WO2017129678A2 - Device and method for controlled cooling and heating of metallic workpieces in the temperature field during welding, soldering or thermal separation, during deposition welding and during partial hardening - Google Patents

Device and method for controlled cooling and heating of metallic workpieces in the temperature field during welding, soldering or thermal separation, during deposition welding and during partial hardening Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a device and a method which is carried out by means of the device for a controlled cooling or heating of metallic workpieces in the temperature field, welding and soldering, in particular arc or laser soldering, the thermal separation, in particular combustion, plasma or Laser cutting, hardfacing or partial hardening, in particular laser hardening, induction hardening.
  • an arc welding lance is known, which is equipped with a cooling and blowing device. It is to be achieved that the welding zone is blown open and cooled in a surface widening the burner, in particular by welding fumes. A controlled preheating or reheating and a simultaneous cooling is not provided.
  • DE 102013022056 A1 an apparatus and a method for conditioning a welding and cutting process are presented.
  • a tempered gas stream is proposed here as a cold or hot gas stream for arc welding or autogenous burning. It is intended to keep the temperature field stable and to influence workpiece parameters.
  • DE 19704142 A1 discloses a cooling method for an inert gas welding device and an inert gas welding device with a cooling device.
  • the two parts of a gas stream are used once for cooling and secondly as a protective gas stream.
  • the structure requires a considerable amount of equipment and can therefore only be used for robots.
  • annularly arranged openings enclose a lens of a laser. There are inlets and outlets for liquid cooling.
  • the invention relates to an apparatus as an open system for controlled cooling and / or heating of metallic workpieces in the temperature field during welding, soldering, thermal cutting, build-up welding or partial hardening, wherein a housing with a burner, such as a welding torch, firmly connected is, which includes annularly positioned and axially parallel to the central axis of the burner extendingdegaszu exiten whosedegasaustritte involve a larger area than that of the protective gas nozzle and, the cooling gas outlets are seen in the direction of the workpieces, arranged in front of the outlet opening of the protective gas nozzle of the burner.
  • a housing with a burner such as a welding torch
  • the cooling gas supply each have a heating coil.
  • each of the cooling gas supply lines can fulfill the function of preheating or cooling.
  • the cooling gas supply can thereby be selectively switched to at least one, in particular metallic, workpiece during thermal separation, build-up welding or partial hardening or two of them in a welded joint / solder joint at the periphery of the temperature field preheat and / or cool.
  • the cooling gas supply lines are located in a housing which is fixedly connected to the burner by means of ribs extending axially parallel to the central axis of the burner.
  • the housing is adapted to the shape of the burner and designed so that due to its lightweight design, the burner can be used in addition to its use in welding robots for welding by hand or manual thermal cutting application.
  • the distance between the ribs is chosen so that at least one cooling gas supply is placed between them.
  • the cooling gas supply which are enclosed by the housing of the device according to the invention, have a circular or polygonal cross-section. The decision is made on the basis of available space, especially when using the burner in welding robots.
  • the cooling gas supply lines are visibly fixed by means of one or more fastening elements on the outer surface of the burner, parallel to the central axis thereof.
  • cooling gas feeds in the direction of the cooling gas outlet have an away from the burner outwardly pivotable tail.
  • the temperature field can be variably increased or decreased in welding, brazing, thermal cutting, build-up welding, and partial hardening with respect to reaching an area for preheating or cooling.
  • Such a measure has the advantage that the heat input into the material of the workpieces is as small as possible in terms of time and location, so that even thin-walled parts can be manufactured almost without delay and the preheating and cooling so effectively, that is so localized As possible, so that the structure of the or the workpieces in the temperature field does not change unintentionally, that is possibly hardened.
  • the cooling according to the invention can also be done inside, which is a sensible option especially for partial hardening, build-up welding and multi-layer welding.
  • a separate cooling gas supply also allows the material-optimized delay minimization by the variable cooling capacity of this invention in inductive hardening.
  • cryogenic gas is used in the mixture of a liquid and gaseous fraction for cooling the temperature field.
  • preheating can be used for cost reasons, in a further embodiment, air instead of the cryogenic gas.
  • cryogenic gas should preferably be used in welding argon.
  • a cryogenic forming gas may be supplied to the root by cooling via bath rails which are combined with forming gas nozzles and a main cooling nozzle. Both a cooling on both sides as well as an exclusive cooling of the arc / plasma jet / laser opposite side is possible, which extends the application possibilities of the invention material and process conditions. This procedure can be transferred according to the invention in addition to welding on the brazing, thermal cutting, build-up welding and partial hardening.
  • thermo shock sensitive materials such as alumina ceramic, according to the method during welding preheat, weld and reheat. This avoids the risk of mechanical stress.
  • a heat-insulating base is to be used here.
  • the design effort for producing a suitable solution can be reduced while minimizing manufacturing costs.
  • FIG. 1 perspective view of a burner with temperature field control
  • FIG. 2 top view of the burner from below
  • FIG. 3 Inventive measurement of the workpiece temperature in schematic representation
  • FIG. 4 side view of the cooling gas supply lines of the burner
  • FIG. 5 shows section A-A at the burner with cooling gas supply lines according to FIG. 4, FIG.
  • FIG. 6b front and side view of the burner of Figure 4 in combination with
  • FIG. 8 Perspective view of the cooling gas flow in tubular workpieces
  • the cooling gas is supplied from the chuck ago.
  • FIG. 9 Perspective view of the cooling gas guide in tubular workpieces - wherein the cooling gas is fed to the chuck.
  • FIG. 1 it can be seen that a housing 6 is arranged on the burner 1 with the cooling gas supply lines 3 which are annularly enclosed by it.
  • the cooling gas supply lines 3 which are annularly enclosed by it.
  • the cooling gas supply 3 are separated by ribs 7 from each other, wherein the ribs 7 and the housing 6 connect to the burner 1.
  • FIG. 2 shows a view of the inventively constructed burner 1 as a plan view from below.
  • the cooling gas feeds 3 have a circular cross-section, which, however, can deviate therefrom according to design requirements which dictate the design of the burner 1 for manual or automated welding.
  • FIG. 3 in principle, the measurement according to the invention of the workpiece temperature during welding is shown.
  • the on the workpieces ⁇ , ⁇ , 8, 9 resulting temperature field 14 probing pyrometer 1 1, 12 transmit their data to a computer-aided temperature field monitoring, which causes the ring 6 enclosed by the housing 6degaszu Insert 3 depending on the desired cooling capacity by different admixture of gaseous and / or liquid cooling gas and are controlled in terms of the cooling location so that the temperature field 14 is preheated and / or cooled in succession or simultaneously during the feed of the burner 1.
  • the cooling capacity of each cooling gas supply 3 can be set separately.
  • the gas supply of each cooling gas supply 3 can also be switched off separately.
  • the cooling gas for example, the noble gas argon is used, and hot air can also be used during preheating.
  • the section A-A according to FIG. 5 indicates that the cooling gas supply lines 3 are arranged equidistant from each other, distributed in a ring around the burner 1.
  • Figure 6a and 6b is shown in principle in front and side view, as several Formiergasdüsen 18, for example, in automated root welding below the root 19 are positioned and thus in controllable coordination with the mounted on the burner 1 cooling gas 3 a two-sided cooling of the workpieces to be joined I.II, 8.9 is accomplished.

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Abstract

The invention relates to a device and a method which is carried out by means of the device, for the controlled cooling and heating of metallic workpieces I, II (8, 9) in the temperature field (14) during welding, thermal separating, soldering, deposition welding or partial hardening. As a result of the design of a device with a construction which essentially follows the outer contours of a burner (1), a thermal burning, plasma or laser cutting apparatus or a soldering apparatus, said device being firmly connected to a housing and the housing comprising annularly arranged cooling gas supply lines (3) with cooling gas outlets (4), it is possible to successively or also simultaneously cool and/or heat the surface area of the temperature field (14), in the action area of the temperature field (14) on one or more workpieces I, II (8, 9) during the active working and progression of a modified tool. The device implements an open method for cooling and heating the tool(s) which are to be machined I, II, (8, 9). The respective optimum cooling rate specific to the material and method is controlled, in addition to the flow rate, particularly by the temperature of the cooling gas. The cryogenic gas provided for cooling the temperature field is also used in the the liquid and gaseous portions of the mixture.

Description

Vorrichtung und Verfahren für ein gesteuertes Kühlen und Erwärmen metallischer Werkstücke im Temperaturfeld beim Schweißen, Löten bzw. thermischen Trennen, beim Auftragsschweißen und beim partiellen Härten  Device and method for controlled cooling and heating of metallic workpieces in the temperature field during welding, soldering or thermal cutting, during build-up welding and during partial hardening
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren, welches mittels der Vorrichtung durchgeführt wird, für ein gesteuertes Kühlen oder Erwärmen metallischer Werkstücke im Temperaturfeld, beim Schweißen und Löten, insbesondere Lichtbogen- bzw. Laserlöten, beim thermischen Trennen, insbesondere Brenn-, Plasma- bzw. Laserschneiden, beim Auftragsschweißens oder beim partiellen Härten, insbesondere Laserhärten, Induktionshärten. The invention relates to a device and a method which is carried out by means of the device for a controlled cooling or heating of metallic workpieces in the temperature field, welding and soldering, in particular arc or laser soldering, the thermal separation, in particular combustion, plasma or Laser cutting, hardfacing or partial hardening, in particular laser hardening, induction hardening.
Hierbei gelingt es, durch die Ausbildung einer im Wesentlichen einem Brenner, einem thermischen Brennschneideapparat oder einem Lötapparat in der äußeren Form nachfolgenden konstruierten erfinderischen Vorrichtung, die mit ihm fest verbunden ist und ringförmig angeordnete Kühlgaszuführungen mit Kühlgasaustritten enthält, dass im Bereich der Ausbildung des Temperaturfeldes - auf ein oder auf mehrere Werkstücke wirkend - bereits während des aktiven Schweißens/Lötens/ thermischen Trennens/ Auftragsschweißens oder partiellen Härtens des vorgenannten modifizierten Werkzeuges, Areale des Temperaturfeldes nacheinander oder auch zeitgleich abgekühlt und/oder erwärmt werden können. Die Vorrichtung realisiert hierbei ein offenes Verfahren zur Kühlung und/oder Erwärmung eines bzw. mehrerer zu bearbeitenden Werkstücke.  In this case, it is possible, by the formation of a substantially a burner, a thermal flame cutting apparatus or a soldering apparatus in the outer mold constructed following inventive device that is firmly connected to him and contains annularly arranged cooling gas feeds with Kühlgasaustritten that in the field of training the temperature field - acting on one or more workpieces - already during the active welding / brazing / thermal cutting / surfacing or partial hardening of the aforementioned modified tool, areas of the temperature field can be cooled and / or heated sequentially or simultaneously. In this case, the device realizes an open method for cooling and / or heating one or more workpieces to be machined.
Gemäß dem bekannten Stand der Technik sind eine Vielzahl von Lösungen bekannt geworden, die geschlossene Systeme (mit z. B. Rückführung des Kühlmittels) oder auch offene Systeme einer Kühlung bevorzugen, welche zum Teil einen hohen konstruktiven Aufwand erfordern und daher so gut wie nicht für manuelle Arbeitsprozesse geeignet sind. According to the known state of the art, a large number of solutions have become known which prefer closed systems (with, for example, recirculation of the coolant) or even open systems to cooling, which in some cases require a great deal of constructional effort and therefore hardly any Manual work processes are suitable.
Beispielhaft soll nachfolgend auf den Stand der Technik eingegangen werden. By way of example, the prior art will be discussed below.
So ist nach DE 3936205 C2 eine Lichtbogenschweißlanze bekannt, die mit einer Kühl- und Blasvorrichtung ausgestattet ist. Es soll erreicht werden, dass die Schweißzone in einer den Brenner erweiternden Fläche, insbesondere von Schweißrauchen freigeblasen und gekühlt wird. Ein gesteuertes Vorwärmen oder Nachwärmen sowie ein gleichzeitiges Kühlen ist nicht vorgesehen. Nach DE 102013022056 A1 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Konditionierung eines Schweiß- und Schneidprozesses vorgestellt. Ein temperierter Gasstrom wird hierbei als Kalt- oder Heißgasstrom für das Lichtbogenschweißen oder autogene Brennen vorgeschlagen. Es sollen damit das Temperaturfeld stabil gehalten und Werkstückparameter beeinflusst werden. Thus, according to DE 3936205 C2 an arc welding lance is known, which is equipped with a cooling and blowing device. It is to be achieved that the welding zone is blown open and cooled in a surface widening the burner, in particular by welding fumes. A controlled preheating or reheating and a simultaneous cooling is not provided. According to DE 102013022056 A1, an apparatus and a method for conditioning a welding and cutting process are presented. A tempered gas stream is proposed here as a cold or hot gas stream for arc welding or autogenous burning. It is intended to keep the temperature field stable and to influence workpiece parameters.
Mit DE 19704142 A1 ist ein Kühlverfahren für ein Schutzgasschweißgerät sowie ein Schutzgasschweißgerät mit Kühlvorrichtung bekannt. Die zwei Anteile eines Gasstroms werden einmal zum Kühlen und zum anderen als Schutzgasstrom genutzt. Der Aufbau erfordert einen erheblichen apparativen Aufwand und kann damit nur für Roboter eingesetzt werden. DE 19704142 A1 discloses a cooling method for an inert gas welding device and an inert gas welding device with a cooling device. The two parts of a gas stream are used once for cooling and secondly as a protective gas stream. The structure requires a considerable amount of equipment and can therefore only be used for robots.
Schließlich soll noch auf US 4057332 A eingegangen werden. Hier umschließen ringförmig angeordnete Öffnungen eine Linse eines Lasers. Es sind Ein- und Auslässe für eine Flüssigkeitskühlung vorhanden. Finally, it will be discussed on US 4057332 A. Here, annularly arranged openings enclose a lens of a laser. There are inlets and outlets for liquid cooling.
Zur Überwindung der Nachteile und zur Verbesserung des Standes der Technik muss daher nach einer praktikablen und einfach gestalteten Lösung gesucht werden. To overcome the disadvantages and to improve the state of the art, it is therefore necessary to search for a practicable and simply designed solution.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein mit ihr realisierbares Verfahren für ein gesteuertes Kühlen und/oder Erwärmen metallischer Werkstücke vorzuschlagen, wonach über permanent erfasste und ausgewertete Temperaturen im Temperaturfeld eines thermischen Bearbeitungswerkzeuges, während des Arbeitsfortschritts desselben, eine Werkstückoberfläche entweder nacheinander oder auch zeitgleich lokal gezielt gekühlt und/oder vorgewärmt wird. Dadurch soll es gelingen, Spannungen, Verwerfungen und/oder Veränderungen im Gefüge des Werkstückmaterials im Bereich einer Lötverbindung, einer Schweißnaht, einer thermischen Trennfuge oder einer Laserhärtung zu vermeiden. It is therefore an object of the invention to propose a device and a feasible with her method for controlled cooling and / or heating of metallic workpieces, then permanently recorded and evaluated temperatures in the temperature field of a thermal machining tool, during the working progress thereof, a workpiece surface either sequentially or also locally targeted cooled and / or preheated at the same time. This should make it possible to avoid stresses, distortions and / or changes in the structure of the workpiece material in the area of a solder joint, a weld, a thermal parting line or a laser hardening.
Die Aufgabe der Erfindung wird wie folgt gelöst, wobei die grundsätzlichen Merkmale der Vorrichtung im Patentanspruch 1 und die des Verfahrens im Patentanspruch 8 angegeben sind. The object of the invention is achieved as follows, wherein the basic features of the device in claim 1 and those of the method in claim 8 are given.
Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale, folgen in den Ansprüchen 2 bis 7 sowie 9 bis 13. Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung als offenes System für ein gesteuertes Kühlen und/oder Erwärmen metallischer Werkstücke im Temperaturfeld beim Schweißen, Löten, thermischen Trennen, beim Auftragsschweißen oder beim partiellen Härten, wobei ein Gehäuse mit einem Brenner, beispielsweise einem Schweißbrenner, fest verbunden ist, welches ringförmig positionierte und achsparallel zur Mittelachse des Brenners verlaufende Kühlgaszuführungen enthält, deren Kühlgasaustritte eine größere Fläche als die der Schutzgasdüse einbeziehen und, wobei die Kühlgasaustritte in Richtung der Werkstücke gesehen, vor der Austrittsöffnung der Schutzgasdüse des Brenners angeordnet sind. Further features embodying the invention follow in claims 2 to 7 and 9 to 13. The invention relates to an apparatus as an open system for controlled cooling and / or heating of metallic workpieces in the temperature field during welding, soldering, thermal cutting, build-up welding or partial hardening, wherein a housing with a burner, such as a welding torch, firmly connected is, which includes annularly positioned and axially parallel to the central axis of the burner extending Kühlgaszuführungen whose Kühlgasaustritte involve a larger area than that of the protective gas nozzle and, the cooling gas outlets are seen in the direction of the workpieces, arranged in front of the outlet opening of the protective gas nozzle of the burner.
Eine derartige Vorrichtung hat den Vorteil, dass keine komplizierten und extra zur Vermeidung von Umwelteinflüssen konzipierten geschlossenen Gehäuse im Bereich des Temperaturfeldes angebracht werden müssen, der Brenner selbst nicht aufwendig in seinem Innern mit Kühlkanälen versehen werden muss, der Arbeitsprozess besser kontrolliert werden kann sowie die Vorrichtung in ihrer einfachen Konzeption auch für Brenner des Handschweißens und thermischen Trennens nutzbar gemacht werden kann. Such a device has the advantage that no complicated and specially designed to avoid environmental influences designed closed housing in the field of temperature field, the burner itself does not have to be consuming provided in its interior with cooling channels, the work process can be better controlled and the device in its simple design also for burners of hand welding and thermal cutting can be harnessed.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühlgaszuführungen jeweils eine Heizspirale besitzen. Dadurch kann jede der Kühlgaszuführungen die Funktion des Vorwärmens oder Kühlens erfüllen. Mittels einer rechnergestützten Erfassung und Auswertung der Temperaturverhältnisse im Temperaturfeld können die Kühlgaszuführungen dadurch ausgewählt zugeschaltet werden, um zumindest ein, insbesondere metallisches, Werkstück beim thermischen Trennen, beim Auftragsschweißen bzw. beim partiellen Härten oder deren zwei bei einer Schweißverbindung/Lötverbindung an der Peripherie des Temperaturfeldes vorzuwärmen oder/und zu kühlen. In one embodiment of the invention it is provided that the cooling gas supply each have a heating coil. Thereby, each of the cooling gas supply lines can fulfill the function of preheating or cooling. By means of a computer-aided detection and evaluation of the temperature conditions in the temperature field, the cooling gas supply can thereby be selectively switched to at least one, in particular metallic, workpiece during thermal separation, build-up welding or partial hardening or two of them in a welded joint / solder joint at the periphery of the temperature field preheat and / or cool.
Erfindungsgemäß befinden sich die Kühlgaszuführungen in einem Gehäuse, das über achsparallel zur Mittelachse des Brenners verlaufende Rippen mit dem Brenner fest verbunden ist. Das Gehäuse ist der Form des Brenners angepasst und so ausgeführt, dass aufgrund seiner leichten Bauweise der Brenner neben seiner Verwendung bei Schweißrobotern auch zum Schweißen von Hand oder zum manuellen thermischen Trennen Anwendung finden kann. According to the invention, the cooling gas supply lines are located in a housing which is fixedly connected to the burner by means of ribs extending axially parallel to the central axis of the burner. The housing is adapted to the shape of the burner and designed so that due to its lightweight design, the burner can be used in addition to its use in welding robots for welding by hand or manual thermal cutting application.
Weiterhin ist die Distanz zwischen den Rippen so gewählt, dass zwischen diesen mindestens eine Kühlgaszuführung gelegt ist. Mit der Einsparung von Rippen, die nicht unbedingt für die Stabilität des erfindungsgemäßen Aufbaus des Gehäuses erforderlich sind, kann eine Gewichtsverminderung desselben erreicht werden, was vor allem bei einer Nutzung in manuellen Bearbeitungsverfahren wichtig ist. Die Kühlgaszuführungen, welche vom Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung umschlossen sind, weisen einen kreisförmigen oder mehreckigen Querschnitt auf. Die Entscheidung darüber wird anhand der vorhandenen Platzverhältnisse, insbesondere beim Einsatz des Brenners in Schweißrobotern getroffen. Furthermore, the distance between the ribs is chosen so that at least one cooling gas supply is placed between them. With the saving of ribs, which are not necessarily required for the stability of the construction of the housing according to the invention, a weight reduction of the same can be achieved, which is especially important for use in manual processing methods. The cooling gas supply, which are enclosed by the housing of the device according to the invention, have a circular or polygonal cross-section. The decision is made on the basis of available space, especially when using the burner in welding robots.
In einer Variante der vorhergenannten Vorrichtung sind die Kühlgaszuführungen sichtbar mittels einem oder mehrerer Befestigungselemente an der Außenfläche des Brenners, parallel zu dessen Mittelachse, fest angebracht. In a variant of the aforementioned device, the cooling gas supply lines are visibly fixed by means of one or more fastening elements on the outer surface of the burner, parallel to the central axis thereof.
Dadurch erfolgt eine Reduzierung des Gewichtes des Brenners und es kann bei Servicearbeiten eine unkompliziertere Wartung durchgeführt werden. This results in a reduction in the weight of the burner and it can be performed during servicing uncomplicated maintenance.
Es ist in dieser gewichtsreduzierten Ausbildung außerdem vorteilhaft, dass die Kühlgaszuführungen in Richtung des Kühlgasaustrittes, wie im Ausführungsbeispiel Figur 4 dargestellt, ein vom Brenner weg nach außen schwenkbares Endstück aufweisen. It is also advantageous in this weight-reduced embodiment that the cooling gas feeds in the direction of the cooling gas outlet, as shown in the embodiment of Figure 4, have an away from the burner outwardly pivotable tail.
Damit kann das Temperaturfeld beim Schweißen, Löten, thermischen Trennen, Auftragsschweißen und beim partiellen Härten in Bezug auf das Erreichen einer Fläche zum Vorwärmen oder Kühlen, variabel vergrößert oder verkleinert werden. Thus, the temperature field can be variably increased or decreased in welding, brazing, thermal cutting, build-up welding, and partial hardening with respect to reaching an area for preheating or cooling.
Mit der Vorrichtung ist ein Verfahren für ein gesteuertes Kühlen und/oder Erwärmen metallischer Werkstücke im Temperaturfeld beim Schweißen, Löten, thermischen Trennen, Auftragsschweißen oder beim partiellen Härten realisierbar, indem eine sensorische Erfassung des Temperaturfeldes, mittels mindestens eines Pyrometers kontinuierlich vorgenommen und anschließend über Kühlgaszuführungen mit ihren Kühlgasaustritten nacheinander oder gleichzeitig ein Abkühlen und/oder Vorwärmen von Werkstücken I und/oder II im Bereich vom Temperaturfeld durchgeführt wird. With the device, a method for a controlled cooling and / or heating of metallic workpieces in the temperature field during welding, soldering, thermal cutting, build-up welding or partial hardening feasible by a sensory detection of the temperature field, carried out continuously by means of at least one pyrometer and then via Kühlgaszuführungen with their cooling gas outlets successively or simultaneously a cooling and / or preheating of workpieces I and / or II in the range of the temperature field is performed.
Eine derartige Maßnahme hat den Vorteil, dass der Wärmeeintrag in das Material des oder der Werkstücke zeitlich und lokal so gering wie möglich ist, so dass auch dünnwandige Teile nahezu ohne Verzug gefertigt werden können und das Vorwärmen und Abkühlen so effektiv, das heißt so lokal begrenzt wie möglich erfolgt, damit das Gefüge des bzw. der Werkstücke im Bereich des Temperaturfeldes nicht ungewollt verändert, das heißt ggf. aufgehärtet wird.  Such a measure has the advantage that the heat input into the material of the workpieces is as small as possible in terms of time and location, so that even thin-walled parts can be manufactured almost without delay and the preheating and cooling so effectively, that is so localized As possible, so that the structure of the or the workpieces in the temperature field does not change unintentionally, that is possibly hardened.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden die Kühlgaszuführungen derart beaufschlagt, dass eine Schweißnaht bzw. Lötung oder eine Fuge eines thermischen Trennprozesses, eine Auftragsschweißung oder eine Härtespur über einzelne oder in einer Folge zu aktivierenden Kühlgaszuführungen mit ihren Kühlgasaustritten von einer in der Kühlgaszuführung befindlichen Heizspirale, vor diesem vorgewärmt und neben sowie hinter demselben die Schweißnaht/Lötung oder Fuge gekühlt wird, wobei beim Auftragsschweißen und beim partiellen Härten die Abkühlung in der Mehrzahl der Einsatzfälle nur von der Seite, die der Seite der Auftragsschweißung bzw. Laserhärtung gegenüber liegt, erfolgt. In a further embodiment of the method, the cooling gas feeds are acted upon in such a way that a weld or soldering or a joint of a thermal separation process, a hardfacing or a hardening track on individual or sequential to be activated cooling gas supply with their cooling gas outlets of a in the Cooling gas supply heating coil, preheated before this and next to and behind the weld / soldering or joint is cooled, wherein the build-up welding and partial hardening the cooling in the majority of applications only from the side opposite the side of the build-up welding or laser hardening , he follows.
Damit ist eine gezielte Vor- und Nachbehandlung des Materials von einem oder von zwei Werkstücken unmittelbar im Temperaturfeld bereits während eines Schweiß-/Löt-, Härte-, bzw. thermischen Trennprozesses gegeben. Thus, a targeted pre- and post-treatment of the material of one or two workpieces directly in the temperature field is already given during a welding / soldering, hardness, or thermal separation process.
Bei rohrförmigen Werkstücken kann die Abkühlung erfindungsgemäß auch innen geschehen, was besonders beim partiellen Härten, Auftragsschweißen und beim Mehrlagenschweißen eine sinnvolle Option ist. In tubular workpieces, the cooling according to the invention can also be done inside, which is a sensible option especially for partial hardening, build-up welding and multi-layer welding.
Eine separate Kühlgaszuführung ermöglicht auch beim Induktiven Härten die Werkstoffoptimierte Verzugsminimierung durch die variable Kühlleistung dieser Erfindung.  A separate cooling gas supply also allows the material-optimized delay minimization by the variable cooling capacity of this invention in inductive hardening.
Die Belange des Arbeitsschutzes sollten, wie in vielen Anwendungsfällen schon jetzt vorgesehen, durch eine ausreichende Gasabsaugung Berücksichtigung finden. The issues of occupational safety and health, as already provided for in many applications, should be taken into account by adequate gas extraction.
Weiterhin ist vorgesehen, dass zur Kühlung des Temperaturfeldes kryogenes Gas in der Mischung eines flüssigen und gasförmigen Anteils verwendet wird. It is further provided that cryogenic gas is used in the mixture of a liquid and gaseous fraction for cooling the temperature field.
Dieses wird vorteilhafterweise in der gleichen Richtung wie ein z. B. bei einem Schweiß- prozess aus einer Schutzgasdüse strömendes Schutzgas in das Temperaturfeld eingebracht. Damit ist es möglich, die jeweilige Werkstoff- und verfahrensspezifische optimale Abkühlgeschwindigkeit nicht nur über die Durchflussmenge, sondern auch über die Temperatur des Kühlgases zu steuern.  This is advantageously in the same direction as a z. For example, in a welding process, protective gas flowing from a protective gas nozzle is introduced into the temperature field. This makes it possible to control the respective material and process-specific optimum cooling rate not only via the flow rate but also via the temperature of the cooling gas.
Für das Vorwärmen kann, aus Kostengründen, in einer weiteren Ausführungsvariante Luft anstelle des kryogenen Gases verwendet werden.  For preheating can be used for cost reasons, in a further embodiment, air instead of the cryogenic gas.
Für ein kryogenes Gas soll beim Schweißen vorzugsweise Argon Verwendung finden. For a cryogenic gas should preferably be used in welding argon.
Bei einem Schweißprozess kann, wenn eine Wurzellage geschweißt werden muss, zur Kühlung der Wurzel ein kryogenes Formiergas über Badsicherungsschienen, die mit Formiergasdüsen und einer Hauptkühldüse kombiniert sind, zugeführt werden. Dabei ist sowohl eine beidseitige Kühlung als auch eine ausschließliche Kühlung von der dem Lichtbogen/Plasmastrahl/Laser entgegengesetzten Seite möglich, was die Einsatzmöglichkeiten der Erfindung Werkstoff- und Verfahrensbedingt erweitert. Diese Verfahrensweise kann erfindungsgemäß neben dem Schweißen auch auf das Löten, thermische Trennen, Auftragsschweißen und das partielle Härten übertragen werden. In a welding process, when a root pass needs to be welded, a cryogenic forming gas may be supplied to the root by cooling via bath rails which are combined with forming gas nozzles and a main cooling nozzle. Both a cooling on both sides as well as an exclusive cooling of the arc / plasma jet / laser opposite side is possible, which extends the application possibilities of the invention material and process conditions. This procedure can be transferred according to the invention in addition to welding on the brazing, thermal cutting, build-up welding and partial hardening.
Schließlich ist verfahrensgemäß vorgesehen, dass beim Schweißen von Leichtmetall oder Leichtmetalllegierungen je nach Schweißgeschwindigkeit eine Vorwärmung mit heißer Luft von ca. 200 °C bis 600 °C erfolgt. Da wo es wirtschaftlich sinnvoller und Prozesstechnisch zulässig ist kann dies auch konventionell z. B. mittels Induktion oder Infraroterwärmung geschehen. Finally, according to the method is provided that, when welding light metal or light metal alloys, depending on the welding speed, a preheating with hot air of about 200 ° C to 600 ° C takes place. Wherever it makes more economic sense and process technology is allowed this can also be conventional z. B. done by induction or infrared heating.
Es ist auch denkbar, Temperaturschock empfindliche Materialien, wie z. B. Aluminiumoxidkeramik, beim Schweißen verfahrensgemäß vorzuwärmen, zu schweißen und nachzuwärmen. Damit vermeidet man die Gefahr mechanischer Spannungen. Eine wärmeisolierende Unterlage ist hierbei zu verwenden. It is also conceivable, temperature shock sensitive materials such. As alumina ceramic, according to the method during welding preheat, weld and reheat. This avoids the risk of mechanical stress. A heat-insulating base is to be used here.
Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung und dem mit ihr realisierbaren Verfahren werden bei der Durchführung von thermischen Verbindungs- und Trennverfahren der Schweißtechnik, dem Auftragslöten und dem partiellen Härten in der Bearbeitung von Metallen, deren Legierungen und anderen schweißbaren Verbundwerkstoffen der konstruktive Aufwand zur Herstellung einer geeigneten Lösung gesenkt, bei gleichzeitiger Minimierung von Fertigungskosten. With the proposed device and the process that can be implemented with it, in the implementation of thermal bonding and separation processes of welding technology, the order soldering and the partial hardening in the machining of metals, their alloys and other weldable composite materials, the design effort for producing a suitable solution can be reduced while minimizing manufacturing costs.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es wird dazu auf die Figuren 1 bis 7 verwiesen. The invention will be explained in more detail with reference to embodiments. Reference is made to FIGS. 1 to 7.
Figur 1 Perspektivische Darstellung eines Brenners mit Temperaturfeldsteuerung, Figur 2 Draufsicht auf den Brenner von unten, 1 perspective view of a burner with temperature field control, FIG. 2 top view of the burner from below, FIG.
Figur 3 Erfindungsgemäßes Messen der Werkstücktemperatur in Prinzipdarstellung, FIG. 3 Inventive measurement of the workpiece temperature in schematic representation,
Figur 4 Seitenansicht der Kühlgaszuführungen des Brenners, FIG. 4 side view of the cooling gas supply lines of the burner,
Figur 5 Schnitt A-A am Brenner mit Kühlgaszuführungen gemäß Figur 4, 5 shows section A-A at the burner with cooling gas supply lines according to FIG. 4, FIG.
Figur 6, 6b Vorder- und Seitenansicht des Brenners gemäß Figur 4 in Kombination mit Figure 6, 6b front and side view of the burner of Figure 4 in combination with
Formiergasdüsen und einer Hauptkühldüse sowie Figur 7 Draufsicht auf die Formiergasdüsen und die zentrale Hauptkühldüse. Formiergasdüsen and a main cooling nozzle as well Figure 7 Top view of the Formiergasdüsen and the central main cooling nozzle.
Figur 8 Perspektivische Darstellung der Kühlgasführung bei rohrförmigen Werkstücken Figure 8 Perspective view of the cooling gas flow in tubular workpieces
- wobei das Kühlgas vom Spannfutter her zugeführt wird.  - The cooling gas is supplied from the chuck ago.
Figur 9 Perspektivische Darstellung der Kühlgasführung bei rohrförmigen Werkstücken - wobei das Kühlgas zum Spannfutter hin zugeführt wird. Figure 9 Perspective view of the cooling gas guide in tubular workpieces - wherein the cooling gas is fed to the chuck.
Nach Figur 1 ist zu erkennen, dass ein Gehäuse 6 mit den von ihm ringförmig umfassten Kühlgaszuführungen 3 am Brenner 1 angeordnet ist. Dabei befindet sich eine Vielzahl von Kühlgasaustritten 4 nahe des Beginns der in Form eines Konus ausgebildeten Schutzgasdüse 5. Die Kühlgaszuführungen 3 sind durch Rippen 7 jeweils voneinander getrennt, wobei die Rippen 7 auch das Gehäuse 6 mit dem Brenner 1 verbinden. According to FIG. 1, it can be seen that a housing 6 is arranged on the burner 1 with the cooling gas supply lines 3 which are annularly enclosed by it. In this case, there is a plurality of cooling gas outlets 4 near the beginning of the formed in the form of a cone shielding gas nozzle 5. The cooling gas supply 3 are separated by ribs 7 from each other, wherein the ribs 7 and the housing 6 connect to the burner 1.
Figur 2 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäß ausgebildeten Brenners 1 als Draufsicht von unten. Die Kühlgaszuführungen 3 weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf, der jedoch entsprechend konstruktiver Erfordernisse, die die Ausbildung des Brenners 1 für ein manuelles oder automatisiertes Schweißen vorgeben, davon abweichen kann. Figure 2 shows a view of the inventively constructed burner 1 as a plan view from below. The cooling gas feeds 3 have a circular cross-section, which, however, can deviate therefrom according to design requirements which dictate the design of the burner 1 for manual or automated welding.
In Figur 3 ist prinzipiell das erfindungsgemäße Messen der Werkstücktemperatur beim Schweißen dargestellt. Die das auf den Werkstücken Ι,ΙΙ, 8, 9 entstehende Temperaturfeld 14 sondierenden Pyrometer 1 1 , 12 übermitteln ihre Daten einer rechnergestützten Temperaturfeldüberwachung, die veranlasst, dass die ringförmig vom Gehäuse 6 umfassten Kühlgaszuführungen 3 je nach gewünschter Kühlleistung durch unterschiedliche Beimengung von gasförmigem und/oder flüssigem Kühlgas und hinsichtlich des Kühlortes so angesteuert werden, dass das Temperaturfeld 14 nacheinander oder zeitgleich während des Vorschubes vom Brenner 1 vorgewärmt und/oder gekühlt wird. Dabei kann die Kühlleistung jeder Kühlgaszuführung 3 separat eingestellt werden. Die Gaszufuhr jeder Kühlgaszuführung 3 lässt sich darüber hinaus separat abschalten. Als Kühlgas wird beispielsweise das Edelgas Argon eingesetzt, wobei beim Vorwärmen auch Heißluft verwendet werden kann. In FIG. 3, in principle, the measurement according to the invention of the workpiece temperature during welding is shown. The on the workpieces Ι, ΙΙ, 8, 9 resulting temperature field 14 probing pyrometer 1 1, 12 transmit their data to a computer-aided temperature field monitoring, which causes the ring 6 enclosed by the housing 6 Kühlgaszuführungen 3 depending on the desired cooling capacity by different admixture of gaseous and / or liquid cooling gas and are controlled in terms of the cooling location so that the temperature field 14 is preheated and / or cooled in succession or simultaneously during the feed of the burner 1. In this case, the cooling capacity of each cooling gas supply 3 can be set separately. The gas supply of each cooling gas supply 3 can also be switched off separately. As the cooling gas, for example, the noble gas argon is used, and hot air can also be used during preheating.
In einem speziellen Ausführungsbeispiel ist die Kühlgaszuführung 3.1 im Betrieb entweder ausgeschaltet oder dient dem Vorwärmen, die Kühlgaszuführung 3.2 dient dem Kühlen oder dem Vorwärmen und die Kühlgaszuführung 3.3 ist beim Schweißen oft ausgeschaltet, beim Löten dient diese dagegen zum Kühlen. Mit Figur 4 wird gezeigt, wie in einer Variante der Vorrichtung die Kühlgaszuführungen 3 kreisförmig um den Brenner 1 angeordnet und mittels mehrerer Befestigungselemente 17 an ihm befestigt sind. In a specific embodiment, the cooling gas supply 3.1 is either switched off during operation or used for preheating, the cooling gas supply 3.2 is used for cooling or preheating and the cooling gas supply 3.3 is often switched off during welding, during soldering, however, this is used for cooling. FIG. 4 shows how, in a variant of the device, the cooling gas supply lines 3 are arranged in a circle around the burner 1 and fastened to it by means of a plurality of fastening elements 17.
Der Schnitt A-A nach Figur 5 gibt an, dass die Kühlgaszuführungen 3 in gleichem Abstand zueinander, ringförmig um den Brenner 1 verteilt, angeordnet sind.  The section A-A according to FIG. 5 indicates that the cooling gas supply lines 3 are arranged equidistant from each other, distributed in a ring around the burner 1.
Die Endstücke 16 der Kühlgasführungen 3 sind in dieser Ausführungsform schwenkbar ausgebildet und können beispielsweise vom Brenner 1 weg nach außen geschwenkt werden, wodurch die zu kühlende bzw. die zu erwärmende Fläche verändert, hier vergrößert werden kann. The end pieces 16 of the cooling gas ducts 3 are designed to be pivotable in this embodiment and, for example, can be pivoted away from the burner 1, whereby the area to be cooled or the area to be heated changes.
Gemäß Figur 6a und 6b wird prinzipiell in Vorder- und Seitenansicht dargestellt, wie mehrere Formiergasdüsen 18, zum Beispiel beim automatisierten Wurzelschweißen unterhalb der Wurzel 19 positioniert sind und somit in regelbarer Abstimmung mit den am Brenner 1 angebrachten Kühlgaszuführungen 3 eine beidseitige Kühlung der zu verbindenden Werkstücke I.II, 8,9 bewerkstelligt wird. According to Figure 6a and 6b is shown in principle in front and side view, as several Formiergasdüsen 18, for example, in automated root welding below the root 19 are positioned and thus in controllable coordination with the mounted on the burner 1 cooling gas 3 a two-sided cooling of the workpieces to be joined I.II, 8.9 is accomplished.
In Figur 7 ist dabei zu sehen, wie im Prinzip eine Vielzahl von kreisförmig angeordneten Formiergasdüsen 18 und eine zentral angeordnete Hauptkühldüse 20 unterhalb der geschweißten Wurzel 19 vorgesehen sind. Die Hauptkühldüse 20 kommt dabei erst nach Schließen der Wurzel 19 zum Einsatz. It can be seen in FIG. 7 how, in principle, a plurality of annularly arranged forming gas nozzles 18 and a centrally arranged main cooling nozzle 20 are provided below the welded root 19. The main cooling nozzle 20 comes only after closing the root 19 used.
In den Figuren 8 und 9 wird prinzipiell dargestellt, wie die Kühlgasführung für offene rohrförmige Werkstücke vorzugsweise gestaltet wird wenn die Abkühlung von innen erfolgen soll. In the figures 8 and 9 is shown in principle how the cooling gas guide is preferably designed for open tubular workpieces when the cooling should be done from the inside.
Die Vorteile der Erfindung werden zusammengefasst darin gesehen: The advantages of the invention are summarized in:
Eignung für eine Vielzahl von Werkzeugen des thermischen Schweißens, Trennens, Lötens, Auftragsschweißens und des partiellen Härtens. Suitability for a variety of thermal welding, cutting, soldering, hardfacing and partial hardening tools.
Bereits während des thermischen Schweißens, Trennens, Lötens, Auftragsschweißens bzw. des partiellen Härtens ist ein Vorwärmen, Kühlen und ggf. Nachwärmen möglich. Vermeidung von Veränderungen des Materialgefüges im schweißnahtnahen Bereich und an den Flanken einer Trennfuge und keine Rückstände eines entsorgungs- pflichtigen Kühlmittels. Vermeidung von Härte- und Heißrissen, kleineres Temperaturfeld mit kleinerer Wärmeeinflusszone, Verkürzung der Schweißzeit bei Mehrlagenschweißungen, Erhöhung der Schweißnahtqualität (gesteuertes Kühlen). Already during the thermal welding, cutting, soldering, build-up welding or partial hardening, preheating, cooling and possibly reheating are possible. Avoidance of changes in the material structure in the area close to the weld seam and on the flanks of a parting line and no residues of a coolant requiring disposal. Prevention of hardness and hot cracks, smaller temperature field with smaller heat affected zone, shortening of welding time in multi-layer welds, increase of weld quality (controlled cooling).
Deutliche Verringerung des temperaturbedingten Werkstückverzuges und Einsparung teurer und Zeitintensiver Einspannungen und Unterfütterung mit Kupfer.  Significant reduction in temperature-induced workpiece distortion and saving on expensive and time-consuming clamping and relining with copper.
Vermeidung von Kaltrissen durch Verringerung des Temperaturgradienten. (Vorwärmen, ggf. auch Nachwärmen). Prevention of cold cracks by reducing the temperature gradient. (Preheating, possibly also reheating).
Bei Mehrlagenschweißungen Verkürzung der Schweißzeit, da nach dem Schweißen der Wurzelnaht und der ersten Decknaht, vor dem Schweißen der nächsten Zwischenlage nicht mehr gewartet werden muss bis die Naht sich abgekühlt hat. So wird derzeitig bei Duplexstählen die richtige Zwischenlagentemperatur erst nach ca. 15 Minuten erreicht. Die Abkühlung der Lötstellen verbessert die Metallstruktur der Lötstelle und durch deren schockartige Abkühlung wird deren Festigkeit oft durch die Entstehung eines feinkörnigeren Gefüges erhöht.  In multi-layer welds shortening of the welding time, since after welding the root seam and the first cover seam, before welding the next intermediate layer no longer has to be maintained until the seam has cooled down. Thus, with duplex steels, the correct interpass temperature is currently only reached after approx. 15 minutes. The cooling of the solder joints improves the metal structure of the solder joint and their shock-like cooling is often increased their strength by the formation of a fine-grained structure.
Wärmeeintrag auf das die Schnittfuge begrenzende Material und seine Begleitfolgen wie Verzug und Spannungen werden verringert, was einerseits die Qualität verbessert und andererseits kann ein kostengünstigeres Verfahren wie z. B. Plasmaschneiden statt Laserschneiden die geforderte Qualität gewährleisten und Fertigungskosten sparen. Heat input to the kerf limiting material and its concomitant consequences such as distortion and tension are reduced, which on the one hand improves the quality and on the other hand, a cost-effective method such. As plasma cutting instead of laser cutting ensure the required quality and save on manufacturing costs.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Brenner 1 burner
2 Schweißelektrode  2 welding electrode
3, 3.1 , Kühlgaszuführung 3, 3.1, cooling gas supply
3.2, 3.3 Kühlgaszuführung 3.2, 3.3 Coolant gas supply
4 Kühlgasaustritt  4 cooling gas outlet
5 Schutzgasdüse  5 shielding gas nozzle
6 Gehäuse  6 housing
7 Rippe  7 rib
8 Werkstück I  8 workpiece I
9 Werkstück II  9 workpiece II
10 Laser/Brenner  10 lasers / burners
1 1 Pyrometer  1 1 pyrometer
12 Pyrometer  12 pyrometers
13 Draht  13 wire
14 Temperaturfeld  14 temperature field
15 Heizspirale (nicht näher dargestellt in Kühlgaszuführungen 3 integriert) 15 heating coil (not shown in cooling gas supply 3 integrated)
16 Endstück, schwenkbar 16 end piece, swiveling
17 Befestigungselement  17 fastening element
18 Formiergasdüsen  18 forming gas nozzles
19 Wurzel  19 root
20 Hauptkühldüse  20 main cooling nozzle
21 Werkstückeinspannung, im Ausführungsbeispiel mit Dreibackenfutter  21 Werkstückeinspannung, in the embodiment with three-jaw chuck

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung als offenes System für ein gesteuertes Erwärmen und/oder Kühlen metallischer Werkstücke Ι,ΙΙ (8,9) in einem Temperaturfeld (14) beim Schweißen, thermischen Trennen, Löten, Auftragsschweißen oder partiellen Härten, gekennzeichnet dadurch, dass ein Gehäuse (6) mit einem Brenner (1 ) fest verbunden ist, welches im Gehäuseinneren ringförmig positionierte und achsparallel zur Mittelachse des Brenners (1 ) verlaufende Kühlgaszuführungen (3) aufweist, deren Kühlgasaustritte (4) eine größere Fläche als die der Schutzgasdüse (5) einbeziehen und, welche in Richtung der zu bearbeitenden Werkstücke (8, 9) vor der Austrittsöffnung der Schutzgasdüse (5) des Brenners (1 ) angeordnet sind. 1. Device as an open system for a controlled heating and / or cooling of metallic workpieces Ι, ΙΙ (8,9) in a temperature field (14) during welding, thermal cutting, soldering, build-up welding or partial hardening, characterized in that a housing ( 6) is fixedly connected to a burner (1) which annularly positioned inside the housing and axially parallel to the central axis of the burner (1) extending Kühlgaszuführungen (3) whose cooling gas outlets (4) include a larger area than the protective gas nozzle (5) and , which are arranged in the direction of the workpieces (8, 9) to be machined in front of the outlet opening of the protective gas nozzle (5) of the burner (1).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, dass die Kühlgaszuführungen (3) jeweils eine Heizspirale (15) aufweisen. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the cooling gas supply lines (3) each have a heating coil (15).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass das Gehäuse (6) über achsparallel zur Mittelachse des Brenners (1 ) verlaufende Rippen (7) mit dem Brenner (1 ) fest verbunden ist. 3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the housing (6) via axially parallel to the central axis of the burner (1) extending ribs (7) with the burner (1) is firmly connected.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Distanz zwischen den Rippen (7) so gewählt ist, dass zwischen diesen mindestens eine Kühlgaszuführung (3) angeordnet ist. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the distance between the ribs (7) is selected so that between these at least one cooling gas supply (3) is arranged.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass die Kühlgaszuführungen (3) einen kreisförmigen oder einen mehreckigen Querschnitt aufweisen. 5. Device according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the cooling gas supply lines (3) have a circular or a polygonal cross-section.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass die Kühlgaszuführungen (3) sichtbar mittels einem oder mehrerer Befestigungselemente (17) an der Außenfläche des Brenners (1 ), parallel zu dessen Mittelachse, fest angebracht sind. 6. Device according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the cooling gas supply lines (3) are fixedly mounted by means of one or more fastening elements (17) on the outer surface of the burner (1), parallel to the central axis thereof.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass die Kühlgaszuführungen (3) in Richtung des Kühlgasaustrittes (4) ein schwenkbares Endstück (16) aufweisen. 7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the cooling gas supply lines (3) in the direction of the cooling gas outlet (4) have a pivotable end piece (16).
8. Verfahren für ein gesteuertes Erwärmen und/oder Kühlen metallischer Werkstücke I, II (8, 9) in einem Temperaturfeld (14) beim Schweißen, thermischen Trennen, Löten, Auftragsschweißen oder partiellen Härten, gekennzeichnet dadurch, dass eine sensorische Erfassung des Temperaturfeldes (14) mittels mindestens eines Pyrometers (1 1 , 12) kontinuierlich vorgenommen und anschließend über Kühlgaszuführungen (3) mit ihren Kühlgasaustritten (4) nacheinander oder gleichzeitig ein Vorwärmen und Abkühlen der Werkstücke I, II (8, 9) im Bereich vom Temperaturfeld (14) durchgeführt wird. 8. Method for a controlled heating and / or cooling of metallic workpieces I, II (8, 9) in a temperature field (14) during welding, thermal cutting, soldering, build-up welding or partial hardening, characterized in that a sensory detection of the temperature field ( 14) by means of at least one pyrometer (1 1, 12) made continuously and then via Kühlgaszuführungen (3) with their cooling gas outlets (4) successively or simultaneously preheating and cooling of the workpieces I, II (8, 9) in the range of the temperature field (14 ) is carried out.
9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, dass die Kühlgaszuführungen (3) derart beaufschlagt werden, dass eine Schweißnaht/Lötung oder eine Fuge (21 ) eines Schweiß-, Löt- oder eines thermischen Trennprozesses über einzelne oder in einer Folge zu aktivierenden Kühlgaszuführungen (3) mit ihren Kühlgasaustritten (4) von einer in der Kühlgaszuführung befindlichen Heizspirale (15) vorgewärmt und neben sowie hinter demselben die Schweißnaht oder Fuge (21 ) gekühlt wird. 9. The method according to claim 8, characterized in that the cooling gas supply lines (3) are acted upon in such a way that a weld / soldering or a joint (21) of a welding, soldering or a thermal separation process via individual or in a sequence to be activated Kühlgaszuführungen (3) with its cooling gas outlets (4) preheated by a heating coil located in the cooling gas supply (15) and next to and behind the same, the weld or joint (21) is cooled.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet dadurch, dass zur Kühlung des Temperaturfeldes (14) kryogene Gase in der Mischung eines flüssigen und gasförmigen Anteils oder Luft verwendet werden. 10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that for cooling the temperature field (14) cryogenic gases are used in the mixture of a liquid and gaseous portion or air.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, dass beim Schweißen als kryogenes Gas Argon verwendet wird. 1 1. A method according to claim 10, characterized in that argon is used as the cryogenic gas in welding.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 1 1 , gekennzeichnet dadurch, dass bei Kühlung einer Wurzel (19) in einem thermischen Schweißverfahren ein Formiergas über Badsicherungsschienen, die mit Formiergasdüsen (18) und einer Hauptkühldüse (20) kombiniert sind, zugeführt wird. 12. The method according to any one of the preceding claims 8 to 1 1, characterized in that when cooling a root (19) in a thermal welding process, a forming gas via Badsicherungsschienen which are combined with Formiergasdüsen (18) and a main cooling nozzle (20) is supplied ,
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet dadurch, dass beim Schweißen von Leichtmetall oder -legierungen oder von keramischen Materialien je nach Schweißgeschwindigkeit eine Vorwärmung mit heißer Luft von ca. 200 °C bis 600 °C erfolgt. 13. The method according to any one of the preceding claims 8 to 12, characterized in that, when welding light metal or alloys or of ceramic materials, depending on the welding speed, a preheating with hot air of about 200 ° C to 600 ° C.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Behandlung von rohrförmigen Werkstücken die Abkühlung von innen und/oder von außen erfolgt. 14. The method according to any one of claims 8 to 13, characterized in that in the treatment of tubular workpieces, the cooling takes place from the inside and / or from the outside.
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