieved with a pendulum width Wl, a movement speed Tl and a fundamental frequency Fl for the oscillation, these values can be adapted in an appropriate way when it becomes necessary to increase the pendulum width to a value W2 by regulating the movement speed T and the oscillation fundamental frequency F to assume the values T2 and F2 respectively. A continuous relationship is created between each of the three parameters and thus allows adaptation to a large range of pendulum widths. Alternatively, of course, either the movement speed or the fundamental frequency of the oscillation could be regulated instead of the oscillation width.

Fig. 5 viser hvorledes sveisestrengens profil varierer når det optimale innbyrdes parameterforhold ikke foreligger. Det optimale forhold er vist bare i avhengighet av bevegelseshastigheten i dette spesielle tilfelle. Hvis det optimale forhold ikke er oppnådd, vil dette føre til en inn hul sveisestreng 14 eller en toppet streng 15. Denønskede flate sveisestreng er vist ved henvisningstallet 16. Fig. 5 shows how the profile of the welding string varies when the optimum mutual parameter ratio does not exist. The optimal ratio is shown only in dependence on the speed of movement in this particular case. If the optimum ratio is not achieved, this will result in a hollow welding string 14 or a peaked string 15. The desired flat welding string is shown at reference number 16.

For å bestemme de korrekte konstanter som kreves fra gruppen a til y i det angitte iigningsforhold er det nødvendig å utføre et antall innledende sveiseomganger, og resultatene av disse tilføres den synkrone sveiseregulator 1. Konstantene og koeffisientene innstilles i forprogrammerings-enheten 2 og pendlingsregulatoren er deretter i stand til å styre bevegelsehastigheten og pendlebredden i samsvar med de korrekte ligningssammenheng. Det er funnet at i de til-feller hvor forskjellige typer sveiseomganger er påkrevet, slik som ved sveiseprosesser i flere omganger, kan det hende at variasjonen av bevegelsehastigheten med pendlebredden kan avvike fra en sveiseomgang til en annen. Figurene 6 (i) til 6 (iii) viser forskjellige sveiseskjøter som er utført i flere omganger, og som hver omfatter en rotsveising R samt minst en toppsveising C. Fig. 6 (i) viser flere mellomliggende fyllomganger, mens fig. 6 (ii) viser en skjøt med toppsveis både på oversiden og undersiden for tildekning av to fyllomganger på oversiden og en sådan omgang på undersiden. Variasjonene av bevegelsehastigheten (T) med pendlebredden (V) for rotomganger, fyllomganger og toppomganger er vist i den øvre del av fig. 4. Variasjonen av pendlebredden W med pendlingens grunnfrekvens F varierer imidlertid også med den foreliggende type sveiseomgang. In order to determine the correct constants required from the group a to y in the specified fitting ratio, it is necessary to carry out a number of initial welding rounds, the results of which are fed to the synchronous welding regulator 1. The constants and coefficients are set in the pre-programming unit 2 and the oscillating regulator is then in able to control the speed of movement and the pendulum width in accordance with the correct equations. It has been found that in cases where different types of welding rounds are required, such as with welding processes in several rounds, it may happen that the variation of the speed of movement with the pendulum width can deviate from one welding round to another. Figures 6 (i) to 6 (iii) show different welding joints which have been carried out in several rounds, and each of which comprises a root weld R and at least one top weld C. Fig. 6 (i) shows several intermediate filling rounds, while fig. 6 (ii) shows a butt weld joint on both the upper side and the lower side to cover two rounds of filling on the upper side and one such round on the lower side. The variations of the movement speed (T) with the pendulum width (V) for root turns, fill turns and top turns are shown in the upper part of fig. 4. The variation of the oscillating width W with the fundamental frequency F of the oscillating also varies, however, with the current type of welding cycle.

To mulige variasjoner av den sveiseregulering som er vist i fig. 1 kan anvendes i avhengighet av sveiseutstyrets utformning. Fig. 7 (i) viser den enkleste regulering hvor ©, V og type sveiseomgang er forprogrammert og pendlebredden (W) 71 overvåket av en passende føler, mens regulatoren 1 avgir et passende styresignal 72 (W) til pendlehodet for derved å styre pendlingens bredde samt i synkronisme også avgir signalene 73 (F) til pendlehodet for å styre pendlefrekvensen samt 74 (T) til motoren 4 for å regulere pendle hodets hastighet langs sveisefugen. Fig. 7 (ii) representerer sannsynligvis det mest kompliserte system, som krever tre elektriske følere. En overvåker av pendlebredden avgir breddeinformasjon 75 (W) til regulatoren 1 slik som tidligere. 76 gir vinkelinformasjon 77 (©), mens trådmateenheten 5 gir informasjon 78 om sveisetrådens nedsmeltningstakt V til regulatoren 1. I dette tilfelle er bare den ønskede type sveiseomgang forprogrammert (79), mens regulatoren styrer pendlebredden og synkront regulerer pendlefrekvensen og pendlehodets hastighet slik som i det arrangement som er angitt i fig. 7 (i). Two possible variations of the welding regulation shown in fig. 1 can be used depending on the design of the welding equipment. Fig. 7 (i) shows the simplest regulation where ©, V and type of welding cycle are pre-programmed and the pendulum width (W) 71 monitored by a suitable sensor, while the regulator 1 emits a suitable control signal 72 (W) to the pendulum head to thereby control the width of the pendulum as well as in synchronism also emit the signals 73 (F) to the pendulum head to control the pendulum frequency and 74 (T) to the motor 4 to regulate the speed of the pendulum head along the welding joint. Fig. 7 (ii) probably represents the most complicated system, which requires three electrical sensors. A monitor of the pendulum width transmits width information 75 (W) to the regulator 1 as before. 76 provides angle information 77 (©), while the wire feed unit 5 provides information 78 about the welding wire melting rate V to the regulator 1. In this case, only the desired type of welding cycle is pre-programmed (79), while the regulator controls the pendulum width and synchronously regulates the pendulum frequency and the pendulum head speed as in the arrangement indicated in fig. 7 (i).

I et utførelseeksempel som utnytter det ovenfor angitte ligningsforhold (2), og hvor en sveisefuge fylles under en trådmatehastighet på 3,25 m/min og et sveiseplan (6) på 90° samt omfatter en hvileperiode 13 på 0,8 sekunder ved pendlingenes ytterender, foreligger følgende verdier for de forskjellige konstanter: In an exemplary embodiment that utilizes the equation (2) stated above, and where a welding joint is filled under a wire feed speed of 3.25 m/min and a welding plane (6) of 90° and includes a rest period 13 of 0.8 seconds at the outer ends of the oscillations , the following values are available for the various constants:

I drift programmeres informasjoner slik som hvileperioden ved pendlingens ytterender, elektrodetrådens omfang, sveisefugens geometri, sveiseretningen, pendlemønsteret samt konstantene a til y inn i den synkrone forprogrammerer 2. Driften av føringsmotoren 4 og pendlehodet 6 reguleres så av den synkrone pendlingsgenerator 1, 2 i samsvar med det tidligere spesifiserte ligningssammenheng. Den type sveiseomgang som skal anvendes, matetrådens hastighet og sveiseposisjonen kan enten forprogrammeres eller anvendes i kombinasjon som par eller inviduelt i samvirke med den synkrone sveiseregulator. Oppfinnelsen er særlig anvendbar i denne sammenheng da alle variasjoner i sveisebevegelsen reguleres utelukkende ved pendlebredden så snart forpro- grammeringen er fullført. Utstyr med åpenbart også være anordnet for å fastlegge den korrekte pendlebredde, og dette kan utføres ved hjelp av hvilken som helst vanlig fremgangsmåte samt kan omfatte slike midler som anvendelse av lysstråler, laserstråler eller mekaniske sonder. In operation, information such as the rest period at the extreme ends of the oscillation, the extent of the electrode wire, the geometry of the weld joint, the welding direction, the oscillation pattern and the constants a to y are programmed into the synchronous preprogrammer 2. The operation of the guide motor 4 and the oscillation head 6 is then regulated by the synchronous oscillation generator 1, 2 in accordance with the previously specified equation context. The type of welding cycle to be used, the speed of the feed wire and the welding position can either be pre-programmed or used in combination as a pair or individually in cooperation with the synchronous welding regulator. The invention is particularly applicable in this context as all variations in the welding movement are regulated exclusively by the pendulum width as soon as the pre-programming is completed. Equipment with obviously also be arranged to determine the correct pendulum width, and this can be carried out using any usual method and can include such means as the use of light beams, laser beams or mechanical probes.

Skjønt pendlebanen 9 er vist med et sikksakkmønster, kan den også omfatte en enkel harmonisk bevegelse eller et mer komplisert bevegelsemønster. Oppfinnelsen kan også anvendes ved andre sveiseskjøter enn den beskrevne buttskjøt, f.eks. ved fyllsveising. Den synkrone sveisemetode kan ved anvendelse av hensiktsmessig apparatur anvendes ved om-kretsskjøter eller sadelskjøter i tillegg til lengdeskjøt-er. Although the shuttle path 9 is shown with a zigzag pattern, it may also comprise a simple harmonic movement or a more complicated movement pattern. The invention can also be used for welding joints other than the butt joint described, e.g. by filler welding. The synchronous welding method can, by using appropriate equipment, be used for circumferential joints or saddle joints in addition to longitudinal joints.

Claims

1. Method for mechanized welding of a joint in a workpiece and which comprises a welding electrode as well as equipment for moving the workpiece and the welding electrode in relation to each other along a pendulum path, characterized in that a device is arranged to regulate the welding electrode's movement speed T in parallel with the longitudinal extent of the welding joint, as well as a device for regulating the pendulum width W measured mainly perpendicular to the length of the welding joint and a device for regulating the fundamental frequency of the oscillation F, T, W and F being controlled so that:

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the melting rate V for the welding electrode is constant, while the joint angle © is constant or predetermined so that w, v, x and y are all constants.

3. Method as stated in claim 1, characterized in that the welding electrode's melting rate W is kept constant while w, v, x and y are each directly proportional to the joint angle 0, so that the welding is regulated in accordance with the following equations:

where a, b, c, d, e, g, h and k are constants.

4. Method as specified in claim 3, characterized in that the joint angle © is measured and the welding electrode's melting rate V is set in advance.

5. Method as stated in claim 1, characterized in that the joint angle is constant or predetermined and w, v, x and y here are directly proportional to V, so that the welding is regulated in accordance with the following equations:

where 1, m, n, p, q, r, s and u are constants.

6. Procedure as specified in claims 2-5, characterized in that the constants are determined in advance in accordance with the type of welding process to be used.

7. Method as specified in claim 6, characterized in that the welding electrode performs more than one movement round in relation to the workpiece and the constants are determined in advance for each welding round, as stated above.

8. Method as specified in claims 1-7, characterized in that the pendulum width W is measured in relation to the joint being welded.

9. Apparatus for mechanized welding of a joint in a workpiece, and which comprises a welding electrode as well as equipment for moving the workpiece and the welding electrode in relation to each other along a pendulum path, characterized in that the apparatus comprises devices for regulating the speed of movement T, the pendulum width W and the oscillation fundamental frequency F, all as previously defined, in accordance with the following equations:

11. Apparatus as specified in claim 9 or 10, characterized in that it includes equipment for measuring the pendulum width W (71, 75) in relation to the weld joint.

12. Apparatus as stated in claims 9-11, characterized in that the welding electrode's melting rate V is maintained constant, while the joint angle 6 is constant or determined in advance in such a way that w, v, x and y are all constants.

13. Apparatus as specified in claims 9-11, characterized in that the welding electrode's melting rate V is maintained constant, while w, v, x and y are each directly proportional to the joint angle © and the welding is regulated in accordance with the following equations:

where a, b, c, d, e, g, h and k are constants.

14. Apparatus as specified in claims 9-11, characterized in that the joint angle © is constant or predetermined, while w, v, x and y are each directly proportional to the welding electrode's melting rate and the welding is regulated in accordance with the following equations:

where 1, m, n, p, q, r, s and u are constants.