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DE1565659A1 - Schweissapparat - Google Patents

Schweissapparat

Info

Publication number
DE1565659A1
DE1565659A1 DE19661565659 DE1565659A DE1565659A1 DE 1565659 A1 DE1565659 A1 DE 1565659A1 DE 19661565659 DE19661565659 DE 19661565659 DE 1565659 A DE1565659 A DE 1565659A DE 1565659 A1 DE1565659 A1 DE 1565659A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
circuit
welding
short
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19661565659
Other languages
English (en)
Inventor
Sevenco Alexander Jura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lincoln Electric Co
Original Assignee
Lincoln Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lincoln Electric Co filed Critical Lincoln Electric Co
Publication of DE1565659A1 publication Critical patent/DE1565659A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/09Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
    • B23K9/091Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits
    • B23K9/092Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits characterised by the shape of the pulses produced

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Description

i
DIPL.-ING. F. VEICK|MX!f| N^' t)R?lNG. j£$gICKMANN, DIPL.-ING. H. WeICKMANN
Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Patentanwälte - * -
8 MÜNCHEN 27, M0HLSTRASSEJ2, RUFNUMMER 483921/22 Λ Γ G*£ C C Q
ELEGTRIG ΟΟΜΡΑΠΓ LIMITED
Welwyn Garden City, Hertfordshire, England
Schwe ißapparat
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Bogenschweißapparat, insbesondere zur Verwendung bei Tauechschweißen (dip transfer welding); dabei handelt es sich um einen Schweißvorgang, bei dem eine sich verbrauchende Elektrode sukzessiv auf ein Werkstück übergeht. Der Schweißvorgang vollzieht sich in einem wiederholten Zyklus, bei dem zunächst die Elektrode mit dem «'erkstüok in Zontakt gebracht oder in eine Schweißnaht eingetaucht wird, wodurch ein elektrischer Kurzschluß entsteht, weleher das Elektrodenende aufschmilzt und einen Tropfen bildet, der auf das Werkstück übertragen wird. Diese Übertragung ist von einem Bogen zwischen der Elektrode
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und der Bearbeitungsstelle an der Schweißnaht begleitet, der solange brennt, bis die Elektrode wieder mit dem Werkstück bzw. der Schweißnaht in Kontakt gebracht wird. Die frequenz dieses Zyklus wird als "Tropfenrate" bezeichnet.
Dabei kann der Bogen durch ein geeignetes Inertgas, wie beispielsweise Argon oder durch Gase wie Kohlendioxyd oder geeignete Grasmischungen abgeschirmt sein.
Bei Tauchschweißvorgängen unterscheidet man zwei charakteristische Perioden des Schweißzyklus, welche als "Kurzschlußperiode" und "Bogenperiode" bezeichnet werden. Da der elektrische Widerstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück in diesem beiden Perioden sehr unterschiedlich ist, ändert sich der Schweißstrom in einem Zyklus mit diesen beiden charakteristischen Perioden ebenfalls. Diese unterschiedlichen Störme werden entsprechend als "Kurzschlußstrom" und "Bogenstrom" bezeichnet.
Für viele Sch we iß vorgänge ist es wünschenswert, daß ;dle Gestalt der Stromkurve während der Periode des Bogenstroms veränderbar ist, um eine genaue Schweißcharakteristik für sich verbrauchende Elektroden von verschiedener Zusammensetzung und Eigenschaften zu erhalten. Wer*- den verschiedenartige, sich verbrauchende Elektroden ip Zusammenhang mit konventionellen Stromquellen verwendet,
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so können die Schweißnähte unterschiedlich ausfallen, was auf Unterschiede der Schweißeigenschaften und Ubertragungseigenschaften der verwendeten Materialien zurückzuführen ist. Ist jedoch die Charakteristik des Bogenstromes zur Anpassung an die jeweils verwendeten Elektroden veränderbar, so können unabhängig von den für den gleichen Schweißvorgang verwendeten Elektroden gleichartige Schweißnähte erreicht werden. Darüber hinaus ist eine Steuerung des Bogenstromes wünschenswert, um eine größere Kontrolle der "Schweißbindung und der Schweißform zu erhalten. Eine bessere Steuerungsmöglichkeit des Bogenströmes führt ebenfalls zu einer Verminderung von Verlusten infolge von Abspritzen während der Periode des Bogenstromes. Bei Tauchschweißapparaten werden die durch einen Schweißkopf fließenden Ströme gewöhnlich von einer Konstant Spannungsquelle abgenommen; dabei war es bisher gebräuchlich, eine angezapfte oder variable Induktivität in den Hauptschweißkreis zu schalten, um den Stromanstieg bei Kurzschluß zu variieren. Diese Induktivität speichert w hrend der Kurzschlußueriode magnetische Energie, welche bei Bildung eines Bogens in den Bogen abgegeben wird, wodurch eine Yorheizun^ und ein Aufschmelzen der c^itze des Elektrodendrahtes vor dem nächsten Kursschluß erfolgt» Die Verwendung einer Induktivität dieser Art hat jedoch den entscheidenden Hachteil, dal? eine Vergrößerung ihres Induktivitätswertes - was normalerweise wünschenswert sein- kann, um. möglichst .viel
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magnetische Energie während der Kurzschlußperiode in ihr zu speichern - sowohl zu einer Vergrößerung der Anstiegszeit des Stromes bei Kurzschluß, als auch zu einer Vergrößerung der Abfallzeit des Bogenstromes führt, welcher darüber" hinaus nicht unabhängig von der Anstiegszeit steuerbar ist. Für Tauchschweißvorgänge ist es jedooh sehr wesentlich, daß ,sehr hohe Ströme in sehr kurzen Zeiten erreicht werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Steuerungsmöglichkeit des Bogenstromes in Tauchschweiftipparaten anzugeben.
Bei einem Schweißapparat für Tauchschweißvorgänge mit einem Schaltkreis zur Einspeisung eines Schweißetromeβ in einen Schweißkopf ist daher gemäß der Erfindung ein Schaltkreis zur Einspeisung eines Stromimpulses in den Schweißkopf und eine Stromfeststellvorrichtung, welche am Ende der Kurzschlußstromperiode anspricht und den Schaltkreis zur Einspeisung eines Stromimpulses triggert, vorgesehen.
Bei dem Schweißapparat gemäß der Erfindung ist es daher möglich, die Größe und die Dauer des in den Schweißkopf eingespeisten Stromimpulses beispielsweise zur Kontrolle der Lchweißnahtform zu variieren, wenn kein Kurzschlußstrom mehr fließt. Dabei sind der Schaltkreis zur Einspeisung des Kurzschlußstroms und der Schaltkreis
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zur Einspeisung des Stromimpulses entkoppelt. Mit dem srfindungsgemäßen Sehweißapparat ist die Möglichkeit gegeben, die Bearbeitungsstelle vor dem ttchweißvorgang vorzuheizen und aufzuschmelzen, so daß der Schweißvorgang durchgeführt werden kann, ohne die Bildung eines Tropfens in irgendeiner Weise zu beeinflußen. Darüber hinaus ist es möglich, den Stromimpuls so einzuspeisen, daß der Bogenstrom zunächst sehr schnell abnimmt und danach für die Dauer des Impulses konstant bleibt. Dies ist normalerweise wegen des hohen Widerstandes des Luftspaltes zwischen der Elektrode und dem Werkstück in der Bogen periode nicht möglich.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Schaltkreis zur Einspeisung eines Impulses derart steuerbar sein, daß die Größe und/oder die Dauer des in den Schweißkreis eingespeisten Impulses unabhängig justierbar ist. Damit wird die Wahl der Impulsamplitude und der Impulsdauer erleichtert, so daß diese Größen für das jeweils verwendete Elektrodenmaterial und für das spezielle Werkstück optimal gewählt werden können.
Wie oben erwähnt, spricht der Schaltkreis zur Einspeisung eines Stromimpulses an, wenn der Kurzschlußstrom nicht mehr fließt. Aus diesem Grunde ist der Stromfeststellkreis, welcher den Schaltkreis zur Einspeisung des
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Stromimpulses triggert, vorzugsweise im Strompfad des durch den Schweißkopf fließenden Stroms angeordnet, so daß er direkt auf den Schweißstrom anspricht, dieser Stromfeststellkreis kann beispielsweise aus einem Differentiationskreis bestehen, welcher einen kurzen ■Ausgangsimpuls liefert, wenn die Steigung des Schweißstromes ihre Polarität wechselt; dieser Sachverhalt tritt beispielsweise ein, wenn der Kurzschlußstrom seinen Maximalwert erreicht, bei dem die Schweißelektrode schmilzt, so daß der Kurzschlußstrom abgeschaltet wird.
Der Kurzschlußstrom und der Impulsstrom können gemäß einer Weiterbildung der Erfindung aus zwei verschiedenen Quellen eingespeist werden, welche als quellen mit relativ konstanter Ausgangsspannung ausgebildet sind. Bei einer derartigen Quelle hängt der Anstieg des otromes bei Kurzschluß beispielsweise von dem Verhältnis des Widerstandes und der Induktivität des Schweißkreises ab, so daß durch Änderung der Induktivität, beispielsweise durch Verwendung eines JPlußrückstellübertragungssystems, der Anstieg des Stromes bei Kurzschluß variiert werden kann, so daß eine Steuerung der l'ropfenrate und der Stabilität der Tropfenfrequenz möglich ist. Ein derartiges Flußrückstellübertragungssystem kann aus einem Magnetkern mit einer lastwindung und einer Rückstel1steuerwindung bestehen, welche jeweils einen Halbwellengleichrichter-
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kreis besitzen, so daß der Stromfluß bei jeder Periode der Speisefrequenz lediglich in einer Richtung begrenzt wird. Dabei wird jede Yficklung und jeder Halbwellengleichrichterkreiu mit einer Wechselspannung gespeist, wobei die beiden Spannungen gegenphasig sind. Das durch die Rückstellwicklung erzeugte magnetische -ß'eld bestimmt die Flüßdichte im Kern und damit den Spannungsabfall an der Lastwicklung während einer folgenden Halbwelle der Speisefrequens, wenn der durch den Schweißstrom repräsentierte Iaststrom fließt. Sin.derartigeε Flußrückst ellübertragungssy st em ist eingehender in der deutschen Patentanmeldung, Aktenzeichen L 51 126 VIIId/211 beschrieben. Anstelle eines derartigen Übertragungssystems kann der Strom sowohl bei Kurzschluß als auch bei Bogenbetrieb über einen in einer Richtung leitenden Schalter oder einen gesteuerten Gleichrichter, wie beispielsweise einen Thyristor, eingespeist werden; in bezug auf die Bogenstromquelle erweist es sich dabei als günstig, den gesteuerten Gleichrichter durch den auf den üchweiüstrom ansprechenden Strongeststellkreis zu steuern, so daß ein Stromimpuls über den Gleichrichter fließt, sobald der Kurζsehlufistrom nicht mehr fließt, andererseits kann auch ein C-Ie ich rieht er in Reihe mit einem gesteuerter. Schalter verwendet werden.
(Jemäi; der Erfindung ist weiterhin ein rauch schweißver-
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fahren vorgesehen, bei dem ein SchweiOstrom über eine sich verbrauchende Elektrode, welche sukzessive auf das ,/erkstück übertragen wird, in die Bearbeitungsstelle eingespeist wird und bei dem das Ende jeder Kurzsch lußstromperiode festgestellt wird und danach ein Stromimpuls zu Beginn peeler Bogenstromperiode in die Bearbeitungsstelle eingespeist wird.
V/eitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren, und zwar zeigt:
pig. 1A den Verlauf des Schweißstromes mit einer bekannten quelle konstanter Spannung bei kleiner Induktivität im ochweißkreis.
Fig. 1B den Schweißstromverlauf entsprechend ^ig, 1A bei einer größeren Induktivität im ßchweißkreis.,
Pig. 2 einen ochweißapparat gemäß der Erfindung.
Fig. 3A den Verlauf des Kurzschlußströme bei Verwendung eines Schweißapparates gemäß Fig. 2.
Fig. 3B den Verlauf des Bogenstromes bei einem «Jcliweißapparat gemäß Fig. 2.
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Fig. 3C den resultierenden Schweißstrom, d.h. eine Überlagerung der Ströme nach Figo 3A und 3B bei einem Schweißapparat gemäß Fig. 2.
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des Schweißapparates gemäß der Erfindung.
Fig. 5A und 5B eine bevorzugte statische Charakteristik des Schweißäpparates nach Fig. 4.
Fig. 6A und 6B eine bevorzugte dynamische Charakteristik des Schweißapjfarates nach Fig. 4 und
Fig. 7 ein Schaltungsbeispiel einer Bogenstromimpulseinheito
In Fig. 1 veranschaulicht die Kurve 10 einen Btromverlauf durch den Schweißkopf, welcher an einer Konstanzspannungsquelle mit einer bestimmten Spannungseinstellung liegt. Im Kurzschlußfall wächst der Strom entlang des Kurventeils A, B der Kurve 10 bis zu einem Maximalwert von großenordnungsmäßig 300 Amper; bei dieser Stromstärke schmilzt die Elektrode und bildet einen Tropfen. Der Bogenstrom würde, falls keine Induktivität im Kreis vorhanden wäre, näherungsweise der Kurve 11 bis zu einem Ruhestromwert bis zu 60 Amper folgen. -Da jedoch 4a eine große Induktivität im Kreis vorhanden ist, folgt
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der Bogenstrom der Kurve 10 zwischen B und C, wobei die Zeitkonstanten der Bereiche A bis B und B b±a C im selben Verhältnis stehen, wie die entsprechenden Widerstände bei Kurz schluß st rom und Bogenstrom. ,Venn der -üo^enstrom den Ruhestromwert im Punkt C erreicht, so bleibt er entsprechend der Periode, in der die Elektrode dem i/erkstück genähert wird, für kurze ^eit konstant. Bei dem nachfolgenden Kurzschluß steigt der Strom entsprechend des Kurventeils der Kurve 10 zwischen D und E wieder an. In 'Fig. 1B sind die Verhältnisse für eine '.veffcntlich größere Induktivität im Kreis dargestellt, daraus ist zu ersehen, daß infolge des Anv/achsens der Induktivität die Zeitkonstante des x^reises größer wird, so daß der Kurzschlußstrom eine längere Zeit bis zum Erreichen seines llaximalv/ertes braucht, d.h., der ilurvenzug zwischen den Punkten A1 und B1 ist langer als der Xurvenzug zwischen den Punkten A und B nach Fig. 1A. 3ntsprechend;ist auch der Kurvenzug B' C langer als der entsprechende . Kurvenzug B, G nach Fig. 1Ao Dadurch wird natürlich die Frequenz der Tropfenrate begrenzt. ._., ; . „ , ,
in Fig. d ist das Schaltbild eines Bogenschweißapparates dargestellt, bei dem eine Elektrode 2C mittels eines Rollenpaars 21 gegen ein .Werkstück 22 bewegt y/ird. Der Schweißstrom fließt durch-einen durch die Elektrode 20 und das ./erkstück 22 gebildeten üchweißkopf; dieser
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Strom wird von einer an sich bekannten Konstantspannungsquelle geliefert. Diese Xonstantspannungsquelle setzt sich aus einem Dreiphasentransformator 23 mit Primärwindungen 24t welche Spannungsabgriffe 25 besitzen und ;;ekundärwicklungen 26, sowie aus einem Dreiphasenbrükkengleichrichter 27 zusammen. Es ist jedoch auch möglich, andere Mehrphasen- oder Einphasenspeisekreise zu verwenden. Diese Kurz schlußspeiseeinheit weist eine niedrige Induktivität auf, so daß der Kurz sch lußst romverlauf eine' sehr kurze Zeitkonstante besitzt. Ein -tSogenimpulskreis besteht aus einer weiteren Sekundärwicklung 27' auf dem Transformator 23 und einem weiteren -^reiphasenbrückengleichrichter 2S, dessen eine Klemme über die Parallelschaltung eines veränderbaren Widerstandes 29 und eines"schnellen Schalters 30 mit der elektrode 20 verbunden ist. Der behälter wird durch eine Steuereinheit 3"! betätigt, welche ihrerseits durch einen im ütrompfäd'des 'Schweißkopfes angeordneten als funktion des Stromes schaltenden ochalters 32 getriggert wird.
Die !rirkungsweise dieses Kreises -.vird anhand der ^ig. 3At 33 und 3G erlriufert:
Im Ku r^ 3 6h Iw if all liefert die Kurz schlu.ee inheit im wesentlichen den gesamten Strom in den Sch\vei3kopf, wobei die Anstiegszeit des KurzscüluSstroms lediglich von der '
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sehr kleinen Induktivität in diesem Schweißkreis abhängt, y/enn die Elektroden spitze schmilzt, nimmt der Kurzschlußstrom sehr s'chnell auf einen kleinen Wert ab. Diese schnelle Stromänderung bewirkt, daß von der Einheit 32 ein Signal auf den Steuerkreis 31 gegeben wird, dessen Ausgangssignal den Schalter 3D schließt, so daß der Bogenstrom in den Schweißkopf eingespeist wird. Damit wird vom Ausgang der Transformatorwicklung 27 über den Brücken-Gleichrichter 28 ein Stromimpuls in den Imogen gegeben. Der Steuerkreis 31 ist so ausgebildet, daß er nach einer vorgegebenen Zeit als weiteres Signals zum Öffnen des Schalters 30 liefert, so daß der Bogenstrom auf einen Wert
bnimmt, welcher durch die Einstellung des V/iderstandes 29 und durch die Induktivität im Kreis festgelegt ist. In diesem einfachen Kreis ist der Wert des -Bogenstroms konstant; er kann jedoch veränderlich gemacht werden, indem die in den Gleichrichter 23 gelieferte Spannung variiert wird.
In Fig. 3A ist der Verlauf des von dem Kurzschlußkreis gelieferten Stromes für zwei t/erte der Speisefrequenz und der Bogenstromimpulslänge dargestellt. .Daraus ist zu ersehen, daß nach der Kurzschlußperiode, welche durch die Kurventeile ü1 bis B der Kurven 33 und 33' gegeben ist eine sehr schnelle Stromabnahme stattfindet, wenn der Bogen beginnt; diener Sachverhalt wird durch die Kurven-
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teile G bis H der Kurven 33 und 33' veranschaulicht, wobei die entsprechenden Werte der Ze it konstant en bei Kurzschluß und Bogenbetrieb durch das Verhältnis der entsprechenden Widerstände des Kreises gegeben sind. Die in S1Ig. 3B widergegebenen Kurven 34 und 34' veranschaulichen die vom Bogenstromimpulskreis gelieferten Impulse» Die Kurven 35 und 35' der Fig. 30 geben die Überlagerung der vom Kurzschlußkreis und vom Bogenimpulskreis gelieferten Ströme wider; dieser zusammengesetzte Strom fließt schließlich durch den Schweißkqpf. Zu Beginn des Bogens sinken die Ströme sehr schnell ab, worauf eine Periode mit im wesentlichen konstantem Strom folgt. Danach fällt der Strom nocheinmal sehr schnell auf den Ruhewert des Bogenstromes ab und bleibt solange konstant, bis die nächste Kurzschlufiperiode folgt.
In !Fig. 4 ist eine der Schaltung nach i"igo 2 ähnliche Schaltung dargestellt« Der Unterschied gegenüber der Schaltung nach Fig. 2 besteht darin, daß der Steuerkreis 31a den die Bogenimpulsstromquelle mit dem Schweißkopf verbindenden Schalter und der oteuerkeis 31b den ^ert des Bogenstromes steuert| der ütromfestst.ellkreis 32 dient zur Steuerung des Kurzschlußsteuerkreises 31c. In -B'ig. 7 ist die Verbindung zwischen dem Steuerkreis 31a und dem Schalter 30 ausführlicher dargestellte Bevor^jedoch die Schaltungsanordnung nach Fig. 7 im einzelnen
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erläutert wird, werden anhand der Figuren 5A bis 6B die Eigenschaften der Schaltung nach Fig. 4 erläutert. *'ig. 5A zeigt die statische Charakteristik des -Bogen impulskreises, worin die Kurve 50 die obere G-renze der verfügbaren Leistung angibt. Diese Kurve ist in einem bereich von 80 V und Hull Amper bis zu 45 V und 500 sniper nahezu konstant; die zahlenmäßigen ütrom- und Spannungswerte sind dabei lediglich beispielhaft angegeben, -^ei der Kurve 51 handelt es sich um die untere 'irenzkurve, welche von dem gleichen trleichspannungs.vert bis zu null V und 10 Amper verläuft. Pig. 5B zeigt die Charakteristik des Kurzschlußkreises, worin die Kurven 53 und 54 den durch konventionelle Kreise erreichbaren Leistungsbereich angeben; die maximale Leistung ergibt sich dabei zu 600 Amper bei 15 V. LIit einem Kurzschlui'.kreis geruäi3 der Erfindung kann eine im wesentlichen horizontale Leistungscharakteristik erreicht v/erden, wie die Kurven 53 und 54 zeigen.
In Fig. 6a ist eine bevorzugte dynamische Charakteristik für den Bogenimpulskreis dargestellt. Der Impuls kann in einem Zeitintervall verzögert werden, welches zwischen Null und 10 Millisekunden einstellbar ist; er besitzt dabei eine kurze Anstiegszeit in der Größenordnung von 1 bis 2 Millisekunden. Die Impulsdauer soll dabei für maximales Ausgangssignal zwischen 7 bis 10
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Millisekunden und 30 bis 40 Uilliekunden variabel sein, wie durch die Kurven 57 und 58 angegeben ist. ^ie Imiulsgröße soll von einem Maximalwert von 300 Amper bis etwa Null Amper variabel sein; ein Impuls von etwa Hull Amper ist dabei "durch die Kurve 59 veranschaulicht.
In JJ1Ig'. bB ist eine bevorzugte Charakteristik des Kurzüchluiistromkreises dargestellt, wobei die Kurve 60 die kürzeste Ansprechzeit wiedergibt, für die der maximale otrom in einer Zeit von Größenordnungsmaüig 10 Millisekunden erreicht wird. Imrch· die Kurve b1 ist die lang- sainste Ansprechzeit wiedergegeben. Die Kurven 62 und 63 neigen entsprechend schnellste und langsamste Ansprechzeiten, welche mit bekannten Schaltkreisen erreichbar sind.
In Pig. 7 ist der Bogenimpulskreis nach ^ig. 4 eingehender dargestellt, liabei handelt es sich um einen Impuls kr ei s nach Pig. I mit einigen -Abänderungen. Jer KuriischlU:.->:rei3'70 ist dabei lediglich schematisch in Blockform dargestellt. Der Bogenimpulskreis wird von einex Traneformator 71 mit einer frimiirwicklung 72, ■üogenspaiinungssteuerschaltern 74 und einer Sekundär-Y,-ick lung "'5 je sr eist, ier Ausgang des Transformators liegt an einem Dreiphasengleichrichter 75. ^ie Gleichrichter kennen dabei gesteuerte Gleichrichter sein, ,vie sie in ier deutschen Patentanmeldung, -n-ic
chen L 51 126 VIIId/211 beschrieben sind. Der -Eisgang des Gleichrichters liegt über den gesteuerten Gleichrichter 76 an der Elektrode 20, wobei dem Gleichrichter 76 ein variabler Widerstand 78 parallelliegt. Weiterhin ist ein Hilfsausschaltkreis vorgesehen, welcher aus einem Hilfstransformator 79 besteht. Dieser Hilfstransformator ist über eine Phase dar Sekundärwicklung 73 geschaltet. An der bekundärwicklung des Hilfstransformators 49 liegt die Reihenschaltung einer -^iode 30 und eines "Kondensators 81, wobei dem Kondensator der gesteuerte Gleichrichter und der gesteuerte Gleichrichter 76 parallel geschaltet sind. Der Transformator 79 und der Gleichrichter 80 können ebenso aus Dreiphasenanordnungen bestehen. Dieser Kreis unterstützt das Abschalten des gesteuerten Gleichrichters 76. Die »/irkungswei se des Ansteuer- und Verzögerungskreises 82, v/elcher eine Verzögerung des ^ogenimpulskreises bewirkt, ergibt sich aus der folgenden Darstellung.
Beginnt der Elektrodenkopf im Kurzschlußfall zu sch-nelzen, εο sinkt der Kurzschlußstrom schnell, so daß das I'ran-εistorenpaar 95 und 96 gesperrt wird und der Transistor 97 .durchgeschaltet wird. -Uies geschieht während der Zeit, in der sie.-, der Kondensator 98 über den »Widerstand 999 aufgrund der anliegenden Spannung V0 auflädt. Die in der Primärwicklung des Transformators 100 auftretende
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,Stromänderung bewirkt eine Spannung eine Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters 76, so daß' dieser durchgeschaltet wird. Damit wird nun eine Bogenspannung bzw. ein Bogenstrom geliefert, dessen Wert von der Einstellung der Abgriffsschalter 74 abhängt. Gleichzeitig mit dem Sperren des Transistorpaars 95 und 96 wird das Trans istorρaar 83 und 84 gesperrt, sowie der Transistor 85 durchgeschaltet, wobei sich durch die Aufladung des Kondensators 86 über den Widerstand 87 von der Spannung -V eine Zeitverzögerung ergibt; gleichzeitig wird der Transistor 88 gesperrt. Infolge der Entladung des Kondensators 89 bei gesperrtem Transistor 88 wird der Transistor 90 durchgeschaltet, so daß an seinem Kollektor und damit in der PrI-märiwkclung des Transformators 91 eine Stromänderung auftritt. Die in der Sekundärwicklung induzierte Spannung wird über die Diode 92 auf die Steuerelektrode des gesteuerten Gleichrichters 77 gegeben. D mit wird dieser Gleichrichter durchgeschaltet und die Spannung am Kondensator 81 mit umgekehrter Polarität der schon am gesteuerten Gleichrichter 76 liegenden Spannung überlagert, so daß diese Spannung, welche größer als die ursprüngliche über den Gleichrichter 75 gelieferte Spannung ist, den gesteuerten Gleichrichter 76 durchschaltet. Der Arbeitsstrom nimmt dabei auf einen Wert ab, welcher durch den Widerstand 78 festgelegt ist.
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1565S59
Aufgrund der Wirkungsweise des gesteuerten Gleichrichters 76 ist die Wirkungsweise der ochaltungsanordnungen nach Pig. 2 und Pig. 4 gleichwertig.
- Patentansprüche -
- 19 -
Sad
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Claims (1)

  1. Pat ent a η s ρ r ü c h e :
    1. Schweißapparat zur Verwendung bei l'auchschweißen (dip transfer welding) mit einem Kreis zur Einspeisung eines Schweißstromes in einen Schweißkopf, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis (31, 31a) zur" Einspeisung eines Stromimpulses in den Schweißkopf (20, 22) und durch einen Stromfest st el .!kreis ' (32)'., welcher am Ende der Xurzschlußstromperiode beim Schv/eißvorgang anspricht und den Schaltkreis (31, 31a) zur iiinspeisurig des Stromimpulses in den kchweißkopf (..Ο, 22) triggert.
    ί:.'"'bchwei'tapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schaltkreis (31, 31a) zur. Einspeisung eines "■ Stromin:.vises derart steuerbar ausgebildet ist, daß die irö.:e oder die Dauer des eingespeisten StromimpulsBS-justierbar ist.
    3. ^ch.vei,.-apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (31, 31a) zur Einspeisung eines Stromiinrulses derart steuerbar ausgebildet ist, daß die Grö:e und die Dauer des eingespeisten Stromimpulses unabhängig 311 et i erb ar sind.
    BAD ORiQiNAL
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    4. Schweißapparat nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfeststellkreis (32), welcher am Ende der Kurzschlußstromperiode des Schweißvorganges anspricht, im Strompfad des Schweikopfes (20, 22) angeordnet ist.
    5. Schweißapparat nach'einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfeststellkreis (32) so ausgebildet ist, daß er einen kurzen Triggerimpuls als Ausgangssignal liefert, wenn die Steigung des Schweiß st romverlauf s ihres Polarität ändert.
    6. Schweißapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 5f gekennzeichnet durch die Verwendung eines gesteuerten Gleichrichters (76), welcher auf den Triggerimpulfs des Stroinf eststellkreises (32) anspricht und den otromkreis von einer Gleichspannungsquelle (71, 75) zum Schweiükopf (20, 22) schlieft (Pig. 7).
    7. Schweißapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsquelle .(711 75) aus einen: mit Wechselstrom gespeisten Transformator (71) und einem Gleichrichter (75) besteht, dessen Ausgang an den gesteuerten Gleichrichter (76) angeschaltet ist.
    β. Schweißapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da-
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    BAD ORIGINAL
    durch gekennzeichnet, daß an der Primärwicklung bzw. an den Primärwicklungen (72) des lvranüformators(71) einstellbare Abgriffe (74) vorgesehen sind, mit denen die Große des zum gesteuerten Gleichrichter (76) geführten Stromes einstellbar ist. ■
    9· Schweißapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen weiteren gesteuerten Gleichrichter (77) zur Abschaltung des Stromes von der Gleich-Spannungsquelle i£nd durch einen Schaltkreis (82) zur Verzögerung des Schaltens des gesteuerten Gleichrichters .-■ (77).
    10. Tauchsohweißverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schweißstrom über eine sich verbrauchende Elektrode zu einem Werkstück geführt wird, wobei das ^iektrodenmaterial sukzessive auf das Werkstück übergeht, daß· das Ende jeder Kurzschlußstromperiode beim Schweißvorgang festgestellt wird und danach zu Beginn jeder Bogenstromperiode des bchweißvorgangs ein Stromimpuls in die Schweißstelle eingespeist wird»
    TI* Verfahren nach Anspruch 10» dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Stromimpulses justiert wird. .
    * Verfahren nach Anspruch 1.0 oder 11, dadurch gekennzeichnet» daß die Größe des StromimpulsöB justiert
    Wird* · r~-»
    Leerseite
DE19661565659 1965-03-11 1966-03-11 Schweissapparat Pending DE1565659A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB10438/65A GB1112511A (en) 1965-03-11 1965-03-11 Improvements in or relating to electric arc welding apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1565659A1 true DE1565659A1 (de) 1970-04-16

Family

ID=9967863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661565659 Pending DE1565659A1 (de) 1965-03-11 1966-03-11 Schweissapparat

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US (1) US3459920A (de)
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