WO2017114722A1 - Method and device for welding seam joints using a multi-electrode assembly - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for welding seam joints to metal components using a multi-electrode arrangement having at least two welding electrodes arranged one behind the other in a welding direction, the welding electrodes of the multi-electrode arrangement simultaneously producing a common melt bath, the method comprising controlling the welding current of each welding electrode ,
- the invention relates to a method for submerged-arc welding of seam joints on metal workpieces
- the invention also relates to an apparatus for the welding of seam joints in metallic components comprising a multi-electrode arrangement (1) having at least two welding electrodes which are arranged in a welding direction one behind the other, wherein the welding electrodes of the multi-electrode array simultaneously generate a common molten bath, at least one welding ⁇ current generator with means for controlling the welding current of each welding electrode.
- Submerged arc welding is an arc welding process in which the welding arc burns between the wire electrode material and the workpiece to be welded.
- the special The process is characterized in that the welding arc is covered by a granular powder.
- weld filler wire or strip usually serve electrodes and a Sch procedurepul ⁇ ver.
- the wire or tape electrodes are formed by a forward feed system conveyed to the welding point.
- the welding flux passes from a reservoir through a tube by gravity or through a pneumatic conveying system also to the weld site and thereby covers the molten bath generated by the Sch wholichtbo ⁇ gen against harmful influences of the atmos- phere from.
- the submerged arc welding process is usually carried out as so- ⁇ -called Eindrahtsch healthhabilit as well as a parallel wire welding and tandem welding process.
- parallel wire welding two or three smaller diameter wire electrodes are melted instead of a common arc wire.
- the advantage of this process variant is an increase in the Abschmelzleis ⁇ tion, which goes hand in hand with a higher welding speed. Basically, the increase in welding speed limits.
- the welding current strengths In order to weld through the same cross sections, the welding current strengths must be increased. The higher the number of welding heads used and thus the generated arcs in a single melt bath, the stronger influence the magnetic fields of the individual welding electrodes of the multi-electrode arrangement.
- the so-called penetration depth is given only for the leading in the welding direction of the first arc, the operation of the trailing arcs is greatly attenuated.
- the result is that as the number of arcs running one behind the other and the overall increase in the total current increases, the welding speed can be increased, but the burn-in loss that occurs as a result of the speed increase is less and less balanced.
- the welding speed can therefore not be linear with the number of used Increase welding heads. In particular, the influence
- a submerged-arc multi-wire welding system is known, for example, from EP 0 116 664 A1.
- the invention is therefore based on the object to provide a method of the type mentioned, which is also improved in terms of the welding speed to be achieved, the method is basically not on the
- Multi-electrode arrangement simultaneously produce a common melt bath, the method comprising a control of the welding current of each welding electrode, wherein the first in
- Welding direction leading welding electrode with DC or AC or three-phase alternating current is operated and at least a second trailing in the welding direction welding electrode is operated with AC, wherein the AC ⁇ voltage of the second welding electrode is held at least once during each period over a predetermined holding time on a span ⁇ tion , which is at most 50%, preferably at most 20% of the maximum amount of voltage of the first or second welding electrode.
- a period in the sense of the invention is a successive positive and negative half-cycle.
- the period duration is equal to the reciprocal of the frequency of the alternating current.
- the voltage of the welding electrode is maintained at a relatively low level over a predetermined holding time, for example of the order of microseconds, milliseconds, or seconds, which is at most 50%, preferably at most 20% maximum amount of voltage of the first or second welding electrode.
- the voltage can the example, held on the hold time to zero ⁇ .
- the term "magnitude" in this sense is to be understood mathematically
- the voltage has a positive maximum and a negative maximum
- a holding time is provided in which the melting rate of the second welding electrode is at most 50%. preferably at most 20% of the possible full Abschmelz intricate.
- the voltage applied to the AC powered AC welding electrode does not necessarily have a sinusförmi ⁇ ges signal, but the signal may also
- Half-period over a predetermined holding time is maintained at a voltage which is at most 50%, preferably at most
- the AC voltage of the second welding electrode can be modulated by means of a function generator.
- a target ⁇ voltage function for the alternating-current characteristic of the two-th welding electrode is predetermined and by means of a
- the multi-electrode arrangement comprises at least three welding electrodes, wherein a third or further welding electrode trailing in the welding direction is held at a voltage at least once during each period over a predetermined holding time which is at most 50%, preferably at most 20%, of the maximum voltage of the respective welding electrode.
- the second, third or each further trailing in the direction of welding Sch healthelekt ⁇ rode operated in each case periodically with greatly reduced power ben is, so that this welding electrode is substantially melted only passively during the hold period, namely by the heat of already generated by the leading welding electrode melt bath.
- the holding time of the third or further welding electrode coincides with a multi-electrode drive North ⁇ voltage or at a Mehrelektrodensch facedung with three or more electrodes with the maximum magnitude of the voltage of each of the leading in the direction of welding, preferably an immediate bar adjacent welding electrode is particularly favorable.
- the trailing welding electrode is always operated with reduced or no appreciable welding power, when the respective leading welding electrode is operated at maximum power.
- leading and “lagging” in the sense of the present invention refer to the spatial arrangement of the welding electrodes to each other, since the welding electrodes of a welding electrode assembly in the context of the present invention are moved parallel in time relative to the workpiece. Those skilled in the art will recognize that it is not important in this context whether the welding electrodes are moved with respect to the stationary workpiece or the workpiece with respect to the fixed welding electrodes. In an advantageous variant of the method according to the
- the first electrode leading in the welding direction with alternating current as a phase alternating current or as a three-phase alternating current.
- the invention provides that in each case a welding position in a first direction and a second Sch thoroughlyla ⁇ ge is added in a second direction, on the one hand, the welding speed is increased, since a conversion of the electric ⁇ denan Aunt of and / or the workpieces is not required
- the method according to the invention has the advantage that three-axis tension conditions or dreidimensiona ⁇ le voltage curves be avoided. This is automatic less rework, such as calibration, re-rolling or straightening the workpieces required.
- the method is performed as a method of sub-powder welding using an array of welding heads to provide the welding electrodes, wherein the welding electrodes are formed as wire or tape electrodes.
- the invention is not limited to submerged arc welding, but other welding methods using the principle of the invention are practicable and in the context of
- Another aspect of the invention relates to an apparatus for welding seam joints to metal components comprising a multi-electrode assembly having at least two
- Welding electrodes arranged in succession in a welding direction wherein the welding electrodes (4) of the multi-electrode assembly (simultaneously creating a common melt bath, at least one welding current generator with means for controlling the welding current of each welding electrode, wherein the first welding direction leading welding electrode with DC or AC or three-phase alternating current is supplied with current and at least one second welding direction trailing welding electrode is energized with alternating current and the welding current generator is designed so that the voltage of the second welding electrode at least once during each period over a predetermined holding time can be maintained at a voltage not exceeding 50%, preferably at most 20% of the maximum amount of voltage of the first or second welding electrode.
- FIG. 1 shows a multi-electrode arrangement for use with the method according to the invention
- Figure 2 shows the circuit diagram of the secondary part of a welding ⁇ power generator for use in the method according to the invention
- FIG. 3 shows an alternative embodiment of the secondary part of the welding current generator shown in FIG. 2,
- FIG. 4 shows a voltage function for the alternating current characteristic of a welding electrode operated according to the method according to the invention
- Figure 5 shows an alternative voltage function for the AC characteristic of the welding electrode
- FIG. 6 shows a further alternative voltage function for the AC characteristic of a welding electrode operated with three-phase AC voltage according to the method according to the invention.
- Figure 1 shows a multi-electrode assembly 1 according to the invention, which is part of a device for submerged arc welding. Means for applying welding powder and suction of residual powder and means for guiding the multi-electrode assembly 1 relative to one or more workpieces are not shown in the drawing for reasons of simplicity.
- the method according to the invention provides for welding seam joints on metal components using the multi-electrode arrangement 1 shown in FIG Seam joint is added in multiple layers between the components, wherein a first layer is generated for example in a first welding operation in a first welding direction and at least one second layer with a second welding operation in a second welding direction.
- the multi- electrode arrangement 1 used for this purpose shown in FIG. 1, comprises three guide tubes 2 with a nozzle 3 and respective wire electrodes 4 emerging from the nozzle 3.
- the wire electrodes 4 are respectively fed to the relevant nozzle 3 via a feed system (not shown).
- a guide tube 2 and a nozzle 3 form a welding head 5a, 5b, 5c in the sense of the present invention.
- a welding track 6 is produced in a seam joint of a metal component or second metal components, which extends between the points A and B.
- the multi-electrode arrangement 1 comprises a total of three welding heads, of which a first welding head 5a and a third welding head 5c are arranged symmetrically with respect to a welding head 5b. All wire electrodes 4 of the
- Multi-electrode arrangement 1 simultaneously generate an arc during the welding process, with all the wire electrodes 4 simultaneously producing a common melt bath.
- the wire electrodes 4 as welding electrodes according to the invention are connected to a welding power source, for example to a welding power generator.
- the welding power generator is designed, for example, as a transformer with a primary side 7 and one or more secondary parts 8.
- the welding power generator further comprises at least one higher-level controller 9 and at least one microprocessor 10, which determines the current characteristic of the current emitted by the secondary part 8.
- the secondary part 8 is designed so that it can generate both direct current and alternating current of a given characteristic.
- the secondary part 8 is on the one hand to the workpiece and on the other hand to a
- each Drahtelek ⁇ electrode 4 is connected to a secondary part 8.
- each wire electrode 4 is at least two
- microprocessor 10 allows you to control the secondary part 8 of the welding power generator so that, for example, a pulsed AC with a predetermined voltage function (target voltage function) can be generated at the respective wire electrode 4.
- a pulsed AC with a predetermined voltage function target voltage function
- the microprocessor 10 includes a function generator 11 which digitally generates a predetermined voltage function.
- the microprocessor 10 controls two ideal switches 12 in the secondary part 8, by means of which, for example, an alternating voltage with the desired voltage characteristic can be generated on the terminals 13 and 14 for the workpiece on the one hand and the wire electrode 4 on the other hand.
- the alternating voltage is generated, for example as pulsed alternating ⁇ voltage by pulse width modulation, wherein the control of the secondary part 8 is made in the variant shown in Figure 2 as so-called Class-D circuit.
- the circuit of the secondary part 8 according to the circuit diagram shown in FIG. 3 is designed as a so-called 2Q circuit, in which the ideal switches 12, which may be designed, for example, as transistors, are driven in parallel.
- FIG. 4 shows a pulsed alternating current, the voltage of which, after every half-cycle in the order of magnitude of milliseconds, is kept at a voltage which in the exemplary embodiment shown is zero.
- the voltage can not exceed 20% of the maximum amount of voltage. This is to be understood as the absolute amount of the voltage regardless of the polarity.
- the time period T is, for example, a cycle over 360 ° of a sine wave, in which case the half period is 180 °.
- the hold time is indicated by t h in the diagram shown, in which the voltage is plotted over time.
- FIG. 4 shows a pulse current with a square-wave signal with the period / period T.
- Figure 5 illustrates an alternating current with an approximately sinusoidal signal, a holding time h t in milliseconds after each half-oscillation or is provided after each half period.
- FIG. 6 shows the voltage function of a three-phase alternating voltage with three approximately sinusoidal signal waveforms, each signal being kept in the range of zero voltage after every half-cycle in the range of milliseconds.
- the magnitude of the voltage during the holding time t may not necessarily be zero h, it must, for example, 50% or 20% or belie ⁇ bige intermediate values between 50% and 0% of the amount of the maxima ⁇ len voltage amount.
- the holding times t h all three phases so temporally adjacent to each other provided that the power of the respective wire electrode between two phases, that is reduced to 240 ° or is zero.
- Figures 4 to 6 show, respectively, the voltage function for a wire electrode 4, wherein the 4 to 5, the voltage function ⁇ shows the voltage function for a three-phase alternating current for a single phase and FIG. 6
- the multi-electrode arrangement 1 is guided from point A to point B with respect to the workpiece, the third welding head designated by 5c comprising the first wire electrode 4 leading in the welding direction, which is operated with direct current.
- the second trailing electrode wire 4, which is supplied via the second welding head 5b is operated with exchangeable ⁇ current, in which a characteristic of the target voltage functions according to the figures 4 to 6 corresponds.
- the voltage functions of the trailing wire electrodes 4 can be controlled so that the holding time of the last in the direction of the welding electrode 4 coincides with a maximum of leading directly in the welding direction wire electrode 4.
- the first welding electrode 4 leading to the welding direction is fed to the first welding head 5a.
- this welding electrode 4 is operated with direct current and the respective trailing welding electrodes 4 with an alternating current, which has a voltage function according to the figures of Figures 4 to 6.
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Abstract
Description
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM SCHWEISSEN VON NAHTFUGEN UNTER VERWENDUNG EINER MEHRELEKTRODENANORDNUNG METHOD AND DEVICE FOR WELDING SUTURE JOINTS USING A MULTI-EDGE ARRANGEMENT
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schweißen von Nahtfugen an metallenen Bauteilen unter Verwendung einer Mehrelektrodenanordnung mit wenigstens zwei Schweißelektroden, die in einer Schweißrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei die Schweißelektroden der Mehrelektrodenanordnung gleichzeitig ein gemeinsames Schmelzebad erzeugen, wobei das Verfahren eine Steuerung des Schweißstroms jeder Schweißelektrode umfasst. The invention relates to a method for welding seam joints to metal components using a multi-electrode arrangement having at least two welding electrodes arranged one behind the other in a welding direction, the welding electrodes of the multi-electrode arrangement simultaneously producing a common melt bath, the method comprising controlling the welding current of each welding electrode ,
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Unterpul- ver-Schweißen von Nahtfugen an metallenen Werkstücken unterIn particular, the invention relates to a method for submerged-arc welding of seam joints on metal workpieces
Verwendung einer Anordnung von Schweißköpfen zur Bereitstellung jeweils einer Draht- oder Bandelektrode als Mehrelektrodenan¬ ordnung zwecks Erzeugung mehrerer Schweißlichtbögen in einem einzigen Schmelzebad in einer einzigen Nahtfuge, wobei die Schweißköpfe mit einer Schweißstromquelle in elektrischer Use of an arrangement of welding heads for providing in each case a wire or band electrode as Mehrelektrodenan ¬ order for generating multiple welding arcs in a single melt bath in a single seam, said welding heads with a welding power source in electrical
Wirkverbindung stehen. Active compound stand.
Die Erfindung betrifft ebenso eine Vorrichtung zum Schweißen von Nahtfugen an metallenen Bauteilen umfassend eine Mehrelek- trodenanordnung (1) mit wenigstens zwei Schweißelektroden, die in einer Schweißrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei die Schweißelektroden der Mehrelektrodenanordnung gleichzeitig ein gemeinsames Schmelzebad erzeugen, wenigstens einen Schwei߬ stromgenerator mit Mitteln zur Steuerung des Schweißstroms jeder Schweißelektrode. The invention also relates to an apparatus for the welding of seam joints in metallic components comprising a multi-electrode arrangement (1) having at least two welding electrodes which are arranged in a welding direction one behind the other, wherein the welding electrodes of the multi-electrode array simultaneously generate a common molten bath, at least one welding ¬ current generator with means for controlling the welding current of each welding electrode.
Das Unterpulver-Schweißen ist ein Lichtbogenschweißverfahren, bei dem der Schweißlichtbogen zwischen dem Drahtelektrodenwerkstoff und dem zu schweißenden Werkstück brennt. Die Besonder- heit des Verfahrens ist, dass der Schweißlichtbogen durch ein körniges Pulver abgedeckt wird. Als Schweißzusätze dienen üblicherweise Draht- oder Bandelektroden sowie ein Schweißpul¬ ver. Die Draht- oder Bandelektroden werden durch ein Vor- schubsystem zur Schweißstelle gefördert. Das Schweißpulver gelangt aus einem Vorratsbehälter über einen Schlauch durch Schwerkraft oder durch ein Druckluftfördersystem ebenfalls zu der Schweißstelle und deckt dadurch das von dem Schweißlichtbo¬ gen erzeugte Schmelzebad gegen schädliche Einflüsse der Atmo- sphäre ab. Submerged arc welding is an arc welding process in which the welding arc burns between the wire electrode material and the workpiece to be welded. The special The process is characterized in that the welding arc is covered by a granular powder. As weld filler wire or strip usually serve electrodes and a Schweißpul ¬ ver. The wire or tape electrodes are formed by a forward feed system conveyed to the welding point. The welding flux passes from a reservoir through a tube by gravity or through a pneumatic conveying system also to the weld site and thereby covers the molten bath generated by the Schweißlichtbo ¬ gen against harmful influences of the atmos- phere from.
Das Unterpulver-Schweißverfahren wird üblicherweise als soge¬ nanntes Eindrahtschweißverfahren als auch als Paralleldrahtschweißverfahren oder Tandemschweißverfahren durchgeführt. Beim Paralleldrahtschweißen werden zwei oder drei Drahtelektroden mit geringerem Durchmesser anstelle eines Drahtes mit einem gemeinsamen Lichtbogen abgeschmolzen. Der Vorteil dieser Verfahrensvariante besteht in einer Erhöhung der Abschmelzleis¬ tung, die einhergeht mit einer höheren Schweißgeschwindigkeit. Grundsätzlich sind der Steigerung der Schweißgeschwindigkeit Grenzen gesetzt. Um gleiche Querschnitte durchzuschweißen, müssen dabei die Schweißstromstärken erhöht werden. Je höher die Anzahl der verwendeten Schweißköpfe und damit der erzeugten Lichtbögen in ein einziges Schmelzebad ist, desto stärker beeinflussen sich die Magnetfelder der einzelnen Schweißelektroden der Mehrelektrodenanordnung. Die sogenannte Einbrandtiefe ist nur für den in Schweißrichtung führenden ersten Lichtbogen gegeben, die Wirkungsweise der nacheilenden Lichtbögen wird stark gedämpft. Die Folge ist, dass mit Erhöhung der Anzahl der hintereinander herlaufenden Lichtbögen und der einhergehenden Erhöhung der Gesamtstromstärke sich zwar die Schweißgeschwindigkeit steigern lässt, der aber mit der Stromerhöhung in Folge der Geschwindigkeitssteigerung eintretende Einbrandverlust immer weniger ausgeglichen wird. Die Schweißgeschwindigkeit lässt sich daher nicht linear mit der Anzahl der verwendeten Schweißköpfe steigern. Insbesondere beeinflussen sich die The submerged arc welding process is usually carried out as so-¬-called Eindrahtschweißverfahren as well as a parallel wire welding and tandem welding process. In parallel wire welding, two or three smaller diameter wire electrodes are melted instead of a common arc wire. The advantage of this process variant is an increase in the Abschmelzleis ¬ tion, which goes hand in hand with a higher welding speed. Basically, the increase in welding speed limits. In order to weld through the same cross sections, the welding current strengths must be increased. The higher the number of welding heads used and thus the generated arcs in a single melt bath, the stronger influence the magnetic fields of the individual welding electrodes of the multi-electrode arrangement. The so-called penetration depth is given only for the leading in the welding direction of the first arc, the operation of the trailing arcs is greatly attenuated. The result is that as the number of arcs running one behind the other and the overall increase in the total current increases, the welding speed can be increased, but the burn-in loss that occurs as a result of the speed increase is less and less balanced. The welding speed can therefore not be linear with the number of used Increase welding heads. In particular, the influence
Lichtbögen der einzelnen Schweißköpfe so, dass ab einer bestimmten Anzahl der verwendeten Schweißköpfe auch kein stabiles Schmelzebad mehr erzielbar ist. Arcs of the individual welding heads so that from a certain number of welding heads used no stable melt bath can be achieved.
Ein Unterpulver-Mehrdrahtschweiß-System ist beispielsweise aus der EP 0 116 664 AI bekannt. A submerged-arc multi-wire welding system is known, for example, from EP 0 116 664 A1.
Die Druckschrift geht davon aus, dass beim Unterpulver- Schweißen mit zwei Drähten die mögliche Schweißgeschwindigkeit verdoppelt wird, bei drei Drähten verdreifacht und bei vier Drähten vervierfacht wird, wobei allerdings die Verwendung von mehr als vier Drähten nach dem Stand der Technik nicht üblich sei . The document assumes that two-wire submerged arc welding doubles the possible welding speed, triples three wires, and quadruples four wires, although the use of more than four prior art wires is not common.
In der Praxis hat sich allerdings herausgestellt, dass eine Vervierfachung der Schweißgeschwindigkeit bei Verwendung von vier Drähten tatsächlich nicht erzielt wird und dass die Ver¬ wendung von vier Drähten wegen eines verhältnismäßig unkontrol- Herten Schmelzebades in der Praxis kaum beherrschbar ist. In practice, however, has proven that a quadrupling of welding speed using four wires is not actually achieved and that the United ¬ application of four wires is hardly controllable because of a relatively uncontrolled Herten molten bath in practice.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, dass ebenfalls hinsichtlich der zu erreichenden Schweißgeschwindigkeit verbes- sert ist, wobei das Verfahren grundsätzlich nicht auf die The invention is therefore based on the object to provide a method of the type mentioned, which is also improved in terms of the welding speed to be achieved, the method is basically not on the
Verwendung der Anzahl der Drahtelektroden bzw. der Schweißköpfe an einer Mehrelektrodenanordnung beschränkt ist. Use of the number of wire electrodes or the welding heads is limited to a multi-electrode arrangement.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 12. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. The object underlying the invention is achieved by a method having the features of independent claims 1 and 12. Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zum Schweißen von Nahtfugen an metallenen Bauteilen unter Verwen- dung einer Mehrelektrodenanordnung mit wenigstens zwei Schweißelektroden vorgeschlagen, die in einer Schweißrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei die Schweißelektroden der According to one aspect of the invention, a method of welding seam joints to metal components using proposed a multi-electrode arrangement with at least two welding electrodes, which are arranged one behind the other in a welding direction, wherein the welding electrodes of the
Mehrelektrodenanordnung gleichzeitig ein gemeinsames Schmelze- bad erzeugen, wobei das Verfahren eine Steuerung des Schweißstroms jeder Schweißelektrode umfasst, wobei die erste in Multi-electrode arrangement simultaneously produce a common melt bath, the method comprising a control of the welding current of each welding electrode, wherein the first in
Schweißrichtung führende Schweißelektrode mit Gleichstrom oder Wechselstrom oder Dreiphasenwechselstrom betrieben wird und wenigstens eine zweite in Schweißrichtung nacheilende Schweiß- elektrode mit Wechselstrom betrieben wird, wobei die Wechsel¬ spannung der zweiten Schweißelektrode wenigstens einmal während jeder Periode über eine vorgegebene Haltezeit auf einer Span¬ nung gehalten wird, die höchstens 50%, vorzugsweise höchstens 20 % des maximalen Betrages der Spannung der ersten oder zwei- ten Schweißelektrode beträgt. Welding direction leading welding electrode with DC or AC or three-phase alternating current is operated and at least a second trailing in the welding direction welding electrode is operated with AC, wherein the AC ¬ voltage of the second welding electrode is held at least once during each period over a predetermined holding time on a span ¬ tion , which is at most 50%, preferably at most 20% of the maximum amount of voltage of the first or second welding electrode.
Eine Periode im Sinne der Erfindung ist eine aufeinanderfolgende positive und negative Halbschwingung. Die Periodendauer ist gleich dem Kehrwert der Frequenz des Wechselstroms. A period in the sense of the invention is a successive positive and negative half-cycle. The period duration is equal to the reciprocal of the frequency of the alternating current.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens einmal während jeder Periode die Spannung der Schweißelektrode über eine vorgegebene Haltezeit, beispielsweise in der Größenordnung von Microsekunden, Millisekunden, oder Sekunden auf einem verhält- nismäßig geringen Niveau gehalten wird, welches höchstens 50%, vorzugsweise höchstens 20 % des maximalen Betrages der Spannung der ersten oder zweiten Schweißelektrode beträgt. Die Spannung kann beispielsweise über die Haltezeit auf null gehalten wer¬ den. Der Begriff „Betrag" in diesem Sinne ist mathematisch zu verstehen. Während der Periodendauer hat die Spannung ein positives Maximum und ein negatives Maximum. Zwischen dem positiven und dem negativen Maximum ist eine Haltezeit vorgesehen, in der die Abschmelzleistung der zweiten Schweißelektrode maximal 50%, vorzugsweise maximal 20 % der möglichen vollen Abschmelzleistung beträgt. Der an der mit Wechselstrom betriebenen Schweißelektrode anliegende Wechselstrom muss nicht notwendigerweise ein sinusförmi¬ ges Signal aufweisen, vielmehr kann das Signal auch According to the invention, at least once during each period, the voltage of the welding electrode is maintained at a relatively low level over a predetermined holding time, for example of the order of microseconds, milliseconds, or seconds, which is at most 50%, preferably at most 20% maximum amount of voltage of the first or second welding electrode. The voltage can the example, held on the hold time to zero ¬. The term "magnitude" in this sense is to be understood mathematically During the period, the voltage has a positive maximum and a negative maximum Between the positive and the negative maximum, a holding time is provided in which the melting rate of the second welding electrode is at most 50%. preferably at most 20% of the possible full Abschmelzleistung. The voltage applied to the AC powered AC welding electrode does not necessarily have a sinusförmi ¬ ges signal, but the signal may also
rechteckförmig, dreiecksförmig oder sägezahnförmig ausgebildet sein. be formed rectangular, triangular or sawtooth.
Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spannung der zweiten Schweißelektrode nach jeder In a preferred variant of the invention it is provided that the voltage of the second welding electrode after each
Halbperiode über eine vorgegebene Haltezeit auf einer Spannung gehalten wird, die höchstens 50%, vorzugsweise höchstens Half-period over a predetermined holding time is maintained at a voltage which is at most 50%, preferably at most
20 % des maximalen Betrages der Spannung der ersten oder zweiten Schweißelektrode beträgt. 20% of the maximum amount of voltage of the first or second welding electrode.
Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfin¬ dung wird die zweite Schweißelektrode mit einer gepulsten In a preferred variant of the process according to the dung OF INVENTION ¬ the second welding electrode with a pulsed is
Wechselspannung betrieben. AC voltage operated.
Beispielsweise kann die Wechselspannung der zweiten Schweiß- elektrode mittels eines Funktionsgenerators moduliert werden. For example, the AC voltage of the second welding electrode can be modulated by means of a function generator.
Bei einer besonders bevorzugten und vorteilhaften Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Soll¬ spannungsfunktion für die Wechselstromcharakteristik der zwei- ten Schweißelektrode vorgegeben wird und mittels eines In a particularly preferred and advantageous variant of the process according to the invention it is provided that a target ¬ voltage function for the alternating-current characteristic of the two-th welding electrode is predetermined and by means of a
Funktionsgenerators einer Steuerungselektronik eines Schwei߬ stromgenerators nachgefahren wird. Function generator of a control electronics of a welding ¬ current generator is traced.
Dabei ist es sowohl möglich, die zweite Schweißelektrode mit einer Einphasenwechselspannung als auch mit einer Dreiphasen- wechselspannung zu betreiben. It is both possible to operate the second welding electrode with a single-phase alternating voltage as well as with a three-phase alternating voltage.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mehrelektrodenanordnung wenigstens drei Schweißelektroden umfasst, wobei eine dritte oder weitere in Schweißrichtung nacheilende Schweißelektrode wenigstens einmal während jeder Periode über eine vorgegebene Haltezeit auf einer Spannung gehalten wird, die höchstens 50%, vorzugsweise höchstens 20 % der Maximalspannung der betreffen- den Schweißelektrode beträgt. In an expedient embodiment of the method according to the invention, it is provided that the multi-electrode arrangement comprises at least three welding electrodes, wherein a third or further welding electrode trailing in the welding direction is held at a voltage at least once during each period over a predetermined holding time which is at most 50%, preferably at most 20%, of the maximum voltage of the respective welding electrode.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite, dritte oder jede weitere in Schweißrichtung nacheilende Schweißelekt¬ rode jeweils periodisch mit stark verminderter Leistung betrie- ben wird, so dass diese Schweißelektrode während der Haltezeit im Wesentlichen nur passiv aufgeschmolzen wird, nämlich durch die Hitze des bereits von der voreilenden Schweißelektrode erzeugten Schmelzebades. Besonders günstig ist es, wenn bei einer Mehrelektrodenanord¬ nung bzw. bei einer Mehrelektrodenschweißung mit drei oder mehr Elektroden die Haltezeit der dritten oder weiteren Schweißelektrode mit dem maximalen Betrag der Spannung einer jeweils in Schweißrichtung vorauseilenden, vorzugsweise einer unmittel- bar benachbarten Schweißelektrode zusammenfällt. In diesem Falle wird die nacheilende Schweißelektrode immer dann mit verringerter oder ohne nennenswerte Schweißleistung betrieben, wenn die jeweils vorauseilende Schweißelektrode mit maximaler Leistung betrieben wird. According to the invention it is provided that the second, third or each further trailing in the direction of welding Schweißelekt ¬ rode operated in each case periodically with greatly reduced power ben is, so that this welding electrode is substantially melted only passively during the hold period, namely by the heat of already generated by the leading welding electrode melt bath. , When the holding time of the third or further welding electrode coincides with a multi-electrode drive North ¬ voltage or at a Mehrelektrodenschweißung with three or more electrodes with the maximum magnitude of the voltage of each of the leading in the direction of welding, preferably an immediate bar adjacent welding electrode is particularly favorable. In this case, the trailing welding electrode is always operated with reduced or no appreciable welding power, when the respective leading welding electrode is operated at maximum power.
Die Begriffe „vorauseilend" und „nacheilend" im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnen die räumliche Anordnung der Schweißelektroden zueinander, da die Schweißelektroden einer Schweißelektrodenanordnung im Sinne der vorliegenden Erfindung zeitlich parallel relativ zu dem Werkstück bewegt werden. Der Fachmann wird erkennen, dass es in diesem Zusammenhang nicht wichtig ist, ob die Schweiß-elektroden bezüglich des ortsfesten Werkstücks oder das Werkstück bezüglich der ortsfesten Schweißelektroden bewegt werden. Bei einer vorteilhaften Variante des Verfahrens gemäß der The terms "leading" and "lagging" in the sense of the present invention refer to the spatial arrangement of the welding electrodes to each other, since the welding electrodes of a welding electrode assembly in the context of the present invention are moved parallel in time relative to the workpiece. Those skilled in the art will recognize that it is not important in this context whether the welding electrodes are moved with respect to the stationary workpiece or the workpiece with respect to the fixed welding electrodes. In an advantageous variant of the method according to the
Erfindung, bei welchem die Nahtfuge des Werkstücks mehrlagig zugesetzt wird, wobei eine erste Lage in einem ersten Schwei߬ vorgang in einer ersten Schweißrichtung und eine zweite Lage mit derselben Mehrelektrodenanordnung in einer zweiten Schweißrichtung erzeugt wird, wobei die erste und die zweite Schwei߬ richtung verschieden voneinander sind Kann vorgesehen sein, dass jeweils eine Umschaltung der Bestromung der ersten und der nacheilenden Schweißelektrode von Wechselstrom auf Gleichstrom oder umgekehrt erfolgt. Bei einer Anordnung von zwei Schwei߬ elektroden als sogenanntes Tandem kann vorgesehen sein, beide Schweißelektroden von Wechselstrom auf Gleichstrom oder umgekehrt umzuschalten. Bei einer Anordnung von drei Schweißelektroden muss die mittlere Schweißelektrode nicht umgeschaltet werden, bei einer Anordnung von vier oder mehr Schweißelektroden können jeweils nur die erste führende und die letzte nach¬ eilende Schweißelektrode umgeschaltet werden. Eine solche Invention in which the seam of the workpiece is added in multiple layers, wherein a first layer is produced in a first welding ¬ process in a first welding direction and a second layer with the same multi-electrode arrangement in a second welding direction, wherein the first and the second welding ¬ direction different From one another it can be provided that in each case a switching of the current supply of the first and the trailing welding electrode from AC to DC or vice versa takes place. In an arrangement of two welding electrodes as so-called tandem ¬ may be provided both welding electrodes from AC to DC or vice versa switch. In an arrangement of three welding electrodes, the average welding electrode must not be switched, in an arrangement of four or more welding electrodes can each be switched, only the first and the last leading to ¬ hurrying welding electrode. Such
Umschaltung ist nur dann sinnvoll, wenn die erste in Schwei߬ richtung führende Schweißelektrode mit Gleichstrom betrieben wird. Switching is only useful when the first leading in welding direction ¬ welding electrode is operated with direct current.
Im Rahmen der Erfindung kann auch vorgesehen sein, die erste in Schweißrichtung führende Elektrode mit Wechselstrom als ein Phasen Wechselstrom oder als Dreiphasen Wechselstrom zu betrei- ben. In the context of the invention, it may also be provided to operate the first electrode leading in the welding direction with alternating current as a phase alternating current or as a three-phase alternating current.
Dadurch, dass erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass jeweils eine Schweißlage in einer ersten Richtung und eine zweite Schweißla¬ ge in einer zweiten Richtung zugesetzt wird, wird einerseits die Schweißgeschwindigkeit erhöht, da ein Umsetzen der Elektro¬ denanordnung des und/oder der Werkstücke nicht erforderlich ist, andererseits hat das Verfahren gemäß der Erfindung den Vorzug, dass dreiachsige Spannungszustände oder dreidimensiona¬ le Spannungsverläufe vermieden werden. Dadurch ist automatisch weniger Nacharbeit, wie beispielsweise Kalibrieren, Nachwalzen oder Richten der Werkstücke erforderlich. Characterized in that the invention provides that in each case a welding position in a first direction and a second Schweißla ¬ ge is added in a second direction, on the one hand, the welding speed is increased, since a conversion of the electric ¬ denanordnung of and / or the workpieces is not required On the other hand, the method according to the invention has the advantage that three-axis tension conditions or dreidimensiona ¬ le voltage curves be avoided. This is automatic less rework, such as calibration, re-rolling or straightening the workpieces required.
Vorzugsweise wird das Verfahren als Verfahren zum Unterpulver- Schweißen unter Verwendung einer Anordnung von Schweißköpfen zur Bereitstellung der Schweißelektroden durchgeführt, wobei die Schweißelektroden als Draht- oder Bandelektroden ausgebildet sind. Die Erfindung ist nicht auf Unterpulver-Schweißen beschränkt, vielmehr sind auch andere Schweißverfahren unter Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips durchführbar und im Rahmen der Preferably, the method is performed as a method of sub-powder welding using an array of welding heads to provide the welding electrodes, wherein the welding electrodes are formed as wire or tape electrodes. The invention is not limited to submerged arc welding, but other welding methods using the principle of the invention are practicable and in the context of
Erfindung . Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schweißen von Nahtfugen an metallenen Bauteilen umfassend eine Mehrelektrodenanordnung mit wenigstens zwei Invention. Another aspect of the invention relates to an apparatus for welding seam joints to metal components comprising a multi-electrode assembly having at least two
Schweißelektroden , die in einer Schweißrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei die Schweißelektroden (4) der Mehrelek- trodenanordnung (gleichzeitig ein gemeinsames Schmelzebad erzeugen, wenigstens einen Schweißstromgenerator mit Mitteln zur Steuerung des Schweißstroms jeder Schweißelektrode, wobei die erste in Schweißrichtung führende Schweißelektrode mit Gleichstrom oder Wechselstrom oder Dreiphasenwechselstrom bestromt ist und wenigstens eine zweite in Schweißrichtung nacheilende Schweißelektrode mit Wechselstrom bestromt ist und der Schweißstromgenerator so ausgebildet ist, dass die Spannung der zweiten Schweißelektrode wenigstens einmal während jeder Periode über eine vorgegebene Haltezeit auf einer Spannung gehalten werden kann, die höchstens 50%, vorzugsweise höchstens 20 % des maximalen Betrages der Spannung der ersten oder zweiten Schweißelektrode beträgt. Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren erläutert. Welding electrodes arranged in succession in a welding direction, wherein the welding electrodes (4) of the multi-electrode assembly (simultaneously creating a common melt bath, at least one welding current generator with means for controlling the welding current of each welding electrode, wherein the first welding direction leading welding electrode with DC or AC or three-phase alternating current is supplied with current and at least one second welding direction trailing welding electrode is energized with alternating current and the welding current generator is designed so that the voltage of the second welding electrode at least once during each period over a predetermined holding time can be maintained at a voltage not exceeding 50%, preferably at most 20% of the maximum amount of voltage of the first or second welding electrode. The invention will be explained below with reference to the accompanying drawing figures.
Figur 1 zeigt eine Mehrelektrodenanordnung zur Verwendung mit dem Verfahren gemäß der Erfindung, FIG. 1 shows a multi-electrode arrangement for use with the method according to the invention,
Figur 2 zeigt den Schaltplan des Sekundärteils eines Schwei߬ stromgenerators zur Verwendung bei dem Verfahren gemäß der Erfindung, Figure 2 shows the circuit diagram of the secondary part of a welding ¬ power generator for use in the method according to the invention,
Figur 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Sekundärteils des in Figur 2 dargestellten Schweißstromgenerators, FIG. 3 shows an alternative embodiment of the secondary part of the welding current generator shown in FIG. 2,
Figur 4 zeigt eine Spannungsfunktion für die Wechselstromcha- rakteristik einer gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Schweißelektrode, FIG. 4 shows a voltage function for the alternating current characteristic of a welding electrode operated according to the method according to the invention,
Figur 5 zeigt eine alternative Spannungsfunktion für die Wechselstromcharakteristik der Schweißelektrode und Figure 5 shows an alternative voltage function for the AC characteristic of the welding electrode and
Figur 6 zeigt eine weitere alternative Spannungsfunktion für die Wechselstromcharakteristik einer mit Dreiphasenwechselspan- nung betriebenen Schweißelektrode nach dem Verfahren gemäß der Erfindung . FIG. 6 shows a further alternative voltage function for the AC characteristic of a welding electrode operated with three-phase AC voltage according to the method according to the invention.
Die Figur 1 zeigt eine Mehrelektrodenanordnung 1 gemäß der Erfindung, die Teil einer Vorrichtung zum Unterpulver-Schweißen ist. Mittel zum Auftragen von Schweißpulver und Absaugen von Restpulver sowie Mittel zur Führung der Mehrelektrodenanordnung 1 relativ zu einem oder mehreren Werkstücken sind in der Zeichnung aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt. Figure 1 shows a multi-electrode assembly 1 according to the invention, which is part of a device for submerged arc welding. Means for applying welding powder and suction of residual powder and means for guiding the multi-electrode assembly 1 relative to one or more workpieces are not shown in the drawing for reasons of simplicity.
Das Verfahren gemäß Erfindung sieht ein Schweißen von Nahtfugen an metallenen Bauteilen unter Verwendung der in Figur 1 gezeig- ten Mehrelektrodenanordnung 1 vor, wobei beispielsweise eine Nahtfuge zwischen den Bauteilen mehrlagig zugesetzt wird, wobei eine erste Lage beispielsweise in einem ersten Schweißvorgang in einer ersten Schweißrichtung und wenigstens eine zweite Lage mit einem zweiten Schweißvorgang in einer zweiten Schweißrichtung erzeugt wird. The method according to the invention provides for welding seam joints on metal components using the multi-electrode arrangement 1 shown in FIG Seam joint is added in multiple layers between the components, wherein a first layer is generated for example in a first welding operation in a first welding direction and at least one second layer with a second welding operation in a second welding direction.
Die dazu verwendete, in Figur 1 dargestellte Mehrelektrodenan¬ ordnung 1 umfasst drei Führungsrohre 2 mit einer Düse 3 und jeweils aus der Düse 3 austretenden Drahtelektroden 4. Die Drahtelektroden 4 werden jeweils über ein nicht dargestelltes Vorschubsystem der betreffenden Düse 3 zugeführt. The multi- electrode arrangement 1 used for this purpose, shown in FIG. 1, comprises three guide tubes 2 with a nozzle 3 and respective wire electrodes 4 emerging from the nozzle 3. The wire electrodes 4 are respectively fed to the relevant nozzle 3 via a feed system (not shown).
Ein Führungsrohr 2 und eine Düse 3 bilden einen Schweißkopf 5a, 5b, 5c im Sinne der vorliegenden Erfindung. A guide tube 2 and a nozzle 3 form a welding head 5a, 5b, 5c in the sense of the present invention.
Mittels der Mehrelektrodenanordnung 1 wird in einer Nahtfuge eines metallenen Bauteils oder zweiter metallener Bauteile eine Schweißspur 6 erzeugt, die sich zwischen den Punkten A und B erstreckt . By means of the multi-electrode arrangement 1, a welding track 6 is produced in a seam joint of a metal component or second metal components, which extends between the points A and B.
Die Mehrelektrodenanordnung 1 gemäß der Erfindung umfasst insgesamt drei Schweißköpfe, von denen ein ersten Schweißkopf 5a und ein dritter Schweißkopf 5c bezüglich eines Schweißkopfes 5b symmetrisch angeordnet ist. Alle Drahtelektroden 4 der The multi-electrode arrangement 1 according to the invention comprises a total of three welding heads, of which a first welding head 5a and a third welding head 5c are arranged symmetrically with respect to a welding head 5b. All wire electrodes 4 of the
Mehrelektrodenanordnung 1 erzeugen während des Schweißvorgangs zeitgleich einen Lichtbogen, wobei alle Drahtelektroden 4 gleichzeitig ein gemeinsames Schmelzebad erzeugen. Multi-electrode arrangement 1 simultaneously generate an arc during the welding process, with all the wire electrodes 4 simultaneously producing a common melt bath.
Die Drahtelektroden 4 als Schweißelektroden im Sinne der Erfindung sind an eine Schweißstromquelle, beispielsweise an einen SchweißStromgenerator angeschlossen . The wire electrodes 4 as welding electrodes according to the invention are connected to a welding power source, for example to a welding power generator.
Der Schweißstromgenerator ist beispielsweise als Transformator mit einer Primärseite 7 und einem oder mehreren Sekundärteilen 8 ausgebildet. Der Schweißstromgenerator umfasst weiterhin wenigstens eine übergeordnete Steuerung 9 und wenigstens einen Mikroprozessor 10, der die Stromcharakteristik des von dem Sekundärteil 8 abgegebenen Stroms bestimmt. Das Sekundärteil 8 ist so ausge- staltet, dass es sowohl Gleichstrom als auch Wechselstrom einer vorgegebenen Charakteristik erzeugen kann. Das Sekundärteil 8 ist einerseits an das Werkstück und andererseits an einer The welding power generator is designed, for example, as a transformer with a primary side 7 and one or more secondary parts 8. The welding power generator further comprises at least one higher-level controller 9 and at least one microprocessor 10, which determines the current characteristic of the current emitted by the secondary part 8. The secondary part 8 is designed so that it can generate both direct current and alternating current of a given characteristic. The secondary part 8 is on the one hand to the workpiece and on the other hand to a
Drahtelektrode 4 als Schweißelektrode angeschlossen. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist jede Drahtelek¬ trode 4 an ein Sekundärteil 8 angeschlossen. Für den Fall, dass das Sekundärteil 8 einen Drahtphasenwechselstrom erzeugen soll, ist vorzugsweise jede Drahtelektrode 4 an wenigstens zwei Wire electrode 4 connected as a welding electrode. In the described embodiment, each Drahtelek ¬ electrode 4 is connected to a secondary part 8. In the event that the secondary part 8 is to generate a wire phase alternating current, preferably each wire electrode 4 is at least two
Sekundärteile 8 angeschlossen. Abutments 8 connected.
Mittels des Mikroprozessors 10 lässt dich der Sekundärteil 8 des Schweißstromgenerators so steuern, dass beispielsweise ein gepulster Wechselstrom mit einer vorgegebenen Spannungsfunktion (Soll-Spannungsfunktion) an der betreffenden Drahtelektrode 4 erzeugbar ist. By means of the microprocessor 10 allows you to control the secondary part 8 of the welding power generator so that, for example, a pulsed AC with a predetermined voltage function (target voltage function) can be generated at the respective wire electrode 4.
Der Mikroprozessor 10 umfasst einen Funktionsgenerator 11, welcher digital eine vorgegebene Spannungsfunktion erzeugt. Der Mikroprozessor 10 steuert zwei ideale Schalter 12 in dem Sekun- därteil 8, mittels derer beispielsweise eine Wechselspannung mit der gewünschten Spannungscharakteristik an den Klemmen 13 und 14 für das Werkstück einerseits und die Drahtelektrode 4 andererseits erzeugt werden kann. Die Wechselspannung wird beispielsweise als gepulste Wechsel¬ spannung durch Pulsweitenmodulation erzeugt, wobei die Steuerung des Sekundärteils 8 bei der in Figur 2 gezeigten Variante als sogenannte Class-D-Schaltung ausgeführt ist. Die Schaltung des Sekundärteils 8 gemäß dem in Figur 3 dargestellten Schalt- bild ist als sogenannte 2Q-Schaltung ausgeführt, bei welchem die idealen Schalter 12, die beispielsweise als Transistoren ausgeführt sein können, parallel angesteuert werden. The microprocessor 10 includes a function generator 11 which digitally generates a predetermined voltage function. The microprocessor 10 controls two ideal switches 12 in the secondary part 8, by means of which, for example, an alternating voltage with the desired voltage characteristic can be generated on the terminals 13 and 14 for the workpiece on the one hand and the wire electrode 4 on the other hand. The alternating voltage is generated, for example as pulsed alternating ¬ voltage by pulse width modulation, wherein the control of the secondary part 8 is made in the variant shown in Figure 2 as so-called Class-D circuit. The circuit of the secondary part 8 according to the circuit diagram shown in FIG. 3 is designed as a so-called 2Q circuit, in which the ideal switches 12, which may be designed, for example, as transistors, are driven in parallel.
Im Übrigen werden in den Figuren 2 und 3 gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen dargestellt. Incidentally, the same components are represented by the same reference numerals in Figures 2 and 3.
In den Figuren 4 bis 6 sind verschiedene Wechselspannungscha¬ rakteristiken für den Betrieb der Drahtelektroden 4 dargestellt, die mit den Schaltungen gemäß Figuren 2 und 3 In Figures 4 to 6 show different AC voltage saddle ¬ rakteristiken for the operation of the wire electrode 4 are shown, with the circuits according to Figures 2 and 3
grundsätzlich erzeugbar sind und die im Rahmen des Verfahrens der Erfindung beispielsweise einer in Schweißrichtung nacheilenden Drahtelektrode 4 aufgegeben werden. can be generated in principle and are given in the context of the method of the invention, for example, a trailing in the welding direction wire electrode 4.
Figur 4 zeigt einen gepulsten Wechselstrom, dessen Spannung nach jeder Halbperiode in der zeitlichen Größenordnung von Millisekunden auf einer Spannung gehalten wird, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel Null beträgt. Die Spannung kann höchstens 20 % des maximalen Betrages der Spannung betragen. Hiermit ist der absolute Betrag der Spannung ungeachtet der Polarität zu verstehen. FIG. 4 shows a pulsed alternating current, the voltage of which, after every half-cycle in the order of magnitude of milliseconds, is kept at a voltage which in the exemplary embodiment shown is zero. The voltage can not exceed 20% of the maximum amount of voltage. This is to be understood as the absolute amount of the voltage regardless of the polarity.
Die zeitliche Periode T ist beispielsweise ein Zyklus über 360° einer Sinusschwingung, wobei dann die Halbperiode 180° beträgt. Die Haltezeit ist in dem gezeigten Diagramm, bei dem die Span- nung über die Zeit eingezeichnet ist, mit th bezeichnet. The time period T is, for example, a cycle over 360 ° of a sine wave, in which case the half period is 180 °. The hold time is indicated by t h in the diagram shown, in which the voltage is plotted over time.
Figur 4 zeigt einen Impulsstrom mit einem rechteckförmigen Signal mit der Periodendauer/Periode T. Figur 5 zeigt einen Wechselstrom mit einem etwa sinusförmigen Signal, wobei eine Haltezeit th im Millisekunden Bereich nach jeder Halbschwingung bzw. nach jeder Halbperiode vorgesehen ist . Figur 6 zeigt die Spannungsfunktion einer Dreiphasenwechsel- spannung mit drei etwa sinusförmigen Signalverläufen, wobei jedes Signal nach jeder Halbperiode im Bereich von Millisekunden im Bereich der Nullspannung gehalten wird. Der Betrag der Spannung während der Haltezeit th muss nicht notwendigerweise Null sein, dieser kann beispielsweise 50% oder 20 % oder belie¬ bige Zwischenwerte zwischen 50% und 0% des Betrages der maxima¬ len Spannung betragen. Bei den in Figur 6 dargestellten Spannungsfunktionen sind die Haltezeiten th aller drei Phasen so zeitlich aneinander angrenzend vorgesehen, dass die Leistung der betreffenden Drahtelektrode zwischen zwei Phasen, d.h. nach 240° reduziert ist bzw. Null beträgt. 4 shows a pulse current with a square-wave signal with the period / period T. Figure 5 illustrates an alternating current with an approximately sinusoidal signal, a holding time h t in milliseconds after each half-oscillation or is provided after each half period. FIG. 6 shows the voltage function of a three-phase alternating voltage with three approximately sinusoidal signal waveforms, each signal being kept in the range of zero voltage after every half-cycle in the range of milliseconds. The magnitude of the voltage during the holding time t may not necessarily be zero h, it must, for example, 50% or 20% or belie ¬ bige intermediate values between 50% and 0% of the amount of the maxima ¬ len voltage amount. In the illustrated in Figure 6 functions voltage, the holding times t h all three phases so temporally adjacent to each other provided that the power of the respective wire electrode between two phases, that is reduced to 240 ° or is zero.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen jeweils die Spannungsfunktion für eine Drahtelektrode 4, wobei die Figuren 4 bis 5 die Spannungs¬ funktion für einen Einphasenwechselstrom und Figur 6 die Spannungsfunktion für einen Dreiphasenwechselstrom zeigt. Figures 4 to 6 show, respectively, the voltage function for a wire electrode 4, wherein the 4 to 5, the voltage function ¬ shows the voltage function for a three-phase alternating current for a single phase and FIG. 6
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass beispielsweise die Mehrelektrodenanordnung 1 bezüglich des Werkstücks von Punkt A zu Punkt B geführt wird, wobei der mit 5c bezeichnete dritte Schweißkopf die in Schweißrichtung füh- rende erste Drahtelektrode 4 umfasst, die mit Gleichstrom betrieben wird. Die zweite nacheilende Drahtelektrode 4, die über den zweiten Schweißkopf 5b zugeführt wird, wird mit Wech¬ selstrom betrieben, dessen Charakteristik einer der Sollspannungsfunktionen gemäß den Figuren 4 bis 6 entspricht. In the method according to the invention it is provided that, for example, the multi-electrode arrangement 1 is guided from point A to point B with respect to the workpiece, the third welding head designated by 5c comprising the first wire electrode 4 leading in the welding direction, which is operated with direct current. The second trailing electrode wire 4, which is supplied via the second welding head 5b is operated with exchangeable ¬ current, in which a characteristic of the target voltage functions according to the figures 4 to 6 corresponds.
Die dritte Drahtelektrode 4, die bei einer Schweißung von Punkt A nach Punkt B von dem ersten Schweißkopf 5a zugeführt wird, wird ebenfalls mit Wechselspannung gemäß einer Spannungsfunkti¬ on entsprechend den Figuren 4 bis 6 betrieben. Die Spannungs- funktionen der nacheilenden Drahtelektroden 4 (Schweißköpfe 5b und 5a) können dabei so gesteuert werden, dass die Haltezeit der in Bewegungsrichtung letzten Schweißelektrode 4 mit einem Maximum der unmittelbar in Schweißrichtung vorauseilenden Drahtelektrode 4 zusammenfällt. The third wire electrode 4, which is supplied from the first welding head 5a during a welding from point A to point B, is likewise operated with alternating voltage according to a voltage function according to FIGS . 4 to 6. The voltage functions of the trailing wire electrodes 4 (welding heads 5b and 5a) can be controlled so that the holding time of the last in the direction of the welding electrode 4 coincides with a maximum of leading directly in the welding direction wire electrode 4.
Bei einer Umkehr der Schweißrichtung von Punkt B nach Punkt A wird an dem ersten Schweißkopf 5a die in Schweißrichtung führende erste Schweißelektrode 4 zugeführt. In diesem Fall wird diese Schweißelektrode 4 mit Gleichstrom betrieben und die jeweils nacheilenden Schweißelektroden 4 mit einem Wechselstrom, der eine Spannungsfunktion gemäß den Abbildungen der Figuren 4 bis 6 aufweist. When the welding direction is reversed from point B to point A, the first welding electrode 4 leading to the welding direction is fed to the first welding head 5a. In this case, this welding electrode 4 is operated with direct current and the respective trailing welding electrodes 4 with an alternating current, which has a voltage function according to the figures of Figures 4 to 6.
Bezugs zeichenliste Reference sign list
1 Mehrelektrodenanordnung 1 multi-electrode arrangement
2 Führungsrohr 2 guide tube
3 Düse 3 nozzle
4 Drahtelektroden 4 wire electrodes
5a erster Schweißkopf 5a first welding head
5b zweiter Schweißkopf 5b second welding head
5c dritter Schweißkopf 5c third welding head
6 Schweißspur 6 welding track
7 Primärseite des Schweißstromgenerators 7 Primary side of the welding power generator
8 Sekundärteil des Schweißstromgenerators8 Secondary part of the welding power generator
9 Steuerung 9 control
10 Mikroprozessor 10 microprocessor
11 Funktionsgenerator 11 function generator
12 idealer Schalter 12 ideal switch
13 Klemme für Werkstück 13 Clamp for workpiece
14 Klemme für Drahtelektrode A Punkt A 14 Terminal for wire electrode A point A
B Punkt B B point B
T Periode/Periodendauer T period / period
th Haltezeit t h hold time
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16819087 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| 32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM1205A DATED 12/10/2018) |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16819087 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |