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Title:
ARC WELDING METHOD COMPRISING A CONSUMABLE WELDING WIRE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/021050
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an arc welding method comprising a fusible welding wire, wherein in successive welding cycles (SZ) during a welding process (Ρi) a certain welding current is applied to the welding wire and the welding wire is moved toward a workpiece to be processed at a certain wire advancing speed. The aim of the invention is to further improve the stability of the welding method. This aim is achieved, according to the invention, in that in the event of a change of the welding process (Pi) to a welding process (P2) having an increased average wire advancing speed during a welding cycle (SZ) and/or an increased average welding current during a welding cycle (SZ), a lowering phase (AP) is initiated, the welding current (IA(t)) being lowered over a defined duration (ΔtA) in the lowering phase (AP).

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Inventors:
SÖLLINGER DOMINIK (AT)
ARTELSMAIR JOSEF (AT)
MAYER MANUEL (AT)
Application Number:
PCT/EP2019/070143
Publication Date:
January 30, 2020
Filing Date:
July 26, 2019
Export Citation:
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Assignee:
FRONIUS INT GMBH (AT)
International Classes:
B23K9/09; B23K9/095; B23K9/10; B23K9/173
Foreign References:
JP2005313179A2005-11-10
US6051807A2000-04-18
JP3018807B22000-03-13
US20120097654A12012-04-26
DE3731180A11989-03-30
JP2005313179A2005-11-10
US6051807A2000-04-18
Attorney, Agent or Firm:
SONN & PARTNER PATENTANWÄLTE (AT)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Lichtbogenschweißverfahren mit einem abschmelzenden Schweiß draht (1) , wobei während eines Schweißprozesses (Pi) in aufeinan derfolgenden Schweißzyklen (SZ) der Schweißdraht (1) mit einem bestimmten Schweißstrom (I(t)) beaufschlagt und mit einer be stimmten Drahtvorschubgeschwindigkeit (v(t)) in Richtung eines zu bearbeitenden Werkstücks (2) bewegt wird, dadurch gekenn zeichnet, dass bei einem Wechsel des Schweißprozesses (Pi) auf einen Schweißprozess (P2) mit einer erhöhten mittleren Drahtvor schubgeschwindigkeit (vmean) während eines Schweißzyklus (SZ) und bzw. oder einem erhöhten mittleren Schweißstrom (Imean) während eines Schweißzyklus (SZ) eine Absenkphase (AP) eingeleitet wird, wobei in der Absenkphase (AP) der Schweißstrom (IA(t)) über eine vorgegebene Dauer (AtA) abgesenkt wird.

2. Lichtbogenschweißverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Absenkphase (AP) nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Verzögerungszeit (td) eingeleitet wird.

3. Lichtbogenschweißverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißstrom (IA(t)) in der Absenkphase (AP) während der vorgegebenen Dauer (AtA) auf einen konstanten Schweißstromwert (Imean,A) abgesenkt wird.

4. Lichtbogenschweißverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißstrom (IA(t)) in der Absenkphase (AP) während der vorgegebenen Dauer (AtA) nach einer vorgegebenen Funktion abgesenkt wird.

5. Lichtbogenschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer (AtA) der Absenkphase (AP), der Schweißstrom (IA(t)) in der Absenkphase (AP) und bzw. oder die vorgegebenen Verzögerungszeit (td) in Abhängigkeit des verwendeten Schweißdrahts (1) vorgegeben werden.

6. Lichtbogenschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer (AtA) der Absenkphase (AP) ein bis 30 Schweißzyklen (SZ) beträgt.

7. Lichtbogenschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Schweißstrom (Imean,A) in der Absenkphase (AP) gegenüber dem vorausgegangenen mittleren Schweißstrom (Imean) während eines Schweißzyklus (SZ) um 10% bis 50% abgesenkt wird.

8. Lichtbogenschweißverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Verzögerungszeit

(td) so eingestellt wird, dass der Schweißdraht (1) während der Verzögerungszeit (td) um 5mm bis 25mm in Richtung Werkstück (2) bewegt wird.

9. Lichtbogenschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Länge (lso) des Schweiß drahts (1) indirekt ermittelt wird und die Dauer (ÄtA) der Ab senkphase (AP), der mittleren Schweißstrom (IA(t)) in der Absenk phase (AP) und bzw. oder die Verzögerungszeit (td) in Abhängig keit der ermittelten freie Länge (lso) des Schweißdrahts (1) ver ändert werden.

10. Lichtbogenschweißverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die freie Schweißdrahtlänge (lso) indirekt durch eine Messung der Schweißspannung (U (t) ) , des Schweißstroms

(I(t)) zwischen Schweißdraht (1) und Werkstück (2) und der

Drahtvorschubgeschwindigkeit (v(t)) ermittelt wird.

11. Lichtbogenschweißverfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Schweißzyklus (SZ) jeweils eine Pulslichtbogenphase (LB) mit zumindest einem pulsförmigen Schweißstrom (I(t)) und eine Kurzlichtbogenphase mit einem oder mehreren sich abwechselnden Kurzschlüssen zwischen Schweißdraht (1) und Werkstück (2) und Lichtbogenphasen aufeinanderfolgen .

12. Lichtbogenschweißverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, dass die freie Schweißdrahtlänge (lso) in der Kurz lichtbogenphase während eines Kurzschlusses zwischen Schweiß draht (1) und Werkstück (2) über eine Widerstandsmessung ermit telt wird.

13. Lichtbogenschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem neuerlichen Wechsel des Schweißprozesses (Pi) auf einen Schweißprozess (P2) mit einer erhöhten mittleren Drahtvorschubgeschwindigkeit (vmean) während eines Schweißzyklus (SZ) und bzw. oder einem erhöhten mittleren Schweißstrom (Imean) während eines Schweißzyklus (SZ) die Dauer (ÄtA) der Absenkphase (AP) gegenüber der vorgegebenen Dauer (ÄtA) korrigiert wird.

Description:
Lichtbogenschweißverfahren mit einem abschmelzenden Schweißdraht

Die Erfindung betrifft ein Lichtbogenschweißverfahren mit einem abschmelzenden Schweißdraht, wobei während eines Schweißprozes ses in aufeinanderfolgenden Schweißzyklen der Schweißdraht mit einem bestimmten Schweißstrom beaufschlagt und mit einer be stimmten Drahtvorschubgeschwindigkeit in Richtung eines zu bear beitenden Werkstücks bewegt wird.

Bei Lichtbogenschweißverfahren mit abschmelzendem Schweißdraht, wie z.B. MIG (Metall-Inertgas) -Schweißverfahren oder MAG (Me- tall-Aktivgas ) -Schweißverfahren, wird der abschmelzende Schweiß draht im Kontaktrohr des Schweißbrenners kontaktiert und mit ei ner Schweißspannung und einem Schweißstrom beaufschlagt, sodass vom freien Ende des Schweißdrahts zum Werkstück ein elektrischer Lichtbogen gebildet wird, der das Ende des Schweißdrahts auf schmilzt, sodass es zu einem Materialübergang vom Schweißdraht zum Werkstück kommt. Der sogenannte Stickout oder die freie Drahtelektrodenlänge ist dabei die Länge des Schweißdrahts vom Ende des Kontaktrohr bis zum Ende des Schweißdrahts, an dem der Lichtbogen brennt. Während einer Schweißung werden Schweißzyklen mit einer bestimmten Schweißfrequenz wiederholt und während je des Schweißzyklus müssen die Schweißparameter, wie die Förderge schwindigkeit des Schweißdrahts, der Schweißstrom, die Schweiß spannung, sowie die Bewegungsgeschwindigkeit des Schweißbrenners in Bezug auf das Werkstück, etc. optimal aufeinander abgestimmt werden, sodass ein stabiler Lichtbogen erzielt werden kann und in der Folge eine möglichst gleichbleibende Qualität der

Schweißnaht resultiert. Während jedes Schweißzyklus weisen die Schweißparameter, wie zum Beispiel der Schweißstrom oder die Drahtvorschubgeschwindigkeit bestimmte Mittelwerte, den mittle ren Schweißstrom oder die mittlere Drahtvorschubgeschwindigkeit auf .

Bspw. beschreibt die DE 37 31 180 Al ein Schweißverfahren mit abschmelzendem Schweißdraht.

Aus der JP 2005 313179 A ist ein Lichtbogenschweißverfahren be kannt, bei dem unterschiedliche Schweißprozesse mit unterschied lichen Schweißparametern verwendet werden, um den Wärmeeintrag in das Werkstück regeln zu können.

In der US 6,051,807 A ist ein Pulsschweißverfahren offenbart, bei welchem der Schweißstrom bei Änderungen des Abstands zum Werkstück geregelt wird.

Aufgrund der Geometrie des zu bearbeitenden Werkstücks ist es in der Regel notwendig während einer Schweißung den Schweißprozess mehrmals zu wechseln und die Schweißparameter an die jeweiligen Gegebenheiten anzupassen. Beispielsweise müssen eine Reihe von Schweißparameter geändert werden, wenn auf eine ÜberkopfSchwei ßung übergegangen wird, bei der sich die Schweißnaht über dem Schweißbrenner befindet.

Bei einem Wechsel des aktuellen, gerade durchgeführten Schweiß prozesses auf einen Schweißprozess, der mit einer erhöhten mitt leren Drahtvorschubgeschwindigkeit (also der über einen Schweiß zyklus gemittelten Drahtvorschubgeschwindigkeit) oder einem er höhten mittleren Schweißstrom (also des über einen Schweißzyklus gemittelten Schweißstroms) einhergeht, besteht die Gefahr einer Überlastung des freien Schweißdrahtendes oder Stickouts, was in der Folge zu Instabilitäten und der Bildung von Schweißspritzern und somit zu einer Minderung der Schweißqualität führen kann.

Insbesondere kann bei einem Schweißprozesswechsel eine uner wünschte Variation der Temperatur im Stickout des Schweißdrahts resultieren und es kann bei einer örtlichen thermischen Überlas tung des freien Schweißdrahtendes zu einem unerwünschten schlag artigen Schmelzen eines längeren Teilstücks des freien Schweiß drahtendes und einer schlagartigen Verlängerung der Lichtbogen länge kommen, wodurch der Schweißprozess gestört und die

Schweißqualität verringert wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein oben erwähntes Lichtbogenschweißverfahren zu schaffen, bei dem auch bei einem Wechsel des Schweißprozesses auf einen Schweißprozess mit einer erhöhten mittleren Drahtvorschubgeschwindigkeit wäh rend eines Schweißzyklus und bzw. oder einem erhöhten mittleren Schweißstrom während eines Schweißzyklus die Gefahr einer ther mischen Überlastung des Stickouts nicht oder nur in einem gerin- geren Ausmaß gegeben ist. Das Lichtbogenschweißverfahren soll auch bei einem solchen Wechsel des Schweißprozesses stabil ab laufen und mit einer möglichst konstanten Temperaturverteilung im freien Schweißdrahtende und einer möglichst konstanten Licht bogenlänge und somit einer möglichst konstanten Schweißqualität verbunden sein.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, dass bei einem Wechsel des Schweißprozesses auf einen Schweißprozess mit einer erhöhten mittleren Drahtvorschubgeschwindigkeit während eines Schweißzyklus und bzw. oder einem erhöhten mittleren Schweiß strom während eines Schweißzyklus eine Absenkphase eingeleitet wird, wobei in der Absenkphase der Schweißstrom über eine vorge gebene Dauer abgesenkt wird. Durch das Einleiten einer solchen Absenkphase mit reduziertem Schweißstrom kann der Überlastung des Stickouts bei einem Wechsel des Schweißprozesses auf einen Schweißprozess mit einer erhöhten mittleren Drahtvorschubge schwindigkeit und bzw. oder einem erhöhten mittleren Schweiß strom wirkungsvoll entgegengewirkt werden und ein stabiler

Lichtbogen mit einer im Wesentlichen konstanten Lichtbogenlänge erzielt werden. Die jeweiligen Parameter während der Absenkphase werden nach entsprechender Erfahrung in Abhängigkeit der Ände rung der Schweißparameter bei einem Wechsel des Schweißprozesses entsprechend ausgewählt und eingestellt. Zusätzlich zur Absen kung des Schweißstroms während der Absenkphase oder auch alter nativ dazu könnte auch die Drahtvorschubgeschwindigkeit während der Absenkphase erhöht werden. Nach Ablauf der vorgegebenen Dau er der Absenkphase wird der Schweißprozess mit den für diesen Schweißprozess bestimmten Schweißparametern bzw. dem bestimmten Schweißstrom fortgesetzt.

Vorzugsweise wird die Absenkphase erst nach dem Verstreichen ei ner vorgegebenen Verzögerungszeit eingeleitet. Durch die Einhal tung einer Verzögerungszeit wird darauf Rücksicht genommen, dass der vom erhöhten Schweißstrom durchflossene Längenanteil bzw. die einzelnen Teilsegmente des freien Schweißdrahtendes eine ge wisse Zeit benötigen, um vom Kontaktpunkt am Kontaktrohr, ab dem der Schweißstrom im freien Schweißdrahtende fließt, bis zum Schweißdrahtende (Abschmelzpunkt) zu gelangen. Diese Verzöge rungszeit und die Temperaturerhöhung in den einzelnen Teilseg- menten des Stickout hängt von der momentanen Drahtförderge- schwindigkeit und einer Reihe anderer Schweißparameter (Verlauf und Amplitude des Schweißstroms) ab und kann beispielsweise aus entsprechenden Tabellen oder nach entsprechenden Berechnungsvor schriften in Abhängigkeit des Wechsels des Schweißprozesses aus gewählt und eingestellt werden. Selbstverständlich kann anstelle einer vorgegebenen Verzögerungszeit in äquivalenter Weise auch eine bestimmte Weglänge, welche der Schweißdraht ab dem Wechsel des Schweißprozesses vorwärts bewegt wird, als Vorlage herange zogen werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Schweißstrom in der Absenkphase während der vorgegebenen Dauer auf einen kon stanten Schweißstromwert abgesenkt. Dies stellt den einfachsten Fall der Realisierung der Absenkphase dar, indem nach allfälli gem Verstreichen einer vorgegebenen Verzögerungszeit der mittle re Schweißstrom über eine vorgegebene Zeitdauer konstant abge senkt wird und somit einer Überhitzung des freien Schweißdrah tendes bei einem Wechsel des Schweißprozesses entgegengewirkt werden kann.

Alternativ dazu kann der Schweißstrom in der Absenkphase während der vorgegebenen Dauer auch nach einer vorgegebenen Funktion ab gesenkt werden, beispielsweise in Form einer Rampe. Durch die Vorgabe eines bestimmtes Verlaufs für den Schweißstrom während der Absenkphase, kann noch besser einer thermischen Überlastung des Stickouts entgegengewirkt werden und eine möglichst konstan te Temperaturverteilung im Stickout und somit ein stabiles

Schweißverfahren erzielt werden. Die vorgegebene Funktion des Schweißstroms in der Absenkphase kann prinzipiell einen beliebi gen Verlauf aufweisen, bspw. einen rampenförmigen Verlauf aber auch einen kurvenförmigen Verlauf oder dergleichen.

Die Dauer der Absenkphase, der Schweißstrom in der Absenkphase und bzw. oder die vorgegebenen Verzögerungszeit kann in Abhän gigkeit des verwendeten Schweißdrahts vorgegeben werden. Die Pa rameter, welche die Absenkphase charakterisieren, können bspw. in tabellarischer Form in Abhängigkeit des Schweißdrahtmaterials und des Schweißdrahtdurchmessers abgelegt und gespeichert werden und bei einem Wechsel des Schweißprozesses automatisch ausge- wählt werden.

Vorzugsweise beträgt die Dauer der Absenkphase ein bis 30

Schweißzyklen. Erfahrungsgemäß hat sich herausgestellt, dass bei einer derartigen Dauer der Absenkphase ein stabiler Schweißpro zess resultiert.

Der mittlere Schweißstrom wird in der Absenkphase gegenüber dem vorausgegangenen mittleren Schweißstrom während eines Schweiß zyklus um vorzugsweise 10% bis 50% abgesenkt. Erfahrungsgemäß ist eine Absenkung des mittleren Schweißstroms in der Absenkpha se um 10% bis 50% ausreichend, um wirkungsvoll gegen eine ther mische Überlastung des Stickouts einzuwirken.

Die vorgegebene Verzögerungszeit wird idealerweise so einge stellt, dass der Schweißdraht während der Verzögerungszeit um 5mm bis 25mm in Richtung Werkstück bewegt wird. Der angegebene Bereich der Bewegung des Schweißdrahts entspricht üblichen Di mensionen des Abstands zwischen Schweißbrenner und Werkstück und des Stickouts sowie der Lichtbogenlänge. Je nach Schweißdraht fördergeschwindigkeit wird die Verzögerungszeit entsprechend ausgewählt, um eine entsprechende Vorwärtsbewegung des Schweiß drahts während der Verzögerungszeit zu erreichen.

Gemäß einem weiteren Merkmal wird die freie Länge des Schweiß drahts indirekt ermittelt und es werden die Dauer der Absenkpha se, der mittleren Schweißstrom in der Absenkphase und bzw. oder die Verzögerungszeit in Abhängigkeit der ermittelten freie Länge des Schweißdrahts verändert. Durch diese Maßnahme kann die reale freie Länge des Schweißdrahts berücksichtigt werden und somit noch besser gegen eine Überlastung des Stickouts entgegengewirkt werden .

Die freie Schweißdrahtlänge kann indirekt durch eine Messung der Schweißspannung, des Schweißstroms zwischen Schweißdraht und Werkstück und der Drahtvorschubgeschwindigkeit ermittelt werden. Durch Erfassung der Schweißspannung, also der Spannung zwischen Kontaktrohr und Werkstück und des Schweißstroms, also des Stroms zwischen Schweißdraht und Werkstück, sowie der Drahtvorschubge schwindigkeit kann auf die freie Schweißdrahtlänge rückgeschlos- sen werden und diese bei der Einstellung der Parameter der er findungsgemäßen Absenkphase berücksichtigt werden.

Während eines Schweißzyklus können jeweils eine Pulslichtbogen phase mit zumindest einem pulsförmigen Schweißstrom und eine Kurzlichtbogenphase mit einem oder mehreren sich abwechselnden Kurzschlüssen zwischen Schweißdraht und Werkstück und Lichtbo genphasen aufeinanderfolgen . In diesem Fall können die Kurz schlüsse während des Schweißprozesses zum Messen der freien Schweißdrahtlänge über eine Widerstandsmessung ausgenützt wer den .

Im Falle eines solchen Schweißprozesses kann die freie Schweiß drahtlänge in der Kurzlichtbogenphase während eines Kurzschlus ses zwischen Schweißdraht und Werkstück über eine Widerstands messung ermittelt werden. Dabei wird während eines Kurzschlus ses, d.h. während der Berührung des Schweißdrahtendes mit dem Werkstück, die Spannung und der Strom am Schweißdrahtende gemes sen und daraus der Widerstand ermittelt und aus dem Widerstands wert auf die freie Schweißdrahtlänge rückgeschlossen. Diese Mes sung der freien Schweißdrahtlänge ist natürlich nur bei kurz schlussbehafteten Schweißverfahren, wie sie oben beschrieben wurden, möglich.

Wenn bei einem neuerlichen Wechsel des Schweißprozesses auf ei nen Schweißprozess mit einer erhöhten mittleren Drahtvorschubge schwindigkeit während eines Schweißzyklus und bzw. oder einem erhöhten mittleren Schweißstrom während eines Schweißzyklus die Dauer der Absenkphase gegenüber der vorgegebenen Dauer korri giert wird, kann eine weitere Verbesserung erzielt werden. Das schlagartige Abschmelzen des Drahtendes bei nicht korrekt ange passter Stromabsenkung kann messtechnisch durch die ebenfalls schlagartig ansteigende Spannung oder den abfallenden Strom, ab hängig von der angewandten Strom/Spannungs-Regelung, detektiert werden. Daraus können dann bei nachfolgenden Wechseln der

Schweißprozesse die Parameter während der Absenkphase entspre chend angepasst bzw. korrigiert werden. Diese Anpassung kann so lange wiederholt werden, bis kein schlagartiges Abschmelzen des Drahtendes mehr detektiert wird. Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnun gen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Schweißbrenners mit abschmel zendem Schweißdraht;

Fig . 2 zeitliche Verläufe des Schweißstroms I (t) , der Schweiß spannung U (t) und der Schweißdrahtgeschwindigkeit v(t) bei einem kurzschlussbehafteten Schweißprozess;

Fig . 3 den zeitlichen Verlauf des Schweißstroms I (t) bei einem

Wechsel des Schweißprozesses bei einer Ausführungsvari ante der erfindungsgemäßen Absenkphase;

Fig. 4 der zum Stromverlauf gemäß Fig. 3 zugehörige Verlauf des Schweißdrahts ab Prozesswechsel;

Fig . 5 den zeitlichen Verlauf des Schweißstroms I (t) bei einem

Wechsel des Schweißprozesses bei einer zweiten Ausfüh rungsvariante der erfindungsgemäßen Absenkphase;

Fig . 6 der zum Stromverlauf gemäß Fig. 5 zugehörige Verlauf des Schweißdrahts ab Prozesswechsel; und

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze eines Schweißbrenners 6 mit ab schmelzendem Schweißdraht 1. Der abschmelzende Schweißdraht 1 wird mit einer entsprechenden Vorschubgeschwindigkeit v(t) durch ein Kontaktrohr 3 des Schweißbrenners 6 befördert und im Kon taktrohr 3 kontaktiert, sodass die vorgegebene Schweißspannung U (t) und der vorgegebene Schweißstrom I (t) dem Schweißdraht 1 eingeprägt werden kann. Bei entsprechender Abstimmung der

Schweißparameter resultiert ein Lichtbogen 4 zwischen dem Ende des Schweißdrahts 1 und dem Werkstück 2, der während des

Schweißprozesses möglichst konstant bleiben soll. Die freie Schweißdrahtlänge bzw. der sogenannte Stickout bezeichnet die Länge l so des Schweißdrahts 1 vom Ende des Kontaktrohrs 3 bis zum Beginn des Lichtbogens 4. Die Länge l so des Stickout soll in ei nem stabilen Schweißprozess möglichst konstant bleiben. Der Schweißstrom I fließt vom Kontaktpunkt am Kontaktrohr 3 durch den Schweißdraht 1 und trägt zu dessen Erwärmung bei. Die sche matisch eingezeichneten Teilsegmente des Schweißdrahts 3 benöti gen eine gewisse Zeit, um vom Kontaktpunkt am Kontaktrohr 3 zum Ende des Schweißdrahts 1 zu gelangen. Bei einem stabilen Schweißprozess wird immer nur ein kleines Teilsegment bzw. ein kleiner Längenabschnitt des Schweißdrahts 1 aufgeschmolzen und dieser aufgeschmolzene Teil des Schweißdrahts 1 geht in das Schmelzbad über.

Bei einem Wechsel des Schweißprozesses Pi auf einen Schweißpro zess Pi +i , der mit einer erhöhten mittleren Drahtvorschubgeschwin digkeit v mean während eines Schweißzyklus SZ und bzw. oder einem erhöhten mittleren Schweißstrom I mean während eines Schweißzyklus SZ einhergeht, besteht die Gefahr, dass Teile des freien

Schweißdrahtendes überhitzt werden, wodurch es zu einem schlag artigen Abschmelzen mehrerer Teilsegmente bzw. eines längeren Teilstücks des Schweißdrahts 1 kommt, wodurch auch die Länge des Lichtbogens 4 schlagartig ansteigt und somit der Schweißprozess Pi gestört wird und es sogar zur Bildung von Schweißspritzern kommen kann. Derartige Instabilitäten während des Schweißens führen zu einer Verminderung der Schweißqualität. Jedes Teilseg ment des Stickouts mit der Länge l so wird ab dem Wechsel des Schweißprozesses Pi mit einem erhöhten mittleren Schweißstrom I me- an unterschiedlich erwärmt, da die Drahtvorschubgeschwindigkeit v nur allmählich nach einer Rampe ansteigen kann, der Schweißstrom I jedoch schlagartig erhöht werden muss, da ansonsten die Trop fenablöse nicht erfolgen kann. Dieses kurzzeitige Ungleichge wicht zwischen Drahtvorschubgeschwindigkeit v und Schweißstrom I verursacht die Temperaturüberhöhung in jenem Bereich (Teilseg mente) der freien Drahtlänge, welche am längsten vom erhöhten Schweißstrom I durchflossen wird. Es sind dies jene Teilsegmente welche sich zum Zeitpunkt der Erhöhung des Schweißstroms I und/oder des Drahtvorschubs v am Kontakt- bzw. Stromübergangs punkt im Kontaktrohr 3 befinden. Wenn der Schweißstrom I nicht geändert wird, schmilzt ein Teil dieser Segmente des Schweiß drahts 1 schlagartig, wenn diese im vorderen Bereich des freien Drahtendes ankommen, sich also in der unmittelbaren Nähe des An satzes des Lichbogens 4 befinden. Je größer die Länge l so des freien Drahtendes, umso länger werden die Teilsegmente vom er höhten Schweißstrom I durchflossen und deren Temperatur erhöht, sodass es ab einem gewissen freien Drahtende (Stickout) zu die sem schlagartigen Abschmelzen eines längeren Teilstückes des Drahtendes kommen kann, wenn keine Gegenmaßnahmen durchgeführt werden . In Fig. 2 sind die zeitlichen Verläufe des Schweißstroms I (t) , der Schweißspannung U (t) und der Schweißdrahtgeschwindigkeit v(t) bei einem kurzschlussbehafteten Schweißprozess Pi darge stellt. Der Schweißprozess besteht aus sich mit der Schweißfre quenz wiederkehrenden Schweißzyklen SZ, in denen die Schweißpa rameter einem bestimmten zeitlichen Verlauf folgen. Als Verlauf des Schweißstroms I (t) ist beispielhaft ein Verlauf dargestellt, bei dem während der Lichtbogenphase LB ein Stromimpuls angelegt wird und während der Kurzschlussphase KS ein weiterer Stromim puls mit geringerer Amplitude als während der Lichtbogenphase LB . Die Schweißspannung U (t) weist einen während der Lichtbogen phase LB im Wesentlichen konstanten Verlauf auf und bricht wäh rend der Kurzschlussphase KS entsprechend zusammen. Die Draht vorschubgeschwindigkeit v(t) weist während der Lichtbogenphase LB einen im Wesentlichen positiven Verlauf, d.h. eine Bewegung in Vorwärtsrichtung und während der Kurzschlussphase eine Rück- wärtsbewegung, d.h. vom Werkstück 2 weg, auf. Im Mittel findet eine gewisse mittlere Drahtvorschubgeschwindigkeit v mea n während eines Schweißzyklus SZ in Richtung des Werkstücks 2 statt, da es während des Schweißprozesses Pi zu einem Aufschmelzen des

Schweißdrahts 1 und einem Materialübergang zum Werkstück 2 kommt. Natürlich kann der Schweißprozess Pi auch eine Drahtvor schubgeschwindigkeit nur in Richtung zum Werkstück ohne Rück- wärtsbewegung beinhalten.

Fig. 3 zeigt den zeitlichen Verlauf des Schweißstroms I (t) bei einem Wechsel eines Schweißprozesses Pi auf einen Schweißprozess P 2 bei einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Absenkpha se AP. Bspw. handelt es sich bei dem Schweißprozess Pi um einen kurzschlussbehafteten Schweißprozess, während der Schweißprozess P 2 ein Impulsschweißprozess ist. Es könnte sich aber auch um zwei Pulsprozesse unterschiedlicher Leistung handeln. Zum Zeitpunkt t w des Wechsels vom Schweißprozess P 2 auf den Schweißprozess P 2 wird ein Zeitglied gestartet und nach Ablauf einer vorgegebenen Ver zögerungszeit t d die erfindungsgemäße Absenkphase AP eingeleitet. Wie bereits oben erwähnt, kann anstelle der Einstellung einer Verzögerungszeit t d auch eine bestimmte Weglänge, welche der Schweißdraht 1 ab dem Wechsel des Schweißprozesses P 2 auf den Schweißprozess P 2 bewegt wird, eingestellt werden. Während einer Dauer Ät A der Absenkphase AP wird der mittlere Schweißstrom I mea n,A während der Absenkphase AP gegenüber dem mittleren Schweißstrom während des zweiten Schweißprozesses P 2 abgesenkt. Im dargestell ten Beispiel gemäß Fig. 3 erfolgt eine Absenkung auf einen kon stanten Stromwert I mea n,A· Nach Ablauf der Dauer Ät A der Absenkpha se AP wird der Schweißprozess P 2 mit den vor der Absenkphase AP gültigen Schweißparametern bzw. den für den Schweißprozess P 2 be stimmten Schweißparametern fortgesetzt.

Fig. 4 zeigt den zum Stromverlauf gemäß Fig. 3 zugehörigen Ver lauf des Schweißdrahts 1 ab Prozesswechsel. Die Wegstrecke des freien Schweißdrahtendes x(t) in Abhängigkeit der Zeit t ver läuft bis zur Stickoutlänge l so worauf die Absenkphase AP einge leitet wird. Die Verzögerungszeit t d bis zur Einleitung der Ab senkphase AP wird also so eingestellt bzw. ausgewählt, dass der Schweißdraht 1 ab Beginn (Zeitpunkt t w ) des Wechsels des Schweiß prozesses Pi auf den Schweißprozess P 2 während dieser Zeit einen Vorschub entsprechend der gewünschten Stickoutlänge l so voll zieht. Die Länge l d , welche der Schweißdraht 1 während der Verzö gerungszeit t d vorwärts bewegt wird, ist in diesem Fall gleich der Stickoutlänge l so . Dann wird die Absenkphase AP eingeleitet und dadurch eine Überhitzung des freien Schweißdrahtendes wir kungsvoll verhindert. Die Verzögerungszeit t d kann aber auch kür zer oder länger als jene Zeit, die der Schweißdraht 1 benötigt, bis die Stickoutlänge l so erreicht wurde, gewählt werden (siehe Beispiel gemäß den Figuren 5 und 6) .

In Fig. 5 ist der zeitliche Verlauf des Schweißstroms I (t) bei einem Wechsel des Schweißprozesses P d auf einen Schweißprozess P 2 (Zeitpunkt t w ) bei einer zweiten Ausführungsvariante der erfin dungsgemäßen Absenkphase AP dargestellt. Im Gegensatz zur Vari ante gemäß den Fig. 3 und 4 wird hier der mittlere Schweißstrom während der Absenkphase AP in Form einer vorgegebenen Funktion, hier in Form einer Rampe, reduziert und wieder erhöht. Dadurch kann für bestimmte Gegebenheiten eine weitere Verbesserung der Konstanthaltung der Temperatur im freien Schweißdrahtende er zielt werden und somit ein stabilerer Schweißverlauf auch bei einem Wechsel eines Schweißprozess P d auf einen anderen Schweiß prozess P 2 mit einer erhöhten mittleren Drahtvorschubgeschwindig keit v(t) während eines Schweißzyklus SZ und bzw. oder einem er- höhten mittleren Schweißstrom I mean (t) während eines Schweißzyklus SZ .

Fig. 6 zeigt den zum Stromverlauf gemäß Fig. 5 zugehörigen Ver lauf des Schweißdrahts 1 ab Prozesswechsel zum Zeitpunkt t w . Hier wird die Verzögerungszeit t d bis zur Einleitung der Absenkphase AP kleiner als beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 gewählt.

Der Schweißdraht 1 hat sich ab dem Zeitpunkt des Wechsels des Schweißprozesses Pi auf den Schweißprozess P 2 während dieser Ver zögerungszeit t d eine Länge l d vorwärts bewegt, die kürzer als die Stickoutlänge l so ist.

Schließlich zeigt Fig. 7 das Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der Schweiß brenner 6 mit dem Kontaktrohr 3 und Schweißdraht 1 wird mit der Schweißstromquelle 5 verbunden und mit einem Drahtvorschubgerät 7, welches den Schweißdraht 1 von einer Drahtrolle 8 mit einer entsprechenden Geschwindigkeit v(t) durch das Kontaktrohr 3 des Schweißbrenners 6 bewegt. Das zu bearbeitende Werkstück 2 wird mit der Schweißstromquelle 5 verbunden, wodurch bei Einprägung eines entsprechenden Schweißstroms I (t) und einer entsprechenden Schweißspannung U (t) über das Kontaktrohr 3 an den Schweißdraht

I ein Lichtbogen 4 gebildet wird. Eine Steuereinrichtung 12 steuert die Vielzahl an Schweißparametern während des Schweiß verfahrens .

Erfindungsgemäß werden in einer Verarbeitungseinrichtung 11 be stimmte Parameter des Schweißverfahrens erfasst und entsprechend verarbeitet. Zu diesen Parametern gehört die Drahtvorschubge schwindigkeit v(t), welche vom Drahtvorschubgerät 7 an die Ver arbeitungseinrichtung 11 geliefert wird, der Schweißstrom I (t) , der von einer entsprechenden Einrichtung 9 zur Messung des

Schweißstroms I (t) ermittelt und an die Verarbeitungseinrichtung

II geführt wird und die Schweißspannung U (t) , welche mit einer entsprechenden Einrichtung 10 zur Messung der Schweißspannung U (t) ermittelt wird.

Bei einem Wechsel eines Schweißprozesses P d werden nun diese Pa rameter in der Verarbeitungseinrichtung 11 entsprechend verar beitet und zur Steuerung der Steuereinrichtung 12 herangezogen. Die Einstellungen für die erfindungsgemäße Absenkphase AP werden bspw. aus einer Datenbank 13 entsprechend den von der Schweiß stromquelle 5 eingestellten Schweißparametern und den gemessenen Parametern ausgewählt. Durch das Einführen der Absenkphase AP mit der Verzögerungszeit t d , Dauer Ät A und dem abgesenkten mitt leren Schweißstrom I mea n,A während der Absenkphase AP, kann einer Überhitzung des Stickouts bei einem Wechsel des Schweißprozesses Pi wirkungsvoll entgegengewirkt werden und ein stabiler Schweiß prozess und eine optimale Schweißqualität erzielt werden.