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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Vorsehen von vorbestimmten Schweissbedingungen während eines Schweissverfahrens.
Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, betrifft die vorliegende
Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen einer Energieversorgungsspannung,
die in einem Gas-Metall-Bogenschweiss-(GMAW)-Verfahren an einer Elektrode anliegt.
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Verschiedene
Schweissverfahren zum Ausbilden einer Schweisstelle an einem Metall-Schweissziel
sind im Stand der Technik bekannt. Ein derartiges Verfahren ist
ein Metall-Inertgas-(MIG)-Schweissen, ein anderes ist ein Metallbogen-Aktivgas-(MAG)-Schweissen.
Beide von diesen sind Formen eines Gas-Metall-Bogenschweissens (GMAW). Bei einem derartigen
Schweissverfahren ist eine Einspeisedrahtelektrode vorgesehen, welche
mit einer Energieversorgung verbunden ist. Wenn die Elektrode mit
Energie versorgt wird, wird ein elektrischer Bogen zwischen der
Elektrode und dem zu schweissenden Arbeitsziel erzeugt. Ein Inertgas
ist in dem Bereich um den Bogen vorgesehen. Wenn ein Schweissen
auftritt, wird die Elektrode zu dem Arbeitsziel geführt und
durch Schmelzen unter der starken Wärme verbraucht, die von dem
Bogen erzeugt wird. Das Metall der Elektrode wird auf das Arbeitsziel
abgeschieden, das die Schweissstelle ausbildet.
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Es
gibt zwei unterschiedliche Typen von (GMAW)-Schweissverfahren. Diese
sind herkömmliche
GMAW und Impuls-GMAW. Impuls-GMAW-Schweissen verwendet einen Impulsstrom
(typischerweise 400 A bis 50 A und 40 Hz und 100 Hz), um einen Bogenspalt
zwischen einer Drahtspitze und dem Werkstück erzeugen, durch welchen Tröpfchen eines überhitzten
Metalls (typischerweise der Durchmesser des Schweissdrahts) in das Schweissbecken
getrieben werden. Ein Befördern von
Tröpfchen
tritt durch den Bogen typischerweise ein Tröpfchen pro Impuls auf.
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Es
gibt Probleme, die den Schweissverfahren im Stand der Technik zugehörig sind.
Ein Problem besteht darin, die Größe und Form der Metallache
an dem Arbeitsziel zu steuern. Wenn die Lache zu groß wird,
können
Schwerkraftkomponenten ein übermäßiges Fließen des
geschmolzenen Metalls in der Lache verursachen. Wenn die Stromdichte
einen Wert erreicht, welcher nicht ausreichend ist, um das Metall
von dem Ende der Elektrode abuzgeben, erhöhen sich die ausbildenden Metalltröpfchen,
bis ihre Masse und Schwerkraft verursacht, dass sie Iosbrechen und
zu der Lache hin fallen. Wenn Tröpfchen die
Schmelzlache in einem Tropfvorgang beeinträchtigen, wird eine Metallschmelze
um das Schweissgebiet gespritzt. Dies ergibt ein Spritzen, das das
Werkstück
umgibt, und kann zu einer Schweissstelle einer schlechten Qualität führen. Ein
Schweissspritzen kann ebenso verursacht werden, wenn der Schweisstechniker
die im Voraus eingestellte Spannung zu niedrig einstellt, was häufig durch
Schweissbedingungen verursacht wird, die sich nach Laborschweisstestvorgängen ändern. Wenn
dies auftritt, streift die Drahtspitze das Werkstück, erhöht sich
ein Schweissstrom augenblicklich schnell, wird eine Spannung kurzgeschlossen
und werden Metalltröpfchen
aus dem Becken geschleudert, was Spritzen verursacht.
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Ein
weiteres besonderes Problem ist eine schlechte Tropfenform. Dies
wird durch lange Bogenlängen
verursacht, die durch zu hohes Einstellen der Energieversorgungsspannung
verursacht werden. Eine schlechte Tropfenform kann zu einer schlechten Schweissfestigkeit
und anderen Problemen führen.
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In
bestimmten Umgebungen können
die Qualität
einer Schweissstelle und Effekte, die von dem Schweissverfahren
verursacht werden, kritisch sein. Zum Beispiel ist eine Verwendung
eines Impuls-(GMAW) Schweissens zum Durchführen von Reparaturen in Nuklearreaktoren
für viele
Jahre verwendet worden. Jedoch ist es argumentiert worden, dass
das Vorhandensein von Spritzen unter derartigen Umständen die
Unversehrtheit der Brennstoffelemente in dem Reaktor beeinträchtigen
könnte.
Aus diesem Grund werden besondere Sicherheitsabdeckungen genommen,
wenn in derartigen Umgebungen geschweisst wird. Um ein Herunterfallen
von Spritzern zu vermeiden, werden "Schirme" und Schweissgehäuse-Spritzabedeckungen verwendet. Jedoch
ist ihre Verwendung zeitaufwendig und bei einem Beseitigen von Spritzen
nicht immer vollständig wirksam.
Obgleich Untersuchungen gezeigt haben, dass ein Herunterfallen von
Spritzern tatsächlich nicht
bedeutsam die Unversehrtheit von Reaktoreinbauten beeinflusst, würde es offensichtlich
vorteilhaft sein, das Erzeugen von Spritzen während eines Schweissverfahrens
zu steuern, da ein Ausbilden von Spritzen ein Anzeichen einer schlechten Schweissqualität und einer
beschädigenden Schweissausrüstung ist.
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In
der Vergangenheit ist ein derartiges Steuern unter Verwendung eines
höchst
qualifizierten Schweisstechnikers ermöglicht worden, der unter Verwendung
einer Bogenblende imstande gewesen ist, den Bogen zu Beginn eines
Schweissverfahrens anzusehen und manuell verschiedene Parameter des
Schweissverfahrens, wie zum Beispiel Energieversorgungseinstellungen,
einzustellen. Durch Erfahrung kann der Techniker Einstellungen auswählen, um
Schweisstellen mit einem verringerten Spritzpegel, guten Verbindungscharakteristiken
und einer guten Tropfenform zu erzeugen. Jedoch muss ein qualifizierter
Schweisstechniker, um diese guten Schweisseigenschaften zu erzeugen,
vor Ort sein, um jede Schweisstelle zu überwachen, wenn sie eingeleitet
wird. Dies kann ein teures und zeitaufwendiges Verfahren sein.
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Weiterhin
können
sich auch für
einen einzelnen Schweissvorgang optimale Energieversorgungsspannungseinstellungen
während
eines Schweissens über
einen bedeutsamen Bereich ändern.
Dies kann durch Änderungen
der Qualität
jeder Erdverbindung, einer Umgebungstemperatur und anderen Faktoren
verursacht werden. Als Ergebnis kann, ausser ein Schweisstechniker
fährt fort,
das Schweissen zu überwachen
oder auszuführen,
das Schweissen mit weniger als optimalen Charakteristiken fortfahren.
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Noch
weitere Probleme mit dem Schweissverfahren treten bei Fernschweisssituationen
auf, in welchen ein Techniker das Schweissverfahren aus der Ferne überwachen
muss. Dies kann auftreten, wenn es für einen Menschen nicht möglich ist,
auf die Schweissstelle zuzugreifen.
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Es
ist ein Ziel von Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung, mindestens einen Teil der zuvor erwähnten Probleme
abzuschwächen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Impuls-Bogenschweissen geschaffen, das die Schritte aufweist:
während des
Schweissens, Identifizieren eines Übergangs zwischen einer ersten
Betriebsart, in der kein Spritzen erzeugt wird, und einer zweiten
Betriebsart, in der eine minimale Menge Spritzen erzeugt wird; und
Einstellen
einer Energieversorgungsspannung, so dass das Schweissen unter Bedingungen
erfolgt, die dem Übergang
zugehörig
sind; wobei
der Schritt des Identifizierens des Übergangs
das Identifizieren von Spannungsschwankungen nahe null der Energieversorgungsspannung
aufweist.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schweissvorrichtung
zum Vorsehen von vorbestimmten Schweissbedingungen während eines
Impuls-Bogenschweissverfahrens geschaffen, die aufweist:
eine
Hauptelektrode zum Ausbilden einer Metalschmelze und eines Bogens
zwischen der Elektrode und einem Arbeitsziel;
eine Energieversorgung,
die dazu ausgelegt ist, eine Energieversorgungsspannung an die Elektrode
anzulegen;
eine Einrichtung zum Identifizieren eines Übergangs zwischen
einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart während eines
Schweissens; und
eine Einrichtung zum Einstellen der Energieversorgungsspannung,
so dass das Schweissen unter Bedingungen erfolgt, die dem Übergang
zugehörig
sind; wobei die Einrichtung zum Identifizieren eines Übergangs
eine Einrichtung zum Identifizieren von Spannungsschwankungen nahe
null der Energieversorgung aufweist.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung schaffen den Vorteil, dass Bedingungen
eines optimalen Arbeitspunkts bezüglich sowohl Spritzen als auch
einer Schweissqualität
zu allen Zeiten während
eines Schweissverfahrens aufrechterhalten werden können. Die
Spannungsversorgung kann automatisch gesteuert werden, so dass die
an der Elektrode anliegende Spannung weder so hoch ist, dass eine
schlechte Tropfenform erzielt wird, noch zu niedrig ist, dass eine
schlechte Verbindung auftritt.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung schaffen den Vorteil, dass vorbestimmte Schweissbedingungen
durch eine Schweissvorrichtung ohne irgendeine Notwendigkeit eines
menschlichen Eingriffs vorgesehen werden können. Dies verringert die Kosten
und macht das Schweissverfahren ebenso wendiger anfällig gegenüber eines
menschlichen Fehlers.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung schaffen den Vorteil, dass ein Schweissen unter
Bedingungen erfolgt, die einem Übergangspunkt
zwischen einer Betriebsart zugehörig
ist, in welcher eine Spannungsversorgung zu hoch ist und eine Spannungsversorgung
zu niedrig ist. Automatische Einstellungen, so dass ein Schweissen
in diesem Übergangsbereich
erfolgt, stellen sicher, dass unberücksichtigt irgendeiner Änderung
eines Umgebungsfaktors während
des Schweissens die optimale Energieversorgungsspannung zu allen
Zeiten verwendet wird, wodurch das Erzeugen von Spritzen auf einem
Minimum gehalten wird, während
ein Schweissen einer besten Qualität und Tropfenform vorgesehen
wird.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nun hier im weiteren Verlauf lediglich beispielhaft
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, in welcher:
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1 ein
Schweissverfahren darstellt;
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2 eine
Ausbilden von Tropfen und Spritzen darstellt;
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3 Tropfenformen darstellt;
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4 eine
Impulsversorgung darstellt;
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5 den
Beginn von Spannungsschwankungen nahe null darstellt; und
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6 eine
Schaltung darstellt, welche verwendet werden kann, um eine einer
Schweissvorrichtung zugeführte
Energie zu steuern.
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In
der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.
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1 stellt
ein Schweissverfahren dar. Insbesondere stellt 1 ein
Gas-Metall-Bogenschweiss-(GMAW)-Verfahren
dar. Ein Metallwerkstück 10 (welches
als ein Zielwerkstück
dient) wird mittels einer Gasdüse 11 geschweisst.
Die Gasdüse beinhaltet
eine Aussenhülle 12,
welche eine Innenkontaktröhre 13 umgibt,
welche selbst eine verschleissbare Elektrode 14 umgibt.
Ein Inertgas wird andauernd in die Richtung von Pfeilen A zu dem Werkstück 10 abgeführt. Das
Schutzgas 15 führt
eine Anzahl von Funktionen, wie zum Beispiel eines Helfens, das
Bogenplasma auszubilden, eines Stabilisierens der Bogenstrecken
auf der Materialoberfläche
und eines Sicherstellens eines gleichmässigen Beförderns von geschmolzenen Tröpfchen,
wenn das Elektrodenende schmilzt, vor. Der Bogen 16 wird zwischen
der Metallelektrode 14 und dem Werkstück 10 ausgebildet.
Der Bogen erzeugt Wärme,
welche die Spitze der Elektrode schmilzt und sicherstellt, dass
ein geschmolzenes Schweissbecken 17 aufrechterhalten wird.
Wenn sich die Schweissdüse 11 entlang
des Werkstücks 10 bewegt,
wie es durch die Richtung eines Pfeils B in 1 dargestellt
ist, bildet die Metallschmelze ein Schweissmetall 18 aus.
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2 stellt
ein Schweissverfahren unter Bedingungen dar, bei denen Spritzen
auftritt. Gemäß einem
normalen Impuls-MIG-Verfahren bilden sich Tröpfchen einer Metallschmelze,
die aus der geschmolzenen Elektreode ausgebildet ist, an der Elektrodenspitze 20 aus.
Unter bestimmten Bedingungen wird nicht verursacht, dass die Tropfen 21 in
das Schmelzbecken 17 fließen, bevor die Schwerkräfte auf
diese Tropfen verursachen, dass die Tropfen fallen. Unter diesen
Bedingungen wird, wenn die Tropfen die Oberfläche des Schmelzbeckens treffen,
verursacht, dass weitere Tröpfchen 22 um
das Schweissgebiet spritzen. Diese fallen nachfolgend auf die Oberfläche des
Metalls, wo sie sich verfestigen. Diese Tröpfchen 22 bilden Spritzer
aus. Spritzer können ebenso
auftreten, wenn die Drahtspritze das Werkstück berührt, was einen Kurzschluss
verursacht, und dann wird ein Tröpfchen
von dem Schweissbecken ausgestoßen.
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung schaffen eine Weise, auf welche das Erzeugen
und Verteilen der Spritztröpfchen
gesteuert werden kann. Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung schaffen ebenso eine Weise, auf welche
die Tropfenform des geschweissten Metalls 18 gesteuert
werden kann. 3a stellt eine schlechte Tropfenform
dar, die steile Seitenendabschnitte 31 und eine unebene
Oberfläche 32 aufweist.
Eine schlechte Tropfenform kann ebenso ein verhältnismäßig hohes Tropfengewicht/Tropfenbreiten-Verhältnis von
zum Beispiel 0,43 beinhalten. 3b stellt
eine optimale Tropfenform dar, die ein verhältnimäßig flaches Profil und ein
Tropfengewicht/Tropfenbreiten-Verhältnis von
ungefähr
0,34 aufweist. Es versteht sich für Fachleute, dass die Tropfenform
eine Schweissqualität
anzeigt, wobei eine gute Tropfenform gleichbedeutend mit einer guten
Schweissqualität
ist. Wenn die an der Elektrode 14 anliegende Energieversorgungsspannung
zu hoch eingestellt ist (zum Beispiel 41 Volt), wird kein Spritzen
erzeugt. Jedoch ist die Tropfenform mit einem verhältnismäßig hohen
Tropfengewicht/Tropfenbreiten-Verhältnis schlecht. Dieser Typ
einer (buckligen) Tropfenform erschwert es, Abscheidungen einer guten
Qualität
in mehreren Durchläufen
zu erzeugen und kann Defekte, wie zum Beispiel Einschlüsse und ein
Fehlen einer Verbindung, in dem Metall verursachen. Wenn die Energieversorgungsspannung
jedoch zu niedrig eingestellt ist (zum Beispiel 32 Volt), werden
andauernd große
Spritztröpfchen 22 erzeugt. Es
ist anzumerken, dass eine Tropfenform unter diesen Bedingungen einer
niedrigen Spannung ausreichend ist, aber eine schlechte Grundplattenverbindung
auftritt. Die optimale Energieversorgungsspannungseinstellung (zum
Beispiel 37,5 Volt) tritt an einem Übergangspunkt zwischen keinem
Spritzen und einer lediglich gelegentlichen Spritztröpfchenausbildung
auf. Unter diesen Bedingungen ist eine Tropfenform hervorragend,
tritt eine gute Grundplattenverbindung auf und wird ein Erzeugen
von Spritzen auf einem Minimum gehalten. Diese Bedingung eines optimalen
Arbeitspunkts tritt zu Beginn von Spannungsschwankungen nahe null
Volt in der Energieversorgung zu der Elektrode 14 auf.
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4 stellt
dar, wie die Spannungsversorgung an der Elektrode 14 während eines
Schweissverfahrens gepulst wird. Eine Versorgungsspannung VS wird
ausgewählt.
Dies stellt eine Spitzenspannung ein, welche an die Elektrode 14 angelegt
werden kann. Diese Spannung ist gepulst, wie es in 4,
dargestellt ist, so dass, wenn sich Tröpfchen auf dem Ende der Elektrode
ausbilden, eine vorbestimmte Strommenge hinzugefügt wird, um die Tröpfchen über den
Bogen und in die Schmelzlache zu treiben. Durch Pulsieren lassen
lediglich zu Zeiten, zu denen bereits ein Tröpfchen an dem Ende der Elektrode
ist, ist keine gesonderte Energie erforderlich, wenn ein Tröpfchen nicht
richtig ausgebildet wird. Durch Verringern der Gesamtenergie, die
unter Verwendung eines Pulsieren lassens zugeführt wird, werden Ausschaltzeiten
zwischen einem Abscheiden von geschmolzenen Tröpfchen vorgesehen. Dies lässt zu,
dass ein Schweissen auf einem verhältinismässig dünnen Metallmaterial 10 verwendet
wird, um eine Verzerrung zu steuern und einen Verschleiss der Elektrode 14 zu
vermeiden. Es versteht sich, dass Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung nicht auf die Verwendung mit einem derartigen dünnen Zielmaterial
beschränkt
sind.
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Die
optimale Energieversorgungsspannung VS, welche ausgewählt werden
kann, ändert
sich abhängig
von bestimmten Schweisseinstellbedingungen über einen bedeutsamen Bereich.
Zum Beispiel ist bei einem Fernschweissen ein Hauptgrund dieser Änderung
die Qualität
der verfügbaren
Erdverbindung, an der das Schweissen auszuführen ist. Es kann erforderlich
sein, dass die Erdverbindung selbst entfernt verbunden ist. Wenn
sich die Erdverbindung verbessert (was an unterschiedlichen Schweisstellen oder
auch während
eines einzigen Schweissvorgangs auftreten kann), ist es erforderlich,
dass die Energieversorgungsspannung verringert wird, um eine optimale
Bedingung aufrechtzuerhalten. Wenn sich die Erdverbindung verschlechtert,
kann es erforderlich sein, die Versorgungsspannung zu erhöhen. Andere Änderungen
von Faktoren während
eines Schweissens können
ebenso den Pegel einer optimalen Energieversorgungsspannung beeinträchtigen.
Ebenso muss ein Einstellen einer optimalen Energieversorgungsspannung
häufig
für ein
mechanisiertes nicht fernes Schweissen aus ähnlichen Gründen und ebenso dort geändert werden,
wo ein Abbrennen auftritt. Abbrennen bezieht sich darauf, wieviel
Schweissdraht verbraucht ist. Daher tritt ein hohes Abbrennen auf,
wenn die Energieversorgungsparameter eingestellt werden, um hohe
Schmelzraten, das heisst hohe Spitzenströme, kurze Hintergrundstromzeiten
usw., zu ergeben.
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Die
optimale Schweissbedingung ist dann, wenn eine Ausbrennrate gleich
einer Drahtzufuhrgeshwindigkeit ist, denn dann bleibt die Bogenlänge (der
Spalt) konstant. Aus diesen und anderen Gründen verseht es sich, dass
eine optimale Energieversorgungsspannung über die Dauer des Schweissvorgangs
nicht "optimal" bleibt.
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Beispielhaft
stellt 5 dar, wie sich Schweisssbedingungen ändern können, wenn
die Spannungsversorgung absichtlich verringert wird. Während eines
ersten Hochspannungsbereichs, der durch eine Fläche A angezeigt wird, ist die
Energieversorgungsspannung zu hoch. Obgleich in diesem Bereich zusammen
mit guten Verbindungscharakteristiken kein Spritzen auftreten wird,
wird eine schlechte Tropfenform erzielt. Ein Bereich B zeigt einen
Bereich einer optimalen Bedingung an, in dem es lediglich zeitweise
ein sehr feines Spritzen einer sehr beschränkten Menge mit einer guten
Tropfenform und einer guten Verbindung gibt. Wenn die Energieversorgungsspannungseinstellung
zu niedrig ist, wie es durch einen Bereich C angezeigt wird, werden eine
große
Menge an Spritztröpfchen
und eine schlechte Verbindung erzeugt. Es ist anzumerken, dass dann,
wenn die Energieversorgungsspannungseinstellung von der ersten Betriebsart
in dem Bereich A zu einer zweiten Betriebsart in dem Bereich B verrringert
wird, ein Übergang
auftritt und ein Beginn von Spannungsschwankungen 50 nahe
null auftritt. Durch Überwachen
des Beginns dieser Spannungsschwankungen nahe null kann bestimmt
werden, dass eine optimale Energieversorgungsspannungseinstellung
für die
Umgebungsbedingungen, in denen das Schweissverfahren stattfindet,
erzielt worden ist. Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung identifizieren das Auftreten und die
Häufigkeit dieser
Spannungsschwankungen nahe null und stellen dann automatisch die
Energieversorgung derart ein, dass die optimale Spritzbedingung über die Schweissdauer
erzielt wird. Dieses automatische Einstellen lässt zu, dass die optimalen
Bedingungen ohne ein konstantes Überwachen
durch einen qualifizierten Schweisstechniker erreicht werden und
lässt ebenso
eine Online-Einstellung zu, sollten sich Abbrenncharakteristiken
während
eines Schweissens ändern.
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Abbrenncharakteristiken
sind Bedingungen, welche die Schmelzrate des Drahts beeinträchtigen können, das
heisst einige Drähte
für die
gleichen Schweissparameter können
unterschiedlich zurückbrennen
(schmelzen). Derartige Bedingungen sind Materialänderungen, wie ein Kontaktspitzenvermögen, ein
Leiten, eine Siedeverdampfung usw.
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6 stellt
eine Schaltung dar, welche den Beginn dieser Spannungsschwankungen
nahe null aus den normalen Impulsspannungsschwankungen der Energieversorgungsquelle
der Schweissvorrichtung identifizieren kann. Die Schaltung erzeugt
ebenso ein Ausgangssignal, welches verwendet werden kann, um die
Energieversorgungsspannung zu steuern, um sicherzustellen, dass
gute Arbeitsbedingungen aufrechterhalten werden. Es versteht sich,
dass Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung nicht auf irgendeine besondere Schaltungsform
beschränkt
sind, welche ermöglicht,
dass der Beginn erfasst wird. Die Schweisseingangsspannung Vin,
welche die an die Elektrode anzulegende Energieversorgungsspannung
ist, wird über
eine Potentialteileranordnung, die durch Widerstände 61 und 62 vorgesehen
ist, an den invertiererenden Eingang eines Komparators 60 angelegt.
Die verbleibende Eingabe in den Komparator 60 weist eine
feste Spannung Vref auf, die durch ein variables Potentiometer eingestellt wird,
das durch Widerstände 63 und 64 ausgebildet ist.
Durch Auswählen
der festen Spannung Vref wird das Komparatorausgangssignal dazu
gebracht, einen Zustand zu ändern,
wenn sich die Schweisseingangsspannung null nähert. Widerstände 65 und 66 stellen
die Hysterese des Komparators ein. Der Ausgang des Komparators ist über einen
Knoten 67 mit dem Eingang eines monostabilen Kippglieds 68 verbunden.
Das Ausgangsignal dieses monostabilen Kippglieds 68 liefert
einen Arbeitszyklus von 50%, der aus dem negativen Übergang
des Ausgangssignals des Komparators abgeleitet wird. Dieses Signal speist
eine Ladungspumpschaltung, die durch einen Widerstand 69,
eine Diode 70 und einen Kondensator 71 ausgebildet
ist. Ein Widerstand 72 sieht einen Entladungspfad vor.
Die sich an dem Kondensator 71 ergebende Gleichspannung
wird von einem Operationsverstärker 72 gepuffert
und einem Summierverstärker 73 zugeführt. Diese
Spannung wird dann mit einem Verstärkungsfaktor von –0,25 verstärkt und
zu einer eingestellten Schweissspannung addiert, die aus einem variablen
Potentiometer 74 abgeleitet wird. Diese im Voraus eingestellte
Schweissspannung kann zu Beginn eines Schweissverfahrens durch einen
Bediener eingestellt werden. Das Ausgangssignal des Summierverstärkers 73 kann
dann verwendet werden, um es mit der eingestellten Spannung in der
Schweissenergieversorgung zu kombinieren.
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Es
versteht sich, dass Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung eine elektronische Steuervorrichtung schaffen,
welche Spannungsänderungen
erfasst, die das Auftreten von Spritzen während eines Schweissverfahrens
anzeigen. Die Steuervorrichtung stellt automatisch die Schweissenergieversorgungsparameter
derart ein, dass alle ausser dem "gelegentlichen" Spritztröpfchen ausgebildet werden. Diese
Bedingung stimmt mit dem Abscheiden einer GMAW-Schweissabscheidung
mit optimalen Verbindungseigenschaften und Tropfenformeigenschaften überein.
Die Steuervorrichtung bestimmt den Beginn eines Spritzens unter
Verwendung von Pulshöhenunterscheidungsverfahren.
Insbesondere das Erfassen von Pulsen nahe null. Die sich ergebenden
Pulse werden gestreckt, um sicherzustellen, dass eine konstante
Pulsbreite unabhängig
von der Größe des Eingangspulses
erzielt wird. Das Einbinden dieser Messung wird ein Signal einer
niedrigen Frequenz erzeugen, dass, wenn es mit den Anfangsenergieversorgungseinstellungen
kombiniert wird, ein automatisches Einstellen der Einstellungen
zulassen wird, um die optimalen Spritzcharakteristiken zu erzeugen.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung schaffen den Vorteil, dass kein Schweisstechniker
für ein
einleitendes Einstellen erforderlich ist. Eine Spannungsenergieversorgung
wird andauernd gesteuert, um Einstellungen einzustellen, um ein
Schweissen unberücksichtigt
dessen zu optimieren, welche Abbrennbedingung vorherrscht. Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung können
in Verbindung mit einer Impuls-MIG-Schweissenergieversorgung ESAB
ARISTO 400 verwendet werden. Diese kann bei Fernreaktorreparaturen
verwendet werden. Diese können
insbesondere in Magnox-Kraftwerken durchgeführt werden. Es versteht sich,
dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine Verwendung in derartigen
Umgebungen beschränkt ist. Ähnlich versteht
es sich, dass Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung in anderen Typen von Schweissverfahren
verwendet werden können. Zum
Beispiel herkömmliches
MIG oder MAG, Niederstrom-Kurzschluss-MIG/MAG-Schweissen (wie es für das Schweissen
von dünnen
Lagen verwendet wird, wenn Fahrzeugkarosserien geschweisst werden)
und/oder Unterwasser-Bogenschweissen.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung schaffen ein elektronisches Steuersystem, welches
mit dem Bogenspannungsignal und einer Energieversorgung gekoppelt
sein kann, um Online-Korrekturen zu erzeugen, um während eines Schweissverfahrens
an der optimalen Schweissbedingung zu arbeiten.
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Es
versteht sich, dass ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung vorhergehend beschrieben worden ist. Es versteht sich
gleichermaßen,
dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung in einem
derartigen Beispiel beschränkt
ist, sondern vielmehr Änderungen
und Ausgestaltungen durchgeführt
werden können,
ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den anhängigen Ansprüchen definiert
ist.