DE102006029292A1

DE102006029292A1 - Schweißverfahren für dünne Bleche

Info

Publication number: DE102006029292A1
Application number: DE102006029292A
Authority: DE
Inventors: Peter Woltering; Karl-Heinz Dulle; Randolf Dr. Kiefer; Stefan Oelmann; Ulf-Steffen Dr. Bäumer; Joachim Hoedtke; Günther KOBABE
Original assignee: Uhdenora SpA
Current assignee: Thyssenkrupp Nucera Italy SRL
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2007-12-27
Also published as: CA2655749C; RU2432243C2; CA2655749A1; JP2016093846A; JP2014050888A; JP6178830B2; KR101356590B1; BRPI0713335A2; US20100219165A1; ES2370734T3; WO2007147900A1; EP2032304B1; PL2032304T3; CN101472703A; CN101472703B; ATE522315T1; KR20090030270A; JP2009541058A; EP2032304A1; RU2009102031A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum stumpfen Linienschweißen dünner Bleche ohne Schweißzusatzwerkstoffe, aufweisend einen Trägertisch, eine oder mehrere Spannvorrichtungen, die oberhalb und parallel zur Trägertischoberfläche angeordnet sind und unter welchen ein oder mehrere Bleche positionierbar sind. Dabei kann die Spannvorrichtung in vertikaler Richtung Druck auf ein darunter eingelegtes Blech ausüben. Die Schweißvorrichtung umfasst einen oder mehrere verfahrbare Schweißköpfe, wobei die Spannvorrichtung mindestens zwei unabhängig voneinander arbeitende Anpresselemente aufweist, welche sich parallel und mit einem Abstand entlang der Schweißlinie gegenüberliegen und unabhängig voneinander bewegt werden können, wobei mindestens eines der Anpresselemente geeignet ist, zwei oder mehr Druckstufen zu erreichen, und mindestens auf dieser Seite des Trägertisches, auf welcher das Anpresselement mit den mehrfachen Druckstufen liegt, weiterhin horizontale Anpresselemente angeordnet sind, mittels welcher mindestens eines der zu verschweißenden Bleche in Richtung der Schweißlinie und gegen das andere Blech gepresst und dabei verformt werden kann, bis ein vollflächiger Kontakt der aneinander stoßenden Blechkanten erreicht ist. Der Schweißkopf ist so angeordnet, dass dieser entlang der Schweißlinie verfahren werden kann, wobei unterhalb des Trägertisches und parallel zur Schweißlinie ein Spülgaskanal verläuft. Weiterhin umfasst die Erfindung ein Schweißverfahren, bei welchem ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum stumpfen Linienschweißen dünner Bleche ohne Schweißzusatzwerkstoffe, aufweisend einen Trägertisch, eine oder mehrere Spannvorrichtungen, die oberhalb und parallel zur Trägertischoberfläche angeordnet sind und unter welchen ein oder mehrere Bleche positionierbar sind. Dabei kann die Spannvorrichtung in vertikaler Richtung Druck auf ein darunter eingelegtes Blech ausüben. Die Schweißvorrichtung umfasst einen oder mehrere verfahrbare Schweißköpfe, wobei die Spannvorrichtung mindestens zwei unabhängig voneinander arbeitende Anpresselemente aufweist, welche sich parallel und mit einem Abstand entlang der Schweißlinie gegenüber liegen und unabhängig voneinander bewegt werden können, wobei mindestens eines der Anpresselemente geeignet ist, zwei oder mehr Druckstufen zu erreichen, und mindestens auf dieser Seite des Trägertisches, auf welcher das Anpresselement mit den mehrfachen Druckstufen liegt, weiterhin horizontale Anpresselemente angeordnet sind, mittels welcher mindestens eines der zu verschweißenden Bleche in Richtung der Schweißlinie und gegen das andere Blech gepresst und dabei verformt werden kann, bis ein vollflächiger Kontakt der aneinander stoßenden Blechkanten erreicht ist. Der Schweißkopf ist so angeordnet, dass dieser entlang der Schweißlinie verfahren werden kann, wobei unterhalb des Trägertisches und parallel zur Schweißlinie ein Spülgaskanal verläuft. Weiterhin umfasst die Erfindung ein Schweißverfahren, bei welchem diese Vorrichtung eingesetzt wird.
Im Stand der Technik sind Schweißverfahren ohne Schweißzusatzwerkstoffe weitreichend beschrieben. Bei diesem Verfahren werden die spaltlos aneinander anliegenden Halbzeuge durch Schmelzen der Stoßkanten und nachfolgende Verfestigung ohne aufwändige Kantenpräparation, leckagefrei miteinander verbunden. Da kein Schweißzusatzwerkstoff zum Einsatz kommt, auch keiner aus dem identischen Werkstoff der Halbzeuge, ist es entscheidend, dass aneinander stoßende Flächen lückenlosen Kontakt haben. Lücken oder Spalte würden dazu führen, dass in diesem Bereich das verflüssigte Material keine Wurzel bildet und ohne Kantenbildung undefiniert ausfließt. Übliche Verfahren sind das Laserschweißen oder das Schweißen mittels Elektronen-Lichtbogen. Im Zusammenhang mit dieser Schrift sollen nachfolgend unter Schweißverfahren nur solche ohne Schweißzusatzwerkstoff verstanden werden.
Beim Verschweißen dünner Bleche bestehen unterschiedliche Probleme, warum es üblicherweise vermieden wird, größere Bleche aus mehreren kleinen Blechen mittels Schweißverfahren zusammenzusetzen. Das größte Problem besteht darin, dass der Wärmeeintrag bezogen auf das Materialvolumen zu groß ist, und daher nicht schnell genug in das umliegende Material abgeleitet werden kann. Dies führt zu lokalen Verwerfungen entlang der Schweißfuge oder auch zu Verformungen des gesamten Blechs. In Fällen, bei denen keine Rohbleche in entsprechender Größe als einstückiges Material verfügbar sind, müssen diese Rohbleche aus Einzelstücken zu so genannten "tailored blanks" zusammengefügt werden. Diese Einzelbleche werden üblicherweise mittels Scherenschnitt von Endlosblechen abgeschnitten. Durch das Schneideverfahren mittels Schlagschere oder dergleichen entsteht, abhängig von der Schnittlänge, eine um cirka 0,2 bis 0,4 mm horizontal bogenförmig geschwungene Schnittkante, wie in der DE 42 35 110 C1 beschrieben. Eine derartige Einschnürung ist auch an den Längskanten gewalzter Stahlbänder zu beobachten. Daher ist es vor dem Verschweißen in der Regel erforderlich, diese Schnittkante mittels eines Schleif- oder Fräsverfahrens vorzubehandeln, wenn eine sehr hochwertige Schweißverbindung erzeugt werden soll.
In der DE 42 35 110 C1 wird vorgeschlagen, diese geschwungenen Schnitt- oder Außenkanten des Rohblechs mit einem geeigneten Schneidewerkzeug nachzubehandeln, um die erforderliche Geradheit der Kante sicherzustellen. In der DE 196 24 776 C1 wird beschrieben, dass bei linearen Nähten zur Erreichung einer ausreichenden Linearität der zu verschweißenden Blechkanten diese mit einer Präzisionsschere geschnitten oder mit einer Doppelschnittschere beide Blechkanten gleichzeitig besäumt werden.
In der DE 39 09 620 A1 wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum stumpfen Verschweißen von mechanisch beschnittenen Blechkanten offenbart. Hierbei wird vorgeschlagen, die zu verschweißenden Platten stumpf aneinander zu drücken und den gegebenenfalls verbleibenden Spalt dadurch zu schließen, dass der vorhandene Grad in den Spalt hinein eingeebnet wird. Dabei ist das Vorhandensein eines ausreichenden Grates erforderlich, der eigentlich bei einem Trennverfahren vermieden werden sollte. Weiterhin ist ein Grat der Größe nach relativ unbestimmt und daher für einen gleichmäßigen Spaltverschluss nur begrenzt geeignet.
Die im Stand der Technik beschriebenen Verfahren erfordern einen aufwendigen Vorbehandlungsschritt, um den spaltlosen Nahtverschluss zu ermöglichen. Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Verfahren und eine Vorrichtung für ein vereinfachtes Vorbereitungs- und Schweißverfahren bereit zu stellen.
In der DE 42 35 110 C1 wird ausgeführt, dass ungerade Bandkanten, die man gegeneinander in Schweißposition zwingt, wellig werden, sich also in vertikaler Richtung heben und senken. Überraschender weise konnte aber gefunden werden, dass diese vertikalen Verwerfungen verhindert werden können, wenn die Rohbleche entlang der Schweißkante eingespannt sind und vor dem Verschweißen die beiden Schweißkanten derart gegeneinander gepresst werden, dass Materialunebenheiten und Nichtlinearitäten in der Ebenen der Schweißkanten eingeebnet werden.
Die Erfindung löst die Aufgabe daher mittels einer Vorrichtung zum stumpfen Linienschweißen dünner Bleche ohne Schweißzusatzwerkstoffe, aufweisend einen Trägertisch, eine oder mehrere Spannvorrichtungen, die oberhalb und parallel zur Trägertischoberfläche angeordnet sind und unter welchen ein oder mehrere Bleche positionierbar sind. Dabei kann die Spannvorrichtung in vertikaler Richtung Druck auf ein darunter eingelegtes Blech ausüben. Weiterhin umfasst die Schweißvorrichtung einen oder mehrere verfahrbare Schweißköpfe, wobei die Spannvorrichtung

– mindestens zwei unabhängig voneinander arbeitende Anpresselemente aufweist, welche sich parallel und mit einem Abstand entlang der Schweißlinie gegenüber liegen und unabhängig voneinander bewegt werden können, wobei
– mindestens eines der Anpresselemente geeignet ist, zwei oder mehr Druckstufen zu erreichen, und
– mindestens auf dieser Seite des Trägertisches, auf welcher das Anpresselement mit den mehrfachen Druckstufen liegt, weiterhin horizontale Anpresselemente angeordnet sind, mittels welcher mindestens eines der zu verschweißenden Bleche in Richtung der Schweißlinie und gegen das andere Blech gepresst und dabei verformt werden kann, und
– der Schweißkopf so angeordnet ist, dass dieser entlang der Schweißlinie verfahren werden kann, wobei
– unterhalb des Trägertisches und parallel zur Schweißlinie ein Spülgaskanal verläuft.

Die von den horizontalen Anpresselementen aufzubringende Kraft ist so groß, dass die gegenüberliegenden Stoßkanten der beiden Bleiche idealerweise bis zum vollflächigen Kontakt aufeinander zu geschoben werden. Gegebenenfalls vorhandene Lücken oder Spalte, die aus Unebenheiten oder Oberflächenrauhigkeiten der Stoßkanten resultieren, werden dabei eingeebnet. Der maximal zulässige Restspalt hat eine Spaltbreite von 0,05 mm.
Die Schweißvorrichtung kann dahingehend verbessert werden, dass die beiden direkt an der Schweißlinie entlanglaufenden Kanten der Spannvorrichtung oberhalb des Trägertisches einen Schweißkanal bilden, der einen trapezförmigen Querschnitt hat. Dabei sind idealerweise die den Schweißkanal bildenden Wände und die angrenzende Unterseite der Spannvorrichtung aus einem Werkstoff gebildet ist, der eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitiger Formstabilität aufweist. Dabei muss dieser Werkstoff zusätzlich einen hohen Widerstand gegen unbeabsichtigtes Einkoppeln des Laserstrahls aufweisen. In einer verbesserten Variante sind die Wände des Schweißkanals und/oder der Spülkanal gekühlt, wozu in einer oder mehreren Wänden Kanäle vorgesehen sind, durch welche ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmedium geleitet werden kann.
In einer alternativen Ausführungsform der Schweißvorrichtung wird der Schweißkopf entlang einer Schiene verfahren oder mittels eines Roboterarms geführt. Durch die Nichtlinearität und Parallelität der beiden gegeneinander gepressten und vertikal fixierten Schweißkanten, verläuft die so unter horizontalem Druck gebildete Schweißlinie nicht ideal mittig im Schweißkanal, sondern weicht von dieser idealen Mittellinie beidseitig ab. Daher ist der Schweißkopf idealerweise derart gelagert, dass dieser parallel und quer zum Schweißkanal bewegt werden kann. In einer optimierten Ausführungsform ist der Schweißkopf mit einem Steuergerät verbunden mittels welchem der Schweißkopf sequentiell in geraden Teilstücken die Schweißlinie abfährt. Idealerweise ist der Schweißkopf mit einer Steuer- und Regelvorrichtung verbunden und folgt im Rahmen technisch bedingter Abweichungen dem Verlauf der Schweißlinie, wobei zum Beispiel ein optisches Erfassungssystem die Schweißlinie fokussiert, und mittels dieser Daten die ideale Position des Laserkopfes während des Schweißvorgangs regelbar ist.
Zur leichteren Positionierung der Bleche auf dem Trägertisch weist dieser in einer bevorzugten Variante der Schweißvorrichtung mehrere oder eine Vielzahl von Förderelementen auf, so dass das oder die Bleche in jeder beliebigen horizontalen Richtung leicht bewegbar sind. Die Förderelemente können dabei idealerweise gelagerte Einzelkugeln sein oder Druckluftauslässe, mittels welcher ein Druckpolster unter den Blechen aufgebaut werden kann, das ein sehr leichtes Fördern der Bleche ermöglicht.
Die für die Schweißvorrichtung einzusetzende Schweißköpfe sind vorzugsweise ein Laser- oder Elektronenstrahlschweißgerät, welches auf einem Vortriebselement positioniert ist, dass eine Schweißgeschwindigkeit von mindestens 4,5 m/min und Idealerweise von 9 m/min ermöglicht. Die Anpresselemente werden Idealerweise mit je einem oder mehreren hydraulischen oder pneumatischen Zylindern angetrieben.
Von der Erfindung ist weiterhin auch ein Verfahren zum stumpfen Linienschweißen dünner Bleche ohne Schweißzusatzwerkstoffe umfasst, bei welchem eine Vorrichtung nach einer der vorgenannten Ausführungsvarianten eingesetzt wird und die folgenden Schritte durchlaufen werden:

a) Positionierung eines erstes Blechs auf dem Trägertisch, wobei die Schweißkante innerhalb der Toleranzen mittig und parallel über dem Spülkanal liegt,
b) vertikale Fixierung des ersten Blechs auf dem Trägertisch mittels des ersten Anpresselements,
c) Positionierung eines zweiten Blechs auf dem Trägertisch, wobei die Schweißkante über dem Spülkanal liegt und an die Schweißkante des ersten Blechs stößt,
d) vertikale Vorfixierung des zweiten Blechs auf dem Trägertisch mittels des zweiten Anpresselements bei einem geringen Druck,
e) horizontale Anpressung des zweiten Blechs an das erste Blech mittels des oder der horizontalen Anpresselemente,
f) vertikale Fixierung des zweiten Blechs auf dem Trägertisch mittels des zweiten Anpresselements,
g) Komplettes oder abschnittsweises Spülen des Spülkanals mit Schutzgas,
h) Laserschweißen bei gleichzeitigem Verfahren des Schweißkopfes unter Schutzgasatmosphäre
i) Öffnen der Fixiervorrichtung und Entnahme des Blechs.
j) Erneuter Beginn bei Schritt a)

Im Schritt e), der horizontalen Anpressung des zweiten Blechs an das stationäre erste Blech, ist die aufgebrachte Druckkraft so stark, dass die Blechkante verformt wird und es zu einem vollflächigen, lichtdichten Verschluss der beiden aneinander stumpf anliegenden Blechkanten kommt.
Überraschender Weise konnte beobachtet werden, dass die Relaxation in der Schmelzphase bei ausreichend hohem horizontalen Anpressdruck im Nahbereich der Stoßkante ausreicht, um die Spannungen entlang dieser Kante aufzulösen. Ebenfalls konnte beobachtet werden, dass die horizontale Materialstauchung entlang der stumpfen Schweißnaht zu einer verbesserten Nahtgeometrie führt. Der Anteil an Materialverdampfung, der bei jedem zusatzstofffreiem Schweißverfahren auftritt, wurde durch das sich in Richtung der verflüssigten Naht ausdehnende Blech teilweise wieder kompensiert.
Die Schritte a) und c) können bei einer alternativen Verfahrensvariante in umgekehrter Reihenfolge oder zeitgleich vollzogen werden, wobei die Schritte b) und d) in analoger Weise folgen. Ebenfalls kann auch das erste Blech im Schritt b) auf dem Trägertisch vorfixiert werden, und in Schritt f) beide Bleche auf dem Trägertisch fixiert werden, wobei die Fixierung der beiden Bleche idealerweise gleichzeitig erfolgt.
Die vertikale Fixierung des Bleches ist dabei abhängig von den horizontalen Kräften und der gewählten Rauhigkeit der Anpresselemente und der Unterlage. Die bei dem Verfahren zu wählende Anpresskraft zur vertikalen Vorfixierung der Bleche ist ebenfalls abhängig von der Oberfläche der Anpresselemente und der Unterlage. Wesentlich ist, dass die horizontale Bewegungsmöglichkeit des Blechs in Richtung auf die Stoßkante nicht vollständig verhindert wird. Die horizontale Fixierung im Schritt e) und erforderliche Kraft zur Erreichung eines vollflächigen Kontaktes der beiden Schweißkanten, unter gezielter Materialverformung und Materialstauchung entlang der Stoßkante, ist im Wesentlichen abhängig von dem Werkstoff und der Dicke des Bleches sowie dem Grad der Nichtlinearität der Schweißkanten.
Bei den Schweißversuchen wurde ein CO₂-Laser mit 6 kW Leistung bei einer Wellenlänge von 10;6 μm bei einer Schweißgeschwindigkeit von 9 m/min eingesetzt. Als Blechmaterialien wurden Nickel- und Titanbleche verwendet. Die zu verschweißenden Kanten des Titanblechs hatten eine Länge von 1358 mm. Der Schweißkanal hatte dabei am Grund eine Kanalbreite von 3 mm.
Bei den Versuchen wurde die Querabweichung der Schweißnaht in einzelnen Messpunkten ermittelt und der CO₂-Laser so gesteuert, dass er von Messpunkt zu Messpunkt in Teilstrecken entlang der Schweißlinie verfahren wurde. Die hergestellten Proben haben alle technischen Vorgaben erfüllt und eine Welligkeit entlang der Schweißnaht konnte nicht festgestellt werden.
In 1 bis 3 sind beispielhaft Ausführungsvarianten der Schweißvorrichtung gezeigt. 1 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung. Trägertisch 1 ist ohne ein zu bearbeitendes Blech dargestellt. Zu erkennen ist Vielzahl der Förderelemente 2, die in dem gezeigten Beispiel als gelagerte Einzelrollen ausgeführt sind. Über die gesamte Breite des Trägertisches 1 erstreckt sich die Spannvorrichtung 3, die selbst nicht in horizontaler Richtung verfahren werden kann. Die Spannvorrichtung 3 umfasst die beiden parallelen Anpresselemente 4 und 5, zur vertikalen Positionierung und Fixierung von Blechen.
Der Bereich zwischen den beiden Anpresselementen 4 und 5 bildet den Schweißkanal 6. Die Spannvorrichtung 3 teilt den Trägertisch 1 im Wesentlichen in zwei Teile. An dem schmäleren Teil des Trägertisches 1 sind entlang der zum Schweißkanal 5 parallelen Trägertischkante mehrere horizontale Anpresselemente 11 angeordnet, mittels welcher ein dort eingelegtes Blech in Richtung des Schweißkanals 5 und einem dort fixierten und hier nicht gezeigten Blech geschoben werden kann. Die horizontalen Anpresselemente 11 werden durch Pneumatikzylinder 9 angetrieben.
Die 2 ist eine vertikale Schnittdarstellung, in welcher die Details der Anpresselemente 4 und 5 sowie des Schweißkanals 6 gezeigt sind. Die Anpresselemente 4 und 5 umfassen einen balkenartigen, L-förmigen Träger 7, unter dem ein horizontal verlaufender Spannschuh 7 angeordnet ist. Dieser Spannschuh 8 wird mittels einer Vielzahl von Pneumatikzylindern 9 gehoben oder gesenkt, die auf der Oberseite des horizontalen Schenkels des L-förmigen Trägers 7 angeordnet sind.
Auf dem horizontalen Schenkel der L-förmigen Träger 7 sind die Pneumatikzylinder 9 angeordnet, die die beiden Spannschuhe 8 unabhängig voneinander antreiben. Die Spannschuhe 8 selbst weisen entlang des Schweißkanals 6 eine Sohle 10 auf, die aus einer Metalllegierung für die optimale Wärmeableitung bei gleichzeitiger Formstabilität gebildet ist. Die sich gegenüber liegenden Vorderkanten der Spannschuhe 8 und der Sohlen 10 sind so geformt, dass diese oberhalb des Trägertisches 1 einen trapezartigen Querschnitt bilden. In einem derart geformten Schweißkanal 6 wird das einströmende Schutzgas in Richtung des Kanalbodens verdichtet, und es liegt immer ein Überschuss des Schutzgases vor.
Am Grund des Schweißkanals 6 und parallel zu diesem ist eine Leiste 12 im Trägertisch 1 angeordnet, die eine Rinne als Spülkanal 13 für eine Schutzgasströmung an der Schweißwurzel aufweist. Im bestimmungsgemäßen Betrieb verschließen die zu verschweißenden Bleche den Spülkanal 13, so dass für eine optimale Schutzgasatmosphäre nur ein relativ geringer Volumenstrom an Schutzgas erforderlich ist.

1: Trägertisch
2: Förderelemente; Rollen
3: Spannvorrichtung
4: Anpresselement
5: Anpresselement
6: Schweißkanal
7: Träger
8: Spannschuh
9: Pneumatikzylinder
10: Sohle
11: Anpresselement
12: Leiste
13: Spülkanal

Claims

Vorrichtung zum stumpfen Linienschweißen dünner Bleche ohne Schweißzusatzwerkstoffe, aufweisend einen Trägertisch, eine oder mehrere Spannvorrichtungen, die oberhalb und parallel zur Trägertischoberfläche angeordnet sind und unter welchen ein oder mehrere Bleche positionierbar sind, wobei die Spannvorrichtung in vertikaler Richtung Druck auf ein darunter eingelegtes Blech ausüben kann, und einen oder mehrere verfahrbare Schweißköpfe dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung – mindestens zwei unabhängig voneinander arbeitende Anpresselemente aufweist, welche sich parallel und mit einem Abstand entlang der Schweißlinie gegenüber liegen und unabhängig voneinander bewegt werden können, wobei – mindestens eines der Anpresselemente geeignet ist, zwei oder mehr Druckstufen zu erreichen, und – mindestens auf dieser Seite des Trägertisches, auf welcher das Anpresselement mit den mehrfachen Druckstufen liegt, weiterhin horizontale Anpresselemente angeordnet sind, mittels welcher mindestens eines der zu verschweißenden Bleche in Richtung der Schweißlinie und gegen das andere Blech gepresst werden kann, und – dass Schweißkopf so angeordnet ist, dass dieser entlang der Schweißlinie verfahren werden kann, wobei – unterhalb des Trägertisches und parallel zur Schweißlinie ein Spülgaskanal verläuft.
Schweißvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anpresselemente Spannsohlen aufweisen, mittels welcher das oder die Bleche fixiert oder vorfixiert werden können, wobei die mit geringem Abstand an der Schweißlinie entlanglaufenden Kanten der Anpresselemente und die Spannsohlen oberhalb des Trägertisches einen Schweißkanal bilden, der einen trapezförmigen Querschnitt hat, welcher sich in vertikaler Richtung zum Trägertisch verengt.
Schweißvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Schweißkanal bildende Wand und die angrenzende Unterseite der Spannvorrichtung aus einem Werkstoff gebildet ist, der eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitiger Formstabilität aufweist.
Schweißvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandmaterial des Spülgaskanals aus einem Werkstoff gebildet ist, der eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitiger Formstabilität aufweist.
Schweißvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißvorrichtung entlang einer Schiene verfahren oder von einem Einarmroboter geführt wird.
Schweißvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Trägertisch eine Vielzahl von Förderelementen angeordnet sind, auf welchen das oder die Bleche in jeder beliebigen horizontalen Richtung bewegbar sind.
Schweißvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderelemente gelagerte Einzelkugeln oder Druckluftauslässe sind.
Schweißvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresselemente mit je einem oder mehreren hydraulischen oder pneumatischen Zylindern angetrieben werden.
Schweißvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißkopf ein Laserschweißgerät oder ein Elektronenstrahlschweißgerät ist.
Schweißvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißkopf mit einem oder mehreren Antriebselementen verbunden ist, womit dieser parallel und quer zum Schweißkanal bewegbar ist, wobei das Antriebselement mit einer Steuer- und Regeleinrichtung verbunden ist.
Schweißvorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinrichtung mit einem optischen Sensor zur Lagebestimmung der Schweißlinie verbunden ist.
Verfahren zum stumpfen Linienschweißen dünner Bleche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche verwendet wird und die folgenden Schritte durchläuft: a) Positionierung eines erstes Blechs auf dem Trägertisch, wobei die Schweißkante innerhalb der Toleranzen mittig und parallel über dem Spülkanal liegt, b) vertikale Fixierung des ersten Blechs auf dem Trägertisch mittels des ersten Anpresselements, c) Positionierung eines zweiten Blechs auf dem Trägertisch, wobei die Schweißkante über dem Spülkanal liegt und an die Schweißkante des ersten Blechs stößt, d) vertikale Vorfixierung des zweiten Blechs auf dem Trägertisch mittels des zweiten Anpresselements bei einem geringen Druck, e) horizontale Anpressung des zweiten Blechs an das erste Blech mittels des oder der horizontalen Anpresselemente unter Deformierung Kantengeometrie bis zum Verschluss der Stoßkante, f) vertikale Fixierung des zweiten Blechs auf dem Trägertisch mittels des zweiten Anpresselements, g) komplettes oder abschnittsweises Spülen des Spülkanals mit Schutzgas, h) Laserschweißen bei gleichzeitigem Verfahren des Schweißkopfes unter Schutzgasatmosphäre, i) Öffnen der Fixiervorrichtung und Entnahme des Blechs. j) siehe a)
Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte a) und c) in umgekehrter Reihenfolge oder zeitgleich vollzogen werden, und die Schritte b) und d) in analoger Weise folgen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass auch das erste Blech im Schritt b) auf dem Trägertisch vorfixiert wird, und in Schritt f) beide Bleche auf dem Trägertisch fixiert werden, wobei die Fixierung der beiden Bleche idealerweise gleichzeitig erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) mit einem derartig hohen horizontalen Druck auf das zweite Blech oder beide Bleche eingewirkt wird, dass maximal 0,05 mm Restspalt zwischen den Blechen verbleibt und idealerweise ein lichtdichter Verschluss zwischen den Stoßkanten erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüch 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißkopf parallel und quer zum Schweißkanal verfahren wird, wobei nach dem Schritt f) des Verfahrens die Querabweichung der Schweißlinie von der Ideallinie als diskrete Werte ermittelt werden und nachfolgend der Schweißkopf mittels eines Steuergeräts sequentiell in geraden Teilstücken die Schweißlinie abfährt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüch 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißkopf parallel und quer zum Schweißkanal verfahren wird, wobei parallel zum Schritt l) des Verfahrens die reale Schweißlinie mittels eines optischen Sensors erfasst und diese Daten an ein Steuergerät weiterleitet werden, und der Schweißkopf geregelt dem Verlauf der Schweißlinie folgt.