DD246931A1

DD246931A1 - METHOD FOR AUTOMATIC DUAL PLATE WELDING THROUGH THE TIG WELDING PROCESS

Info

Publication number: DD246931A1
Application number: DD28729486A
Authority: DD
Inventors: Ernst Renelt; Walter Moebius; Heinz Henicke; Guenter Schrimpf
Original assignee: Zentralinstitut Schweiss
Priority date: 1986-02-25
Filing date: 1986-02-25
Publication date: 1987-06-24

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das automatische Duennblechschweissen mit Hilfe des WIG-Schweissverfahrens, wobei unter Beruecksichtigung des Luftspaltes zusatzwerkstofflos oder mit Zusatzwerkstoff geschweisst wird. Ziel ist, durch eine Steigerung der Arbeitsproduktivitaet durch Automatisierung beim Schweissen nicht gerader Blechzuschnitte die Effektivitaet zu erhoehen. Nach der Aufgabe sind Massnahmen vorzusehen, die das Schweissen von Stumpfstossverbindungen bei nicht gerade verlaufenden Schnittkanten gewaehrleisten. Kennzeichnend ist, dass beim Ueberschreiten eines kritischen Luftspaltes ein oder mehrere nicht stromfuehrende Zusatzdraehte mit gleichem oder unterschiedlichem Durchmesser und/oder Geschwindigkeiten ueber einen an dem oberen Schweissbrenner angeordneten drehbaren Kopf der Schweissstelle zugefuehrt werden und bei weiteren Veraenderungen des Luftspaltes im Zusammenwirken eines Sensors mit dem drehbaren Kopf ein Schaltschritt erfolgt, wobei entsprechend bei einer Vergroesserung bzw. Verkleinerung des Luftspaltes ein dem drehbaren Kopf zugeordneter Drahtvorschub eingeschaltet wird, der der Schweissstelle einen Zusatzdraht zuleitet, dessen Durchmesser dem signalisierten Luftspalt angepasst ist. Fig. 1The invention relates to the automatic Duennblechschweiissen using the TIG welding process, being welded without regard to the air gap without additional material or with filler material. The aim is to increase the effectiveness by increasing the productivity of work by automating the welding of non-straight blanks. After the task, measures must be taken to ensure the welding of butt joints in the case of straight cutting edges. It is characteristic that when exceeding a critical air gap one or more non-energetic Zusatzdraehte be supplied with the same or different diameter and / or speeds over a arranged on the upper welding torch rotatable head of the weld and further changes in the air gap in cooperation of a sensor with the rotatable Head a switching step takes place, wherein correspondingly at an enlargement or reduction of the air gap, a rotatable head associated wire feed is turned on, the welder passes an additional wire whose diameter is adapted to the signaled air gap. Fig. 1

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Dünnblechschweißen mit Hilfe des WIG-Schweißverfahrens, wobei unter Berücksichtigung des Luftspaltes zusatzwerkstofflos oder mit Zusatzwerkstoff geschweißt wird unter Verwendung zwei sich gegenüberstehender Schweißbrenner und Zuhilfenahme eines in Schweißrichtung vorlaufenden, den Luftspalt abtastenden Sensors, der bei sich änderndem Luftspalt über ein Steuersystem ein Signal auslöst.The invention relates to a method for automatic thin sheet welding by means of the TIG welding process, wherein welding is taking into account the air gap without additional material or filler material using two opposing welding torches and with the aid of a leading in the welding direction, the air gap scanning sensor, which changes with changing air gap a control system triggers a signal.

Characteristic of the known technical solutions

Zum Schutzgasschweißen von Dünnblechen sind eine Vielzahl von Lösungen bekannt, welche die unterschiedlichsten Nachteile besitzen. So wird nach der DE-OS 1565840 ein Verfahren zum Herstellen von hochvakuumdichten Schweißnähten an dünnen Blechen beschrieben, bei dem die zu verschweißenden Bleche mit stumpf aneinanderstoßenden Stirnflächen auf einem gegenüber der Masse der Bleche großen Kupferklotz dicht aneinander gelegt und in dieser Lage fixiert werden, worauf die Schweißnaht ohne Materialzusatz gezogen wird. Es wird angeführt, daß durch die hohe Wärmekapazität des Kupferklotzes erreicht wird, daß die Schmelzzone auf den engen Bereich der Schweißnaht begrenzt bleibt.For inert gas welding of thin sheets, a variety of solutions are known which have a variety of disadvantages. Thus, according to DE-OS 1565840 describes a method for producing high-vacuum-tight welds on thin sheets, in which the sheets to be welded with butt end surfaces abutting against the mass of sheets large copper block placed close to each other and fixed in this position, whereupon the weld is pulled without additional material. It is stated that it is achieved by the high heat capacity of the copper pad that the melting zone remains limited to the narrow region of the weld.

Die Nachteile bei diesem Verfahren bestehen jedoch darin, daß die Bleche sehr genau fixiert werden müssen und ein Luftspalt zwischen den Stirnflächen der zu verschweißenden Bleche nicht vorhanden sein darf.The disadvantages of this method, however, are that the sheets must be very accurately fixed and an air gap between the faces of the sheets to be welded must not be present.

Nach der DD-PS 147330 wurde ein Schutzgasschweißverfahren entwickelt, bei welchem zur Erhöhung der Qualität der Schweißnaht auf den Werkstoffübergang und auf das Schmelzbad während des Schweißprozesses Einfluß ausgeübt wird, indem zur Beherrschung des Schmelzbades durch zwei seitlich vom Lichtbogen angeordnete Gaszuführungen eine Beeinflussung des Schmelzbades durch ein impulsartig zugeführtes Schutzgas erreicht werden soll.According to DD-PS 147330, a gas-shielded welding process has been developed in which to increase the quality of the weld on the material transition and the molten pool during the welding process influence exerted to dominate the molten bath by two laterally arranged from the arc gas supplies influencing the molten bath a pulse-like supplied protective gas is to be achieved.

Der wesentliche Nachteil bei dieser Lösung ist darin zu sehen, daß beim Stumpfstoßschweißen an Dünnblechkonstruktionen keine Luftspalte zugelassen werden können, die Vorbereitung luftloser Stumpfstöße jedoch mit einem sehr großen Aufwand verbunden ist.The main disadvantage of this solution is the fact that in the butt joint welding thin sheet metal structures no air gaps can be allowed, the preparation of airless butt joints is associated with a very large effort.

Die DE-OS 1565396 stellt ein Lichtbogenschweißverfahren für die Badsicherung bei mit Luftspalt stumpf gestoßenen Platten mittels einer selbsttätig arbeitenden Schweißmaschine vor. Nachteilig ist, daß hierbei zur Gewährleistung einer qualitätsgerechten Schweißverbindung stets Schweißbadsicherungen erforderlich sind, um ein Durchfallen des Schweißgutes zu verhindern. Diese Gefahr besteht vor allem dann, wenn ein Zusatzwerkstoff verwendet wird. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht dabei darin, daß die meisten Bauteile auf Grund ihrer komplizierten Form die Verwendung einer derartigen Schweißbadsicherung wegen der eingeschränkten Zugänglichkeit nicht gestatten.DE-OS 1565396 introduces an arc welding process for the bath fuse in blunt collided with air gap plates by means of an automatic welding machine. The disadvantage is that in order to guarantee a quality-compliant welded connection always weld pool fuses are required to prevent falling through of the weld metal. This danger exists especially when a filler material is used. Another significant disadvantage is that most components do not allow the use of such a weld pool due to the limited accessibility due to their complicated shape.

In der DE-OS 2813131 ist eine Lösung beschrieben, wobei unter Verwendung des WIG-Lichtbogenschweißverfahrens mit nicht abschmelzender Elektrode ein Lichtbogen zwischen der nicht abschmelzenden Elektrode und dem abschmelzenden Zusatzwerkstoff gezündet wird, wodurch die zu verbindenden Bleche indirekt verschweißt werden.In DE-OS 2813131 a solution is described wherein using the TIG arc welding method with non-consumable electrode, an arc between the non-consumable electrode and the consumable filler material is ignited, whereby the sheets to be joined are indirectly welded.

Ein entscheidender Nachteil bei dieser Lösung besteht darin, daß die Bandkanten der extrem dünnen Bleche bzw. Folien vor dem Verschweißen überlappt und im Bereich der Überlagerung so geschnitten werden müssen, daß kein Luftspalt beim Aneinanderstoßen der Teile entsteht.A major disadvantage of this solution is that the band edges of the extremely thin sheets or films overlap before welding and must be cut in the overlay so that no air gap is formed when the parts abut.

Durch die Erfindung ist die Effektivität und Leistung beim Schweißen von Dünnblechen zu erhöhen und eine Steigerung der Arbeitsproduktivität durch Automatisierung beim Schweißen auch unterschiedlicher, nicht gerader Blechzuschnitte zu ermöglichen.The invention is to increase the efficiency and performance of welding thin sheets and to allow an increase in labor productivity by automation in welding and different, not straight blanks.

The essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum automatischen Dünnblechschweißen mittels des WIG-Schweißverfahrens zu entwickeln, wobei Maßnahmen vorzusehen sind, die das Herstellen von Stumpfstoßverbindungen auch an nicht gerade verlaufenden Blechschnitten gewährleisten.The invention has for its object to develop a method for automatic thin sheet welding by means of TIG welding process, with measures are provided to ensure the production of butt joints also on not straight running sheet metal sections.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß beim Überschreiten eines kritischen Luftspaltes ein oder mehrere nicht stromführende Zusatzdrähte mit gleichem oder unterschiedlichem Durchmesser und/oder Geschwindigkeit über einen an dem oberen Schweißbrenner angeordneten drehbaren Kopf der Schweißstelle zugeführt werden und bei weiteren Veränderungen des Luftspaltes im Zusammenwirken eines Sensors mit dem drehbaren Kopf ein Schaltschritt erfolgt, welcher entsprechend bei einer Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Luftspaltes einen dem drehbaren Kopf zugeordneten Drahtvorschub einschaltet, welcher der Schweißstelle einen Zusatzdraht zuleitet, dessen Durchmesser dem signalisierten Luftspalt angepaßt ist. Der drehbare Kopf ist konzentrisch um die Mittellängenachse der oberen Elektrode angeordnet und ist vorzugsweise mit vier Stationen versehen. Ist kein Luftspalt vorhanden, wird in der Normalstellung ohne Zusatzwerkstoff (ZWL-Verfahren) gearbeitet. Bei einer Erweiterung des Luftspaltes wird nach Bedarf durch einen Schaltschritt des drehbaren Kopfes automatisch die erforderliche Station mit dem entsprechenden Zusatzdraht eingeschaltet. Die vier Stationen sind durch gesonderte Schweißprogramme unterschiedlicher Spalttoleranzbereiche infolge spezieller Schweißparameter zugeordnet Beim Eintreten der geforderten Station in Wirkstellung wird automatisch der verlangte Drahtvorschub eingeschaltet. Der erfindungswesentliche neue Effekt der Erfindung besteht darin, daß eine Veränderung der Fugenbreite erfaßt wird und der drehbare Kopf dem momentanen tatsächlichen Fugenspalt einen entsprechenden Schweidrahtdurchmesser zuordnet, ausgewählt nach den Standardschweißparametern, und diesen der Schweißstelle zuführt.The object of the invention is achieved in that according to the invention when exceeding a critical air gap one or more non-current auxiliary wires with the same or different diameter and / or speed via a arranged on the upper torch rotatable head of the weld are supplied and in further changes of the air gap in the Cooperation of a sensor with the rotatable head, a switching step takes place, which corresponding to an enlargement or reduction of the air gap a rotatable head associated wire feed, which the welding point an additional wire zuleitet whose diameter is adapted to the signaled air gap. The rotatable head is arranged concentrically around the central axis of the upper electrode and is preferably provided with four stations. If there is no air gap, work is carried out in the normal position without additional material (ZWL procedure). Upon extension of the air gap, the required station with the corresponding additional wire is automatically turned on as needed by a switching step of the rotatable head. The four stations are assigned by separate welding programs different gap tolerance ranges due to special welding parameters When entering the required station in operative position, the requested wire feed is automatically switched on. The essential to the invention new effect of the invention is that a change in the joint width is detected and the rotatable head assigns the current actual joint gap a corresponding Schweidrahtdurchmesser selected according to the standard welding parameters, and this the welding point supplies.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: einen schematischen Querschnitt durch die Gerätetechnik während des Schweißprozesses Fig. 2: eine Draufsicht auf den oberen WIG-Schweißbrenner und die Drahtvorschübe1 shows a schematic cross section through the device technology during the welding process. FIG. 2 shows a plan view of the upper TIG welding torch and the wire feeders

Die gemäß Fig. 1 gezeigte Gerätetechnik zur Durchführung des Verfahrens enthält im wesentlichen in bekannter Weise zwei sich gegenüberstehende WIG-Schweißbrenner 2; 3 mit einer nicht verzehrbaren Wolframelektrode, denen in Schweißrichtung vorlaufend ein mit einem Lichtleitkabel 5 gekoppelter Sensor 4 zugeordnet ist, wobei letzterer mit einem nicht dargestellten Steuersystem verbunden ist. Neu ist der konzentrisch um die Mittellängenachse des oberen Schweißbrenners 3 angeordnete, drehbar ausgebildete Kopf 7, der mit einem Antriebssystem 8 in Wirkverbindung steht. Der drehbare Kopf 7 enthält die Stationen A, B, C, die mit einem Drahtvorschub 6 ausgerüstet sind, wobei jeder der Drahtvorschübe 6 einen stromlosen Zusatzdraht mit unterschiedlichem Durchmesser führt. Beim Einleiten des Schweißvorganges beginnt dieser in Nullstellung, wobei davon ausgegangen wird, daß sich zwischen den Stoßkanten der Blechteile 1 kein Luftspalt 10 befindet. Der Sensor 4 tastet vor den beiden Schweißbrennern 2; 3 den Luftspalt 10 ab. Beim Überschreiten eines kritischen Luftspaltes 10 erfolgt durch den Sensor 4 ein Signal, wodurch im Zusammenwirken des nicht dargestellten Steuersystems mit dem drehbaren Kopf 7 ein Schaltschritt ausgelöst und die Station A angesteuert wird, die einen Drahtvorschub 6 auslöst, der einen 1,1 mm Zusatzdraht der Schweißstelle zuführt. Bei einer weiteren Vergrößerung des Luftspaltes 10 erfolgt in gleicherweise ein Schaltschritt des drehbaren Kopfes 7 nach den Stationen B oder C, die mit einem Zusatzdraht von 1,4 und 1,6mm Durchmesser ausgerüstet sind. Es kommt zur Ausbildung einer glatten Schweißnaht!?.The apparatus shown in FIG. 1 for carrying out the method essentially comprises in a known manner, two opposing TIG welding torch 2; 3 with a non-consumable tungsten electrode, which is assigned in the welding direction leading a sensor coupled to a light guide 5 sensor 4, the latter being connected to a control system, not shown. New is the concentrically arranged about the central axis of the upper welding torch 3, rotatably formed head 7, which is in operative connection with a drive system 8. The rotatable head 7 includes the stations A, B, C equipped with a wire feed 6, each of the wire feeders 6 carrying a powerless auxiliary wire of different diameter. When initiating the welding process, this begins in zero position, it being assumed that there is no air gap 10 between the abutting edges of the sheet metal parts 1. The sensor 4 scans in front of the two welding torches 2; 3, the air gap 10 from. When a critical air gap 10 is exceeded by the sensor 4, a signal, whereby in cooperation of the control system not shown with the rotatable head 7 triggered a switching step and the station A is driven, which triggers a wire feed 6, the 1.1 mm additional wire of Welding point feeds. In a further enlargement of the air gap 10 takes place in the same way a switching step of the rotatable head 7 to the stations B or C, which are equipped with an additional wire of 1.4 and 1.6 mm diameter. It comes to the formation of a smooth weld!?.

Claims

Invention claim:

1. A method for automatic thin sheet welding using the TIG welding process, wherein welding takes into account the air gap without filler or filler material using two opposing torches and using a leading in the welding direction, the air gap scanning sensor, the changing air gap via a control system a signal triggers, characterized in that when exceeding a critical air gap (10) one or more non-current auxiliary wires with the same or different diameter and / or speed via a on the upper welding torch (3) arranged rotatable head (7) of the weld are supplied and in further changes of the air gap (10) in cooperation of a sensor (4) with the rotatable head (7), a switching step takes place, wherein correspondingly at an enlargement or reduction of the air gap (10) in cooperation ei nes sensor (4) with the rotatable head (7) is a switching step, wherein corresponding to an enlargement or reduction of the air gap (10) the rotatable head (7) associated wire feed (6) is turned on, which the welding point an additional wire zuleitet whose diameter is adapted to the signaled air gap (10).

2. A method for automatic thin sheet welding according to item 1, characterized in that a rotatable head (7) with a plurality of wire feeders (6), preferably with three wire feeders, is used.

3. A method for automatic thin sheet welding according to item 1 and 2, characterized in that at extremely large air gaps (10) at the same time two wire feeders (6) are used.

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