焊接系统、焊接件和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及焊接系统、焊接件和装置。
【背景技术】
[0002]在自动化的和全机械化的钨-惰性气体-窄缝焊接(WIG-窄缝焊接)中通常使用摆动的焊接电极。所述摆动的焊接电极在窄缝焊接时被导入到窄缝内。在这种情况下需要精确地在窄缝的相应的焊缝侧壁、也就是两个侧面的限定窄缝的壁之一上沿着其引导焊接电极和/或在焊接时用焊接电极构成的电弧，以便在该焊缝侧壁内保持精确限定的焊透。在窄缝焊接时，焊透深度和焊透可靠性对于焊缝质量和工艺可靠性起决定性作用。
[0003]已知，在这种情况下由焊接技术人员借助摄像机图像监视并且在需要时调整焊接电极相对于窄缝壁的当前的或者时间上平均的取向或者位置。作为替代方案并且同样已知的是，在焊接电极接近焊缝侧壁时分析电流和电压信号。但是该处理方式由于信号噪声和另外的干扰因素不准确并且需要两倍耗费的例行计算。
【实用新型内容】
[0004]因此本实用新型的任务是提供一种相对于现有技术改进的、用于借助焊接电极在窄缝内进行窄缝焊接的方法。尤其对该方法而言应该能够以高的可靠性实现对焊接电极与窄缝壁的间距的控制和调整。此外，本实用新型的任务是实现一种用于执行该方法的焊接系统以及一种焊接件和一种装置，它们具有改善的质量。
[0005]该任务通过按本实用新型的焊接系统、按本实用新型的焊接件以及按本实用新型的装置解决。本实用新型的优选的改进方案在所属的技术方案、下面的说明和附图中说明。
[0006]在按本实用新型的、用于借助焊接电极在窄缝内进行窄缝焊接的方法中，在窄缝焊接期间至少部分地获取焊接电极和/或窄缝焊接时构成的电弧和窄缝的至少一个壁的图像，根据该图像确定焊接电极与窄缝壁的间距并且依据所确定的间距调整焊接电极的位置和/或偏转度。焊接电极的偏转度尤其应该理解为摆动电极的摆动偏转度。
[0007]在此，尤其对焊接电极与窄缝壁的间距的确定根据所述图像借助自动化的图像分析方法尤其基于处理器实现。借助按本实用新型的方法能够精确地控制侧壁焊透。电弧在焊缝侧壁内的这种精确限定的侧壁焊透减小了熔接缺陷和需要的后处理以及辅助时间，并且导致工艺时间显著减少。制造可靠性和制造质量显著提高。
[0008]有利的是，在按本实用新型的方法中不是仅仅确定焊接电极与窄缝的一个壁的间距，而是在时间上连续地确定焊接电极分别与窄缝的两个相对的壁的间距。有利的是，在这种情况下如此调整电极的位置，使得当焊接电极与窄缝的任一个壁的间距低于阈值/阈值间距时，立即或者在多个摆动运动中时间上平均地提高焊接电极与所述壁的间距。有利的是，在这种情况下监视并且在每次低于阈值时相应地调整焊接电极与所述两个相对的壁中每一个的间距。优选焊接电极的平均时间位置和/或平均位置和/或当前的偏转度依据所确定的间距调整。
[0009]在一种有利的改进方案中，例如焊接电极的偏转度相对于焊接电极与窄缝壁的已确定的间距保持独立，而在摆动的焊接电极的多个摆动周期期间时间的和/或空间的平均位置则依据已确定的最小间距调整。
[0010]在按本实用新型的方法的一种优选的改进方案中，以光谱滤波的方式获取焊接电极和/或电弧和窄缝的至少一个壁的图像。以这种方式使得窄缝焊接时构成的电弧衰减或者说部分地衰减，也就是说强度减弱，从而使得图像不被过度照射。因此能够聚集足够的光以便获得/获取焊接电极和/或窄缝的至少一个壁和/或电弧的边界清晰的轮廓的图像。
[0011]优选在按本实用新型的方法中，焊接电极和/或窄缝的至少一个壁借助至少一个激光器和/或至少一个大功率灯照射。以这种方式能够聚集足够的光，以便获得/获取焊接电极和/或窄缝的至少一个壁的边界清晰的轮廓的图像。理想的是，所述至少一个大功率灯和/或所述至少一个激光器具有一种这样的光谱，使得大部分所照射的光即使在以光谱滤波的方式获取图像的情况下也进入该图像。以这种方式能够同时以光谱滤波的方式获取图像并且由于照明而改善焊接电极的图像的获取。
[0012]作为替代方案并且同样优选的是，在按本实用新型的方法中用来自电弧的光的至少一个光谱区域的强度来照射焊接电极和/或窄缝的一个/两个壁。有利的是，在这种情况下如此以光谱滤波的方式获取焊接电极的图像，使得由电弧辐射的、尤其可见的光的绝大部分被如此强烈地衰减，从而使得图像不被过度照射，但是同时以足够的质量/强度检测一个/两个壁和焊接电极。
[0013]特别优选的是，在用钨电极焊接时、尤其在钨-惰性气体-焊接(WIG-焊接)时执行按本实用新型的方法。正是在WIG-窄缝焊接的情况下焊缝深度通常在50到220 mm之间，具有10到14 mm之间的焊缝宽度。尤其在这种情况下具有缺陷的焊接连接的后处理花费极其大或者部分甚至是不可能的，因为该焊接连接仅能够受限地触及。
[0014]有利的是，在焊接涡轮机和/或涡轮机动子和/或转子和/或轴或者具有上述构件的构件的至少一部分时，执行按本实用新型的方法。尤其对上述构件而言，显著提高的处理可靠性导致了在制造该构件时成本显著的节省。
[0015]按本实用新型的焊接系统包括至少一个焊接电极，其尤其构造用于窄缝焊接并且尤其构造成钨电极的形式；至少一个摄像机，其构造用于获取焊接电极的图像；以及分析装置，其构造用于根据用摄像机获取的图像来确定焊接电极与窄缝壁的间距；以及调整装置，其构造用于调整焊接电极的位置、尤其时间上和/或空间上平均的位置。有利的是，这里焊接电极能够借助电流或者电压信号进行调整，如对于摆动的焊接电极而言公知的那样。
[0016]有利的是，按本实用新型的焊接系统包括大功率灯和/或激光器和/或光谱滤波器。有利的是存在大功率灯或者激光器和光谱滤波器，其中如此选择光谱滤波器，使得它能够使大功率灯或者激光器的光通过。有利的是，光谱滤波器构造用于至少部分地减弱或者衰减焊接时构成的电弧。
[0017]按本实用新型焊接的焊接件利用如上所述的、用于借助至少一个焊接电极进行焊接的方法进行焊接和/或利用如上所述的、按本实用新型的焊接系统进行焊接。尤其该焊接件至少是涡轮机和/或涡轮机动子和/或转子和/或轴的一部分。按本实用新型的焊接件如上所述以特别良好的质量制造。
[0018]按本实用新型的装置包括至少一个按本实用新型的焊接件。特别优选的是，按本实用新型的装置是或者包括涡轮机和/或涡轮