Visuelle Online-Erfassung des Werkstoffübergangs beim MSG-Schweißen

<BODY> <H1>www.aud24.net : Visuelle Online-Erfassung des Werkstoffübergangs beim MSG-Schweißen</H1> <P> <BR> [<A href="/">www.aud24.net</A>] [<A href="../index.html">back</A>] </P> <TABLE WIDTH=100% BORDER=0 CELLSPACING=0 CELLPADDING=0> <TR> <TD VALIGN=top> <TABLE WIDTH=100% BORDER=0 CELLSPACING=0 CELLPADDING=0> <TR> <TD VALIGN=TOP CLASS=detailBereichRedaktion>Bereich > Redaktion > <B><FONT color="#CC3300">Fachbeiträge</FONT></B></TD> <TD ALIGN=right VALIGN=bottom CLASS=detailDatum>11.12.2000</TD> </TR> </TABLE> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top CLASS=detailFirma ID=topSpace>Institut für Automatisierungstechnik Universität Bremen:</TD> <TD VALIGN=top> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top CLASS=detailTitel>Visuelle Online-Erfassung des Werkstoffübergangs beim MSG-Schweißen</TD> <TD VALIGN=top> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top CLASS=detailSubtitel>Universität Bremen, Institut für Automatisierungstechnik</TD> <TD VALIGN=top> </TD> <TD VALIGN=top> </TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top> <TABLE BORDER=0 CELLSPACING=0 CELLPADDING=0> <TR> <TD VALIGN=top CLASS=detailContent> <TABLE WIDTH=1 BORDER=0 ALIGN=left CELLPADDING=0 CELLSPACING=0> <TR> <TD><IMG width=150 border=0 src="http://www.publish-industry.net/publish-industry/company-resources/publish-industry-master_385802616.jpg"></TD> </TR> <TR> <TD CLASS=detailBildunterschrift>links oben: aufgenommener Werkstoffübergang; links mitte: extrahierter Tropfen; links unten: Ergebnisse der visuellen Analyse - rechts oben: elektrische Schweißparameter zur Zeit des Bildaufnahmeimpulses; rechts unten: ermittelte Signalkennwerte (Auswahl)</TD> </TR> </TABLE> Moderne Metallschutzgasschweißgeräte (MSG) mit Impulslichtbogen ermöglichen durch eine Vielzahl von einstellbaren Schweißparametern das Schweißen von Materialien unterschiedlichster Zusammensetzung und Dicke. Die Schweißqualität ist abhängig von der optimalen Einstellung der Parameter. Kennzeichen hierfür sollte ein gleichmäßiger und spritzerloser Werkstoffübergang in Tropfenform sein.<BR>Aufgrund der Komplexität des Schweißprozesses ist die optimale Einstellung der Parameter eine schwierige Aufgabe. Folge davon sind aufwendige Versuchsreihen zur Ermittlung von Schweißparameterkombinationen.<BR>Das in diesem Beitrag vorgestellte System ermöglicht eine Online-Beobachtung beliebiger Phasen des Schweißprozesses einschließlich des Werkstoffübergangs. Das System verwendet eine High-Dynamic-Range-CMOS Kamera und benötigt aufgrund der Eigenschaften der Kamera nicht die sonst übliche zusätzliche Be-leuchtungseinheit. Die Bildaufnahme wird mit Hilfe einer intelligenten Messkarte auf einen elektrischen Schweißparameter (z.B. Schweißstrom) getriggert durchgeführt. Durch diese getriggerte Aufnahmemethode entsteht das virtuelle Bild eines quasistationären Vorgangs, d.h. eines stillstehenden Tropfens. Die Auswir-kungen sich ändernder Schweißparameter auf den Prozess (z.B. Spritzer) sind anhand von abweichenden Bil-dern direkt, d.h. prozessbegleitend sichtbar. Aufgrund des einstellbaren Triggerkriteriums (Flanke / Level) und einer zusätzlichen veränderlichen Verzögerungszeit bis zur Bildaufnahme, ist jede Phase des Werkstoffüber-gangs gezielt online beobachtbar. <BR>Zusätzlich zur Bildaufnahme werden mit der Messkarte elektrische Schweißparameter während des Bildauf-nahmeimpulses aufgezeichnet und aus diesen für den Schweißprozess charakteristische Kennwerte, wie z.B. die Periodenmittelwerte für Strom und Spannung, berechnet.<BR>Des Weiteren können mit dem System die Werkstoffübergangsbilder in Bezug auf die Tropfengeometrie (z.B. Fläche, Breite, Höhe, usw.) visuell ausgewertet werden. <BR>Zielgruppe des Systems sind z.B. Hersteller von Schweißgeräten und -zusätzen. Diese können mit dem Sys-tem die Entwicklungs- und Testzeit für Ihrer Produkte verkürzen. Weiterhin kann das System auch von An-wendern des Schweißprozesses verwendet werden, um die anwendungsspezifischen Parameter einzustellen und zusätzlich bei gestörten Schweißprozessen schnell eine Prozessdiagnose durchzuführen. Dadurch können Kosten für die Nachbearbeitung von endbearbeiteten Oberfläche (z.B. die Beseitigung von anhaftenden Sprit-zern) reduziert werden.<BR><BR><BR>Visual Online Observation of the Material Transition of PGMAW<BR><BR>Stefan Nordbruch / Axel Gräser<BR>University Bremen, Institute of Automation, Kufsteiner Str. NW1, 28359 Bremen, Germany<BR>email: stefan.nordbruch@iat.uni-bremen.de / ag@iat.uni-bremen.de<BR>http://www.iat.uni-bremen.de<BR><BR>Modern pulse gas metal arc welding (PGWA) devices are equipped with microprocessor-based power sources with a high number of variable weld parameters, e.g. welding current, welding voltage, welding speed, wire feed, etc. These devices allow the welding of various materials and thickness. The weld quality is influenced by the optimal setting of the parameters. Characteristic for an optimal welding process is an even and splashless material transition in drop form. Due to the complexity of the chemical and physical process it is a difficult task to find the optimal parameter setting for a special task. Determining correct weld parameter combinations often require extensive series of experiments.<BR>The low-cost, modular upgradable and full PC-based system consists of a novel High-Dynamic-Range-CMOS-camera (HDRC) with an external trigger input and an intelligent PC measuring board. Due to the properties of the HDRC-camera the system requires no additional lighting unit. Because of that, observation of welding in positions of constraint, e.g. welding in corners with the associated effects on the welding process, is possible.<BR>Contrary to the continuous recording of images of the high-speed systems, this system allows the detailed online observation of all states of the welding process, including the material transition, triggered on an electrical welding parameter such as the welding current. With periodically recorded images, the virtual picture of a quasi-stationary process, i.e. of a stationary drop is generated. Irregularities within the welding process are immediately recognized as different images in a series. The influence of varying welding parameters on the process is immediately visible.<BR>Furthermore, the synchronised and simultaneous measurement of the electrical welding parameters current and voltage, the calculation of characteristic process parameters (e.g. pulse high, mean value, etc.), and the automatic visual analysis of the images are possible. <BR>The system can be used for the optimisation and the analysis of the welding process using visual information of the material transition. Practical examples are the fast and economical adjustment of suitable welding parameters prior to manufacturing, the test of different combinations of filler metals and inert gases or the development of welding devices.</TD> </TR> <TR> <TD CLASS=detailQuelle> </TD> </TR> </TABLE> </TD> <TD WIDTH=28 VALIGN=top><IMG NAME="" SRC=/pi/spacer.gif WIDTH=1 HEIGHT=1 ALT=""></TD> <TD WIDTH=174 VALIGN=top></TD> </TR> <TR> <TD VALIGN=top><IMG NAME="" SRC=/pi/spacer.gif WIDTH=393 HEIGHT=1 ALT=""></TD> <TD WIDTH=28 VALIGN=top><IMG NAME="" SRC=/pi/spacer.gif WIDTH=28 HEIGHT=1 ALT=""></TD> <TD WIDTH=174 VALIGN=top><IMG NAME="" SRC=/pi/spacer.gif WIDTH=174 HEIGHT=1 ALT=""></TD> </TR> </TABLE> <P><I>Diese Seite wurde am 22.09.2006, 13:55 Uhr aktualisiert</I></P> </BODY>