DE1615363B2

DE1615363B2 - Device for stabilizing and igniting welding arcs using current pulses

Info

Publication number: DE1615363B2
Application number: DE19671615363
Authority: DE
Inventors: Max 8000 Muenchen Gillitzer; Franz 8023 Pullach Tajbl
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1967-07-04
Filing date: 1967-07-04
Publication date: 1974-04-11
Also published as: NL6809458A; DE1615363C3; BE717427A; AT294258B; DE1615363A1; CH475820A; NL159315B; FR1571739A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Stabilisieren eines Wechselstromschweißlichtbogens und zum Zünden eines Wechselstrom- oder Gleichstromschweißlichtbogens, wobei Zündimpulse zwischen Elektrode und Werkstück übergehen, die durch eine stoßartige Entladung eines Zündkondensators erzeugt werden.The invention relates to a device for stabilizing an AC welding arc and for igniting an AC or DC welding arc, with ignition pulses between Pass over the electrode and workpiece, which is generated by an impulse discharge of an ignition capacitor will.

Es ist bekannt, beim Schweißen mit Wechselstrom eine Hochfrequenzspannung der Schweißspannung zu überlagern. Diese verhältnismäßig große zusätzliche Spannung bewirkt ein sicheres Wiederzünden des Lichtbogens bei jedem Nulldurchgang der Schweißwechselspannung und stabilisiert hierdurch den Lichtbogen. Daneben wird diese Hochfrequenzspannung bekanntlich auch zum Zünden von Wech-It is known that when welding with alternating current, a high-frequency voltage of the welding voltage to overlay. This relatively large additional voltage causes a safe re-ignition of the arc with every zero crossing of the welding alternating voltage and stabilizes as a result the arc. In addition, this high-frequency voltage is known to be used to ignite alternating

sei- oder Gleichstromschweißlichtbögen verwendet. Der besondere Vorteil eines derartigen Zündverfahrens ist darin zu sehen, daß die Elektrode dem Werkstück zum Zünden des Lichtbogens nur auf eine Entfernung von 2 bis 4 mm genähert zu werden braucht, ohne daß eine direkte Berührung erforderlich ist.Be or direct current welding arcs are used. The particular advantage of such an ignition process can be seen in the fact that the electrode touches the workpiece to ignite the arc only at a distance needs to be approximated by 2 to 4 mm without direct contact being required.

Derartige Hochfrequenzspannungen, die dem Lichtbogen dauernd überlagert werden, rufen Funk- und Fernsehstörungen hervor, die oft über das behördlich zulässige Maß hinausgehen. Dieser Nachteil hat die Entwicklung von Verfahren und Einrichtungen begünstigt, bei denen zum Stabilisieren und Zünden von Schweißlichtbögen nur eine kleine Anzahl von Zündimpulsen im jeweils richtigen Zeitpunkt zwischen Elektrode und Werkstück übergeht.Such high-frequency voltages, which are continuously superimposed on the arc, call radio and television interference, which often go beyond what is officially permitted. This disadvantage has favored the development of methods and devices for stabilizing and igniting of welding arcs, only a small number of ignition pulses at the correct point in time passes between the electrode and the workpiece.

Beim Schweißen mit Wechselstrom wurde beispielsweise durch eigens für diesen Zweck entwikkelte Schaltungen erreicht, daß die Zündimpulse jeweils in gleicher Anzahl unmittelbar nach dem Nulldurchgang der Schweißwechselspannung übergehen können (deutsche Patente 1 002 097 und 1 061 006). Bei diesen bekannten Verfahren zum Stabilisieren und Zünden von Schweißlichtbögen werden Zündkondensatoren verwendet, die über ein als Funkenstrecke ausgebildetes Schaltelement stoßartig über Elektrode und Werkstück entladen werden. Die Zündimpulse haben hierbei stets die gleiche Polarität wie die folgende Halbwelle der Schweißwechselspannung. Die Energie für die Zündimpulse zum Stabilisieren von Wechselstromlichtbögen wird bei diesen bekannten Verfahren dem Schweißstromkreis entnommen, da die zeitliche Steuerung der Zündimpulse auf diese Weise am einfachsten zum zeitlichen Ablauf der Schweißspannung in Beziehung gesetzt werden kann.When welding with alternating current, for example, was developed specifically for this purpose Circuits achieved that the ignition pulses in each case in the same number immediately after the zero crossing the alternating welding voltage (German patents 1 002 097 and 1 061 006). In these known methods for stabilizing and igniting welding arcs, ignition capacitors are used used, which abruptly over a switching element designed as a spark gap Electrode and workpiece are discharged. The ignition pulses always have the same polarity as the following half-wave of the alternating welding voltage. The energy for the ignition pulses to stabilize of alternating current arcs is taken from the welding circuit in these known processes, because the timing of the ignition pulses is easiest in this way to the timing Process of welding voltage can be related.

Die zuletzt beschriebenen Verfahren zum Stabilisieren und Zünden von Schweißlichtbögen haben sich in der Praxis bewährt und genügen auch hinsichtlich der Funk- und Fernsehstörungen den behördlichen Vorschriften. Sie haben jedoch auch einige Nachteile, deren Beseitigung wünschenswert erscheint.The last-described method of stabilization and ignition of welding arcs have proven themselves in practice and are also sufficient in terms of radio and television interference comply with official regulations. However, you also have some disadvantages which it would seem desirable to eliminate.

In erster Linie ist hierbei die Frage der Energieversorgung für die Erzeugung der Zündimpulse von Bedeutung. Wie erwähnt, wird bei den bekannten Verfahren die Energie der Zündimpulse dem Schweißstromkreis entzogen. Diese Verfahrensweise bringt störende Rückwirkungen auf den Schweißstromkreis mit sich und wird nur deshalb bisher in Kauf genommen, weil eine Kopplung mit dem Schweißstromkreis unbedingt erforderlich ist.First and foremost here is the question of the energy supply for generating the ignition pulses significant. As mentioned, in the known methods, the energy of the ignition pulses is the Welding circuit withdrawn. This procedure has disruptive repercussions on the welding circuit with itself and has only been accepted so far because a coupling with the Welding circuit is absolutely necessary.

Dies ist auch bei einer aus dem deutschen Patent 1 098 638 bekannten Stabilisierungseinrichtung für Wechselstrom-Schweißlichtbögen der Fall. Diese bekannte Einrichtung weist lediglich eine spezielle Schaltung auf, die zur Erstzündung von Gleichstromlichtbögen geeignet ist, und bei der ein vom Schweißstromkreis unabhängiger, mit dem Netz verbundener Hilfstransformator zur Energieversorgung vorgesehen ist.This is also the case with a stabilizing device known from German patent 1,098,638 for AC welding arcs are the case. This known device has only a special one Circuit which is suitable for the initial ignition of direct current arcs, and in which one of the welding circuit independent auxiliary transformer connected to the mains provided for energy supply is.

Ein Stabilisieren von Wechselstrom-Schweißlichtbögen ist mit dieser speziellen Schaltung jedoch nicht erreichbar.A stabilization of alternating current welding arcs is not possible with this special circuit accessible.

Ein anderer Nachteil der bekannten Einrichtungen ist in dem ziemlich raschen Verschleiß der im Entladekreis des Zündkondensators verwendeten Funkenstrecken zu sehen, die stets der Belastung durch die gesamte Zündimpulsenergie ausgesetzt sind. Es ist deshalb notwendig, diese Bauelemente häufig nachzustellen oder auszuwechseln. Außerdem entsteht in den Funkenstrecken Ozon und salpetrige Säure, so daß die Metallteile des Gerätes vor Oxydation geschützt werden müssen. Weiterhin ist es erforderlich, die gesamte Schalteinheit, mit der die Zündimpulse erzeugt werden, für die volle Leistung der Zündimpulsströme auszulegen. Dies hat einen verhältnismäßig großen Aufwand und — zusammen mit demAnother disadvantage of the known devices is the rather rapid wear of the in the discharge circuit of the ignition capacitor used to see the spark gaps that are always exposed to the load by the entire ignition pulse energy are exposed. It is therefore necessary to readjust these components frequently or replace. In addition, ozone and nitrous acid are produced in the spark gaps, see above that the metal parts of the device must be protected from oxidation. It is also necessary the entire switching unit with which the ignition pulses are generated, for the full output of the ignition pulse currents to interpret. This has a relatively large effort and - together with the

ίο Verschleiß der Schaltelemente — eine Verteuerung der Einrichtung zur Folge.ίο Wear of the switching elements - an increase in costs the establishment.

Es ist ferner aus dem britischen Patent 907 205 eine Einrichtung bekannt mit einem Ladetransformator, in dessen Primärkreis ein Thyristor und in dessen Sekundärkreis ein Zündkondensator mit nachgeschalteter Funkenstrecke vorgesehen ist. Dabei dient der Thyristor nur zum Aufladen des Zündkondensators zum gewünschten Zeitpunkt. Die für den Zündvorgang notwendigen kurzen Impulse werden dann erst nach herkömmlicher Weise durch die Entladungen des Zündkondensators über die Funkenstrecke erzeugt.It is also known from British patent 907 205 a device with a charging transformer, in its primary circuit a thyristor and in its secondary circuit an ignition capacitor with a downstream Spark gap is provided. The thyristor is only used to charge the ignition capacitor at the desired point in time. The one for the ignition process necessary short impulses are then only generated in a conventional manner by the discharges of the ignition capacitor is generated via the spark gap.

Diese bekannte Einrichtung ist somit im wesentlichen ein Funkenstrecken-Generator herkömmlicher Bauart mit all den obengenannten Nachteilen.This known device is thus essentially a conventional spark gap generator Construction with all the disadvantages mentioned above.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche so ausgebildet ist, daß Störungen auf benachbarte Übertragungskanäle weitgehendst vermieden werden, daß ferner eine Beeinflussung des Schweißstromkreises durch den Zündimpulserzeugerkreis vermeidbar und daß weiterhin ein einfacher Aufbau des Zündgerätes erreichbar ist.The object of the invention is to create a device of the type mentioned at the outset which is designed in this way is that interference on neighboring transmission channels is largely avoided that Furthermore, influencing the welding circuit by the ignition pulse generator circuit can be avoided and that a simple structure of the ignition device can still be achieved.

Die Erfindung besteht darin, daß der Zündkondensator einerseits parallel zu einer Ladestromquelle und andererseits in einem Entladekreis liegt, welcher mindestens einen steuerbaren Halbleiter und die Primärwicklung eines sekundärseitig an Elektrode und Werkstück angekoppelten Impulsübertragers enthält, und daß das steuerbare Halbleiterventil mit einer — vorzugsweise mit dem Schweißstromkreis synchronisierten — Triggereinheit verbunden ist.The invention consists in that the ignition capacitor on the one hand parallel to a charging current source and on the other hand lies in a discharge circuit which has at least one controllable semiconductor and the primary winding contains a pulse transmitter coupled to the electrode and workpiece on the secondary side, and that the controllable semiconductor valve with a - preferably synchronized with the welding circuit - Trigger unit is connected.

Durch die vorgesehene Anordnung des Zündkondensators zwischen der Ladestromquelle und dem Impulstransformator wird der Vorteil erreicht, daß der Zündkondensator mit einer niedrigeren Spannung in der Größenordnung von 400 bis 1000 V aufgeladen werden kann und daß erst nach Entladung des Zündkondensators, die durch Triggern des steuerbaren Halbleiters ausgelöst wird, mittels des Impulstransformators der eigentliche Hochspannungsimpuls erzeugt wird.Due to the intended arrangement of the ignition capacitor between the charging current source and the Pulse transformer has the advantage that the ignition capacitor has a lower voltage in the order of magnitude of 400 to 1000 V can be charged and that only after discharge of the ignition capacitor, which is triggered by triggering the controllable semiconductor, by means of the pulse transformer the actual high voltage pulse is generated.

Somit wird es möglich, den Zündkondensator für kleinere Spannungen auszubilden, was wiederum den Vorteil hat, daß auch die Widerstände im Entladekreis im Hinblick auf die kurze Entladezeit kleiner sein können. Insbesondere die kurze Entladezeit ist im Hinblick auf die Berührungsgefahr durch den Schweißer vorteilhaft.This makes it possible to design the ignition capacitor for lower voltages, which in turn leads to the The advantage is that the resistances in the discharge circuit are also smaller in view of the short discharge time could be. In particular, the short discharge time is in view of the risk of contact by the Welder advantageous.

Weiterhin wird es durch die Erfindung vorteilhaft möglich, auf Grund der Unabhängigkeit der Leistungseinheit vom Schweißstromkreis die Energieversorgung so vorzunehmen, daß keine störenden Rückwirkungen auf den Schweißstromkreis erfolgen können. Furthermore, the invention advantageously makes it possible due to the independence of the power unit make the power supply from the welding circuit in such a way that there are no disruptive repercussions can be done on the welding circuit.

Darüber hinaus wird es durch die Erfindung vorteilhaft möglich, das gesamte Zündgerät einfacher herzustellen, da nicht, wie bisher erforderlich, alleIn addition, the invention advantageously makes it possible to simplify the entire ignition device to produce, since not all, as previously required

Bauteile des Zündgerätes für Hochspannung über der Zündkondensator über einen Justierwiderstand, 2000 V (50 Hz) ausgelegt werden müssen. die Primärwicklung eines Impulsübertragers, dessenComponents of the ignition device for high voltage via the ignition capacitor via an adjustment resistor, 2000 V (50 Hz) must be designed. the primary winding of a pulse transformer whose

Zusätzlich wird es vorteilhaft möglich, die Trigger- Sekundärwicklung an Elektrode und Werkstück liegt, einheit für kleine Leistungen und Spannungen zu di- und über den steuerbaren Halbleiter entladen. Der mensionieren, was insbesondere für die Herstellung, 5 steuerbare Halbleiter bleibt geöffnet, solange Strom die Raumform und die Wartung des Zündgerätes von im Entladekreis fließt. Um zu verhindern, daß der Vorteil ist. steuerbare Halbleiter nach der Entladung des Zünd-In addition, it is advantageously possible to have the trigger secondary winding on the electrode and workpiece, Unit for small powers and voltages to and from the controllable semiconductor. Of the dimension what is particularly important for the manufacture, 5 controllable semiconductors remains open as long as electricity the spatial shape and the maintenance of the ignitor flows from in the discharge circuit. To prevent the Advantage is. controllable semiconductors after the ignition

Die erfindungsgemäße Einrichtung unterscheidet kondensators durch einen Stromfluß aus dem Ladesich demnach von den bekannten Einrichtungen im kreis des Zündkondensators weiter geöffnet bleibt, wesentlichen dadurch, daß die Erzeugung der lei- io ist erfindungsgemäß im Ladekreis des Zündkondenstungsstarken Zündimpulse, die zwischen Elektrode sators eine Ladedrossel vorgesehen, die den Anstieg und Werkstück übergehen, in einer vom Schweiß- des Ladestromes verzögert. Für eine kurze Zeitdauer Stromkreis unabhängigen Leistungseinheit erfolgen wird hierdurch der steuerbare Halbleiter stromlos kann, während die leistungsschwachen Steuerim- und damit für den Stromdurchgang gesperrt. Er öffpulse, durch die die Zündimpulse zum richtigen Zeit- 15 net sich erst wieder, wenn der nächste Steuerimpuls punkt ausgelöst werden, in einer von der Leistungs- auftritt.The inventive device differentiates capacitor by a current flow from the charging itself therefore remains open from the known devices in the circuit of the ignition capacitor, essential in that the generation of the leio is according to the invention in the charging circuit of the ignition capacitor Ignition pulses, which are provided between electrode sators a charging choke, which increase the rise and workpiece pass, delayed in one of the welding of the charging current. For a short period of time This means that the controllable semiconductor is de-energized can while the underperforming Steuerim- and thus blocked for the passage of current. He öffpulse, due to which the ignition impulses at the correct time are only released again when the next control impulse point triggered in one of the performance occurrences.

einheit unabhängigen Triggereinheit erzeugt werden Bei den bekannten Einrichtungen zum Stabilisie-unit independent trigger unit can be generated In the known devices for stabilization

können. ren und Zünden von Wechselstromschweißlichtbögencan. Renewing and igniting AC welding arcs

Einer der wesentlichsten Vorteile der Erfindung ist haben die Zündimpulse die gleiche Polarität wie die darin zu sehen, daß die Leistungseinheit an eine be- ao zugehörige Halbwelle der Schweißwechselspannung, liebige Ladestromquelle angeschlossen werden kann Überraschenderweise hat es sich bei der Entwicklung und so, beispielsweise beim Stabilisieren eines Wech- der erfindungsgemäßen Einrichtung gezeigt, daß dies selstromlichtbogens, keine Beeinflussung des nicht unbedingt erforderlich ist, sondern daß die Schweißstromkreises durch das Stabilisierungs- und Zündimpulse dann auch gleichgerichtet sein können, Zündgerät erfolgt. Lediglich die Triggereinheit, in 25 wenn dafür gesorgt wird, daß ein Rückschwingen der der die Steuerimpulse für den steuerbaren Halbleiter Zündimpulse im Entladekreis des Zündkondensators, erzeugt werden, ist beim Wechselstromschweißen mit welches den Lichtbogen wieder löschen würde, verdem Schweißstromkreis verbunden, um eine Syn- hindert wird. Erfindungsgemäß ist deshalb die Prichronisation zwischen dem Verlauf der Schweiß- märwicklung des sekundärseitig an Elektrode und wechselspannung und den Zündimpulsen herzustel- 30 Werkstück liegenden Impulsüberträgers über einen len. Sie besitzt jedoch eine sehr kleine Leistung und Einweggleichrichter, beispielsweise eine Diode, kurzbeeinflußt aus diesem Grunde den Schweißstrom- geschlossen. Bei dieser Ausführung genügt ein einzikreis nicht. ger steuerbarer Halbleiter im Entladekreis des Zünd-One of the main advantages of the invention is that the ignition pulses have the same polarity as the one in that the power unit can be connected to a corresponding half-wave of the welding alternating voltage, any charging current source a change of the device according to the invention is shown that this self-current arc, no influencing of the ignition device is not absolutely necessary, but that the welding current circuit can then also be rectified by the stabilization and ignition pulses. Only the trigger unit in 25, if it is ensured that the control pulses for the controllable semiconductor ignition pulses are generated in the discharge circuit of the ignition capacitor, is connected to the welding circuit during AC welding, which would extinguish the arc again, in order to synchronize is prevented. According to the invention, the prichronization between the course of the welding primary winding of the pulse carrier located on the secondary side at the electrode and AC voltage and the ignition pulses is therefore via a source. However, it has a very low power and a half-wave rectifier, for example a diode, briefly influences the welding current for this reason. A single circle is not sufficient for this version. ger controllable semiconductor in the discharge circuit of the ignition

Der außerordentliche Vorteil, der hiermit verbun- kondensators, in dessen Steuerkreis dann ein Dopden ist, wird bei einem Vergleich der Leistungswerte 35 pelweggleichrichter eingeschaltet ist. Die Einschalder beiden Einheiten besonders deutlich. Beispiels- tung des Doppelweggleichrichters ist für die Erfinweise können die Momentanleistungswerte der Lei- dung von wesentlicher Bedeutung, da hierdurch gestungseinheit, die.bei den bekannten Geräten dem währleistet wird, daß pro Periode der Schweißwech-Schweißstromkreis entzogen wurden, 3OkW betra- selspannung stets zwei Zündimpulse zwischen Elekgen, während die Triggereinheit lediglich eine Lei- 40 trode und Werkstück übergehen, stung von 1 W aufweist. Aus diesem Grunde werden Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in derThe extraordinary advantage of the capacitor connected with it, then a doping in its control circuit is, when comparing the power values 35 pelwegrectifier is switched on. The Einalder both units particularly clearly. An example of the full wave rectifier is for the invention the instantaneous power values of the line can be of essential importance, since die.bei the known devices that ensures that the welding alternating welding current circuit per period were withdrawn, 3OkW betra- tension always two ignition pulses between Elekgen, while the trigger unit only passes over a conductor 40 and workpiece, power of 1 W. For this reason, another advantage of the invention is that

auch die Schweißeigenschaften von Schweißgeräten gleichzeitigen Brauchbarkeit für das Stabilisieren und durch die Erfindung wesentlich verbessert. für das Zünden von Wechselstromschweißlichtbögen.also the welding properties of welding equipment simultaneous usability for stabilizing and significantly improved by the invention. for igniting alternating current welding arcs.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird Ohne daß für diese beiden Anwendungszwecke vervorgeschlagen, daß der Entladekreis den Zündkon- 45 schiedene Einstellungen notwendig sind, wird durch densator, den steuerbaren Halbleiter, den Impuls- die erfindungsgemäße Einrichtung jeder Zündimpuls übertrager sowie gegebenenfalls einen Widerstand zwischen Elektrode und Werkstück stets zum richtiaufweist und daß diese Bauelemente derart dimen- gen Zeitpunkt ausgelöst. Dieser Vorteil ergibt sich sioniert sind, daß die Zündimpulszeit 0,8 bis 20 μβ, dadurch, daß die Auslösung des Steuerimpulses von vorzugsweise 1 bis 10 μβ beträgt. 5° der Spannung am spannungsabhängigen Schaltele-In an advantageous further development of the invention, it is proposed without this for these two purposes that that the discharge circuit 45 the ignition components are necessary, is indicated by capacitor, the controllable semiconductor, the pulse- the device according to the invention of each ignition pulse Transmitter and, if necessary, a resistance between the electrode and the workpiece is always correct and that these components are triggered at such a time. This advantage arises are sioned that the ignition pulse time 0.8 to 20 μβ, due to the fact that the triggering of the control pulse of is preferably 1 to 10 μβ. 5 ° of the voltage at the voltage-dependent switching element

Dieser Zündimpulszeitenbereich hat sich als be- ment der Triggereinheit abhängt. Der Verlauf dieser sonders vorteilhaft erwiesen. Spannung entspricht demjenigen der Schweißspan-This ignition pulse time range was dependent on the trigger unit as a ment. The course of this proved particularly advantageous. Voltage corresponds to that of the welding chip

Durch die Verwendung eines steuerbaren Halblei- nung, wenn — wie vorgesehen — die Triggereinheit ters, der beispielsweise ein Thyristor sein kann, für an Schweißspannung liegt. Bei brennendem Lichtbodie Auslösung der Zündimpulse ergibt sich weiterhin 55 gen hat die Schweißspannung einen nahezu rechteckder Vorteil, daß für die Leistungseinheit der Einrich- förmigen Verlauf, d. h. einen sehr raschen Spantung keine schnell verschleißbaren Bauelemente ver- nungsanstieg unmittelbar nach dem Nulldurchgang wendet werden müssen. Die Triggereinheit, mit der der Schweißwechselspannung. Aus diesem Grunde die Steuerimpulse für die Öffnung des steuerbaren wird auch der Steuerimpuls und damit der Zündim-Halbleiters erzeugt werden, enthält ein spannungsab- 6° puls unmittelbar nach dem Nulldurchgang der hängiges Schaltelement, das jedoch lediglich eine ge- Schweißwechselspannung ausgelöst. Dies gilt auch genüber der Leistung im Leistungskreis um einige dann, wenn der Schweißwechselspannung eine Größenordnungen kleinere Leistung zu bewältigen Gleichspannungskomponente überlagert ist und dahat. Als spannungsabhängiges Schaltelement kann durch ein unsymmetrischer Verlauf der Schweißdeshalb beispielsweise eine Glimmröhre verwendet 65 wechselspannung vorliegt, werden. Vor dem Zünden dagegen hat die Leerlaufspan-By using a controllable semicon- duction if - as provided - the trigger unit ters, which can be a thyristor, for example, is due to welding voltage. When the light body is on Triggering of the ignition impulses still results. The welding voltage is almost square-wave Advantage that for the power unit of the Einrich-shaped course, i. H. a very quick bulkhead no components that can be worn out quickly, increase in voltage immediately after the zero crossing must be turned. The trigger unit with which the welding alternating voltage. For this reason the control pulse for opening the controllable is also the control pulse and thus the ignition of the semiconductor are generated, contains a voltage drop immediately after the zero crossing of the Pending switching element which, however, only triggers an alternating welding voltage. this is also valid compared to the power in the power circuit by a few if the welding alternating voltage is a Orders of magnitude smaller power to cope with DC voltage component is superimposed and there. As a voltage-dependent switching element, the weld can therefore For example, a glow tube is used 65 AC voltage is present, will. Before ignition, on the other hand, the no-load voltage

Bei Auftreten eines Steuerimpulses im Steuerkreis nung einen sinusförmigen Verlauf, des steuerbaren Halbleiters wird erfindungsgemäß In diesem Falle wird der Zündimpuls erst einigeWhen a control pulse occurs in the control circuit a sinusoidal curve, of the controllable semiconductor is according to the invention. In this case, the ignition pulse is only a few

Zeit nach dem Nulldurchgang der Schweißwechsel- stromquelle 11 ist nicht unbedingt erforderlich, viel-The time after the zero crossing of the welding alternating current source 11 is not absolutely necessary, but

spannung ausgelöst, und zwar kurz vor dem Span- mehr kann der Brückengleichrichter 12 auch direktvoltage triggered, namely shortly before the voltage more, the bridge rectifier 12 can also directly

nungsmaximum bei einem Spannungswert, bei dem an eine Wechselstromquelle angeschlossen werden,voltage maximum at a voltage value at which are connected to an alternating current source,

der Lichtbogen schon gezündet werden kann. Dem- Die Einschaltung eines Trenntransformators 11, derthe arc can already be ignited. Dem- The inclusion of an isolating transformer 11, the

nach liegt der Zeitpunkt des zwischen Elektrode und 5 die Leistungseinheit 4 galvanisch vom Netz trennt, istafter is the point in time between the electrode and 5, the power unit 4 is galvanically separated from the mains

Werkstück übergehenden Zündimpulses sowohl beim jedoch aus Sicherheitsgründen vorzuziehen.For safety reasons, this is preferable for both the workpiece and the igniting pulse.

Stabilisieren als auch beim Zünden stets so, daß Der Zündkondensator 13 liegt in einem vom Brük-Stabilize as well as during ignition so that the ignition capacitor 13 is located in one of the bridges

seine Wirkung optimal ist. kengleichrichter 12 ausgehenden Ladekreis, der eineits effect is optimal. Kenrectifier 12 outgoing charging circuit, the one

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist auch zum Glättungseinheit (Glättungswiderstand 14, Glättungs-The device according to the invention is also used for the smoothing unit (smoothing resistor 14, smoothing

Zünden von Gleichstromlichtbögen geeignet. Bei io kondensatoren 16 und 17) und eine Ladedrossel 15Suitable for igniting direct current arcs. With io capacitors 16 and 17) and a charging choke 15

einer Schweißstromquelle mit fallender Charakteri- enthält. Die beiden Ausgänge des Brückengleichrich-a welding power source with falling characteristics. The two outputs of the bridge rectifier

stik beispielsweise ist es von besonderem Vorteil, ters 12 sind über den Glättungskondensator 16 mit-stik, for example, it is of particular advantage that ters 12 are connected via the smoothing capacitor 16

wenn die Triggereinheit vor dem Gleichrichtersatz einander verbunden. Der weitere Glättungskondensa-when the trigger unit is connected to each other before the rectifier set. The further smoothing condensation

der Schweißstromquelle angeschlossen wird. Dabei tor 17 ist zwischen Glättungswiderstand 14 und La-connected to the welding power source. Here gate 17 is between the smoothing resistor 14 and load

dient die erfindungsgemäße Einrichtung nur zum 15 dedrossel 15 einerseits und zwischen Zündkondensa-the device according to the invention is used only for 15 dedrossel 15 on the one hand and between ignition capacitor

Zünden des Lichtbogens, während beim Schweißen tor 13 und Brückengleichrichter 12 andererseits ein-Igniting the arc while welding tor 13 and bridge rectifier 12 on the other hand

die Steuereinheit auf Grund geeigneter Einstellungen geschaltet.the control unit switched based on suitable settings.

des spannungsabhängigen Schaltelementes nicht ar- Der Ladekreis des Zündkondensators 13 kann beitet. auch direkt an eine Gleichstromquelle angeschlossen Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Merkmale 20 werden. In diesem Falle wäre sowohl der Trennder Erfindung werden an Hand der in den Figuren transformator 11 als auch der Brückengleichrichter schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele be- 12 überflüssig. Eine solche Ausführungsform der schrieben. Es zeigt Leistungseinheit ist z.B. vorteilhaft bei beengten F i g. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung zum räumlichen Verhältnissen, da dann lediglich ein bau-Stabilisieren und Zünden eines Wechselstrom- 25 lieh kleiner Teil der Leistungseinheit in der Nähe der schweißlichtbogens, Schweißstelle zu sein braucht, der dann über längere Fig. 2 a den zeitlichen Verlauf der Schweißwech- Leitungen mit der Gleichstromquelle verbunden ist. selspannung beim Wechselstromschweißen, Auch könnten mit einer solchen Gleichstromquelle F i g. 2 b den zeitlichen Verlauf der Schweißwech- mehrere Leistungseinheiten für eine Mehrstellenselspannung beim Wechselstromschweißen mit über- 30 schweißanlage gleichzeitig versorgt werden,
lagerter Gleichspannungskomponente, Der Entladekreis weist den Zündkondensator 13, F i g. 3 den zeitlichen Verlauf der Leerlaufspan- einen Justierwiderstand 18, die Primärseite eines Imnung einer Stromquelle für das Wechselstromschwei- pulsübertragers 19, der vorzugsweise als Übersetßen, zungstrafo ausgebildet ist, und einen steuerbaren F i g. 4 eine erfindungsgemäße Einrichtung zum 35 Halbleiter, beispielsweise einen Thyristor 20, auf. Zünden eines Gleichstromschweißlichtbogens. Die Stromdurchgangsnchtung des Thyristors 20 geht In F i g. 1 ist eine Schweißstromquelle 1, ein Werk- von der Primärwicklung des Impulsübertragers 19 stück 2, eine Elektrode 3, eine Leistungseinheit 4 für zum Zündkondensator 13. Über einen Einweggleichdie Impulserzeugung und eine Triggereinheit (Steuer- richter, beispielsweise eine Diode 21, ist die Primäreinheit) 5 für die zeitliche Steuerung der Impulse dar- 40 wicklung des Impulsübertragers 19 in einer Richtung gestellt. kurzgeschlossen.of the voltage-dependent switching element does not work. The charging circuit of the ignition capacitor 13 can work. also connected directly to a direct current source. Further details and advantageous features 20 are provided. In this case, both the isolating device according to the invention using the exemplary embodiments shown schematically in the figures transformer 11 and the bridge rectifier would be superfluous. Such an embodiment of the wrote. It shows power unit is advantageous in cramped cases, for example. 1 a device according to the invention for spatial relationships, since then only a structural stabilization and ignition of an alternating current 25 borrowed small part of the power unit needs to be in the vicinity of the welding arc, welding point, which then over longer Fig. 2a shows the temporal course of the welding change - Lines are connected to the DC power source. self-voltage in alternating current welding, with such a direct current source F i g. 2 b the chronological sequence of the welding changes several power units for a multi-point separate voltage in AC welding with over-welding system are supplied at the same time,
stored direct voltage component, the discharge circuit has the ignition capacitor 13, FIG. 3 shows the temporal course of the no-load voltage an adjustment resistor 18, the primary side of a current source for the alternating current pulse transformer 19, which is preferably designed as a transformer, and a controllable FIG. 4 shows a device according to the invention for semiconductors, for example a thyristor 20. Ignition of a direct current welding arc. The current throughput of the thyristor 20 goes into FIG. 1 is a welding power source 1, a work piece from the primary winding of the pulse transformer 19, 2, an electrode 3, a power unit 4 for the ignition capacitor 13 ) 5 for the timing of the impulses presented 40 winding of the impulse transmitter 19 in one direction. shorted.

Die Schweißstromquelle 1 ist an eine Wechsel- Die Sekundärseite des Impulsübertragers 19 ist mitThe welding power source 1 is connected to an alternating The secondary side of the pulse transmitter 19 is with

stromquelle 6 angeschlossen und enthält in bekannter der Elektrode 3 und dem Werkstück 2 verbunden.connected to the power source 6 and contains the electrode 3 and the workpiece 2 connected in a known manner.

Weise einen Netzschalter 7, einen Schweißtransfor- Zwischen der einen Seite der Sekundärwicklung desWay, a power switch 7, a welding transformer between one side of the secondary winding of the

mator 8, eine einstellbare Induktion 9 zur Einstellung 45 Impulsübertragers 19 und der Elektrode 3 ist einmator 8, an adjustable induction 9 for setting 45 pulse transmitter 19 and the electrode 3 is a

des Schweißstromes und einen Filterkondensator 10. Trennkondensator 22 und ein Strombegrenzungs-of the welding current and a filter capacitor 10. Separating capacitor 22 and a current limiting

Die Leistungseinheit 4 ist hinter dem Netzschal- widerstand 23 eingeschaltet.The power unit 4 is switched on behind the mains switching resistor 23.

ter 7 an die Wechselstromquelle 6 angeschlossen. Bei Der Impulsübertrager 19 kann auch entbehrt wer-ter 7 connected to the AC power source 6. The pulse transmitter 19 can also be dispensed with

dieser Ausführungsform wird demnach die Lei- den. In diesem Falle enthält der Entladekreis desthis embodiment will therefore suffer. In this case the discharge circuit contains the

stungseinheit 4 gleichzeitig mit der Schweißstrom- 50 Zündkondensators 13 direkt die Elektrode 3 und dasStungseinheit 4 at the same time with the welding current 50 ignition capacitor 13 directly the electrode 3 and the

quelle 1 eingeschaltet. Diese Schaltung ist jedoch Werkstück 2. Die dargestellte Ausführungsform mitsource 1 switched on. However, this circuit is workpiece 2. The embodiment shown with

nicht unbedingt erforderlich, vielmehr kann die Lei- Impulsübertrager 19 ist jedoch vorzuziehen, da imnot absolutely necessary, but rather the Lei pulse transformer 19 is preferable because im

stungseinheit 4 völlig unabhängig von der Schweiß- anderen Falle die ganze Leistungseinheit 4 für we-power unit 4 completely independent of the welding other case, the whole power unit 4 for

stromquelle 1 an ein beliebiges Wechselstromnetz an- sentlich höhere Spannungen ausgelegt werden müßte,power source 1 to any alternating current network, significantly higher voltages would have to be designed,

geschlossen werden. Diese Unabhängigkeit der Lei- 55 Die Triggereinheit 5 für den Thyristor 20 enthältgetting closed. This independence of the lead 55 The trigger unit 5 for the thyristor 20 contains

stungseinheit 4 vom Schweißstromkreis ist besonders einen Doppelweggleichrichter 24, die Sekundärwick-stungseinheit 4 of the welding circuit is in particular a full wave rectifier 24, the secondary winding

vorteilhaft, da auf diese Weise bei der Energieversor- lung eines Steuerimpulstransformators 25, einen Ein-advantageous because in this way, when supplying power to a control pulse transformer 25, an input

gung der Leistungseinheit 4 keine störenden Rück- stellwiderstand 26 und einen BelastungswiderstandThe power unit 4 has no disruptive reset resistor 26 and a load resistor

Wirkungen auf den Schweißstromkreis erfolgen kön- 27. Als Doppelweggleichrichter 24 können beispiels-Effects on the welding circuit can take place 27. As a full-wave rectifier 24, for example

nen. 60 weise ein Brückengleichrichter oder zwei Einweg-nen. 60 wise a bridge rectifier or two one-way

Der Netzanschluß der Leistungseinheit 4 ist mit gleichrichter in Gegentaktschaltung verwendet wer-The mains connection of the power unit 4 is used with a rectifier in push-pull circuit.

der Primärseite einer Ladestromquelle (Trenntrans- den. Die Primärwicklung des Steuerimpulstransfor-the primary side of a charging current source (isolating trans-

formator) 11 verbunden, welche durch mehrere An- mators 25 ist Teil eines Steuerimpulskreises, derformator) 11 connected, which by several anmators 25 is part of a control pulse circuit, the

Schlüsse an der Primärseite für verschiedene Span- außer dieser Wicklung einen Justierwiderstand 28,Connections on the primary side for different span apart from this winding an adjustment resistor 28,

nungen benutzbar ist. Die Sekundärseite der Lade- 65 die Sekundärwicklung eines Steuertransformators 29,is usable. The secondary side of the charging 65 is the secondary winding of a control transformer 29,

stromquelle 11 steht in Verbindung mit einem Brük- einen Trennkondensator 30, ein spannungsabhängi-power source 11 is in connection with a bridge a separating capacitor 30, a voltage-dependent

kengleichrichter 12, an dessen Ausgangsseite der La- ges Schaltelement, beispielsweise eine GlimmröhreA rectifier 12, on the output side of which is the layer switching element, for example a glow tube

dekreis des Zündkondensators 13 liegt. Die Lade- 31, und einen Strombegrenzungswiderstand 32 ent-decircle of the ignition capacitor 13 is located. The charging resistor 31 and a current limiting resistor 32

hält. An Stelle der Glimmröhre 31 können auch, in jeweils geeigneter Schaltung, eine Spannungsstabilisatorrohre, eine Zenerdiode, ein Transistor oder ein Unijunctionstransistor verwendet werden.holds. Instead of the glow tube 31, a voltage stabilizer tube, in a suitable circuit in each case, can also be used. a Zener diode, a transistor or a unijunction transistor can be used.

Die Sekundärwicklung des Steuertransformators 29 liegt außerdem einerseits direkt, andererseits über den Justierwiderstand 28 an einem Steuerkondensator 33. Der Trennkondensator 30 ist mit einem Entladewiderstand 34 überbrückt. Die Primärwicklung des Steuertransformators 29 liegt am Ausgang der Schweißstromquelle 1,- d. h. an der Schweißwechselspannung. Der Stromkreis der Primärwicklung enthält außer dieser selbst noch einen Trennkondensator 35 und eine Sperfdrossel 36. Der Steuertransformator 29 besitzt an seiner Primärseite mehrere An-Schlüsse für die Anpassung an verschiedene Spannungen. The secondary winding of the control transformer 29 is also on the one hand directly, on the other hand via the adjustment resistor 28 on a control capacitor 33. The isolating capacitor 30 is provided with a discharge resistor 34 bridged. The primary winding of the control transformer 29 is at the output of the Welding power source 1, - d. H. at the welding alternating voltage. The circuit contains the primary winding besides this itself a separating capacitor 35 and a blocking choke 36. The control transformer 29 has several connections on its primary side for adaptation to different voltages.

Hinter den Anschlüssen der Steuereinheit 5 ist in den Schweißstromkreis eine Eisenkerndrossel 37 eingeschaltet. -An iron core choke 37 is connected in the welding circuit behind the connections of the control unit 5. -

Die beschriebene . Einrichtung zum Stabilisieren und Zünden eines Wechselstromschweißlichtbogens arbeitet wie folgt.The described. Device for stabilizing and igniting an alternating current welding arc works as follows.

I. StabilisierenI. Stabilize

Die Primärseite des Trenntransformators 11 ist mit einer Wechselstromquelle 6 verbunden. Von der Sekundärseite des Trenntransformators 11 aus fließt der Ladestrom über den Brückengleichrichter 12, die aus den Glättungskondensatoren 16, 17 und dem Glättungswiderstand 14 bestehende Glättungseinheit und die Ladedrossel 15 so lange zum Zündkondensator 13, bis dieser aufgeladen ist. Die stoßartige Entladung des Zündkondensators über den aus Justierwiderstand 18, der Primärwicklung des Impulstransformators 19 und dem Thyristor 20 bestehenden Entladekreis erfolgt in dem Augenblick, in dem der Thyristor 20 einen diesen für den Stromdurchgang öffnenden Steuerimpuls aus der Triggereinheit 4 erhält. Dieser Steuerimpuls tritt unmittelbar nach dem Nulldurchgang der Schweißwechselspannung auf.The primary side of the isolating transformer 11 is connected to an alternating current source 6. From the secondary side of the isolating transformer 11, the charging current flows through the bridge rectifier 12, the smoothing unit consisting of the smoothing capacitors 16, 17 and the smoothing resistor 14 and the charging choke 15 to the ignition capacitor 13 until it is charged. The sudden discharge of the ignition capacitor via the discharge circuit consisting of the adjustment resistor 18, the primary winding of the pulse transformer 19 and the thyristor 20 takes place at the moment when the thyristor 20 receives a control pulse from the trigger unit 4 that opens it for the passage of current. This control pulse occurs immediately after the welding AC voltage has passed zero.

Der Thyristor 20 bleibt so lange für den Stromdurchgang geöffnet, wie im Entladekreis des Zündkondensators 13 Strom fließt. Um nach dem Entladen des Zündkondensators 13 einen weiteren Stromfluß aus dem Brückengleichrichter 12 und den Glättungskondensatoren 16, 17 für kurze Zeit zu verhindern, ist die Ladedrossel 15 vorgesehen, welche den Stromanstieg verzögert. Hierdurch entsteht nach Entladen des Zündkondensators 13 ein kurzer stromloser Augenblick im Entladekreis, der ausreicht, um den Thyristor 20 wieder für den Stromdurchgang zu sperren. Hieran anschließend wird der Zündkondensator 13 wieder bis zum nächsten Entladestoß aufgeladen. The thyristor 20 remains open for the passage of current as long as in the discharge circuit of the ignition capacitor 13 Electricity flows. To after the discharge of the ignition capacitor 13 a further current flow from the bridge rectifier 12 and the smoothing capacitors 16, 17 for a short time, the charging throttle 15 is provided, which delays the increase in current. This creates after unloading of the ignition capacitor 13 a short currentless moment in the discharge circuit, which is sufficient to to block the thyristor 20 again for the passage of current. This is followed by the ignition capacitor 13 recharged until the next burst of discharge.

'. Die Dauer der im Entladekreis des Zündkondensators auftretenden Stromimpulse hängt von der Dimensionierung des Zündkondensators 13 und des Impulsübertragers 19 ab.'. The duration of the discharge circuit of the ignition capacitor occurring current pulses depends on the dimensioning of the ignition capacitor 13 and the Pulse transmitter 19 from.

Eine Feineinstellung ist mit Hilfe des Justierwiderstandes 12 möglich. Die besten Schweißergebnisse werden mit einer Impulsbreite von 1 bis 10 Mikrosekunden erzielt.Fine adjustment is possible with the aid of the adjustment resistor 12. The best welding results are achieved with a pulse width of 1 to 10 microseconds.

Der Stromimpuls im Entladekreis des Zündkondensators 13 wird durch den Impulsübertrager 19 transformiert und der Elektrode 3 und dem Werkstück 2 zugeleitet. In der Leitung von der Sekundärseite des Impulsübertragers 19 zur Elektrode 3 liegt ein Trennkondensator 22, der den Impulsstromkreis vom Schweißstromkreis trennt. Die Eisenkerndrossel 37 im Schweißstromkreis verhindert zu große Verluste des Zündimpulsstromes in der Schweißstromquelle 1.The current pulse in the discharge circuit of the ignition capacitor 13 is transmitted by the pulse transformer 19 transformed and fed to the electrode 3 and the workpiece 2. In the line from the secondary side the pulse transmitter 19 to the electrode 3 is a separating capacitor 22, which the pulse circuit disconnects from the welding circuit. The iron core choke 37 in the welding circuit prevents excessive losses of the ignition pulse current in the welding power source 1.

Die zwischen Elektrode 3 und Werkstück 2 übergehenden Zündimpulse sollen Stromstärken in der Größenordnung von 10 Ampere besitzen. Mit Hilfe des vorgesehenen Impulsübertragers 19 kann die Spitzenspannung der Zündimpulse je nach Bedarf auf Werte zwischen 300 und 5000 Volt eingestellt werden, wobei die niederen Werte beispielsweise zur Herabsetzung der Hochfrequenzstörungen beim Schweißen in Wohngebieten, die höheren Werte beispielsweise beim Automatenbetrieb von Plasmaschweiß- und -schneidanlagen oder beim Unterpulverschweißen gewählt werden. Entsprechend diesen geforderten Werten für die zwischen Elektrode 3 und Werkstück 2 übergehenden Zündimpulse besitzen die durch den Thyristor 20 gehenden gleichgerichteten Impulse Spannungswerte von 40 bis 1000 Volt und Stromstärken von 40 bis 400 Ampere.The ignition pulses passing between electrode 3 and workpiece 2 should have current strengths in the Be on the order of 10 amps. With the help of the pulse transmitter 19 provided, the The peak voltage of the ignition pulses is set to values between 300 and 5000 volts as required The lower values are used, for example, to reduce high-frequency interference in Welding in residential areas, the higher values, for example, when operating plasma welding machines and cutting systems or for submerged arc welding. According to these The required values for the ignition pulses passing between electrode 3 and workpiece 2 have the Rectified pulses passing through thyristor 20 have voltage values of 40 to 1000 volts and Amperages from 40 to 400 amps.

Die Spannung an der Elektrode 3 und dem Werkstück 2 hat während des Schweißens den in der F i g. 2 a dargestellten rechteckförmigen Verlauf. Unmittelbar nach dem Nulldurchgang der Schweißspannung zum Zeitpunkt T, d. h. unmittelbar nach Verlöschen des Lichtbogens, erreicht diese schon einen sehr hohen Wert. Der sehr steile Spannungsanstieg bewirkt — wie weiter unten gezeigt wird — mit Hilfe der Triggereinheit 5 die Auslösung eines Impulses zwischen der Elektrode 3 und dem Werkstück 2 unmittelbar nach dem Nulldurchgang der Schweißwechselspannung, ungefähr zum Zeitpunkt T₂, wie in F i g. 2 durch I schematisch angedeutet ist. Hierdurch wird ein sicheres Wiederzünden des Wechselstromschweißlichtbogens gewährleistet. In Fig.2a ist außerdem zu erkennen, daß der Lichtbogen bei Nulldurchgang zur negativen Halbwelle hin nicht verlöscht. Dieser Zustand tritt erst nach einiger Zeit nach Schweißbeginn ein, wenn die Elektrode schon sehr heiß ist.The voltage at the electrode 3 and the workpiece 2 during welding is as shown in FIG. 2 a shown rectangular course. Immediately after the welding voltage crosses zero at time T, ie immediately after the arc has been extinguished, it already reaches a very high value. As will be shown below, the very steep increase in voltage causes a pulse to be triggered between the electrode 3 and the workpiece 2 with the aid of the trigger unit 5 immediately after the alternating welding voltage has passed zero, approximately at time T ₂ , as shown in FIG. 2 is indicated schematically by I. This ensures that the alternating current welding arc is reliably re-ignited. In FIG. 2a it can also be seen that the arc does not extinguish when it crosses zero towards the negative half-wave. This condition only occurs some time after the start of welding, when the electrode is already very hot.

Die F i g. 2 b zeigt den Verlauf einer Schweißwechselspannung mit überlagerter Gleichspannungskomponente. Diese Überlagerung wirkt sich bekanntlich so aus, daß die positive Halbwelle gegenüber der negativen zeitlich verkürzt erscheint. Der besondere Vorteil der Erfindung in einem solchen Falle ist darin zu sehen, daß auch hier die Impulse I zum richtigen Zeitpunkt T₂ auftreten, obwohl zwischen zwei Impulsen abwechselnd verschieden lange Zeiträume liegen.The F i g. 2 b shows the course of an alternating welding voltage with a superimposed direct voltage component. As is known, this superposition has the effect that the positive half-wave appears to be shorter in time than the negative. The particular advantage of the invention in such a case is to be seen in the fact that here too the pulses I occur at the correct point in time T ₂ , although alternating periods of time of different length lie between two pulses.

Die Schweißwechselspannung liegt zur Synchronisation von Schweißwechselspannung und Triggereinheit 5 an der Primärwicklung des Steuertransformators 29. In dessen Primärstromkreis ist ein Trennkondensator 35 eingeschaltet, der verhindert, daß eine eventuell auftretende Gleichstromkomponente des Schweißwechselstromes durch diesen Stromkreis fließt, und der außerdem die Steuereinheit 5 gegen einen möglichen Fehlanschluß an eine Gleichstromquelle schützt. Die Sperrdrossel 36 sperrt den Primärstromkreis des Steuertransformators 29 gegen unerwünschte Spannungs- und Schaltspitzen. Nach dem Nulldurchgang der Schweißwechselspannung steigt diese sehr rasch an. Hierdurch wird der Steuerkondensator 33 sehr schnell aufgeladen. Diese Auf la-The AC welding voltage is used to synchronize the AC welding voltage and the trigger unit 5 on the primary winding of the control transformer 29. In its primary circuit there is an isolating capacitor 35 switched on, which prevents a possibly occurring direct current component of the welding alternating current flows through this circuit, and also the control unit 5 against protects against possible incorrect connection to a direct current source. The blocking throttle 36 blocks the primary circuit of the control transformer 29 against undesired voltage and switching peaks. To When the welding AC voltage crosses zero, it rises very quickly. This becomes the control capacitor 33 charged very quickly. This on la-

11 1211 12

dezeit kann mit Hilfe des im Ladekreis des Steuerla- großen Vielfachen der Zeitdauer T₂-T₁ (F i g. 2 aDezeit can with the help of the large multiple of the duration T ₂ -T ₁ (Fig. 2 a

dekondensators 33 liegenden Justierwiderstandes 28 bzw. 2 b) bei X₄ ihren maximalen Wert. Auf Grunddecondensator 33 lying adjusting resistor 28 or 2 b) at X ₄ its maximum value. Because of

eingestellt werden. Gleichzeitig erfolgt auch an der dieses Sachverhaltes zündet die Glimmöhre 31 erstcan be set. At the same time, this situation also occurs when the glow tube 31 first ignites

Glimmröhre 31 ein schneller Spannungsanstieg, der sehr viel später als im Falle des brennenden Lichtbo-Glow tube 31 a rapid increase in voltage, which occurs much later than in the case of the burning light bulb

diese bei Erreichen einer Grenzspannung zündet. 5 gens. Der Steuerimpuls für den Thyristor 20 und da-this ignites when a limit voltage is reached. 5 gens. The control pulse for the thyristor 20 and there-

Während die Glimmröhre 31 brennt, entlädt sich der mit auch der Zündimpuls zwischen der Elektrode 3While the glow tube 31 is burning, the ignition pulse between the electrode 3 is also discharged

Steuerladekondensator 33 stoßartig über die Primär- und dem Werkstück 2, der in F i g. 3 schematischControl charging capacitor 33 jerks over the primary and the workpiece 2, which is shown in FIG. 3 schematically

wicklung des Steuerimpulstransformators 25, den mitl angedeutet ist, erfolgt demnach ebenfalls erstThe development of the control pulse transformer 25, which is indicated with 1, is also only carried out accordingly

Strombegrenzungswiderstand 32 und die Glimmröhre eine geraume Zeit nach dem Nulldurchgang derCurrent limiting resistor 32 and the glow tube a long time after the zero crossing of the

31. Dieser impulsartige Strom dauert so lange, bis io Wechselspannung, etwa zum Zeitpunkt T₅, der schon31. This pulse-like current lasts until io alternating voltage, approximately at time T ₅ , which is already

der Trennkondensator 30 aufgeladen ist. Der Strom- in der Nähe der Maximalspannung zum Zeitpunkt T₄ the separating capacitor 30 is charged. The current near the maximum voltage at time T ₄

fluß hört hierdurch auf, und die Glimmröhre 31 wird liegt. Zum Zeitpunkt T₅ ist die Leerlaufspannung je-Flow stops thereby, and the glow tube 31 is lying. At time T ₅ , the no-load voltage is

gelöscht. Anschließend wird der Trennkondensator doch so weit angestiegen, daß ein Lichtbogen gezün-turned off. Then the separating capacitor is increased so much that an arc is struck.

30 über den Entladewiderstand 34 entladen, worauf det werden kann.30 discharged through the discharge resistor 34, whereupon it can be det.

sich der Vorgang beim nächsten Nulldurchgang der 15 Außer zum Stabilisieren und Zünden von Wech-the process changes at the next zero crossing of the 15 except for stabilizing and igniting alternating

Schweißwechselspannung wiederholt. selstromschweißlichtbögen kann die erfindungsge-AC welding voltage repeated. self-current welding arcs can be the

Der demnach unmittelbar nach dem Nulldurch- mäße Einrichtung auch zum Zünden von Gleichgang der Schweißwechselspannung in der Primär- Stromlichtbögen verwendet werden. Die F i g. 4 zeigt wicklung des Steuerimpulstransformators 25 auftre- ein entsprechendes Ausführungsbeispiel. Eine tende Steuerimpuls wird über dessen Sekundärwick- 20 Schweißstromquelle 38 für das Gleichstromschweilung, den Doppelweggleichrichter 24 und den Ein- ßen ist an eine Drehstromquelle 39 angeschlossen, stellwiderstand 26 dem Thyristor 20 zugeleitet. Die- Die Schweißstromquelle 38 enthält in bekannter ser leistungsschwache Steuerimpuls öffnet den Thyri- Weise einen Transformator 40, eine Drosselgruppe stör 20 in der bereits beschriebenen Weise für den 41 und einen Gleichrichtersatz 42. Sie ist in der übli-Durchgang des leistungsstarken Zündimpulses, der 25 chen Weise mit der Elektrode 43 und dem Werkauf den Schweißstromkreis übertragen wird. stück 44 verbunden.Accordingly, immediately after the zero-diameter device, also for igniting steady-state the alternating welding voltage in the primary electric arcs are used. The F i g. 4 shows winding of the control pulse transformer 25 auftre- a corresponding embodiment. One control pulse is generated via its secondary 20 welding power source 38 for direct current welding, the full-wave rectifier 24 and the inputs are connected to a three-phase current source 39, variable resistor 26 fed to the thyristor 20. The welding power source 38 includes in known This low-power control pulse opens the thyri-way a transformer 40, a throttle group disturb 20 in the manner already described for the 41 and a rectifier set 42. It is in the usual passage the powerful ignition pulse, the 25 chen way with the electrode 43 and the movement the welding circuit is transmitted. piece 44 connected.

Eine ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegende Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht aus der Ausführungsform unterscheidet sich von der be- Leistungseinheit 45 und der Triggereinheit 46. Diese schriebenen Ausführungsform dadurch, daß mehrere sind in der F i g. 4 nur angedeutet und entsprechen in steuerbare Halbleiter an Stelle des Thyristors 20 vor- 3° ihrem Aufbau der Leistungseinheit 4 und der Triggesehen sind. Werden beispielsweise zwei Thyristo- gereinheit5 der Fig. 1. Die Leistungseinheit 45 liegt ren verwendet, deren Stromdurchgangsrichtung ein- bei diesem Ausführungsbeispiel hinter einem Netzander entgegengesetzt ist, kann der Doppelweggleich- schalter 47 an einer bestimmten, am Transformator richter 24 durch zwei Einweggleichrichter ersetzt 40 abgegriffenen Wechselspannung. Die Triggereinwerden, die jeweils mit einer eigenen Sekundärwick- 35 heit 46 liegt zwischen der Drosselgruppe 41 und dem lung des Steuertransformators 25 verbunden sind. Gleichrichtersatz 42 ebenfalls an einer bestimmten Die zwischen Elektrode 3 und dem Werkstück 2 Wechselspannung.Another within the scope of the invention, the device according to the invention consists of the Embodiment differs from the loading power unit 45 and the trigger unit 46. This described embodiment in that several are shown in FIG. 4 only hinted at and correspond to in controllable semiconductors in place of the thyristor 20 before 3 ° their structure of the power unit 4 and the Trig seen are. If, for example, two thyristor units 5 of FIG. 1. The power unit 45 is located ren, whose current flow direction is opposite to each other in this embodiment behind a network, the full-wave DC switch 47 can be on a specific one, on the transformer Richter 24 replaced by two half-wave rectifiers 40 tapped AC voltage. The triggering, each with its own secondary winding 46 lies between the throttle group 41 and the development of the control transformer 25 are connected. Rectifier set 42 also at a specific one The alternating voltage between electrode 3 and workpiece 2.

übergehenden Zündimpulse haben dann wechselnde Die Anschlüsse von Leistungseinheit 45 und Trig-Ignition pulses passing over then have alternating The connections of power unit 45 and trigger

Polarität. Eine solche Ausführungsform wäre sogar gereinheit 46 sind lediglich der Einfachheit halber inPolarity. Such an embodiment would even be g unit 46 only for the sake of simplicity in FIG

unbedingt notwendig, wenn — wie bisher angenom- 40 der geschilderten Weise vorgesehen. Beide Einheitenabsolutely necessary if - as previously assumed - 40 provided in the manner described. Both units

men wurde — die den Lichtbogen stabilisierenden können auch an beliebige andere Wechselstromquel-- those stabilizing the arc can also be connected to any other AC source

Zündimpulse die gleiche Polarität wie die wiederzu- len angeschlossen werden. Eine Verbindung, insbe-Ignition pulses have the same polarity as the one to be connected again. A connection, especially

zündende Halbwelle haben müßten. Es hat sich je- sondere der Triggereinheit 46 mit dem Schweiß-igniting half-wave should have. The trigger unit 46 with the welding

doch überraschenderweise gezeigt, daß dies nicht der Stromkreis, ist im Falle des Gleichstromschweißensbut surprisingly shown that this is not the circuit, in the case of direct current welding

Fall ist, sondern die gleiche stabilisierende Wirkung 45 nicht unbedingt erforderlich. Die in F i g. 4 darge-Is the case, but rather the same stabilizing effect 45 is not absolutely necessary. The in F i g. 4 shown

auch dann erzielt wird, wenn die Zündimpulse gleich- stellte Schaltung hat jedoch bei Schweißstromquellenis also achieved when the ignition pulse has the same circuit, however, in the case of welding power sources

gerichtet sind. Hierzu ist es allerdings erforderlich, mit fallender Charakteristik den besonderen Vorteil,are directed. For this, however, it is necessary, with decreasing characteristics, to have the special advantage

daß im Entladekreis des Zündkondensators 13 Rück- daß die Triggereinheit 46 bei geeigneter Einstellungthat in the discharge circuit of the ignition capacitor 13 back that the trigger unit 46 with a suitable setting

.schwingungen nach Durchgang eines Zündimpulses ihrer Bauelemente nur beim Zünden arbeitet, wäh-.vibrations after the passage of an ignition pulse of their components only works during ignition, while-

unterbunden werden. Bei der Erfindung geschieht 50 rend beim Schweißen wegen der dann zu niedrigenbe prevented. In the invention, 50 rend happens when welding because of the then too low

dies dadurch, daß die Primärwicklung des Impuls- Spannung am spannungsabhängigen Schaltelementthis is because the primary winding of the pulse voltage on the voltage-dependent switching element

Übertragers 19 über die Diode 21 kurzgeschlossen (31, F i g. 1) keine Steuerimpulse und damit auchTransformer 19 short-circuited via diode 21 (31, FIG. 1) no control pulses and thus also

wird. Auf diese Weise entstehen trotz der unvermeid- keine Zündimpulse zwischen Elektrode 43 undwill. In this way, despite the inevitable no ignition pulses arise between electrode 43 and

baren Induktionen im Schweißstromkreis nur gleich- Werkstück 44 ausgelöst werden,able inductions in the welding circuit are only triggered in the same way - workpiece 44,

gerichtete Impulse, und zwar jeweils zwei pro Pe- 55 Die erfindungsgemäßen Einrichtungen zum Stabi-Directed pulses, two per person 55 The devices according to the invention for stabilizing

riode der Schweißwechselspannung. lisieren und Zünden von Schweißlichtbögen sindperiod of alternating welding voltage. lise and ignite welding arcs

_TT „.. j nicht auf das Lichtbogenschweißen im engeren Sinne _TT ".. j not on arc welding in the strict sense

11. ZAinaen begrenzt, d. h. auf das Lichtbogenschweißen mit oder11. ZAinaen limited, d. H. to arc welding with or

Die beschriebene Einrichtung paßt sich ohne An- ohne Schutzgas und mit abschmelzender oder nicht-The device described adapts itself without any shielding gas and with melting or non-

derung irgendeiner Einstellung von sich aus den ge- 60 abschmelzender Elektrode. Sie sind gleichermaßenchange in any setting of the self-melting electrode. They are alike

genüber dem Schweißen unterschiedlichen Bedingun- und mit den gleichen Vorteilen anwendbar beim Un-different conditions compared to welding and can be used with the same advantages in un-

gen beim Zünden des Lichtbogens an. Vor dem Zün- terpulverschweißen, Lichtbogenauftragsschweißenstart when the arc is ignited. Before ignition powder welding, arc deposition welding

den des Lichtbogens hat die sowohl an der Elek- und Lichtbogenschneiden sowie beim Plasmaschweitrode3 und dem Werkstück 2 als auch an der Pri- ßen, Plasmaauftragsschweißen, Plasmaschneiden, märwicklung des Steuertransformators 29 liegende 65 Plasmahobeln und Plasmaspritzen. Bei den Plas-Leerlaufspannung den in F i g. 3 dargestellten Ver- maverfahren können die Einrichtungen sowohl auf lauf. Die Spannung steigt nach dem Nulldurchgang den durchgeführten als auch auf den nicht durchgesinusförmis! lanssam an und erreicht erst nach einem führten Lichtbogen vorteilhaft angewandt werden.that of the arc has that of both the electric and arc cutting edges as well as the plasma welding rod3 and the workpiece 2 as well as on the pressing, plasma deposition welding, plasma cutting, märwickung of the control transformer 29 lying 65 plasma planes and plasma sprayers. At the plas open circuit voltage the in F i g. 3 illustrated procedure, the facilities can both on run. The voltage increases after the zero crossing of the carried out as well as the non-sinusoidal! Slowly and only after a led arc can be used advantageously.

Für alle diese Anwendungsgebiete können ohne wesentliche Änderungen in der Dimensionierung und Einstellung der Bauelemente stets Einrichtungen benutzt werden, die im wesentlichen den in den Ausfuhrungsbeispielen beschriebenen Einrichtungen ent-For all these areas of application can be made without significant changes in the dimensions and Adjustment of the components always facilities are used, which are essentially those in the exemplary embodiments facilities described

sprechen. Es handelt sich demnach bei der erfindungsgemäßen Einrichtung um ein universell anwendbares Gerät, das auf einem großen Gebiet des elektrischen Schweißens und Schneidens mit Vorteil eingesetzt werden kann.speak. The device according to the invention is therefore universally applicable Device which is useful in a wide range of electric welding and cutting can be used.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for stabilizing an alternating current welding arc and for igniting an AC or DC welding arc, with ignition pulses between the electrode and pass over the workpiece, which is generated by an impulse discharge of an ignition capacitor are, characterized in that the ignition capacitor (13) on the one hand parallel to a charging current source (11, 12) and on the other hand in a discharge circuit, which is at least a controllable semiconductor (20) and the primary winding of an electrode (3) on the secondary side and workpiece (2) coupled pulse transmitter (19), and that the controllable semiconductor valve (20) with a trigger unit - preferably synchronized with the welding circuit (5) is connected.

2. Device according to claim 1, characterized in that the discharge circuit has the ignition capacitor (13), the controllable semiconductor (20), the pulse transmitter (19) and optionally has a resistor (18) and that these components are dimensioned such that the ignition pulse time 0.8 to 20 μβ, preferably 1 to 10 μβ.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the primary winding of the pulse transmitter (19) is short-circuited via a half-wave rectifier, for example a diode (21).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pulse transmitter (19) is designed as a translation transformer.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the discharge circuit of the ignition capacitor (13) for generating ignition pulses of alternating polarity two controllable semiconductors are provided.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the trigger unit (5) has a control pulse transformer (25), which is used to generate two ignition pulses per Welding alternating current period is followed by a full wave rectifier (24).

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that by the Trigger unit (5) the ignition pulses for arc ignition shortly before the idle voltage maximum, on the other hand for arc stabilization after every zero crossing of the welding alternating current are triggered.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the trigger unit (5) a voltage-dependent switching element (31) with an assigned control capacitor (33) and adjustable resistor (28).

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the trigger unit (5) has a separating capacitor (30) in the discharge circuit of the control capacitor (33), which is bridged by a discharge resistor (34).

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the voltage-dependent Switching element (31) with a secondary winding on the primary side of an alternating current source, preferably on the Welding AC voltage, connected control transformer (29) is connected.

11. Device according to claim 10, characterized in that the control transformer (29) has a separating capacitor (35) on the primary side.

12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that in the loading circuit of the ignition capacitor a choke (15) is provided.

13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the charging current source (11, 12) the secondary winding of an alternating current source (6) on the primary side Charging transformer (11), a bridge rectifier (12) and a smoothing unit (14,16,17).

14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the charging current source (11, 12) connected to the welding power source (1) behind its power switch (7) is.

15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the loading circuit is connected directly to a DC power source.

16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the Welding circuit has an iron core choke (37).

17. Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the or the controllable semiconductor thyristors (20) are.

18. Device according to one of the preceding claims for igniting a direct current welding arc when using a welding current source with falling characteristics, characterized in that the primary winding of the control transformer (29) and thus the control unit (46) to the welding power source (38) is connected upstream of the rectifier set (42).