Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR SOLDERING WORK PIECES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/064300
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for soldering work pieces (16) with a torch (10), especially with a plasma or welding torch, comprising an electrode (28), wherein a transmitted and/or non-transmitted working arc is built-up to produce a plasma beam from a supplied plasma gas, said arc being powered by an energy source or a power source (2), wherein at least one weld filler (38) is fed to the connecting area of the work pieces (16) to be connected. The weld filler (38) is connected to the energy source or power source (39) or to an additional energy or power source. To this end, a potential (40) of the energy source or power source (39) is applied in the weld filler (38) and the other potential (35, 41) is applied on the work pieces (16). The energy source or power source (39), especially the power supply of the energy source or power source (39) is regulated in such a way that ignition of an arc is prevented when the weld filler (38) is removed from the work piece (16).

Inventors:
MOERTENDORFER BERNHARD (AT)
GATTERBAUER MARTIN (AT)
Application Number:
PCT/AT2002/000036
Publication Date:
August 22, 2002
Filing Date:
January 31, 2002
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
FRONIUS INT GMBH (AT)
MOERTENDORFER BERNHARD (AT)
GATTERBAUER MARTIN (AT)
International Classes:
B23K3/03; B23K9/10; B23K9/32; B23K10/00; (IPC1-7): B23K1/00; B23K10/02
Domestic Patent References:
WO1998021000A11998-05-22
Foreign References:
US4087671A1978-05-02
US4580026A1986-04-01
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 087 (M - 372) 17 April 1985 (1985-04-17)
Attorney, Agent or Firm:
Secklehner, Günter (Windischgarsten, AT)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Löten von Werkstücken mit einem Brenner, insbesondere einem Plas maoder Schweißbrenner, mit einer Elektrode, bei dem ein übertragener und/oder nicht über tragener Arbeitslichtbogen, der von einer Energiequelle bzw. einer Stromquelle mit Energie gespeist wird, zur Erzeugung eines Plasmastrahls aus einem zugeführten Plasmagas aufgebaut wird, wobei zumindest ein Zusatzwerkstoff in den Verbindungsbereich der zu verbindenden Werkstücke zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzwerkstoff (38) mit der oder einer weiteren Energiequelle bzw. Stromquelle (2,39) verbunden wird und hierzu ein Potential (34,35,40,41) der Energiequelle bzw. Stromquelle (2,39) an dem Zusatzwerkstoff (38) und das weitere Potential (34,35,40,41) an den Werkstücken (16) angelegt wird, wobei die Energiequelle bzw. Stromquelle (2,39), insbesondere die Energiezufuhr der Energiequelle bzw. Stromquelle (2,39), derart geregelt wird, daß beim Abheben des Zusatzwerkstoffes (38) vom Werkstück (16) eine Zündung eines Lichtbogens unterbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzwerkstoff (38) wäh rend des Lötprozesses mit dem Werkstück (16) bzw. einem Schmelzbad (42) kontaktiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer einzigen Stromquelle (2 oder 39) diese derart ausgebildet wird, daß diese zwei getrennt von einander regelbare bzw. steuerbare Energiekreise aufweist.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Zusatzwerkstoff (38) mit Energie, insbesondere mit einem einstellbaren, konstanten oder gepulsten Strom, derart beaufschlagt wird, daß eine Erwärmung des Zusatz werkstoffes (38) bis knapp unter dessen Schmelztemperatur erreicht wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß durch die gezielte Wärmeeinbringung in den Zusatzwerkstoff (38) die Energie versorgung des Arbeitslichtbogens, insbesondere eine Plasmalichtbogenleistung, auf einen Wert reduziert wird, bei dem vorwiegend eine Erwärmung des Grundmaterials der Werkstük ke (16) und nur mehr eine Restenergie für das vollständige Schmelzen des Zusatzwerkstoffes (38) geliefert wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Energieversorgung des Arbeitslichtbogens, insbesondere die Plasmalichtbo genleistung, derart geregelt wird, daß keine Aufschmelzung des Grundmaterials der Werk stücke (16) erfolgt.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Zusatzwerkstoff (38) in Form von einem oder mehreren Drähten, insbeson dere einem oder mehreren endlosen Schweißdrähten (13), zugeführt wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Zusatzwerkstoff (38) mit konstanter oder pulsförmiger Drahtförderge schwindigkeit gefördert wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schmelzpunkt des Zusatzwerkstoffes (38) gleich oder höher ist als der des Grundmaterials der Werkstücke (16).
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß als Elektrode (28) ein abschmelzender Schweißdraht (13) eingesetzt wird, wobei die Energieversorgung des Schweißdrahtes (13) derart geregelt wird, daß eine Abschmelzung des Schweißdrahtes (13) verhindert wird.
11. Plasmaoder Schweißgerät zum Löten von Werkstücken mit einen Brenner, insbeson dere einem Plasmaoder Schweißbrenner, mit einer Elektrode, bei dem der Brenner zum Aufbau eines übertragenen und/oder eines nicht übertragenen Arbeitslichtbogens zur Erzeu gung eines Plasmastrahls aus einem zugeführten Plasmagas mit einer Stromquelle verbunden ist und zumindest ein Zusatzwerkstoff in den Verbindungsbereich der zu verbindenden Werk stücke zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzwerkstoff (38) mit der oder einer weiteren Stromquelle (2,39) verbunden ist, wobei hierzu ein Potential (34,35,40,41) der Stromquelle (2,39) an dem Zusatzwerkstoff (38) und das weitere Potential (34,35,40, 41) an den Werkstücken (16) angelegt ist.
12. Plasmaoder Schweißgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steue rung bzw. Regelung der Stromquelle (2,39), insbesondere die Energiezufuhr der Stromquelle (2,39), derart erfolgt, daß beim Abheben des Zusatzwerkstoffes (38) vom Werkstück (16) keine Zündung eines Lichtbogens erfolgt.
Description:
Verfahren zum Löten von Werkstücken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löten von Werkstücken mit einem Brenner, insbe- sondere einem Plasma-oder Schweißbrenner, sowie ein Plasma-oder Schweißgerät, wie in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 11 beschrieben.

Aus der WO 98/21000 A 1 ist ein Verfahren zum Löten von Werkstücken mit einem Brenner, insbesondere einem Plasmabrenner, mit einer nicht abschmelzenden Elektrode bekannt. Am Brenner wird ein übertragener oder nicht übertragener Arbeitslichtbogen, der von einer Stromquelle mit Energie gespeist wird, zur Erzeugung eines Plasmastrahls aus einem zuge- führten Plasmagas aufgebaut. In den Verbindungsbereich der zu verbindenden Werkstücke wird ein Zusatzwerkstoff zugeführt, der durch die Wärmeenergie des Plasmastrahls bzw. des Arbeitslichtbogens verflüssigt wird, so daß ein Schmelzbad im Verbindungsbereich der bei- den Werkstücke durch den Zusatzwerkstoff gebildet wird. Nachteilig ist hierbei, daß für die Verflüssigung des Zusatzwerkstoffes dieser eine beträchtliche Wärmeenergiemenge von dem Plasmastrahl bzw. dem Arbeitslichtbogen entzieht, so daß die Schmelzbadtemperatur wesent- lich reduziert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Löten von Werkstücken sowie ein Plasma-oder Schweißgerät hierfür zu schaffen, bei dem die Prozeßstabilität für ein Löt- verfahren verbessert wird.

Diese Aufgabe der Erfindung wird derartig gelöst, daß der Zusatzwerkstoff mit der oder einer weiteren Energiequelle bzw. Stromquelle verbunden wird und hierzu ein Potential der Ener- giequelle bzw. Stromquelle an dem Zusatzwerkstoff und das weitere Potential an den Werk- stücken angelegt wird, wobei die Energiequelle bzw. Stromquelle, insbesondere die Energie- zufuhr der Stromquelle, derart geregelt wird, daß beim Abheben des Zusatzwerkstoffes vom Werkstück eine Zündung eines Lichtbogens unterbunden wird.

Vorteilhaft ist hierbei, daß durch die Versorgung des Zusatzwerkstoffes mit Energie, insbe- sondere mit elektrischer Energie, dieser unabhängig von äußeren Einflüssen, insbesondere der Erwärmung über den Plasmastrahl bzw. dem Arbeitslichtbogen, eigenständig auf eine Tempe- ratur unterhalb des Schmelzpunktes des Zusatzwerkstoffes erwärmt wird, so daß zur Um- wandlung des Zusatzwerkstoffes in den flüssigen Zustand nur mehr eine sehr geringe Ener- gieeinbringung über den Brenner, insbesondere über den aufgebauten Arbeitslichtbogen bzw.

den Plasmastrahl, notwendig ist. Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Wärme- einbringung über den Brenner, also die Energieversorgung des Brenners, sehr stark reduziert werden kann, so daß eine Aufschmelzung des Grundmaterials der Werkstücke verhindert wird. Ein wesentlicher Vorteil liegt darin, daß durch die sogenannte Heißdrahttechnik, also durch die Vorerwärmung des Zusatzmaterials, eine sehr hohe Schmelzbadtemperatur erreicht wird, wodurch die Benetzungsfähigkeit des flüssigen Zusatzwerkstoffes, insbesondere des Lotes, sehr verbessert wird und somit gleichzeitig die Sicherheit des Prozesses, ohne mehr Energie in das Grundmaterial der Werkstücke einzubringen, wesentlich erhöht wird. Dies wird insofern erreicht, da für die Verflüssigung des Zusatzwerkstoffes nur mehr eine sehr geringe Wärmeenergiemenge aus dem Plasmastrahl bzw. aus dem Arbeitslichtbogen entzogen wird, so daß fast die vollständige zugeführte Energiemenge von dem Plasmastrahl bzw. von dem Arbeitslichtbogen für die Erwärmung des Grundmaterials der Werkstücke und des Schmelzbades zur Verfügung steht. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß aufgrund der Vorer- wärmung des Zusatzwerkstoffes eine bessere Abschmelzung des Zusatzwerkstoffes bewirkt wird, so daß keine Spritzer mehr entstehen.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben. Die sich dar- aus ergebenden Vorteile sind aus der Beschreibung zu entnehmen.

Weiters wird die Aufgabe der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichenteil des An- spruches 11 gelöst. Vorteilhaft ist hierbei, daß lediglich durch eine weitere Stromquelle bzw. durch einen weiteren getrennt regelbaren bzw. steuerbaren Stromkreis eine Versorgung des Zusatzwerkstoffes mit Energie ermöglicht wird, so daß eine wesentliche Verbesserung der Prozeßstabilität erreicht werden kann.

Schließlich ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 12 von Vorteil, da dadurch eine Auf- schmelzung des Grundmaterials der Werkstücke verhindert werden kann.

Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh- rungsbeispiele näher erläutert.

Die Erfindung wird anschließend durch Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Es zeigen :

Fig. I eine schematische Darstellung einer Schweißmaschine bzw. eines Schweißgerätes ; Fig. 2 einen schaubildlichen Aufbau mit einem Plasmabrenner und den erforderlichen Komponenten zur Durchführung des Verfahrens in vereinfachter, schematischer Darstellung ; Fig. 3 einen schaubildlichen Aufbau mit einem Schweißbrenner und den erforderlichen Komponenten zur Durchführung des Verfahrens in vereinfachter, schematischer Darstellung.

Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer- den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei- che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer- den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, un- ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unter- schiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsge- mäße Lösungen darstellen.

In Fig. 1 ist ein Schweißgerät 1 bzw. ein Plasmagerät für verschiedenste Prozesse bzw. Ver- fahren, wie z. B. MIG/MAG-Schweißen bzw. WIG/TIG-Schweißen oder Elektroden-Schweiß- verfahren, Doppeldraht/Tandem-Schweißverfahren, Plasma-oder Lötverfahren usw., gezeigt.

Selbstverständlich ist es möglich, daß die erfindungsgemäße Lösung bei einer Stromquelle bzw. einer Schweißstromquelle eingesetzt werden kann.

Das Schweißgerät I bzw. das Plasmagerät umfaßt eine Energiequelle bzw. Stromquelle 2 mit einem Leistungsteil 3, einer Steuervorrichtung 4 und einem dem Leistungsteil 3 bzw. der Steuervorrichtung 4 zugeordneten Umschaltglied 5. Das Umschaltglied 5 bzw. die Steuervor- richtung 4 ist mit einem Steuerventil 6 verbunden, welches in einer Versorgungsleitung 7 für ein Gas 8, insbesondere ein Schutzgas, wie beispielsweise Cru2, Helium oder Argon und dgl., zwischen einem Gasspeicher 9 und einem Brenner 10 bzw. einem Schweißbrenner angeordnet ist.

Zudem kann über die Steuervorrichtung 4 noch ein Drahtvorschubgerät 11, welches für das MIG/MAG-Schweißen üblich ist, angesteuert werden, wobei über eine Versorgungsleitung 12 ein Zusatzwerkstoff bzw. ein Schweißdraht 13 von einer Vorratstrommel 14 in den Bereich des Brenners 10 zugeführt wird. Selbstverständlich ist es möglich, daß das Drahtvorschubge- rät I I, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, im Schweißgerät 1, insbesondere im Grundgehäuse, integriert ist und nicht, wie in Fig. 1 dargestellt, als Zusatzgerät ausgebildet ist.

Es ist auch möglich, daß das Drahtvorschubgerät 11 den Schweißdraht 13 bzw. den Zusatz- werkstoff außerhalb des Brenners 10 bzw. des Schweißbrenners an die Prozeßstelle zuführt, wobei hierzu im Brenner 10 bevorzugt eine nicht abschmelzende Elektrode angeordnet ist.

Der Strom zum Aufbauen eines Lichtbogens 15, insbesondere eines Arbeitslichtbogens, zwischen dem Schweißdraht 13 bzw. der nicht abschmelzenden Elektrode und einem Werk- stück 16 wird über eine Schweißleitung 17 vom Leistungsteil 3 der Stromquelle 2 dem Bren- ner 10, insbesondere dem Schweißdraht 13 bzw. der Elektrode, zugeführt, wobei das zu ver- schweißende Werkstück 16 über eine weitere Schweißleitung 18 ebenfalls mit dem Schweiß- gerät 1, insbesondere mit der Stromquelle 2, verbunden ist und somit über den Lichtbogen 15 für einen Prozeß ein Stromkreis aufgebaut werden kann.

Zum Kühlen des Brenners 10 kann über einen Kühlkreislauf 19 der Brenner 10 unter Zwi- schenschaltung eines Strömungswächters 20 mit einem Flüssigkeitsbehälter, insbesondere einem Wasserbehälter 21, verbunden werden, wodurch bei der [nbetriebnahme des Brenners 10 der Kühlkreislauf 19, insbesondere eine für die im Wasserbehälter 21 angeordnete Flüssig- keit verwendete Flüssigkeitspumpe, gestartet wird und somit eine Kühlung des Brenners 10 bzw. des Schweißdrahtes 13 bewirkt werden kann.

Das Schweißgerät 1 weist weiters eine Ein-und/oder Ausgabevorrichtung 22 auf, über die die unterschiedlichsten Schweißparameter, Betriebsarten oder Schweißprogramme des Schweiß- gerätes I bzw. des Plasmagerätes eingestellt bzw. aufgerufen werden können. Dabei werden die über die Ein-und/oder Ausgabevorrichtung 22 eingestellten Schweißparameter, Betriebs- arten oder Schweißprogramme an die Steuervorrichtung 4 weitergeleitet und von dieser wer- den anschließend die einzelnen Komponenten der Schweißanlage bzw. des Schweißgerätes) angesteuert.

Weiters ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Brenner 10 über ein Schlauchpaket 23 mit dem Schweißgerät I bzw. der Schweißanlage verbunden. In dem Schlauchpaket 23 sind die einzelnen Leitungen vom Schweißgerät 1 zum Brenner 10 angeordnet. Das Schlauch- paket 23 wird über eine zum Stand der Technik zählende Verbindungsvorrichtung 24 mit dem Brenner 10 verbunden, wogegen die einzelnen Leitungen im Schlauchpaket 23 mit den ein- zelnen Kontakten des Schweißgerätes 1 über Anschlußbuchsen bzw. Steckverbindungen ver- bunden sind. Damit eine entsprechende Zugentlastung des Schlauchpaketes 23 gewährleistet ist, ist das Schlauchpaket 23 über eine Zugentlastungsvorrichtung 25 mit einem Gehäuse 26, insbesondere mit dem Grundgehäuse des Schweißgerätes 1, verbunden.

Grundsätzlich ist zu erwähnen, daß für die unterschiedlichen Schweißverfahren bzw.

Schweißgeräte, wie beispielsweise WIG-Geräte oder MIG/MAG-Geräte oder Plasmageräte, nicht alle zuvor benannten Komponenten verwendet bzw. eingesetzt werden müssen.

In Fig. 2 ist ein stark vereinfachter, schaubildlicher Aufbau dargestellt, bei dem der Brenner 10 aus einem handelsüblichen Plasmabrenner gebildet wird.

Der Brenner 10 weist hierzu eine Plasmadüse 27, in der eine nicht abschmelzende Elektrode 28 angeordnet ist, auf, wobei in einem Kanal 29 der Plasmadüse 27 ein extern zugeführtes Plasmagas, wie schematisch mit einem Pfeil 30 angedeutet, zugeführt wird. Weiters ist es möglich, daß die Plasmadüse 27 mit einer Gasdüse 31 umschlossen wird. Dabei wird zwi- schen der Plasmadüse 27 und der Gasdüse 31 wiederum ein Kanal 32 ausgebildet, der extern mit einem Schutzgas, wie schematisch mit einem Pfeil 33 angedeutet, versorgt wird.

Zur Energieversorgung wird der Brenner 10 mit der Energiequelle bzw. der Stromquelle 2 verbunden, so daß ein übertragener und/oder nicht übertragener Arbeitslichtbogen bzw. Licht- bogen 15 zur Erzeugung eines Plasmastrahls aus dem zugeführten Plasmagas aufgebaut wer- den kann. Hierzu ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Energieversorgung für den Arbeitslichtbogen bzw. den Lichtbogen 15 derartig aufgebaut, daß die nicht abschmel- zende Elektrode 28 mit einem, insbesondere negativen Potential 34 der Stromquelle 2 ver- bunden ist. Um einen übertragenen Arbeitslichtbogen aufbauen zu können, ist das weitere, insbesondere das positive Potential 35 der Stromquelle 2 an den zu verlötenden Werkstücken 16 angelegt, so daß zwischen der Elektrode 28 und den Werkstücken 16 ein übertragender Arbeitslichtbogen aufgebaut werden kann.

Damit jedoch ein nicht übertragender Lichtbogen 15-strichliert dargestellt-aufgebaut wer- den kann, ist die nicht abschmelzende Elektrode 28 wiederum mit dem insbesondere negati- ven Potential 34 der Stromquelle 2 verbunden, wobei nunmehr die Plasmadüse 27 über eine Schaltvorrichtung 36 mit dem weiteren, insbesondere positiven Potential 35 der Stromquelle 2 verbunden ist. Damit hat der Benutzer die Möglichkeit, daß dieser nunmehr je nach Wunsch, also je nach Schaltstellung der Schaltvorrichtung 36, zwischen einem nicht übertragenen oder einem übertragenen Arbeitslichtbogen auswählen kann, so daß entsprechend dem Material der Werkstücke 16 immer die beste Arbeitsweise ausgewählt werden kann. Selbstverständlich ist es möglich, daß der Aufbau nur aus einem übertragenen oder einem nicht übertragenen oder sogar durch beide gleichzeitig realisiert werden kann.

Damit mit dem dargestellten Aufbau ein Verbindungsprozeß, insbesondere ein Lötprozeß, zwischen den beiden zu verbindenden Werkstücken 16 durchgeführt werden kann, wird in einem Verbindungsbereich 37 der zu verbindenden Werkstücke 16 ein Zusatzwerkstoff 38 zugeführt, wobei dieser in Form von einem oder mehreren Drähten, insbesondere einem oder mehreren endlosen Schweißdrähten, wie schematisch durch einen Schweißdraht angedeutet, zugeführt wird. Der Zusatzwerkstoff 38 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer weiteren Stromquelle 39 verbunden, wobei hierzu ein, insbesondere negatives Potential 40 der Stromquelle 39 an dem Zusatzwerkstoff 38 und das weitere, insbesondere positive Po- tential 41 an den Werkstücken 16 angelegt wird, wobei die Stromquelle 39, insbesondere die Energiezufuhr der Stromquelle 39, derart geregelt wird, daß beim Abheben des Zusatzwerk- stoffes 38 vom Werkstück 16 bzw. beim Austritt aus einem Schmelzbad 42 eine Zündung eines Lichtbogens unterbunden wird.

Durch diese zusätzliche Energiezufuhr wird erreicht, daß bei einer Berührung des Zusatz- werkstoffes 38 mit dem Werkstück 16 ein Stromkreis aufgebaut wird, wobei aufgrund des eintretenden Stromflusses eine Erwärmung des Zusatzwerkstoffes 38 stattfindet. Damit also eine ständige Erwärmung des Zusatzwerkstoffes 38 zustande kommt, wird während eines Prozesses, insbesondere eines Lötprozesses, der Zusatzwerkstoff 38 mit dem Werkstück 16 bzw. dem Schmelzbad 42, welches durch den verflüssigten Zusatzwerkstoff 38 gebildet wird, kontaktiert. Selbstverständlich ist es möglich, daß anstelle einer zweiten Stromquelle 39 nur eine einzige Stromquelle 2 oder 39 eingesetzt werden kann. Hierzu wird bei Verwendung einer einzigen Stromquelle 2 oder 39 diese derart ausgebildet, daß diese zwei getrennt von- einander regelbare bzw. steuerbare Energiekreise aufweist, so daß unabhängig voneinander der Arbeitslichtbogen und der Stromkreis über den Zusatzwerkstoff 38 mit Energie versorgt

werden kann.

Der Zusatzwerkstoff 38 wird mit Energie, insbesondere mit einem einstellbaren, konstanten oder gepulsten Strom, derart von der Stromquelle 39 beaufschlagt, daß eine Erwärmung des Zusatzwerkstoffes 38 bis knapp unter dessen Schmelztemperatur erreicht wird. Hierzu ist es beispielsweise möglich, daß an der Stromquelle 39 das Material des Zusatzwerkstoffes 38 eingestellt wird, so daß anschließend eine selbständige Einstellung durch entsprechend hin- terlegte Werte stattfindet. Selbstverständlich ist es möglich, daß von einem Benutzer die Pa- rameter, insbesondere die Stromhöhe, an der Stromquelle 39 direkt eingestellt werden kön- nen. Weiters wird von der Stromquelle 39 darauf geachtet, daß bei einem ungewollten Ab- heben des Zusatzwerkstoffes 38 vom Werkstück 16 bzw. beim Austritt aus dem Schmelzbad 42 eine Lichtbogenbildung, bei der ein Aufschmelzen des Grundmaterials der Werkstücke 16 verursacht würde, verhindert wird.

Durch die gezielte Wärmeeinbringung in den Zusatzwerkstoff 38 bzw. der Erwärmung des Zusatzwerkstoffes 38 wird die Energieversorgung des Arbeitslichtbogens, insbesondere eine Plasmalichtbogenleistung, auf einen Wert reduziert, bei dem vorwiegend eine Erwärmung des Grundmaterials der Werkstücke 16 und nur mehr eine Restenergie für das vollständige Schmelzen des Zusatzwerkstoffes 38 geliefert wird, d. h., daß die Plasmalichtbogenleistung soweit reduziert werden kann, daß durch den gebildeten Plasmastrahl bzw. durch den Arbeits- lichtbogen mit Sicherheit keine Aufschmelzung des Grundmaterials der Werkstücke 16 mehr stattfindet, sondern die Werkstücke 16 nur mehr erwärmt werden. Es kann also gesagt wer- den, daß die Energieversorgung des Arbeitslichtbogens, insbesondere die Plasmalichtbogen- leistung, derart geregelt wird, daß keine Aufschmelzung des Grundmaterials der Werkstücke 16 stattfindet.

Durch die sogenannte Heißdrahttechnik, also durch das zusätzliche Erwärmen des Zusatz- werkstoffes 38, wird eine wesentlich höhere Schmelzbadtemperatur erreicht, da gleichzeitig eine Wärmeeinbringung in das Schmelzbad 42 von dem Plasmastrahl bzw. dem Arbeitslicht- bogen und dem Zusatzwerkstoff 38 erfolgt und somit nicht mehr so viel Wärme von dem Zu- satzwerkstoff 38 absorbiert wird, wie wenn dieser nicht erwärmt würde, d. h., daß bei üblichen Lötverfahren, wie aus dem Stand der Technik bekannt, der Zusatzwerkstoff 38 ohne Erwär- mung, also kalt, in das Schmelzbad 42 eingetaucht wird, so daß nunmehr eine große Wärme- energieaufnahme notwendig ist, damit der Zusatzwerkstoff 38 aufgeschmolzen wird, wobei diese Wärmeenergie von dem Schmelzbad 42 bzw. dem Plasmastrahl oder dem Arbeitslicht-

bogen entzogen wird. Damit dies kompensiert werden kann, müßte die Wärmeenergie, insbe- sondere die Plasmalichtbogenleistung, erhöht werden, wobei dann nicht mehr sichergestellt ist, daß keine Aufschmelzung des Grundmaterials der Werkstücke 16 mehr stattfindet.

Aufgrund der nunmehr erreichbaren hohen Schmelzbadtemperatur wird die Benetzungsfähig- keit des Zusatzwerkstoffes 38, insbesondere des zugeführten Schweißdrahtes bzw. Lotes, sehr stark erhöht. Weiters wird die Prozeßsicherheit wesentlich verbessert, ohne daß dabei mehr Energie in den Grundwerkstoff der Werkstücke 16 eingebracht wird. Wesentlich ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, daß der Zusatzwerkstoff 38 soweit vorgewärmt wird, daß nur mehr eine geringe Wärmezuführung für die Verflüssigung des Zusatzwerkstoffes 38 notwen- dig ist. Weiters ist es durch die hohe Schmelzbadtemperatur bzw. durch die Vorerwärmung des Zusatzwerkstoffes 38 möglich, daß nunmehr ein Zusatzwerkstoff 38 eingesetzt werden kann, dessen Schmelzpunkt gleich oder sogar höher ist, als der des Grundmaterials der Werk- stücke 16, da eine eigene Erwärmung des Zusatzwerkstoffes 38 bis knapp unterhalb des Schmelzpunktes vom Zusatzwerkstoff 38 von der Stromquelle 39 durchgeführt wird und die Restenergie für die Verflüssigung des Zusatzwerkstoffes 38 über den Plasmastrahl bzw. dem Arbeitslichtbogen zugeführt wird.

Da der Funktionsablauf einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren entspricht, wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet. Es wird lediglich darauf hingewiesen, daß bei Lötbeginn, also bei dem Prozeßstart, beispielsweise zuerst die Stromquelle 2 für den Ar- beitslichtbogen aktiviert wird, so daß zuerst der Arbeitslichtbogen aufgebaut werden kann und somit ein heißer Plasmastrahl gebildet wird. Anschließend wird das Drahtvorschubgerät 11 (in Fig. 2 nicht ersichtlich) sowie die Stromquelle 39 für den Zusatzwerkstoff 38 gestartet, so daß bei Berührung des Zusatzwerkstoffes 38 mit dem Werkstück 16 ein Stromkreis aufgebaut werden kann und somit gegebenenfalls nach Ablauf einer Aufwärmphase der Lötprozeß durchgeführt werden kann. Hierbei wird der Lötprozeß entsprechend eines Schweißprozesses durchgeführt, d. h., daß der Brenner 10 entlang der Verbindungsstelle der beiden Werkstücke 16 geführt wird, wobei hierzu ein entsprechendes Schmelzbad 42 aus dem Zusatzwerkstoff 38 gebildet wird.

Dabei ist es möglich, daß die Stromquelle 39 für den Zusatzwerkstoff 38 durch eine Konstant- stromquelle mit Spannungsbegrenzung gebildet wird, damit kein Lichtbogen entsteht, wenn der Zusatzwerkstoff 38 aus dem Schmelzbad 42 heraustritt bzw. vom Werkstück 16 abhebt.

Die Stromquelle 39 arbeitet dabei in einem Konstantstrombetrieb oder in einem Impulsbe-

trieb, wobei beim Impulsbetrieb auch ein synchrones Drahtpulsen möglich ist, d. h. daß der Zusatzwerkstoff 38 mit konstanter oder pulsförmiger Drahtfördergeschwindigkeit gefördert wird, also eine entsprechende Vorwärts/Rückwärts-Bewegung bzw. eine Vorwärts/Stopp-Be- wegung des Zusatzwerkstoffes 38 durchgeführt wird.

In Fig. 3 ist weiters ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem nunmehr als Brenner 10 ein aus dem Stand der Technik bekannter Schweißbrenner eingesetzt wird. Da der grundsätzliche Aufbau eines derartigen Brenners 10 bekannt ist, wird auf diesen nicht mehr näher eingegan- gen.

Der Brenner 10, insbesondere der Schweißbrenner, weist dabei eine Kontaktbuchse 43 auf, durch die ein abschmelzbarer Schweißdraht 13 als Elektrode zugeführt wird, wobei die Kon- taktbuchse 43 von einer Gasdüse 31 umschlossen wird. Bei dem dargestellten Ausführungs- beispiel wird der Zusatzwerkstoff 38, der wiederum mit der Stromquelle 39 verbunden ist, außerhalb des Brenners 10 in den Verbindungsbereich 37 bzw. den Werkstücken 16 zuge- führt, wie dies schematisch angedeutet wird. Der Zusatzwerkstoff 38 kann dabei über eine Führungsvorrichtung, welche beispielsweise am Brenner 10 befestigt ist-nicht dargestellt- von dem Drahtvorschubgerät 11 (in Fig. 1 dargestellt) zugeführt werden.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es bereits in Fig. 2 im Detail beschrieben ist, die Plasmalichtbogenleistung derart weit gesenkt werden kann, ist es nunmehr möglich, daß als Elektrode ein abschmelzender Schweißdraht 13 dient bzw. eingesetzt werden kann, d. h., daß die Plasmalichtbogenleistung, insbesondere die Energieversorgung für den Lichtbogen 15, der zwischen dem Schweißdraht 13 und den Werkstücken 16 aufgebaut wird, derart gere- gelt wird, daß eine Abschmelzung des Schweißdrahtes 13 und gleichzeitig eine Aufschmel- zung des Grundmaterials der Werkstücke 16 verhindert wird. Die Erwärmung des Grundma- terials der Werkstücke 16 wird nunmehr über den Lichtbogen 15 bzw. dem Plasmastrahl durchgeführt. Es kann also gesagt werden, daß als Elektrode ein abschmelzender Schweiß- draht 13 eingesetzt wird, wobei die Energieversorgung des Schweißdrahtes 13 derart geregelt wird, daß eine Abschmelzung des Schweißdrahtes 13 verhindert wird, wobei durch Zuführung und Erwärmung des Zusatzwerkstoffes 38 ein Lötprozeß durchgeführt wird.

Wie bereits in Fig. 2 beschrieben, wird das Zusatzmaterial 38 über einen eigenen Stromkreis, insbesondere über die Stromquelle 39, erwärmt, so daß bei Zuführung des Zusatzwerkstoffes 38 die geringe Lichtbogenleistung des Lichtbogens 15 bzw. des Arbeitslichtbogens ausrei-

chend ist, um gleichzeitig das Grundmaterial entsprechend zu erwärmen und die noch fehlen- de Wärmeenergie für die Verflüssigung des Zusatzwerkstoffes 38 zur Verfügung zu stellen.

Damit ist es möglich, daß mit einem derartigen Aufbau mit einem Schweißbrenner ein Schweißprozeß, bei dem das Grundmaterial der Werkstücke 16 aufgeschmolzen wird und der Schweißdraht 13 entsprechend abgeschmolzen wird, und ein Lötprozeß, bei dem ein Zusatz- werkstoff 38 zugeführt und aufgeschmolzen wird, durchgeführt werden kann. Hierzu muß lediglich eine entsprechende Steuerung des Zusatzwerkstoffes 38 und der Schweißparameter vorgenommen werden, d. h., daß bei einem Schweißprozeß der Zusatzwerkstoff 38 außerhalb des Schweißbereiches bzw. des Verbindungsbereiches 37 geschwenkt oder gefördert wird und eine Erhöhung der Schweißparameter zum Abschmelzen des Schweißdrahtes 13 durchgeführt wird, wogegen beim Lötprozeß eine entsprechende Steuerung bzw. Regelung, wie zuvor bzw. in Fig. 2 beschrieben, durchgeführt wird.

Damit kann mit nur einem Brenner 10 bzw. mit nur einer Schweiß-/Lötanlage, beispielsweise bei einem Einsatz in einer Fertigungsstraße für den Automobilbau, beide unterschiedlichen Verfahren, also ein Schweißprozeß und ein Lötprozeß, aufeinanderfolgend durchgeführt wer- den und es müssen nicht zwei getrennte Anlagen, wie dies derzeit der Fall ist, eingesetzt wer- den, d. h. daß beispielsweise beim Karosseriebau zuerst sämtliche Lötverbindungen mit dem Brenner 10 und anschließend die Schweißverbindungen oder umgekehrt an derselben Karos- serie mit dem selben Brenner 10 bzw. mit der selben Schweiß-/Lötanlage durchgeführt wer- den. Hierzu ist es lediglich notwendig, daß zu den entsprechenden Verfahren die einzelnen Parameter programmiert bzw. eingestellt werden müssen.

Selbstverständlich ist es möglich, daß bei einem Einsatz eines Zwei-oder Mehrdraht-Bren- ners 10, bei dem die einzelnen zugeführten Schweißdrähte 13 jeweils einen eigenen Strom- kreis aufweisen, dieser derart gesteuert bzw. geregelt werden kann, daß ein Schweißdraht 13 die Elektrode, bei der die Lichtbogenleistung derart geregelt wird, daß keine abschmelzend erfolgt, ausbildet und der oder die weiteren Schweißdrähte 13 als Zusatzwerkstoff 38, die über den Stromkreis erwärmt werden, betrieben werden. Dabei ist es auch möglich, daß ein Schweißdraht 13 durch eine nicht abschmelzende Elektrode ersetzt werden kann. Somit kann ein Brenner 10 verwendet werden, bei dem sämtliche zugeführten Drähte, insbesondere Schweißdrähte 13 oder Zusatzwerkstoffe 38, innerhalb des Brenners 10 angeordnet sind. Es ist auch möglich, daß mit einem derartigen Brenner 10 wiederum ein Schweißprozeß und ein Lötprozeß bei entsprechender Einstellung der Schweißparameter durchgeführt wird, wie dies zuvor beschrieben wurde.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des Aufbaus des Schweißgerätes 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/ oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Be- schreibung entnommen werden.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 ; 2 ; 3 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungs- gemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entneh- men.

Bezugszeichenaufstellung 1 Schweißgerät 2 Stromquelle 3 Leistungsteil 4 Steuervorrichtung 5 Umschaltglied 6 Steuerventil 7 Versorgungsleitung 8 Gas 9 Gasspeicher 10 Brenner 11 Drahtvorschubgerät 12 Versorgungsleitung 13 Schweißdraht 14 Vorratstrommel 15 Lichtbogen 16 Werkstück 17 Schweißleitung 18 Schweißleitung 19 Kühlkreislauf 20 Strömungswächter 21 Wasserbehälter 22 Ein-und/oder Ausgabevorrichtung 23 Schlauchpaket 24 Verbindungsvorrichtung 25 Zugentlastungsvorrichtung 26 Gehäuse 27 Plasmadüse 28 Elektrode 29 Kanal 30 Pfeil 31 Gasdüse 32 Kanal 33 Pfeil 34 Potential 35 Potential 36 Schaltvorrichtung 37 Verbindungsbereich 38 Zusatzwerkstoff 39 Stromquelle 40 Potential 41 Potential 42 Schmelzbad 43 Kontaktbuchse