DE1565836A1

DE1565836A1 - Additional device to facilitate the short-circuit ignition of a welding arc

Info

Publication number: DE1565836A1
Application number: DE19661565836
Authority: DE
Inventors: Kohaut Dipl-Ing Johannes
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1966-09-07
Filing date: 1966-09-07
Publication date: 1970-05-14

Description

Zusatzeinrichtung zum Erleichtern der Kurzschlußzündung eines Schweißlichtbogens Die Erfindung betrifft eine Zusatzeinrichtung zum Erleichtern der Kurzschlußzündung eines SchWeißlichtbogens durch Spannungsüberhöhung im Zündzeitpunkt bei einer Schweißstromquelle mit Regler. Für die Schutzgasschweißung werden Stromquellen mit natürlicher und mit erzwungener Spannungskennlinie eingesetzt. Die gebräuchliehen Spannungen liegen je nach der Stromstärke zwischen 16 und 44 V. Die Spannung läßt sich in diesem Bereich, je nach Art der Stromquelle, in Stufen oder stufenlos verstellen.Additional device for facilitating the short-circuit ignition of a welding arc The invention relates to an additional device for facilitating the short-circuit ignition of a welding arc by increasing the voltage at the ignition point in a welding power source with a controller. For inert gas welding, power sources with natural and forced voltage characteristics are used. The common voltages are between 16 and 44 V, depending on the current intensity. The voltage can be adjusted in this range in steps or continuously, depending on the type of power source.

Ist die Wärmeleitfähigkeit des Schweißdrahtes hoch, so treten Zündungsschwierigkeiten auf. Diese Schwierigkeiten sind umso größer, je größer dEr Schweißdrahtdurchmesser im Vergleich zu der Nennstromstärke und damit zu der Kurzschlußleistung der Stromquelle und je niedriger die aus technologischen Gründen gewählte Schweißspannung ist. D.h.-Schweißdrähte, deren Abschmelzstromstärke noch unterhalb der Nennstromstärke der Stromquelle liegt, können wegen Zündschwierigkeiten oft nicht mehr verschweißt werden.If the heat conductivity of the welding wire is high, ignition problems occur. These difficulties are all the greater, the greater the welding wire diameter compared to the nominal current strength and thus to the short-circuit power of the power source and the lower the welding voltage selected for technological reasons. In other words, welding wires with a melting current that is still below the rated current of the power source can often no longer be welded due to ignition difficulties.

Zur Erleichterung der Zündung ist es bereits bekannt, die Spannung im Zündaugenblick kurzzeitig zu überhöhen und dann auf einen für das Schweißen passenden Wert herabzusetzen. Bei einer bekannten Anordnung wird hierzu ein Teil des Widerstandes im. Erregerstromkreis des Schweißgenerators kurzgeschlossen und zwar durch einen Kontakt, der an dem Werkzeug angebracht ist, welches der Schweißer in der Hand hält (vgl. deutsche Patentschrift 394 5981). Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer geregelten Schweißstromquelle die Zündschwierigkeiten zu beseitigen. Diege Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine im Zündzeitpunkt auf den Regler aufschaltbare Spannungsquelle gelöstg die für die Dauer der Zündung im Sinne einer Sollwerterhöhung wirkt. Hierdurch wird also für die Dauer der Zündung, etwa 80 msec,-äie für die Schweißung vorgewählte Spannung erhöht, zweckmäßigerweise bis zur höchstmöglichen Spannungsgrenze der Stromquelle und dann nach der Zündung auf die gewählte Spannung wieder abgesenkt.To facilitate ignition, it is already known to briefly increase the voltage at the instant of ignition and then to reduce it to a value suitable for welding. In a known arrangement this is part of the resistance in the. The excitation circuit of the welding generator is short-circuited by a contact that is attached to the tool that the welder is holding in his hand (cf. German Patent 394 5981). The object of the invention is to eliminate the ignition difficulties in a regulated welding power source. According to the invention, this object is achieved by a voltage source which can be connected to the controller at the point of ignition and which acts for the duration of the ignition in the sense of an increase in the setpoint value. As a result, the voltage preselected for the welding is increased for the duration of the ignition, approximately 80 msec, expediently up to the highest possible voltage limit of the power source and then reduced again to the selected voltage after the ignition.

Die Spannung kann dabei je nach Bauart der Stromquelle plötzlich oder allmählich gesenkt werden, Verwendet man als Spannungs-Quelle einen geladenen Kondensatorg so wird die Spannung ebenso wie der Entladestrom des Kondensators nach einer e-Funktion den vorgewählten Wert erreichen, so daß der bereits brennende Lichtbogen nicht gestört wird. Durch die erhöhte Spannung für die Dauer der Zündung ist die Kurzschlußleistung der Stromquelle mit erhöht, so daß z.B. auch ein Kupferdrahtende beim Kurzschluß sicher verdampft. Durch die dann auftretende starke Ionisation wird der Lichtbogen einsetzen.Depending on the type of power source, the voltage can be sudden or be gradually lowered, a charged capacitor is used as the voltage source so the voltage as well as the discharge current of the capacitor is according to an exponential function Reach the preselected value so that the already burning arc is not disturbed will. The short-circuit power is due to the increased voltage for the duration of the ignition of the power source, so that, for example, a copper wire end in the event of a short circuit safely evaporated. The strong ionization that then occurs creates the arc insert.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Verwendung von elektronischen, der Abnutzung nicht ausgesetzten, kontaktlosen Bauelementen, sowohl bei der Stromquelle selbst, äls auch bei dem Zusatzgerät-. Anhand eineo Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert.Another advantage of the invention is the use of electronic, Contactless components that are not exposed to wear, both in the case of the power source itself, äls also with the additional device. Based on an exemplary embodiment, the Invention explained in more detail.

14e, Funktion der ZiUndeinrichtung in Schutzgasanlagen wird bei einem geregelten G--eichrich4#,-er mit Thyristor-Drehstromsteller und stufenloser Verstell.barkeit der Gleichspannung und zusätzlicher 13:)trombegrenzung beschrieben.14e, the function of the ignition device in protective gas systems is regulated G - eichrich4 #, - he with thyristor three-phase current controller and infinitely variable adjustability the DC voltage and additional 13:) current limitation.

An di.f- DreiThasenleiter RST eines Dreiphasennetzes ist ein Netztransformator 20 in Sparschaltung angeschlossen. An ihm sind wählbar v"-r,3chi(!,ir?ne Spannungen für den Schweißbetrieb abnehmbar. Ein Umschalter 21 dient zum schnellen Umschalten vom Kurzlichtbogenbetrieb (Kontakte a, c überbrückt) in den Hand- bzw. Sprühlichtbogenbetrieb (Kontakte b,-c überbrückt). An den Umschalter 21 ist ein Drehstromsteller 22 mit antiparallel geschalteten Thyristoren 23 bis 28 angeschlossen. Zu den Primärwicklungen 36 eines Gleichrichtertransformators 35 mit Sekundärwicklungen 37, die aus je zwei Teilwicklungen 37a und 37b pro Phase bestehen, sind Kondensatoren 38 bis 40 in Dreieck oder in Stern geschaltet, die in bekannter Weise für definierte Verhältnisse der Magnetisierung des Gleichrichtertransformators 35, insbesondere bei Teilaussteuerungen des Drehstromstellers 22, sorgen. Die Widerstände 41 bis 43 sind als Dämpfungswiderstände zu den Kondensatoren 38 bis 40 in Reihe geschaltet. An den Gleichrichtertransformator 35 ist eine Drehstrombrückenschaltung 44 mit Siliziumgleichrichtern 29 bis 34 angeschlossen. An dem einen Ausgang der Brückenschaltung 44 ist eine Glättungsdrossel 45 angeschlossen, die @Lus zwei gleichen Teilwicklungen 45a und 45b aufgebaut ist, die über nicht näher bezeichnete Klemmen in Reihe oder parallelgeschaltet werden können. Die Glättungsdrossel 45 ist so bemessen, daß sie der Stromquelle einerseits die für den Kurzlichtbogen-Schweißbetrieb erforderliche.Stromanstiegsgeschwindigkeit ver.-leiht, andererseits aber auch dann ein sicheres Zünden der Schweißelektroden ermöglicht, falls die Leerlaufgleichspannung bei voller Aussteuerung weit unter 50 V, beispielsweise bei 36 bis 38 V liegt (Energiespeicherung).A network transformer 20 is connected in an economy circuit to the three-phase conductor RST of a three-phase network. V "-r, 3chi (!, Ir? Ne voltages for welding operation can be selected from it. A changeover switch 21 is used to quickly switch from short arc operation (contacts a, c bridged) to manual or spray arc operation (contacts b, - A three-phase current controller 22 with antiparallel-connected thyristors 23 to 28 is connected to the changeover switch 21. For the primary windings 36 of a rectifier transformer 35 with secondary windings 37, which each consist of two partial windings 37a and 37b per phase, capacitors 38 to 40 are in connected in delta or star, which in a known manner for defined ratios of the magnetization of the rectifier transformer 35, in particular at Teilaussteuerungen of the rotary current controller 22 provide. the resistors 41 to 43 are connected as a damping resistor to the capacitors 38 to 40 in series. at the rectifier transformer 35 a three-phase bridge circuit 44 with silicon rectifiers 29 to 34 is connected. At one output of the bridge circuit 44, a smoothing choke 45 is connected, which is composed of two identical partial windings 45a and 45b, which can be connected in series or in parallel via terminals not specifically designated. The smoothing choke 45 is dimensioned in such a way that on the one hand it gives the power source the rate of current rise required for short-arc welding, but on the other hand it also enables reliable ignition of the welding electrodes if the no-load DC voltage at full control is far below 50 V, for example at 36 to 38 V (energy storage).

Beim Plasmabrennerbetrieb sind sowohl die Teilwicklungen 37a, 37b des Gleichrichtertransformators 35, als auch die Teilwioklungen. 45a, 45 b der Glättungsdrossel 45 in Reihe geachaltet. Für den Handschweißbetrieb kann zu der Glättungsdrossel 45 noch eine Zusatzdrossel 46 in Reihe geschaltet werden. Zur Regelung von Strom- und Spannung ist ein Spannungsregler 47 vorgesehen, dessen Ausgangsgröße als Sollwert für einen Stromregler 48 dientg dessen Ausgangsgröße seinerseits einen Gittersteuersatz 49 beaufschlagt, der die Thyristoren 23 bis 28 des Drehstromstellers 22 steuert. Die Istwerte von Strom und Spannung werden an einem Nebenwiderstand 50 bzw. am Ausgang des.GlAichrichtersatzes 44 abgenommen. Spannungs- und Stromsollwert wird mit den Sollwertpotentiometern 51 und 52 vorgegeben.-Die Spannungen U zur Bildung der Sollwerte, sowie die Betriebespannungen der Regler werden stabilisiert über eine Leitung 58 aus einer gemeinsamen Stromversorgungseinheit 53 entnommen.During operation of the plasma torch, both the partial windings 37a, 37b of the rectifier transformer 35 and the partial windings are active. 45a, 45 of the smoothing choke in series b geachaltet 45th For manual welding, an additional choke 46 can be connected in series with the smoothing choke 45. A voltage regulator 47 is provided for regulating the current and voltage, the output variable of which is used as a setpoint value for a current regulator 48, whose output variable is applied to a grid control set 49 which controls the thyristors 23 to 28 of the three-phase current controller 22. The actual values of current and voltage are taken from a shunt resistor 50 or from the output of the rectifier set 44. Voltage and current setpoint is the setpoint potentiometers 51 and 52. The voltages vorgegeben.-U to form the target values, as well as the voltages of the controller operations are stabilized removed via line 58 from a common power supply unit 53rd

Da in einer aus Thyristoren aufgebauten Stromquelle die Phasenfolge des speisenden Netzes von Bedeutung ist, wird der parallel zu dem Netztransformator 20 geschaltete Drehstrom-Lüftermotor 54, 55 für die Überwachung der Phasenfolge herangezogen. Der vom Drehstrommotor 54 angetriebene Lüfter 55 wirkt auf ein Luftklappenrelais 56 ein. Über seinen Kontakt 57 ist der Impulslöscheingang-des Gittersteuersatzes 49 an die Stromversorgungseinrichtung 53 angeschlossen. Solmge der Lüftermotor 54 steht oder sich im Hochlaufen befindet oder in Bezug auf die vom Drehstromsteller 22 erforderliche Phasenfolke in falscher Richtung läuftg werden die Zündimpulee des Gittersteuersatzes 49 unterdrückt, Zu der bereits beschriebenen Stromquelle ist zusätz.lich noch der geregelte Antrieb des für die SchutzgasechWeißung erfor-,-derlie hen Drahtvorschubgeräten gezeigt. Der fremdörregte Gleichstromantriebsmotor 59 wird über den Transformator 60, die ungesteuerten Gleichrichter der Brücke 61,und über die Gleichrichter in der halbgesteuerten Brückenschaltung 62 mit Erreger-und Ankerstrom versorgt. Die Drehzahl des Antriebsmotors 59 und damit die Vorschubgeschwindigkeit des Schweißdrahtes wird mit dem Sollwertpotentiometer 63 eingestellt. Die von der Tachometermaschine 64 gelieferte drehzahlproportionale Spannung (Istwert) wird dem Drehzahlregler 65 aufgeschaltet. Diesem Regler wird noch der feste Stromsollwert zur Ankerstrombegrenzung vorgegeben. Die am Ausgang des Drehzahlreglers 65 erscheinende Stellgröße bildet den Sollwert für die Strombegrenzungsregier 66. Der Stromistwert wird durch den Nebenwiderstand 67 im Ankerkreis .des Antriebsmotors 59 erfaßt. Der Strombegrenzungeregler 66 hat die Aufgabei den Gleichrichter 62 und den Antriebsgotor vor hohen Anfahrstromspitzen und vor Überlastungen zu schützen. Bei entsprechender Überdimensionierung des Gleichrichters 62 und des Antriebsmotors 59 kann auf den Strombegrenzungsregler 66 verzichtet werden. Die von dem Strombegrenzungsregler 66 gebildete Stellgröße wird dem zweipulsigen Gittersteuersatz 68 zugeführt. Abhängig von diesem Signal verstellt der Gittersteuersatz 68 die Zündwinkel in den steuerbaren Ventilen der halbgesteuerten Brücke 62 so, daß die Drehzahl des Antriebsmotors 59 den vorgegebenen Drehzahl-Soilwert annimmt.Since the phase sequence of the feeding network is important in a power source made up of thyristors, the three-phase fan motor 54, 55 connected in parallel to the network transformer 20 is used to monitor the phase sequence. The fan 55 driven by the three-phase motor 54 acts on an air flap relay 56 . The pulse cancellation input of the grid control set 49 is connected to the power supply device 53 via its contact 57. As long as the fan motor 54 is stationary or is running up or is running in the wrong direction in relation to the phase sequence required by the three-phase current controller 22, the ignition pulses of the grid control unit 49 are suppressed -, - derlie hen wire feeders shown. The externally disturbed direct current drive motor 59 is supplied with excitation and armature current via the transformer 60, the uncontrolled rectifier of the bridge 61, and via the rectifier in the semi-controlled bridge circuit 62. The speed of the drive motor 59 and thus the feed speed of the welding wire is set with the setpoint potentiometer 63 . The speed-proportional voltage (actual value) supplied by the tachometer machine 64 is applied to the speed controller 65 . The fixed current setpoint for armature current limitation is also given to this controller. The manipulated variable appearing at the output of the speed controller 65 forms the setpoint value for the current limiting controller 66. The actual current value is detected by the shunt resistor 67 in the armature circuit of the drive motor 59 . The task of the current limiting controller 66 is to protect the rectifier 62 and the drive motor from high starting current peaks and from overloads. If the rectifier 62 and the drive motor 59 are appropriately oversized, the current limiting controller 66 can be dispensed with. The manipulated variable formed by the current limiting controller 66 is fed to the two-pulse grid control unit 68. Depending on this signal, the grid control set 68 adjusts the ignition angle in the controllable valves of the semi-controlled bridge 62 so that the speed of the drive motor 59 assumes the predetermined speed soil value.

Der Startbefehl zum Schweißen wird bei den konventionellen Stromquellen über einen Druckknopf 69, der bei halbautomatischen Schweißanlagen in die Schweißpistole mit eingebaut istg gegeben.' Beim Betätigen des Druckknopfes 69 werden die Kontakte a und bp sowie e und f unmittelbar oder durch Zwischenschaltung eines Relais geöffnetg wodurch sowobldie Schweißgleichspannungg als auch der Drahtvorschub auf elektronischem Wege über den Impulslöscheingang der beiden Gittersteue rsätze 49 und 68 freigegeben wird. Die beiden Schweißparameter, wie Spannung und Drahtvorschub, können aber genauso über den Impulsverschiebeeingang der SteuersÜtze- oder über die Begrenzeranschlüsse der Regler 47, 489 65 und 66 freikegeben werden.-Ferner ist es möglich, die Freigabe und Sperrung der Parameter über Auf- und Abschaltung der Spannungs- und Drehzahlsollwerte bei geringem Leistungsniveau vorzunehmen.With conventional power sources, the start command for welding is given via a push button 69, which is built into the welding gun in semi-automatic welding systems. ' When the push button 69 is pressed, the contacts a and bp as well as e and f are opened directly or through the interposition of a relay, whereby both the DC welding voltage and the wire feed are released electronically via the pulse canceling input of the two grid control sets 49 and 68 . The two welding parameters, such as voltage and wire feed, can also be released via the pulse shift input of the control unit or via the limiter connections of controllers 47, 489, 65 and 66. It is also possible to enable and disable the parameters by switching on and off the voltage and speed setpoints at a low performance level.

mit einer so aufgebauten Schutzgasanlage ist die Zündung des' Lichtbogens nur solange möglich, bis der elektrische und der Wärmewiderstand des Schweißdrahtes hoch genug sind. (Mit anderen Worten: der Zündvorgang wird umso schwieriger, je größer der Durchmesser des Schweißdrahtes und je größer seine elektrische Leitfähigkeit ist; Wärme- und elektrische Leitfähigkeit stehen gemäß dem Wiedemann-Franz'schen Gesetz in fester Beziehung zueinander.) Eine Zündung mit einer statistischen Wahrscheinlichkeit von 50 bis 80 % ist in dem Fall möglich, wenn man den Schweißdraht vor Betätigung des Startknopfes 69 auf das Werkstück legt.With a shielding gas system constructed in this way, the arc can only be ignited until the electrical and thermal resistance of the welding wire are high enough. (In other words: the ignition process becomes more difficult, the larger the diameter of the welding wire and the larger its electrical conductivity; thermal and electrical conductivity are in a fixed relationship according to Wiedemann-Franz's law.) Ignition with a statistical A probability of 50 to 80% is possible in the case when the welding wire is placed on the workpiece before the start button 69 is actuated.

Diese Methode führt jedoch wegen der Schwierigkeiti-den Schweißdraht auf die richtige Länge abzuschneiden und wegen des-toten V Weges zwischen dem flexiblen Schlauchpaket und des in diesem befindlichen Schweißdrahtes, nicht zu einer befriedigenden-_ Lösung des Zündproblems. Die Zündung des Lichtbogens beim Verschweißen von stärkeren Drähten mit höherer Leitfähigkeit ist deswegen möglich, weil alle Regler 47, 489 65 und 66 vor dem Zündvorgang infolge der vorhandenen Soll- und fehlenden Istwerte - die Zündimpulse in' den Steuersätzen sind ja über die Kontakte a und b und e und f des Schalters 69 gelöscht, - bis an die Begrenzungswerte hochgelaufen sind, und damit die höchstmögliche Spannung und Drehzahl anfordern. Bei der Freigabe der gelöschten Zündimpulse durch Öffnen der Kontakte a und b und e und f - wird zuerst die höchstmögliche Gleichspannung sowohl für die Schweißung als auch für den Drahtvorschub freigegeben. Der eingestellte Spannungssollwert wird demzufolge erst nach dem Ablauf der Ausregelzeit im Spannungs- und Drehzahlregler erreicht. Die dabei auftretende Spannungsüberhöhung in der Schweißstromquelle kann dann einen höheren Kurzschlußstrom durch den Schweißdraht ziehen und diesen am Ende trotz seines geringen elektrischen Widerstandes zum Schmelzen und zum Verdampfen und somit zum Zünden bringen. Die durch den Stromregler gegebene Fläche des Stromüberschwingens bzw. sein quadratisches Integral ist meistens ausreichend groß gegenüber dem vom Zündvorgang verlangten, so daß der Stromregler die Zündung des Lichtbogens nicht beeinträchtigt. Beim Regelantrieb des Drahtvorschubes ergibt sich ebenfalls im Augenblick der Impulsfreigabe eine höhere Ankerspannung als für den Drehzahlsollwert bzw. die Drahtvorschubgeschwindigkeit'erforderlich ist.However, because of the difficulty of cutting the welding wire to the correct length and because of the dead V path between the flexible hose package and the welding wire located in it, this method does not lead to a satisfactory solution to the ignition problem. The ignition of the arc when welding thicker wires with higher conductivity is possible because all controllers 47, 489, 65 and 66 before the ignition process due to the existing setpoints and missing actual values - the ignition pulses in the control sets are via the contacts a and b and e and f of switch 69 are deleted, - until they have run up to the limit values, and thus request the highest possible voltage and speed. When the deleted ignition pulses are released by opening contacts a and b and e and f - the highest possible DC voltage is first released for both the welding and the wire feed. The set voltage setpoint is therefore only reached after the settling time has elapsed in the voltage and speed controller. The resulting excessive voltage in the welding power source can then draw a higher short-circuit current through the welding wire and, despite its low electrical resistance, cause it to melt and vaporize and thus ignite at the end. The area of the current overshoot given by the current regulator or its square integral is usually sufficiently large compared to that required by the ignition process, so that the current regulator does not affect the ignition of the arc. With the control drive of the wire feed, the armature voltage is also higher at the moment the pulse is released than is required for the speed setpoint or the wire feed speed.

Diese erhöhte Ankerspannung bzw. die Spannungsüberschwingung reicht jedoch nicht aus, um die Drahtvorschubgeachwindigkeitmit Unendlich großer Beschleunigung auf den Sollwert zu bringen, zumal der Strombegrenzungsregler den bei der Beschleunigung auftretenden hohen Strom auf den Begrenzungswert konstant hält. So wird der Motor nur mit einer begrenzten Beschleunigung auf den Sollwert hochfahren.However, this increased armature voltage or the voltage overshoot is not sufficient to bring the wire feed speed to the target value with infinitely great acceleration, especially since the current limiting controller keeps the high current occurring during acceleration constant at the limiting value. The motor will only run up to the setpoint with a limited acceleration.

Durch das zeitliche Verhalten dieser beiden Anlagenteile ist es erklärliche daß eine Zündung bei einem Startversuch, bei dem der Schweißdraht in einer Entfernung von 2 bis 15 mm von dem Werkstück entfernt gehalten wird, mit anschließendem Druck auf den Startknopf zu keinem Ergebnis führt. Die Zeit, die'erforderlieh ist, bis'der Schweißdraht anstößt, ist länger als die Dauer des durch den Spannungsregler gegebenen Überschwingens der Spannung bzw. länger als die*Anregelzeit des Spannungereglers. Die An- bzw. Ausregelzeit des Spannungsreglers mit Absicht zu verlängern ist möglich, dies steht jedoch im Gegensatz zu-den Grundsätzen der Regelungstechnik und dem Bestreben, die Schweißspannung so schnell wie möglich bei Störgrößen auszuregeln. Eine die Regelung nicht störende Abhilfe bietet die erfindungsgemäße Aufschaltung eines Zusatzsollwertes auf den Spannungeregler für die Dauer der Zündung. Pür die Stabilität des gezündeten Lichtbogens ist es besonders günstig, wenn der Übergang vom erhöhten Spannungesollwert auf den gewünschten und durch das Spannungesollwertpotentiometer vorgegebenen Wert nach einer e-Punktion verläuft.Due to the time behavior of these two parts of the system, it can be explained that an ignition during a start attempt, in which the welding wire is held at a distance of 2 to 15 mm from the workpiece, and then pressing the start button does not lead to any result. The time required until the welding wire strikes is longer than the duration of the voltage overshoot given by the voltage regulator or longer than the rise time of the voltage regulator. It is possible to intentionally lengthen the rise or settle time of the voltage regulator, but this is in contrast to the principles of control technology and the endeavor to regulate the welding voltage as quickly as possible in the event of interference. A remedy that does not interfere with the regulation is provided by applying an additional setpoint according to the invention to the voltage regulator for the duration of the ignition. For the stability of the ignited arc, it is particularly favorable if the transition from the increased voltage setpoint to the desired value specified by the voltage setpoint potentiometer takes place after an e-puncture.

Die Aufschaltung des Zusatzsollwortes geschieht wie folgt: Der Kondensator 70 wird nach dem Einschalten der Schutzgasanlage über den Ladewiderstand 71, die Kontakte c, d des Schalters 69 auf die zur vollen Aussteuerung notwendige Sollwertspannung -U-Soll aufgeladen. Beim Start werden die Kontakte c und d des Schalters 69 mit unterbrochen, so daß nur die gesppicherte Ladung des Kondensators 70 über den Widerstand 72 als Zusatzsollwert auf den Eingang des Spannungsreglers 47 wirkt.` (Thyristor 76 sei überbrückt gedacht.) Die Spannung am Kondensator und damit der Zusatzsollwert wird dann nach einer e-Funktion abnehmen. Gleichzeitig werden die von dem Steuersatz 49 gelieferten Impulse vom frühestmöglichen Zündzeitpunkt in eine dem Spannungssollwert entsprechende Phasenlage verschoben, so daß auch der Spannungsistwert nach der Zündung nach einer e-Funktion den vom Spannungssollwert-Potentiometer 51 vorgegebenen Wert erreicht (etwa 0,7 sec). Praktische Versuche haben ergeben, daß sich auch bei einem Kupferdraht - ohne Vorwärmung des Werkstückes - eine sichere Zündung ergibt. Hierbei ist es belanglos, ob im Startaugenblick der Schweißdraht auf das Werkstück aufgelegt war oder nicht. Bei der Bemessung der Zeitkonstante (Kondensator 709 Widerstand 72) muß neben Draht-Werkstück-Entfernung auch die Dra.htvorm hubgeschwindigkeit berücksichtigt werden.The additional setpoint is activated as follows: After the protective gas system has been switched on, the capacitor 70 is charged via the charging resistor 71, the contacts c, d of the switch 69 to the setpoint voltage -U-Soll necessary for full control. At the start, the contacts c and d of the switch 69 to cut off so that only the gesppicherte charge of the capacitor 70 via the resistor 72 as an additional setpoint to the input of voltage regulator 47 wirkt.` (whether thyristor 76 designed bridged.) The voltage on capacitor and thus the additional setpoint will then decrease according to an exponential function. At the same time, the pulses supplied by the control set 49 are shifted from the earliest possible ignition point into a phase position corresponding to the voltage setpoint, so that the voltage actual value after ignition according to an exponential function also reaches the value specified by the voltage setpoint potentiometer 51 (about 0.7 sec). Practical tests have shown that even with a copper wire - without preheating the workpiece - a reliable ignition results. It is irrelevant here whether the welding wire was placed on the workpiece at the start or not. When dimensioning the time constant (capacitor 709, resistor 72) , in addition to the distance between the wire and the workpiece, the wire speed in front of the stroke must also be taken into account.

Wenn man dies berücksichtigt, muß unter Umständen der Kondensator 70 zu groß ausfallen. Mit einer zu großen Zeitkonstante würde jedoch die zu Beginn der Schweißung anstehende größere Spannung bei der Zündung mit aufgelegtem Draht, inebenondere bei ge.ringem Durchmeaaerg den gezündeten Lichtbogen in seiner Stabilität stören. Diese Nachteile lassen sich-vermeiden, wenn man deh Einsatz der Zusatzsollwert-Einspeisung vom Zeitpunkt des Stromanstieges inden Schweißgleichrichtern abhängig macht. Der Kondensator kann hierdurch kleiner werden und der Lichtbogen wird nach der.Zündung nicht beeinträchtigt.With this in mind, capacitor 70 may have to be too large. With a time constant that is too large, however, the greater voltage present at the beginning of the welding process during ignition with the wire attached, in particular with a small diameter, would disturb the stability of the ignited arc. These disadvantages can be avoided if the use of the additional setpoint feed is made dependent on the time of the current rise in the welding rectifiers. The capacitor can become smaller as a result and the arc is not impaired after ignition.

Zu diesem Zweck wird mit einem Stromwandler 73 der Schweißgleichstrom in seinem Anstieg erfaßt. Da der Wandler 73 bereits bei einem Bruchteil des Schweißnennstromes gesättigt istg gibt er eigentlich nur einen.Impuls beim Berührungszeitpunkt zwischen Elektrode und Werkstück (Kurzschlußzeitpunkt) ab. Die in der Sekundärwicklung dieses-Stromwandlers 73 durch den steigenden Gleichstrom induzierte Spannung wird in ihrer Höhe durch die Schwellwerte der Dioden 74 und 75 begrenzt. Die an diesen Schwellwert-Dioden anstehende Spannung wird dem l'hyristor 76, der als Schwellwertfühler wirktg zugeführt, wodurch dieser die Ladung des Kondensators 70 über den Widerstand 72 als Zusatzsollwert auf den Eingang des Spannungsreglers 47 im Augenblick des Kurzschluß-es aufschaltet. Nach der Entladimg des Kondensators 70 bzw. nach dem Abfließen des Zusatzsollwertstromes wird der Thyristor 76 durch das Unterschreiten seines Haltestromes gelöscht und ist nach dem Erlöschen des brennenden Lichtbogens wieder zündbereit.For this purpose, a current transformer 73 detects the rise of the welding direct current. Since the transducer 73 is already saturated at a fraction of the nominal welding current, it actually only emits one pulse at the time of contact between the electrode and the workpiece (time of short circuit). The voltage induced in the secondary winding of this current transformer 73 by the increasing direct current is limited in its level by the threshold values of the diodes 74 and 75. The voltage present at these threshold value diodes is fed to the thyristor 76, which acts as a threshold value sensor, as a result of which it switches on the charge of the capacitor 70 via the resistor 72 as an additional setpoint to the input of the voltage regulator 47 at the moment of the short circuit. After the capacitor 70 has discharged or after the additional setpoint current has flowed off, the thyristor 76 is extinguished by falling below its holding current and is ready to ignite again after the burning arc has been extinguished.

Die Diode 77 und-der Widerstand 78 bewirken, daß an-den Sekundärklemmen des Stromwandlers 73 die beim Abreißen des-Lichtbogens auftretende Rückschlagspannung begrenzt wird. -Anstelle dieser An--ordnung oder zusätzlich kam auch noch eine Kombination aus Diode 79 und Zenerdiode 80 vorgesehen werden.The diode 77 and the resistor 78 have the effect that at the secondary terminals of the current transformer 73 the kickback voltage which occurs when the arc breaks is limited. - Instead of this arrangement, or in addition, a combination of diode 79 and Zener diode 80 can be provided.

Claims

Claims 1. Additional device to facilitate the short-circuit ignition of a welding arc by increasing the voltage at the point of ignition. in the case of a welding current source with a regulator, characterized by a voltage source (70) which can be connected to the regulator (47) at the point of ignition and which acts as a setpoint increase for the duration of the ignition.

2. Device according to claim 1, characterized in that a charged capacitor serves as the voltage source (70). 3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the voltage source (70) can be switched on by an on-contact (cd) arranged on the welding tool. 4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that a control element (76), preferably a thyristor, which is connected as a function of the welding current insert, is arranged between the voltage source (70) and the controller (47Y).