Ein neues Schweisskopffuhrungssystem auf Basis der Intensitatsbewertung der Lichtbogenemissionen beim Aluminium-Impulslichtbogenschweissen

摘要

Ausgehend von einem neuen Ansatz wurde ein Schweisskopf-Fuhrungssystem zum wirtschaftlichen automatischen Fugen moderner Aluminiumkonstruktionen entwickelt: Eine Bilanzierung der Warmestrome auf den Schweissbrenner belegt, dass eine Fehlstellung des Brenners eine Anderung der Warmebilanzen bzw. der Warmestrome erzeugt. Diese kann mit Temperatursensoren gemessen werden, woraufhin eine Warmestrahlungs-Erfassungseinheit konzipiert wurde. Das Verhalten der Lichtbogenstrahlung bei einer Anderung der Positionierung des Lichtbogens in der Schweissfuge wird detektiert und in elektrische Signale umgewandelt. In einem mikrocontroller-gesteuerten Schweisskopffuhrungssystem konnten diese Signale zur Nahtverfolgung beim Impulslichtbogen-Schweissen von Auftrag- und Kehlnahten eingesetzt werden. Die Funktion der Hohen- sowie der Seitenregelung wurde reproduzierbar nachgewiesen. Das Nahtfuhrungsprinzip ist in der Lage Aluminium sensorgefuhrt zu verschweissen, es ist daruber hinaus auch bei Stahl einsetzbar. Im Vergleich zum herkommlichen Lichtbogensensor hat das hier erstmals entwikkelte System eine um den Faktor 3-4 bessere Signalamplitude auf dem Werkstoff Stahl. Zudem muss das beruhrungslose Sensorsystem fur eine Seitenfuhrung generell nicht gependelt werden. Das vorliegende System stellt eine technische Basis fur den breiten Industrieeinsatz dar: Das Schweisskopffuhrungssystem bietet sich in der modernen, wirtschaftlichen Fertigung fur die Werkstoffe Stahl und insbesondere Aluminium im Anlagen- und Maschinenbau an (z. B. dem Schienen-, dem Nutzfahrzeugbau und der Werftindustrie).