DE1165294B

DE1165294B - Device for determining the optimal setting data for arc welding with high current densities

Info

Publication number: DE1165294B
Application number: DED37062A
Authority: DE
Inventors: Helmut Munske
Original assignee: Deutsche Bundesbank
Current assignee: Deutsche Bundesbank
Priority date: 1961-09-19
Filing date: 1961-09-19
Publication date: 1964-03-12

Description

Vorrichtung zum Bestimmen der optimalen Einstelldaten beim Lichtbogenschweißen mit hohen Stromdichten Die Einstellung geeigneter Werte von Strom, Spannung und Drahtvorschub bei den bisher bekannten Lichtbogenschweißanlagen ist insbesondere bei hohen Stromdichten sehr schwierig und zeitraubend und erfordert gute Fachkenntnisse sowie eine große Handfertigkeit, um möglichst gleiche Schweißergebnisse zu erzielen.Device for determining the optimal setting data for arc welding with high current densities The setting of suitable values for current, voltage and Wire feed in the previously known arc welding systems is in particular very difficult and time-consuming at high current densities and requires good specialist knowledge as well as great manual dexterity in order to achieve the same welding results as possible.

Wie bekannt, kann ein Lichtbogen von bestimmter, gleichbleibender Länge nur nach einer arteigenen, physikalisch bedingten Lichtbogenkennlinie brennen, wobei die Lichtbogenkennlinien des kürzesten noch möglichen sowie des längsten noch möglichen Lichtbogens einen sogenannten Lichtbogenkennlinienbereich einschließen. Im Bereich hoher Stromdichten verlaufen diese Lichtbogenkennlinien linear und leicht ansteigend.As is known, an arc can be of definite, constant Burn length only according to a specific, physically determined arc characteristic, where the arc characteristics of the shortest possible as well as the longest still possible possible arc include a so-called arc characteristic range. In the area of high current densities, these arc characteristics are linear and easy increasing.

Obwohl die Lichtbogenkennlinien und Lichtbogenkennlinienbereiche von verschiedenen Schweißdrahtsorten und Schweißdrahtdurchmessern für die jeweils verwendeten Schutzgase bekannt sind, kann diese Kenntnis bei der Einstellung der Schweißanlagen nur sehr begrenzt angewendet werden, weil die üblichen Strom- und Spannungsmesser ihre Werte getrennt anzeigen und ein Schweißer nicht zwei Instrumente gleichzeitig abzulesen vermag.Although the arc characteristics and arc characteristic ranges of different welding wire types and welding wire diameters for the particular one used Shielding gases are known, this knowledge can be used when setting the welding systems Can only be used to a very limited extent because the usual ammeters and voltmeters display their values separately and a welder cannot display two instruments at the same time able to read.

Jede Verstellung der Stromquelle als auch des Schweißdrahtvorschubes hat aber stets Strom- und gleichzeitig Spannungsänderungen und damit auch Änderungen der Abschmelzleistung, Einbrandtiefe, Raupenbreite usw. zur Folge.Any adjustment of the power source as well as the welding wire feed but always has current and voltage changes at the same time and thus also changes the deposition rate, penetration depth, bead width etc. result.

Es ist beispielsweise bei einer Schutzgas-Lichtbogenschweißanlage für einen Schweißdrahtdurchmesser von 1,6 mm und das Schutzgas CO" gemäß der Lichtbogenkennlinie ein mittlerer Einstellwert von 300 A und 30 V erforderlich.It is, for example, in a gas-shielded arc welding system for a welding wire diameter of 1.6 mm and the shielding gas CO "according to the arc characteristic an average setting of 300 A and 30 V is required.

Diese vorgegebenen Werte, denen eine ganz bestimmte Drahtvorschubgeschwindigkeit und Lichtbogenlänge in Verbindung mit einer ganz bestimmten zugehörigen Schweißmaschineneinstellung entspricht, können vorn Schweißer nur durch langwierige, wechselweise Einstellungen von Drahtvorschubgeschwindigkeit und Schweißmaschineneinstellung erreicht werden. Dazu ist zu bemerken, daß der Schweißer, sobald er zum Beispiel die richtige Spannung von 30 V erreicht hat, noch nicht die gewollte Stromstärke getroffen hat. Korrigiert er nämlich nun die Stromstärke durch die Drahtvorschubgeschwindigkeit auf 300 A, so liegt er mit der Spannung nicht mehr bei den gemäß Kennlinie erforderlichen 30 V.These predefined values are linked to a very specific wire feed speed and arc length in connection with a very specific associated welding machine setting can only be achieved by welders through tedious, alternating settings of wire feed speed and welding machine setting can be achieved. It should be noted that the welder, for example, as soon as he has the correct voltage of 30 V has not yet reached the desired amperage. Corrected namely now the current strength through the wire feed speed to 300 A, so with the voltage it is no longer at the 30 required according to the characteristic curve V.

Es ist klar, daß auf diese bisher übliche Art keine gezielten Schweißungen von vorher bestimmter Charakteristik durchgeführt werden können und auch, zum Beispiel bei der Serienfertigung, Schweißnähte an gleichen Werkstücken kaum von völlig gleicher Beschaffenheit sein werden.It is clear that there are no specific welds in this previously common way of predetermined characteristics can be performed and also, for example in series production, weld seams on the same workpieces are hardly ever completely identical Texture will be.

In mannigfaltigen Ausführungen und für verschiedene Anwendungszwecke sind bereits Vorrichtungen bekannt, bei denen Betriebsgrößen von Maschinen aus der Anzeige zweier verschiedene Daten messender und mit einer in einem Koordinatensystem angeordneten Kennlinienschar zusammenwirkender Meßwerke abgeleitet werden.In various designs and for different purposes devices are already known in which operating parameters of machines from the Display of two different data measuring and with one in a coordinate system arranged family of characteristics of cooperating measuring mechanisms can be derived.

Es ist Aufgabe der Erfindung, auf vorstehendem Grundgedanken aufbauend eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe jederzeit gezielte Schweißungen von vorher bestimmter und stets gleichbleibender Beschaffenheit hergestellt werden können.It is the object of the invention to build on the above basic idea to create a device with the help of which targeted welding of previously determined and always consistent quality can be produced.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß in Verbindung mit einer an sich bekannten Vorrichtung zum Ableiten von Betriebsgrößen aus der Anzeige zweier Strom- und Spannungswerte messender, mit einer Kennlinienschar zusammenwirkender Meßwerke ein Koordinatensystem angeordnet ist, über welchem als Mittel zum Vorgeben der Schweißdaten ein Läufer mit einem längs seiner Erstreckung verstellbaren Schieber parallel zu sich verschiebbar angeordnet ist, an welchem Schieber ein Ableselineal als Träger der Kennlinien der Schweißvorrichtung und der Markierungen zum Kennzeichen der für die Schweißdrahtstärke sowie der weiteren Betriebsdaten maßgebenden Grenzbereiche schwenkbar angelenkt ist. Die Vorrichtung kann entweder als Bestandteil einer Schweißeinrichtung oder als selbständige, leicht transportable Baueinheit ausgebildet sein.This object is achieved according to the invention in that in Connection to a device known per se for deriving operating parameters from the display of two current and voltage values measuring, with a family of characteristics cooperating measuring units a coordinate system is arranged over which as Means for specifying the welding data, a runner with a runner along its extension adjustable slide is arranged displaceably parallel to itself, on which Slide a reading ruler as a carrier of the characteristics of the welding device and the Markings to identify the welding wire thickness and other operating data decisive limit areas is pivotably articulated. The device can either as part of a welding device or as a stand-alone, easily transportable Be formed unit.

Der Erfindungsgedanke ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels mit linear zeigenden Zeigerinstrumenten näher erläutert. Die Abbildung stellt die Anordnung des Läufers mit dem angelenkten Kennlinienträger über dem Zeigerkoordinatensystem dar.The concept of the invention is shown below using an exemplary embodiment explained in more detail with linear pointing instruments. The illustration represents the arrangement of the rotor with the articulated characteristic carrier above the pointer coordinate system represent.

Der in dem aus den Strom- und Spannungswerten Gebildeten Koordinatensystem K sich horizontal bwegerde verl'ngerte Zeiger L des linear zeigenden Strommessers wird von dem sich vertikal bewegenden verlängerten Zeiger 2 des ebenfalls linear anzeigenden Spannungsmessers im Schnittpunkt P geschnitten. The pointer L of the linearly pointing ammeter, which is horizontally extended in the coordinate system K formed from the current and voltage values, is intersected at the intersection point P by the vertically moving extended pointer 2 of the likewise linearly indicating voltmeter.

Über diesem Koordinatensystem K ist ein horizontal verschieblicher Läufer 3 angeordnet, an dem der Kennlinienträger 6 mittels des Gelenkes 5 zur Horizontalen, entsprechend der Kennlinienneigung veränderlich neigbar angebracht ist. Damit zu jeder Stromstärke beliebige zugehörige Spannungen eingestellt werden können, ist der Kennlinienträger 6 auf dem Läufer 3 mittels eines Schiebers 4 vertikal verschiebbar angeordnet.About this coordinate system K is a horizontally movable Arranged rotor 3, on which the characteristic carrier 6 by means of the joint 5 to the horizontal, according to the inclination of the characteristic curve is mounted variably inclinable. So too any associated voltages can be set for any current intensity the characteristic carrier 6 can be moved vertically on the rotor 3 by means of a slide 4 arranged.

Die für ein bestimmtes Schutzgas und einen bestimmten Drahtdurchmesser charakteristische .Kennlinie hat eine bestimmte Neigung zur Horizontalen. Um den Kennlinienträger 6 in diese Neigung einstellen zu können, ist er mittels des Gelenkes 5 am Läufer 3 neigbar angebracht. Damit dem Schweißer das Einstellen der Neigung für verschiedene Schutzgase und Drahtdurchmesser erleichtert wird, kann das Gelenk in üblicher Weise mit Zeiger und Gradskala oder mit einer Skala mit den Bezeichnungen der Schutzgase und Drahtdurchmesser versehen werden.The one for a certain shielding gas and a certain wire diameter characteristic curve has a certain inclination to the horizontal. To the To be able to adjust the characteristic carrier 6 in this inclination, it is by means of the joint 5 attached to the runner 3 so as to be inclined. So that the welder can set the incline for different shielding gases and wire diameter is facilitated, the joint can in the usual way with pointer and degree scale or with a scale with the designations the shielding gases and wire diameter are provided.

Der Kennlinienträger 6 ist durchsichtig, damit der unter ihm liegende Schnittpunkt P beobachtet werden kann. Die auf dem Kennlinienträger 6 markierte Mittellinie 7 gibt den Mittelwert der Lichtbogenlänge zwischen der größt- und kleinstmöglichen Länge des Lichtbogens bei bestimmtem Schutzgas und Drahtdurchmesser an. Die parallel zu ihr darüber und darunter verlaufenden Grenzkennlinien 7 a sind Kennlinien mit längerem oder kürzerem Lichtbogen, bei dem eine Schweißung noch möglich ist, sich aber im Schweißergebnis durch Abschmelzleistungs- und Einbrandunterschiede auch bei gleicher Stromstärke unterscheidet.The characteristic carrier 6 is transparent so that the one below it Point of intersection P can be observed. The one marked on the curve support 6 Center line 7 gives the mean value of the arc length between the largest and smallest possible Length of the arc with a certain shielding gas and wire diameter. The parallel to it above and below running limit characteristics 7 a are characteristics with longer or shorter arc where welding is still possible but also in the welding result due to differences in deposition rates and penetration differs at the same amperage.

Weil die Lichtbogenkennlinien dünnerer Schweißdrähte bei kleineren Leistungen ihren Anfang nehmen und bei kleineren Leistungen enden als Lichtbogenkennlinien stärkerer Schweißdrähte, erhält der Kennlinienträger 6 Längenbegrenzungen 8, die den jeweiligen Schweißdrahtdurchmessern zugeordnet und entsprechend bezeichnet sind.Because the arc characteristics of thinner welding wires with smaller ones Performances start and end with lower powers as arcing characteristics Stronger welding wires, the curve support receives 6 length limits 8, the are assigned to the respective welding wire diameters and labeled accordingly.

Die Handhabung der Vorrichtung erfolgt so, daß die Mittellinie 7 des Kennlinienträgers 6 in die durch den jeweiligen Drahtdurchmesser und die Art des verwendeten Schutzgases bestimmte Neigung der Lichtbogenkennlinie eingestellt wird. Entsprechend der gewollten Schweißung wird nun die Lage des Schnittpunktes P festgelegt, die Schweißanlage eingeschaltet und die erforderlichen Einstellwerte (Strom oder Spannung und Schweißdrahtvorschub) werden grob eingestellt.The device is handled in such a way that the center line 7 of the Characteristic carrier 6 in which by the respective wire diameter and the type of shielding gas used, a certain inclination of the arc characteristic is set. The position of the intersection point P is now determined according to the desired weld, the welding system is switched on and the required setting values (current or Voltage and welding wire feed) are roughly set.

Beim Schweißen bzw. beim Brennen des Lichtbogens erscheint nun der Schnittpunkt P an irgendeiner Stelle des Koordinatensystems K. Die notwendigen Korrekturen während der Einstellung der Schweißmaschine und des Drahtvorschubes sind aus der Richtung der Wanderung des Schnittpunktes P leicht zu ersehen und werden so vorgenommen, daß er in die auf dem Kennlinienträger 6 gewählte Kennlinie - normalerweise die mittlere - fällt. So ist es für den Schweißer möglich, in kürzester Zeit eine gezielte Schweißung von vorher bestimmten Eigenschaften zu erreichen.When welding or burning the arc, the now appears Point of intersection P at any point in the coordinate system K. The necessary corrections during the setting of the welding machine and the wire feed are out of the The direction of the migration of the point of intersection P can easily be seen and are made in such a way that that he is in the selected on the characteristic curve 6 - normally the middle - falls. So it is possible for the welder to do a targeted one in the shortest possible time To achieve welding of predetermined properties.

Das Schweißergebnis kann nun je nach dem Erfordernis der Schweißbedingungen planmäßig gewollt und jederzeit reproduziert werden, indem die Lichtbogenlänge bei gleichbleibender Stromstärke vergrößert oder verkleinert, oder die Abschmelzleistung vergrößert bzw. verkleinert wird usw.The welding result can now depending on the requirements of the welding conditions as planned and can be reproduced at any time by increasing the arc length at constant current strength increases or decreases, or the deposition rate is enlarged or reduced, etc.

Zur Darstellung des Schnittpunktes P können auch Braunsche Röhren mit Ablenkeinrichtungen oder gekreuzte Lichtmarken von Strom- und Spannungsmessern verwendet werden. Diese Vorrichtung kann nicht nur bei der Schutzgas-Lichtbogenschweißung angewendet werden, sondern bei allen mit hohen Stromdichten arbeitenden Schweißverfahren, zum Beispiel beim Unterpulverschweißen.Braun tubes can also be used to represent the point of intersection P with deflectors or crossed light marks from ammeters and voltmeters be used. This device can not only be used for gas-shielded arc welding are used, but in all welding processes that work with high current densities, for example in submerged arc welding.

Die Vorrichtung kann in die Schweißanlage eingebaut sein, kann jedoch auch in tragbarer Form ausgeführt werden.The device may or may not be built into the welding system can also be carried out in portable form.

Claims

Claims: 1. Device for determining the optimal setting data for arc welding with high current densities on the basis of measured electrical current and voltage values with known characteristics of the welding device and known physical data of the welding means used, characterized in that in connection with a device known per se for deriving A coordinate system (K) is arranged over which, as a means for specifying the welding data, a rotor (3) with a slide (4) adjustable along its extension parallel to is arranged displaceably, on which slide (4) a reading ruler (6) as a carrier of the characteristics (7, 7a) of the welding device and the markings (8) to identify the limit areas relevant for the welding wire thickness and the other operating data is pivotably articulated.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by the formation as a component a welding device.

3. Device according to claim 1, characterized in that that it is designed as an independent, easily transportable unit. Into consideration Drawn pamphlets: German patents No. 362 Oll, 368 251, 636 221, 690 075.