WO2013045214A1 - VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM SCHWEIßEN UND SCHWEIßTEIL - Google Patents

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM SCHWEIßEN UND SCHWEIßTEIL Download PDF

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WO2013045214A1
WO2013045214A1 PCT/EP2012/067118 EP2012067118W WO2013045214A1 WO 2013045214 A1 WO2013045214 A1 WO 2013045214A1 EP 2012067118 W EP2012067118 W EP 2012067118W WO 2013045214 A1 WO2013045214 A1 WO 2013045214A1
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WO
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pendulum
welding
electrode
narrow gap
workpieces
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PCT/EP2012/067118
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French (fr)
Inventor
Karl-Heinz Gunzelmann
Henning Hanebuth
Heinz-Ingo Schneider
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/0216—Seam profiling, e.g. weaving, multilayer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts
    • B23K9/0213—Narrow gap welding

Definitions

  • the invention relates to a device for welding
  • housing parts such as manhole necks, pipe sockets, pipelines or guide blade profiles, can be completely or at least partially welded in on the entire circumference.
  • housing parts are heavily chamfered chamfered on their wall or areas and sealed manual or auto ⁇ matically below.
  • the welding device is guided around the thick-walled housing part in one direction.
  • the bypassing of the housing part with the welding apparatus to supply hoses and Ver ⁇ supply cable of the welding device thus wrap in a direction of rotation around the welding equipment or twisted. Then that's it
  • the device according to the invention is used for welding, in particular ⁇ special for welding, of workpieces.
  • the device according to the invention has a pendulum electrode, which is designed to Be ⁇ description of a pendulum.
  • the pendulum electrode is arranged or formed such that the
  • Pendulum of the pendulum electrode is rotatable relative to other Tei ⁇ len of the device.
  • the device has a housing, preferably an outer housing, wherein the pendulum is rotatable relative to at least a part of this housing.
  • the pendulum path of the pendulum electrode can be particularly advantageous in the course of a gap which is defined by the welded joint. housing part and other parts, in which the housing part is submit ⁇ weld, formed, follow.
  • the mo ⁇ mentane pendulum of the pendulum electrode can be adjusted in terms of its orientation as far as the progress of the Engspalts that it is not necessary to align other parts of the device or even the entire pre ⁇ direction on the course of Engspalts result was ⁇ ner rotation , henceswei ⁇ se may be un- performed depending on the orientation of the narrow gap portions of the device, advantageously a housing such as in particular an outer casing in a fixed orientation.
  • the device comprises a housing and the pendulum is rotatably ge ⁇ genüber at least a portion of the housing.
  • this part of the housing forms a handle or a guide of the device or has a handle or guide.
  • the device can be handled or guided on at least this part of the housing.
  • the device according to the invention has at least one connection for a supply cable or a supply hose, wherein the pendulum electrode is angeord ⁇ net or formed such that their pendulum is rotatable against ⁇ over this connection.
  • connection preferably has a media coupling that is multi-directional and in particular continuously rotatable at least in one direction.
  • the aforementioned connection part of the media coupling in particular ⁇ special an input side of the media coupling or connected to this.
  • the device has a, in particular continuously, in at least one and preferably both Rich ⁇ tions with respect to the pendulum way rotatable media coupling to Connection to a supply cable and / orparticularlysschlau ⁇ ches on.
  • the media coupling for coupling of media such as cooling water, inert gas and / or
  • welding current formed in the case of the device according to the invention, as known per se, the aforementioned media and / or welding current can be supplied and used for an optimized welding process.
  • the media coupling of the device according to the invention comprises a coaxial or concentric arrangement of the pendulum electrode and a gas nozzle.
  • the arrangement also includes a secondary, adjustable drag guard.
  • the pendulum electrode is attached to a shaft.
  • the device has a concentric arrangement of the shaft and a gas nozzle.
  • the swing electrode can be particularly easily rotated together with a pendelelektrodensei- term clutch side of the media coupling.
  • the media coupling can be inexpensively and at the same time dense ⁇ forms. Consequently, a protective gas atmosphere is in
  • the media feed is designed in the manner of a hollow shaft which completely surrounds the pendulum electrode, through which media can be supplied. In this way, the media supply is particularly simple.
  • the device has a drive, which is designed to drive the pendulum electrode, ie, the drive on ⁇ puts the pendulum electrode in pendulum motion.
  • the oscillating electrode is connected to a shaft in particular ⁇ sondere rotation.
  • the drive is in this Wei ⁇ ter Struktur of the invention, preferably the side of the shaft, in particular remotely and advantageously at least not on, sheep Tachs arranged and attacks suitably laterally on the shaft.
  • the device according to the invention can be advantageously avoided the winding of supply cables and / or supply hoses. Consequently, it is also unnecessary to return the device counter to the original direction of movement along the narrow gap. Rather, the gap can be traversed as often as desired in one and the same direction of movement, so that the welding process is not subject to changes in direction or breaks. Consequently, it is possible according to the invention to weld thick-walled housing parts a fuller , faster and safer full extent.
  • the device has means which are formed for detecting the orientation of the narrow gap relative to the pendulum path of the pendulum electrode ⁇ .
  • control means are provided, which are designed to control the orientation of the pendulum path.
  • the orientation of the Engspalts can detect re ⁇ tively to the pendulum swing of the pendulum electrode and successor quietly the pendulum to the orientation of the Engspalts is easy to adjust in particular automatically.
  • An adaptation of the alignment of the pendulum path to the orientation of the narrow gap can be so particularly simple and in particular automatically gene ⁇ gene.
  • the pendulum electrode itself forms such a means for detecting the orientation of the narrow gap or is at least part of such means.
  • control means to such From ⁇ direction of the shuttle path are formed such that the the control means to such From ⁇ direction of the shuttle path.
  • the means for detecting the orientation of the narrow gap relative to the pendulum path of the pendulum electrode with ⁇ tel for detecting an electrical resistance between the pendulum electrode and workpiece to be welded. This electrical resistance depends on the distance between the pendulum electrode and the welding workpiece. Consequently, the swing electrode can in a sense advertising used as a sensor for the Ori ⁇ -orientation of the side of a Engspalts itself to.
  • the pendulum path is always rotated in such a way that the pendulum path runs transversely to the longitudinal extent of the gap, ie the pendulum electrode oscillates transversely to the longitudinal extent of the gap.
  • Narrow gap welding used a self-contained gap.
  • the method is used for the narrow gap welding and more particularly to a narrow gap welding gesche ⁇ NEN located in the narrow gap.
  • the method is used for welding a workpiece.
  • the welding part according to the invention is welded to a device and / or by a method according to one of the preceding claims.
  • the welding part comprises in a development of the invention at least part of a guide vane, a turbine or a turbine rotor or is or comprises one of the pre ⁇ called components.
  • the invention further relates to a device which has a welded part, welded according to a method described above. Furthermore, a system comprising such a device or such a welded part is the subject of the invention.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention for welding workpieces schematically in a perspective view
  • Figure 2 shows the inventive method for welding of
  • the apparatus shown in FIG. 1 for welding in workpieces has a shaft 5 with a pendulum electrode 10.
  • the shaft 5 is surrounded on its outer periphery by a toothed wheel, through which the shaft 5 is guided concentrically and with which the shaft 5 is rotatably connected.
  • This gear forms the output side 20 of a Zahnradge ⁇ drive 15.
  • the input side 25 of the gear transmission 15 is also formed as a gear.
  • the input side 25 of the gear transmission 15 is coupled to a shaft 30 of a motor 35.
  • the shaft 30 extends with its longitudinal extent parallel and laterally offset from that of the shaft 5.
  • the shaft 30 rotatable via the motor 35 drives the shaft 5 for rotation upon rotation by means of the toothed gear 15.
  • the pendulum electrode 10 is rotatably connected to the shaft 5 to the rotatable shaft 5.
  • the spherical electrode 10 is opposite a sol ⁇ chen portion 60 of the outer housing (s. Fig. 2) is rotatably supported, on which the device has a handle (not shown in detail).
  • the welding tip 38 of the pendulum electrode 10 intended for welding describes a pendulum path.
  • the pendulum path of the pendulum electrode 10 can be characterized by a circular arc, which is swept by the welding tip 38 of the pendulum electrode 10 in their pendulum motion.
  • the pendulum electrode 10 is connected to the shaft 5 in a
  • a welding bead 45 is deposited by means of the pendulum electrode 10.
  • Zvi ⁇ 's pendulum electrode 10 and weld bead 45 is formed in known manner an electric arc (in the drawing not shown).
  • pendulum electrode 10, arc and weld metal 45 or the narrow gap 40 forming workpieces 50 form an electrical conductor, ⁇ sen electrical resistance of the distance of the pendulum electrode 10 and the workpieces 50 depends.
  • Narrow gap 40 reduces the distance between the pendulum electrode 10 and workpieces 50 on the distance of the pendulum electrode 10 and the side walls 55 of the narrow gap 40.
  • the thus during the pendulum movement of the pendulum electrode 10 periodically changing electrical resistance between the pendulum electrode 10 and workpieces 50 is over a Monitoring device (not shown in the drawing) monitors, which is electrically connected to the pendulum electrode 10 and the workpieces 55.
  • the changing electrical resistance is timed and converted by the measuring device into an average orientation of the pendulum electrode 10 relative to the narrow gap 40, that is to say a time-centered position of the narrow-gap electrode 10 in the narrow gap 40.
  • the motor 35 is driven in such a way that the pendulum path of the pendulum electrode 10 is realigned such that the translation of the motor 35, translated by the toothed gear 15, results in a deflection of the narrow slot electrode 10 that is symmetrical about the longitudinal extent of the narrow slot 40.
  • the pendulum electrode 10 is oriented in the ge in Figure 1 ⁇ showed welding machine such that the mittle ⁇ re orientation of the pendulum electrode 10 in the longitudinal extension 100 (s. Fig. 2) of the Engspalts 40 extends.
  • the welding tip 38 of the pendulum electrode 10 oscillates in a direction substantially perpendicular to the longitudinal extent 100 of the narrow gap 40 direction 70 between the sides 55 of the narrow gap 40 back and forth, without touching these side walls 55.
  • Narrow gap 40 shown is the deflection of the pendulum electrode 10 is always transverse, substantially in the direction 70 perpendicular to the local longitudinal extent 100 of
  • Engspalts 40 in the vicinity of the pendulum electrode 10 orien- ted The average orientation of the pendulum electrode 10 executed ⁇ gene coincides 100 of Engspalts 40 with the orientation of the longitudinal extension. This orientation also corresponds to rade of the movement of the welding head along the trajectory of the narrow gap 40.
  • the part 36 of the outer housing 37 which surrounds the shaft 5 circumferentially, has the shape of a shaft 5 vice ⁇ benden hollow shaft and forms part of a stipulatezu ⁇ management .
  • the hollow shaft is connected to the output side 20 of the gearwheel ⁇ gearbox.
  • a fluid connection of the hollow shaft to a clutch-side coupling side 80 of a media clutch (not shown in its entirety) is realized.
  • the coupling side 80 is formed rotationally symmetrical to the axis of the shaft 5 and arranged concentrically to this.
  • the media coupling is designed to supply cooling liquid.
  • the hollow shaft may be designed to supply protective gas.
  • the workpieces 50 shown in FIG. 1 form, in the welded state, with the welding bead 45 in FIG
  • the welding part forms in the embodiment shown, a portion of a guide vane ⁇ .
  • the welding part 90 forms in its entirety a guide vane or at least a part of a turbine or a turbine rotor or a
  • Welding part which has one or more of the aforementioned Bau ⁇ parts.

Abstract

Die Vorrichtung zum Schweißen von Werkstücken weist eine Pendelelektrode (10) mit einem Pendelweg (70) auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelelektrode derart angeordnet und/oder ausgebildet ist, dass ihr Pendelweg drehbar gegenüber Teilen (60) der Vorrichtung ist. Das Verfahren zum Engspaltschweißen ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Engspaltschweißen genutzt wird. Das Schweißteil ist geschweißt mit einer solchen Vorrichtung und/oder nach einem solchen Verfahren.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zum Schweißen und Schweißteil Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schweißen von
Werkstücken, ein Verfahren zum Schweißen, ein Schweißteil sowie eine Vorrichtung und eine Anlage.
Es ist bekannt, dickwandige Werkstücke mit komplex verlaufen- den Schweißverbindungen zu schweißen. Beispielsweise lassen sich Gehäuseteile, etwa Mannlochstutzen, Rohrstutzen, Rohrleitungen oder Leitschaufelprofile, ganz oder zumindest teil¬ weise umfänglich und vollflächig einschweißen. Dazu werden solche dickwandigen Gehäuseteile an ihren Wandbereichen stark angeschrägt oder angefast und nachfolgend manuell oder auto¬ matisiert eingeschweißt.
Typischerweise wird dabei das Schweißgerät lediglich wenige Male in einer Richtung vollumfänglich um das dickwandige Ge- häuseteil herumgeführt. Bei dem Umfahren des Gehäuseteils mit dem Schweißgerät wickeln sich Versorgungsschläuche und Ver¬ sorgungskabel des Schweißgeräts daher in einer Drehrichtung um das Schweißgerät auf oder verdrillen. Dann ist das
Schweißgerät entgegengesetzt der ursprünglichen Umlaufrich- tung um das dickwandige Gehäuseteil herumzuführen, um die
Versorgungsschläuche und die Versorgungskabel wieder zu ent¬ wickeln oder zu entdrillen.
Es ist bekannt, auch bei der Umkehrung der Umlaufrichtung des Schweißgeräts mit dem Schweißen selbst fortzufahren. Jedoch bleibt eine Vor- und Rückwärtsführung des Schweißgeräts er¬ forderlich. Ferner muss stets eine aufwändige Fase an die miteinander zu verbindenden Gehäuseteile angearbeitet werden. Folglich sind derart geschweißte Schweißteile oder solche Schweißteile umfassende Vorrichtungen nur aufwändig fertig¬ bar . Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Schweißen von Werkstücken, ein Verfahren zum Schweißen von Werkstücken sowie ein Schweißteil und eine diese umfassende Vorrichtung und eine Anlage bereitzustellen, bei welchen die Nachteile des Standes der Technik nicht auftreten.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen, einem Verfahren mit den in Anspruch 8 angegebenen Merkmalen, einem Schweißteil mit den in An- spruch 11 angegebenen Merkmalen und mit einer Vorrichtung mit den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen sowie mit einer Anlage gem. Anspruch 14 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Schweißen, insbe¬ sondere zum Einschweißen, von Werkstücken. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Pendelelektrode auf, die zur Be¬ schreibung eines Pendelweges ausgebildet ist. Die Pendel- elektrode ist derart angeordnet oder ausgebildet, dass der
Pendelweg der Pendelelektrode drehbar gegenüber übrigen Tei¬ len der Vorrichtung ist. Insbesondere weist die Vorrichtung ein Gehäuse, vorzugsweise ein Außengehäuse, auf, wobei der Pendelweg drehbar gegenüber zumindest einem Teil dieses Ge- häuses ist.
Unter einem Pendelweg im Sinne dieser Erfindung ist derjenige Weg zu verstehen, welcher von der Schweißspitze der Pendelelektrode bei pendelnder Pendelelektrode überstrichen wird.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schweißen von
Werkstücken ist es einerseits nicht erforderlich, Wandungen von Werkstücken, insbesondere Gehäuseteilen, vor dem Schweißen oder Einschweißen anzufasen. Ferner ist es darüber hinaus möglich, die Werkstücke durch Engspalt-Schweißen zu schweißen oder einzuschweißen. Besonders vorteilhaft kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Pendelweg der Pendelelektrode dem Verlauf eines Spaltes, der durch das einzuschweißende Ge- häuseteil und weitere Teile, in die das Gehäuseteil einzu¬ schweißen ist, gebildet ist, folgen. Dies bedeutet, der mo¬ mentane Pendelweg der Pendelelektrode lässt sich infolge sei¬ ner Drehbarkeit hinsichtlich seiner Ausrichtung soweit an den Verlauf des Engspalts anpassen, dass es nicht erforderlich ist, weitere Teile der Vorrichtung oder gar die gesamte Vor¬ richtung am Verlauf des Engspalts auszurichten. Beispielswei¬ se können Teile der Vorrichtung, zweckmäßig ein Gehäuse wie insbesondere ein Außengehäuse, in einer fixen Ausrichtung un- abhängig von der Ausrichtung des Engspaltes geführt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung ein Gehäuse auf und ist der Pendelweg drehbar ge¬ genüber zumindest einem Teil des Gehäuses. Vorzugsweise bil- det dieser Teil des Gehäuses eine Handhabe oder eine Führung der Vorrichtung oder weist eine Handhabe oder Führung auf. Vorteilhaft kann die Vorrichtung so an zumindest diesem Teil des Gehäuses gehandhabt oder geführt werden. Infolge der Drehbarkeit des Pendelweges ist die Orientierung des Pendel- weges nicht infolge der Orientierung der Handhabe oder der Führung zumindest des Teils des Gehäuses festgelegt.
Zweckmäßig weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest eine Anbindung für ein Versorgungskabel oder einen Versor- gungsschlauch auf, wobei die Pendelelektrode derart angeord¬ net oder ausgebildet ist, dass ihr Pendelweg drehbar gegen¬ über dieser Anbindung ist.
Bevorzugt weist bei der erfindungemäßen Vorrichtung die An- bindung eine zumindest in einer Richtung mehrfach und insbesondere fortwährend drehbare Medienkupplung auf. Zweckmäßig ist die vorgenannte Anbindung Teil der Medienkupplung, insbe¬ sondere eine Eingangsseite der Medienkupplung oder mit dieser verbunden .
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine, insbesondere fortwährend, in zumindest eine und vorzugsweise beide Rich¬ tungen gegenüber dem Pendelweg drehbare Medienkupplung zur Anbindung eine Versorgungskabels und/oder Versorgungsschlau¬ ches auf. Zweckmäßigerweise ist die Medienkupplung zur Ein- kupplung von Medien wie Kühlwasser, Schutzgas und/oder
Schweißstrom ausgebildet. Auf diese Weise können bei der er- findungsgemäßen Vorrichtung wie an sich bekannt die vorgenannten Medien und/oder Schweißstrom zugeführt und für einen optimierten Schweißprozess genutzt werden.
Geeigneterweise umfasst die Medienkupplung der erfindungsge- mäßen Vorrichtung eine koaxiale oder konzentrische Anordnung der Pendelelektrode und einer Gasdüse. Insbesondere umfasst die Anordnung zudem einen sekundären, anpassbaren Schleppschutz. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Pendelelektrode an einem Schaft befestigt. Vorteilhaft weist dabei die Vorrichtung eine konzentrische Anordnung des Schafts und einer Gasdüse auf. In den vorge¬ nannten Weiterbildungen der Erfindung kann die Pendelelektrode besonders einfach gemeinsam mit einer pendelelektrodensei- tigen Kupplungsseite der Medienkupplung gedreht werden. So kann die Medienkupplung unaufwendig und zugleich dicht ausge¬ bildet werden. Folglich ist eine Schutzgasatmosphäre im
Schweißbereich auf einfache Weise sichergestellt.
Bevorzugt weist die Anbindung eine Medienzuführung auf oder speist eine Medienzuführung, welche die Pendelelektrode um¬ fänglich umgibt. Insbesondere ist die Medienzuführung in der Art eines die Pendelelektrode vollumfänglich umgebenden Hohlschafts ausgebildet, durch welches Medien zugeführt werden können. Auf diese Weise ist die Medienzuführung besonders einfach ausgebildet.
Geeignet weist die Vorrichtung einen Antrieb auf, welcher zum Antrieb der Pendelelektrode ausgebildet ist, d.h., der An¬ trieb versetzt die Pendelelektrode in Pendelbewegung. Ideal- erweise ist dabei die Pendelelektrode an einem Schaft insbe¬ sondere drehfest angebunden. Der Antrieb ist in dieser Wei¬ terbildung der Erfindung bevorzugt seitlich des Schafts, insbesondere fern und vorteilhaft zumindest nicht an, der Schaf- tachse angeordnet und greift zweckmäßigerweise seitlich an dem Schaft an. Mittels dieser Anordnung kann entlang der Achse des Schafts genügend Bauraum für eine Medienkupplung vorgesehen sein, sodass eine Medienkupplung konstruktiv unauf- wändig vorgesehen sein kann.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich vorteilhaft das Aufwickeln von Versorgungskabeln und/oder Versorgungsschläuchen vermeiden. Folglich ist es auch nicht erforder- lieh, die Vorrichtung entgegen der ursprünglichen Bewegungsrichtung entlang des Engspalts zurückzuführen. Vielmehr kann fortwährend in ein- und derselben Bewegungsrichtung der Spalt beliebig oft durchlaufen werden, so dass der Schweißprozess nicht Richtungsänderungen oder Abbrüchen unterliegt. Folglich ist es erfindungsgemäß möglich, dickwandige Gehäuseteile ein¬ facher, schneller und sicherer vollumfänglich einzuschweißen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung Mittel auf, welche zur Erfassung der Orientierung des Engspalts relativ zum Pendelweg der Pendelelektrode aus¬ gebildet sind. Zudem sind Steuermittel vorgesehen, welche zur Steuerung der Ausrichtung des Pendelweges ausgebildet sind. Auf diese Weise lässt sich die Orientierung des Engspalts re¬ lativ zum Pendelweg der Pendelelektrode erfassen und nachfol- gend der Pendelweg an die Orientierung des Engspalts einfach und insbesondere selbsttätig anpassen. Eine Anpassung der Ausrichtung des Pendelwegs an die Orientierung des Engspalts kann so besonders einfach und insbesondere selbsttätig erfol¬ gen. Zweckmäßigerweise bildet die Pendelelektrode selbst ein solches Mittel zur Erfassung der Orientierung des Engspalts oder ist zumindest Teil eines solchen Mittels.
Geeigneterweise sind die Steuermittel zu einer solchen Aus¬ richtung des Pendelwegs ausgebildet, dass sich das zum
Schweißen vorgesehene Ende der Pendelelektrode im zeitlichen Mittel in einer Richtung fortstreckt, deren in der den Spaltverlauf und den Pendelweg umfassenden Ebene liegende Kompo¬ nente mit dem Verlauf des Spaltes zusammenfällt. Zweckmäßig umfasst das Mittel zur Erfassung der Orientierung des Engspalts relativ zum Pendelweg der Pendelelektrode Mit¬ tel zur Erfassung eines elektrischen Widerstands zwischen Pendelelektrode und zu schweißendem Werkstück. So ist gerade dieser elektrische Widerstand vom Abstand von Pendelelektrode und zu schweißendem Werkstück abhängig. Folglich kann die Pendelelektrode gewissermaßen selbst als Sensor für die Ori¬ entierung der Seitenwandung eines Engspalts herangezogen wer- den.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Schweißen von Werkstücken wird eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Vorrich¬ tung genutzt. Zweckmäßigerweise wird bei der erfindungsgemä- ßen Vorrichtung der Pendelweg stets derart gedreht, dass der Pendelweg quer zur Längserstreckung des Spaltes verläuft, d.h. die Pendelelektrode quer zur Längserstreckung des Spalts pendelt . Vorteilhaft wird das erfindungsgemäße Verfahren zum
Engspaltschweißen eines in sich geschlossenen Spaltes genutzt .
Vorzugsweise wird das Verfahren zum Engspaltschweißen und insbesondere zum Engspaltschweißen eines in sich geschlosse¬ nen Engspaltes genutzt.
Geeigneterweise wird das Verfahren zum Einschweißen eines Werkstücks genutzt.
Das erfindungsgemäße Schweißteil ist mit einer Vorrichtung und/oder nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche geschweißt. Das Schweißteil umfasst in einer Weiterbildung der Erfindung zumindest einen Teil einer Leitschaufel, einer Turbine oder eines Turbinenläufers oder ist oder umfasst eines der vorge¬ nannten Bauteile. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung, welche ein Schweißteil, geschweißt nach einem zuvor beschriebenen Verfahren, aufweist. Ferner ist eine Anlage aufweisend eine solche Vorrichtung oder ein solches Schweißteil Gegenstand der Erfindung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zei¬ gen :
Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einschweißen von Werkstücken schematisch in einer perspektivischen Darstellung und
Figur 2 das erfindungsgemäße Verfahren zum Einschweißen von
Werkstücken mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einschweißen von Werkstücken gemäß Figur 1 in einer Prinzipskizze.
Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung zum Einschweißen von Werkstücken weist einen Schaft 5 mit einer Pendelelektrode 10 auf. Der Schaft 5 ist an seinem Außenumfang von einem Zahnrad umgeben, durch welches der Schaft 5 konzentrisch hindurchgeführt und mit welchem der Schaft 5 drehfest verbunden ist. Dieses Zahnrad bildet die Ausgangsseite 20 eines Zahnradge¬ triebes 15. Die Eingangsseite 25 des Zahnradgetriebes 15 ist ebenfalls als Zahnrad ausgebildet. Die Eingangsseite 25 des Zahnradgetriebes 15 ist an einen Schaft 30 eines Motors 35 gekoppelt. Der Schaft 30 erstreckt sich mit seiner Längs¬ erstreckung parallel und seitlich versetzt zu derjenigen des Schafts 5. Der über den Motor 35 drehbare Schaft 30 treibt bei Drehung mittels des Zahnradgetriebes 15 den Schaft 5 zur Drehung an. An den drehbaren Schaft 5 wiederum ist die Pendelelektrode 10 gegenüber dem Schaft 5 drehfest angebunden. Infolge der drehfesten Anbindung der Pendelelektrode 10 an den Schaft 5 ist die Pendelelektrode 10 gegenüber einem sol¬ chen Teil 60 des Außengehäuses (s. Fig. 2) drehbar gehalten, an welchem die Vorrichtung eine Handhabe (nicht im Einzelnen dargestellt) aufweist.
Bei Drehung der Pendelelektrode 10 beschreibt die zum Schwei- ßen vorgesehene Schweißspitze 38 der Pendelelektrode 10 einen Pendelweg. Der Pendelweg der Pendelelektrode 10 lässt sich mit einem Kreisbogen charakterisieren, der von der Schweißspitze 38 der Pendelelektrode 10 bei ihrer Pendelbewegung überstrichen wird.
Die Pendelelektrode 10 wird mit dem Schaft 5 in einem
Engspalt 40 geführt. In diesem Engspalt 40 wird mittels der Pendelelektrode 10 eine Schweißraupe 45 abgeschieden. Zwi¬ schen Pendelelektrode 10 und Schweißraupe 45 bildet sich in an sich bekannter Weise ein Lichtbogen (in der Zeichnung nicht dargestellt) aus. Dabei bilden Pendelelektrode 10, Lichtbogen und Schweißgut 45 beziehungsweise die den Engspalt 40 bildende Werkstücke 50 einen elektrischen Leiter aus, des¬ sen elektrischer Widerstand vom Abstand der Pendelelektrode 10 und den Werkstücken 50 abhängt. Bei dem dargestellten
Engspalt 40 reduziert sich der Abstand von Pendelelektrode 10 und Werkstücken 50 auf den Abstand der Pendelelektrode 10 und den Seitenwänden 55 des Engspalts 40. Der sich folglich während der Pendelbewegung der Pendelelektrode 10 periodisch än- dernde elektrische Widerstand zwischen Pendelelektrode 10 und Werkstücken 50 wird über eine Messeinrichtung (nicht in der Zeichnung dargestellt) überwacht, die elektrisch leitend mit der Pendelelektrode 10 und den Werkstücken 55 verbunden ist. Der sich ändernde elektrische Widerstand wird zeitlich gemit- telt und über die Messeinrichtung in eine mittlere Ausrichtung der Pendelelektrode 10 relativ zum Engspalt 40, das heißt eine zeitlich mittlere Position der Engspaltelektrode 10 im Engspalt 40, umgerechnet. Anschließend wird geprüft, ob die mittlere Position der Engspaltelektrode 10 von der Längs¬ erstreckung des Engspalts 40 an der Stelle der Pendelelektro¬ de 10 abweicht. Weicht die mittlere Ausrichtung der Pendel¬ elektrode 10 von der Längserstreckung des Engspalts 40 ab, so gibt die Messeinrichtung 60 ein Steuersignal zur Ansteuerung des Motors 35 an den Motor 35 ab.
Der Motor 35 wird dabei derart angesteuert, dass der Pendel- weg der Pendelelektrode 10 derart neu ausgerichtet wird, dass die durch das Zahnradgetriebe 15 übersetzte Pendelbewegung des Motors 35 zu einer symmetrisch um die Längserstreckung des Engspalts 40 erfolgende Auslenkung der Engspaltelektrode 10 führt.
Folglich ist die Pendelelektrode 10 bei dem in Figur 1 ge¬ zeigten Schweißgerät derart orientiert, dass sich die mittle¬ re Orientierung der Pendelelektrode 10 in Längserstreckung 100 (s. Fig. 2) des Engspalts 40 erstreckt. Dabei pendelt die Schweißspitze 38 der Pendelelektrode 10 in im Wesentlichen zur Längserstreckung 100 des Engspaltes 40 senkrechter Richtung 70 zwischen den Seiten 55 des Engspalts 40 hin und her, ohne diese Seitenwände 55 zu berühren. Dabei meint im Wesent¬ lichen senkrecht zur Längserstreckung 100 pendelnd, dass der Krümmungsradius des kreisbogenförmigen Pendelweges im Wesent¬ lichen oder im zeitlichen Mittel parallel zur Längserstre¬ ckung 100 des Engspaltes 40 orientiert ist.
Die über die Messeinrichtung 60 erfolgende Ansteuerung des Motors 35 wird dazu noch einmal in Figur 2 näher veranschau¬ licht. In Figur 2 ist der Engspalt 40 als geschlossene Kurve dargestellt .
An jeder Stelle dieser Bahnkurve des Engspalts 40 (exempla- risch anhand von vier Stellungen an der Bahnkurve des
Engspalts 40 dargestellt) ist dabei die Auslenkungsrichtung der Pendelelektrode 10 stets quer, im Wesentlichen in Richtung 70 senkrecht, zur lokalen Längserstreckung 100 des
Engspalts 40 in der Umgebung der Pendelelektrode 10 orien- tiert. Die mittlere Ausrichtung der Pendelelektrode 10 hinge¬ gen fällt mit der Orientierung der Längserstreckung 100 des Engspalts 40 zusammen. Diese Orientierung entspricht auch ge- rade der Bewegung des Schweißkopfes entlang der Bahnkurve des Engspalts 40.
Derjenige Teil 36 des Außengehäuses 37, welcher den Schaft 5 umfänglich umgibt, weist die Gestalt eines den Schaft 5 umge¬ benden Hohlschafts auf und bildet einen Teil einer Medienzu¬ führung. Der Hohlschaft ist an der Ausgangsseite 20 des Zahn¬ radgetriebes angebunden. Über in der Zeichnung nicht dargestellte Durchbrechungen der Ausgangsseite des Zahnradgetrie- bes 15 ist eine Fluidanbindung des Hohlschafts an eine pen- delelektronenseitige Kupplungsseite 80 einer Medienkupplung (nicht in Gänze dargestellt) realisiert. Die Kupplungsseite 80 ist drehsymmetrisch zur Achse des Schafts 5 ausgebildet und konzentrisch zu dieser angeordnet. Die Medienkupplung ist zur Zuführung von Kühlflüssigkeit ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann der Hohlschaft zur Zuführung von Schutzgas ausgebildet sein.
Die in Fig. 1 dargestellten Werkstücke 50 bilden im ge- schweißten Zustand mit der durch die Schweißraupe 45 im
Engspalt 40 gebildeten Schweißnaht ein erfindungsgemäßes Schweißteil 90. Das Schweißteil bildet im gezeigten Ausfüh¬ rungsbeispiel einen Teil einer Leitschaufel. In weiteren nicht eigens dargestellten Ausführungsbeispielen bildet das Schweißteil 90 in Gänze eine Leitschaufel oder zumindest ein Teil einer Turbine, oder eines Turbinenläufers oder ein
Schweißteil, welches eines oder mehrere der vorgenannten Bau¬ teile aufweist.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Schweißen von Werkstücken, welche eine Pendelelektrode (10) aufweist, die zur Beschreibung eines Pendelweges (70) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelelektrode (10) derart angeordnet und/oder aus¬ gebildet ist, dass ihr Pendelweg (70) drehbar gegenüber Tei¬ len der Vorrichtung ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese zum Einschweißen von Werkstücken ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gehäuse (60) aufweist und der Pendelweg drehbar gegenüber zumindest einem Teil des Gehäuses (60) ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest eine Anbindung (80) für ein Versorgungskabel oder einen Versorgungsschlauch aufweist, wobei die Pendelelektrode (10) derart angeordnet oder ausge¬ bildet ist, dass ihr Pendelweg (70) drehbar gegenüber dieser Anbindung (80) ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung eine, zumindest in einer Richtung mehrfach und insbesondere fortwährend drehbare, Medienkupplung aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung (80) eine Medienzuführung aufweist oder eine solche Medienzuführung speist, welche die Pendel¬ elektrode (10) oder ihre Längsachse umfänglich umgibt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel aufweist, welche zur Erfassung der Orientierung (100) eines Engspalts (40) ausge¬ bildet sind, wobei bei der Vorrichtung Steuermittel vorgese¬ hen sind, welche zur Steuerung der Ausrichtung des Pendelweges (70) ausgebildet sind.
8. Verfahren zum Engspaltschweißen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Engspaltschweißen genutzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Engspaltschweißen eines in sich geschlossenen Engspaltes (40) genutzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet dass es zum Einschweißen eines Werkstücks durchgeführt wird.
11. Schweißteil, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Vorrichtung und/oder nach einem Verfahren nach einem der vor hergehenden Ansprüche geschweißt ist.
12. Schweißteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest ein Teil einer Leitschaufel, einer Turbine, oder eines Turbinenläufers ist oder eine der vorgenannten Vorrichtungen umfasst.
13. Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass
Schweißteil nach Anspruch 11 oder 12 aufweist.
14. Anlage, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung nach Anspruch 13 aufweist.
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