AT505377B1 - APPARATUS FOR ADDING WITH A SHORT-CUT MSG PROCESS - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum kurzschlussbehafteten Fügen mit einem MSG-Prozess mit abschmelzender Elektrode vorgeschlagen. Erfindungsgemäß sind Steuermittel vorgesehen, die in Abhängigkeit einer Messung einer bei einem kurzschlussbehafteten MSG-Prozess zyklisch variierenden physikalischen Größe (U, I), die Rückschlüsse auf einen Kurzschlussbeginn (K1, K2, K3) und/oder ein Kurzschlussende (A1, A2, A3) zulässt, einen Polaritätswechsel an der Elektrode einleiten. Im Vergleich zu reinen Gleichstrom-Prozessen ergibt sich damit eine anpassbare Wärmeeinbringung in das Werkstück sowohl bei konstanter als auch bei erhöhter Abschmelzleistung..A device for short-circuited joining with a melt-down electrode MSG process is proposed. According to the invention, control means are provided which, depending on a measurement of a cyclically varying physical variable (U, I) during a short-circuited MSG process, draw conclusions about a short circuit start (K1, K2, K3) and / or a short circuit end (A1, A2, A3 ), initiate a polarity change at the electrode. Compared to pure direct current processes, this results in an adaptable heat input into the workpiece, both at constant and increased deposition rates.

Description

österreichisches Patentamt AT505 377B1 2012-06-15Austrian Patent Office AT505 377B1 2012-06-15

Beschreibungdescription

VORRICHTUNG ZUM FÜGEN MIT EINEM KURZSCHLUSSBEHAFTETEN MSG-PROZESS STAND DER TECHNIKAPPARATUS FOR ADDING WITH A SHORT-COOLED MSG PROCESS OF THE PRIOR ART

[0001] Metallschutzgasschweißen und -löten (MSG-Schweißen und -Löten oder zusammengefasst MSG-Fügen) werden als Technik schon seit langer Zeit zum Verschweißen und Verlöten von zwei oder mehreren Fügepartnern sowie zum Aufträgen von Schweißzusätzen und Loten verwendet. Dazu wird in einer Schutzgasatmosphäre ein Zusatzwerkstoff in Form eines Fülldrahtes, Massivdrahtes oder in Bandform in einem von einer elektrischen Energiequelle erzeugten Lichtbogen abgeschmolzen. Der Lichtbogen brennt hierbei zwischen dem Grundwerkstoff und dem abschmelzenden nachgeführten Draht, der die Elektrode darstellt.Metal arc welding and soldering (MSG welding and soldering or summarized MSG joining) are used as a technique for a long time for welding and soldering of two or more joining partners and for the orders of welding consumables and solders. For this purpose, a filler material in the form of a cored wire, solid wire or in strip form is melted in an arc generated by an electrical energy source in a protective gas atmosphere. In this case, the arc burns between the base material and the melting-off tracking wire, which represents the electrode.

[0002] Je nach verwendetem Zusatzwerkstoff und Schutzgas spricht man von Metallinertgasschweißen und -löten (MIG-Schweißen, MIG-Löten) oder von Metallaktivschweißen und -löten (MAG-Schweißen, MAG-löten). Zusammenfassend werden diese Verfahren als MSG-Prozesse bezeichnet.Depending on the filler used and protective gas is called Metallinertgas welding and soldering (MIG welding, MIG brazing) or of metal active welding and soldering (MAG welding, MAG brazing). In summary, these methods are referred to as MSG processes.

[0003] Abhängig von Verfahrensparameter ergeben sich verschiedene Unterscheidungsmerkmale und Verfahren.Depending on process parameters, different distinguishing features and methods result.

[0004] Es werden Kurzlichtbogen, Übergangslichtbogen, Sprühlichtbogen, Langlichtbogen, Rotationslichtbogen und Impulslichtbogen unterschieden.There are short arc, transitional arc, spray arc, long arc, rotation arc and pulsed arc distinguished.

[0005] Es können kurzschlussbehaftete Lichtbogenprozesse erzeugt werden, die zwei unterschiedliche Phasen, die sog. Lichtbogenbrennphase und die Kurzschlussphase aufweisen. In der Lichtbogenbrennphase wird die Elektrode, ein Zusatzwerkstoff aufgeschmolzen und berührt aufgrund eines wachsenden Tropfenvolumens am aufschmelzenden Zusatzwerkstoff und der weiteren Drahtzufuhr das Werkstück. Es kommt zum Kurzschluss. In dieser Kurzschlussphase wird der Tropfen durch einen ansteigenden Kurzschlussstrom noch weiter eingeschnürt und auch aufgrund der Oberflächenspannung in das Schmelzbad abgezogen. Durch eine durch die Trennung des Tropfens von dem noch festen Draht entstehende Lücke zündet der Lichtbogen erneut.Short-circuited arc processes can be generated which have two different phases, the so-called arc burning phase and the short-circuit phase. In the arc burning phase, the electrode, a filler material is melted and touched due to a growing drop volume at the melting filler material and the other wire feed the workpiece. It comes to a short circuit. In this short-circuit phase, the drop is further constricted by an increasing short-circuit current and also drawn off into the molten bath due to the surface tension. By a resulting from the separation of the drop from the still solid wire gap, the arc ignites again.

[0006] Charakteristisch für diesen Prozess ist ein Wechsel zwischen einer Lichtbogenbrennphase und einer Kurzschlussphase von jeweils sich durch den Prozess ergebenden Zeitdauern der Phasen. Der oben beschriebene Tropfenübergang beim Kurzlichtbogenprozess findet ausschließlich in der Kurzschlussphase statt. Bei anderen Lichtbogenarten treten mehr oder weniger große Anteile des Werkstoffübergangs auch in der Lichtbogenbrennphase auf.Characteristic of this process is a change between an arc-burning phase and a short-circuit phase of each resulting from the process time periods of the phases. The drop transition described above in the short arc process takes place exclusively in the short-circuit phase. In other types of arc occur more or less large shares of the material transition in the arc burning phase.

[0007] Bislang werden kurzschlussbehaftete MSG-Prozesse überwiegend mit Gleichstrom betrieben. Dabei ist die Elektrode positiv und das Werkstück negativ gepolt. Es gibt jedoch auch Ausführungsformen, um einen Kurzlichtbogenprozess mit wechselnder Polarität zu realisieren. Die Polaritätswechsel werden durch eine Frequenz von außen vorgegeben.So far, short-circuiting MSG processes are predominantly operated with direct current. The electrode is positive and the workpiece is negatively polarized. However, there are also embodiments to realize a short arc process with alternating polarity. The polarity changes are specified by a frequency from the outside.

[0008] Kurzschlussbehaftete MSG-Prozesse, die mit rein negativ gepolter Elektrode durchgeführt werden, sind nur für Fülldrähte bekannt. Bei Massivdrähten entsteht ein instabiler Prozess, der für sämtliche Fügeaufgaben nicht geeignet ist.Short-circuit subject MSG processes that are performed with purely negatively polarized electrode are known only for cored wires. Solid wires create an unstable process that is not suitable for all joining tasks.

[0009] Der Prozess mit positiv gepolter Elektrode bringt beobachtungsgemäß mehr Wärme in das Werkstück (Schmelzbad) als der Prozess mit negativ gepolter Elektrode und kann geringere Mengen an Zusatzwerkstoff abschmelzen. Dafür lässt sich eine konstante Tropfenablösung bei einer positiv gepolten Elektrode erreichen.The process with positive polarized electrode is observed to bring more heat into the workpiece (melt pool) than the negative electrode electrode process and can melt smaller amounts of filler material. For a constant droplet detachment can be achieved at a positively polarized electrode.

AUFGABE UND VORTEILE DER ERFINDUNGOBJECT AND ADVANTAGES OF THE INVENTION

[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kurzschlussbehafteten MSG-Prozess mit abschmelzender Elektrode zu verbessern.The invention has for its object to improve a short circuit subject MSG process with consumable electrode.

[0011] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. 1 /8 österreichisches Patentamt AT505 377B1 2012-06-15 [0012] In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterentwicklungen der Erfindung angegeben.This object is solved by the features of claim 1. The dependent claims indicate advantageous and expedient developments of the invention.

[0013] Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zum Fügen mit einem kurzschlussbehafteten MSG-Prozess mit abschmelzender Elektrode aus. Der Kern der Erfindung liegt darin, dass Steuermittel vorgesehen sind, die in Abhängigkeit einer Detektion einer bei einem kurzschlussbehafteten MSG-Prozess zyklisch variierenden physikalischen Größe, die Rückschlüsse auf ein Kurzschlussende zulässt, einen Polaritätswechsel an der Elektrode in Abhängigkeit der Feststellung eines Kurzschlussendes einleiten. Dadurch werden die Vorteile einer plusgepolten Elektrode bezüglich einer regelmäßigen Tropfenablösung und die Vorteile einer negativ gepolten Elektrode bezüglich einer höheren Abschmelzleistung bei einem kälteren Werkstück verbunden, ohne eine zusätzliche Regelung außer der selbsttätigen inneren Regelung des Lichtbogenprozesses selbst zu verwenden.The invention is based on a device for joining with a short-circuiting MSG process with consumable electrode. The essence of the invention resides in the provision of control means which initiate a polarity change at the electrode as a function of the detection of a short-circuit end as a function of a detection of a cyclically varying physical variable in the case of a short-circuited MSG process, which allows conclusions to be drawn on a short-circuit end. This combines the advantages of a plus-pole electrode in terms of regular droplet detachment and the advantages of a negatively poled electrode on a higher deposition rate on a colder workpiece without the need for additional control beyond the automatic internal control of the arc process itself.

[0014] Ein Polaritätswechsel wird nur bestimmt von einer zyklisch variierenden physikalischen Größe, die lediglich erfasst werden muss.A polarity change is only determined by a cyclically varying physical quantity, which only has to be detected.

[0015] Es ist vorteilhaft, wenn die Steuermittel nach Ende eines Kurzschlusses eine negative Polarität an die Elektrode legen, die unmittelbar zum Detektionszeitpunkt oder nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit eingeleitet werden kann.It is advantageous if the control means after the end of a short circuit put a negative polarity to the electrode, which can be initiated immediately at the detection time or after a predetermined delay time.

[0016] Somit ist eine gesonderte Regelung der Lichtbogenlänge wie bei einem Prozess mit aufgeprägter Frequenz nicht notwendig.Thus, a separate control of the arc length as in a process with an impressed frequency is not necessary.

[0017] Der Lichtbogenprozess kann bis auf die sich ändernde Polarität sozusagen seinen „natürlichen Gegebenheiten" im Wesentlichen frei folgen.The arc process can, so to speak, its "natural conditions" to the changing polarity. follow essentially free.

[0018] Vorzugsweise wird ein Polaritätswechsel an der Elektrode innerhalb eines Zyklusses durchgeführt. Ein Zyklus ergibt sich aus einer Gesamtzeit von Kurzschlussphase und darauffolgender Lichtbogenbrennphase. Die Zyklusdauer ist dabei eine Funktion der nachstehenden Faktoren: [0019] A. Charakteristik der Spannungskennlinie der Energiequelle zum Fügen mit dem MSG-Prozess [0020] B. Verhalten der Übergangswiderstände zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück sowie dem Kontaktrohr und der Elektrode [0021] C. Veränderungen in der Legierung der Drahtelektrode und/oder des Werkstücks [0022] D. Veränderungen in der Oberflächenbeschaffenheit der Bauteile und der Drahtelektrode.Preferably, a polarity change is performed on the electrode within a cycle. One cycle results from a total time of short-circuit phase and subsequent arc-burning phase. The cycle duration is a function of the following factors: A. Characteristic of the Voltage Characteristic of the Energy Source for Joining with the MSG Process B. Behavior of the Contact Resistance Between the Wire Electrode and the Workpiece and the Contact Tube and the Electrode [0021] FIG. C. Changes in the Alloy of the Wire Electrode and / or the Workpiece D. Changes in the surface finish of the components and the wire electrode.

[0023] E. Änderungen des Abstands eines Kontaktrohres zum Werkstück [0024] F. Änderungen in der Schweiß- bzw. Lötgeschwindigkeit [0025] G. Änderungen der Schutzgaszusammensetzung [0026] H. Änderungen der Umgebungsfaktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit, Luftbewegungen etc.E. Changes in the distance of a contact tube to the workpiece F. Changes in the welding or soldering speed G. Changes in the protective gas composition H. Changes in the environmental factors such as temperature, humidity, air movements, etc.

[0027] Da alle diese Faktoren Änderungen unterworfen sind, ergeben sich immer unterschiedlich lange Lichtbogenbrenn- und Kurzschlussphasen und damit unterschiedlich lange Zyklusdauern. Je kleiner die Differenz der einzelnen Zyklusdauern zueinander ist, desto gleichmäßiger ist der Prozess. Exakt gleiche Zyklusdauern können sich demnach nicht einstellen.Since all these factors are subject to changes, there are always different lengths of arc burning and short circuit phases and thus different lengths cycle times. The smaller the difference between the individual cycle durations, the smoother the process. Exactly the same cycle times can not be set accordingly.

[0028] Um die unterschiedlichen Phasenzeiten und damit die innere Regelung des Prozesses nutzen zu können, werden die Umpolzeitpunkte und die Verweildauern in den einzelnen Polaritäten erfindungsgemäß durch charakteristische Merkmale innerhalb eines Zyklusses bestimmt. Das heißt, wenigstens ein Umpolzeitpunkt richtet sich nach einem wiederkehrenden Ereignis innerhalb einer Zyklusdauer. Der andere Umpolzeitpunkt kann nach Ablauf einer bestimmbaren Zeit erfolgen oder durch ein anderes wiederkehrendes Ereignis innerhalb derselben Zyklusdau- 2/8 österreichisches Patentamt AT505 377B1 2012-06-15 er ausgelöst werden.In order to use the different phase times and thus the internal control of the process, the Umpolzeitpunkte and the residence times in the individual polarities are inventively determined by characteristic features within a cycle. That is, at least one Umpolzeitpunkt depends on a recurring event within a cycle duration. The other Umpolzeitpunkt can take place after a determinable time or by another recurring event within the same cycle duration he triggered.

[0029] Es ist weiterhin denkbar, dass ein Polaritätswechsel nicht in jedem Zyklus vorgenommen wird.It is also conceivable that a polarity change is not made in each cycle.

[0030] Dieser Vorgehensweise liegt die Erkenntnis zugrunde, dass charakteristische wiederkehrende Merkmale bei einem kurzschlussbehafteten MSG-Prozess das Ende der Kurzschlussphase (entspricht dem Beginn der Lichtbogenbrennphase) ist. Das Ereignis führt dazu, dass sich physikalische Größen des Lichtbogenprozesses ändern.This approach is based on the recognition that characteristic recurring features in a short-circuited MSG process is the end of the short-circuit phase (corresponds to the beginning of the arc-burning phase). The event causes physical quantities of the arc process to change.

[0031] Als Signalgeber für einen Umpolvorgang kann eine derartige physikalische Größe gemessen werden. Die Folgen sind Umpolvorgänge innerhalb eines Zyklusses, die keine feste Frequenz aufweisen, sondern prozessabhängig der inneren Regelung des Lichtbogenprozesses unterworfen sind.As a signal generator for a Umpolvorgang such a physical size can be measured. The consequences are Umpolvorgänge within a cycle, which have no fixed frequency, but process dependent are subject to the internal control of the arc process.

[0032] Vorzugsweise ist die zu messende physikalische Größe die Lichtbogenspannung. Ausgewertet werden kann ein Spannungsanstieg, ein Spannungsabfall oder ein Über- oder Unterschreiten eines Spannungschwellwertes. Aus dem Spannungsverlauf lässt sich das Kurzschlussende nach dem Auflösen des Kurzschlusses bestimmen.Preferably, the physical quantity to be measured is the arc voltage. An increase in voltage, a voltage drop or a voltage threshold value can be evaluated. From the voltage curve, the short-circuit end can be determined after the short-circuit has been resolved.

[0033] Ebenfalls als physikalische Größe für den Vorgang des Umpolens kann der Stromverlauf erfasst werden. Auch hier lässt sich ein Stromverlaufsgradient oder das Über- oder Unterschreiten eines Stromschwellwertes auswerten.Also as a physical quantity for the process of polarity reversal, the current profile can be detected. Here, too, a current gradient or the overshoot or undershoot of a current threshold value can be evaluated.

[0034] Für die Einleitung eines Polaritätswechsels kann auch eine Größe herangezogen werden, die sich aus dem Strom und/oder der Spannung ableitet. Beispielsweise wird ein Leistungsschwellwert oder ein Leistungsgradient bestimmt und ausgewertet. Ebenso denkbar ist die Auswertung eines Impedanzschwellwertes oder eines Impedanzverlaufsgradienten.For the initiation of a polarity change and a size can be used, which is derived from the current and / or the voltage. For example, a power threshold or a power gradient is determined and evaluated. Also conceivable is the evaluation of an impedance threshold or an impedance gradient.

[0035] Neben diesen Größen kann für eine Einleitung eines Polaritätswechsels ein optischer und/oder akustischer Effekt des kurzschlussbehafteten MSG-Prozesses ausgewertet werden.In addition to these variables, an optical and / or acoustic effect of the short circuit-prone MSG process can be evaluated for an initiation of a polarity change.

[0036] Bei dieser Vorgehensweise macht man sich den Umstand zunutze, dass z.B. bei Auftreten des Kurzschlusses der Lichtbogen erlischt und daher eine Helligkeitsänderung an der Fügestelle eintritt. Das Erlöschen und Wiederzünden eines Lichtbogens ist darüber hinaus an einer charakteristischen Akustik erkennbar, die daher ebenfalls Rückschlüsse auf die interessanten Zyklusänderungen im kurzschlussbehafteten MSG-Prozess bietet.By doing so, one takes advantage of the circumstance that e.g. When the short-circuit occurs, the arc extinguishes and therefore a brightness change occurs at the joint. In addition, the extinction and re-ignition of an arc can be recognized by its characteristic acoustics, which therefore also provides an indication of the interesting cycle changes in the short-circuited MSG process.

[0037] Wenigstens ein Umpolzeitpunkt soll sich erfindungsgemäß nach einem wiederkehrenden Ereignis richten. Ein darauffolgender Polaritätswechsel kann vorzugsweise auch nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne nach einem durch eine physikalische Größe eingeleiteten Polaritätswechsel von Steuermitteln durchgeführt werden.At least one Umpolzeitpunkt should be directed according to the invention for a recurring event. A subsequent polarity change can preferably also be carried out after a predetermined period of time after a polarity change of control means initiated by a physical variable.

[0038] Analog dazu kann die Vorrichtung auch bei Energiequellen zum Fügen mit einem kurzschlussbehafteten MSG-Prozess eingesetzt werden, die mit einer äußeren Regelung arbeiten. Da bei diesen ebenfalls unterschiedlich lange Lichtbogenbrenn- und Kurzschlussphasen auftre-ten, wird die Detektion eines charakteristischen Merkmals als Signalgeber für einen Umpolvorgang notwendig.Similarly, the device can also be used in energy sources for joining with a short-circuiting MSG process, which operate with an external control. Since in these also differently long arc burning and short circuit phases occur, the detection of a characteristic feature as a signal generator for a Umpolvorgang is necessary.

[0039] Die Vorrichtung kann bereits eine Energiequelle zum Fügen mit dem MSG-Prozess mit umfassen.The device may already include an energy source for joining with the MSG process.

[0040] Es ist allerdings auch denkbar, dass die Vorrichtung keine Energiequelle mit umfasst, jedoch in Verbindung mit einer separaten Energiequelle verwendet wird. Damit ist es möglich, die Vorrichtung einer bestehenden Energiequelle nachzuschalten und somit als Nachrüstschaltung eine konventionelle Energiequelle zu verbessern.However, it is also conceivable that the device does not include an energy source, but is used in conjunction with a separate energy source. This makes it possible to connect the device of an existing energy source and thus to improve a conventional energy source as a retrofit circuit.

ZEICHNUNGENDRAWINGS

[0041] Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Zeichnungen nachstehend unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten näher erläutert. 3/8 österreichisches Patentamt AT505 377B1 2012-06-15 [0042] Es zeigen [0043] Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Strom- und Spannungsverlauf zwischen einer Elektro de und einem Werkstück bei Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Fügen mit einem kurzschlussbehafteten MSG-Prozess und [0044] Fig. 2 in einem schematischen Schaltbild eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fügen mit einem kurzschlussbehafteten MSG-Prozess.Several embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings, indicating further advantages and details. [0043] FIG. 1 shows a current and voltage curve according to the invention between an electrode and a workpiece when a device according to the invention is used for joining with a short-circuiting MSG process and FIG 2 shows a schematic circuit diagram of a device according to the invention for joining with a short-circuited MSG process.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

[0045] In Fig. 1 sind die sich ergebenden Strom- und Spannungsverläufe 1, 2 zwischen Elektrode und Werkstück bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Fügen mit einem kurzschlussbehafteten MSG-Prozess dargestellt.In Fig. 1, the resulting current and voltage curves 1, 2 between the electrode and the workpiece when using the inventive device for joining with a short-circuit subject MSG process are shown.

[0046] In durchgezogener Linie ist der Stromverlauf 1 und in gepunkteter Linie der Spannungsverlauf 2 über die Zeit t aufgetragen.The current curve 1 is plotted in a solid line and the voltage curve 2 is plotted over the time t in a dotted line.

[0047] In einer Kurzschlussphase KS! steht eine positive Polung an einer Elektrode an. Diese Polung erleichtert das Ablösen eines Tropfens vom Zusatzwerkstoff. Die Verweilzeit dieser Polung ist mindestens so lange wie es nötig ist, den Kurzschluss aufzulösen. Sie kann jedoch verlängert werden, um den Wärmeeintrag ins Schmelzbad bzw. ins Werkstück zu ändern.In a short-circuit phase KS! is a positive polarity on an electrode. This polarity facilitates the detachment of a drop from the filler material. The residence time of this polarity is at least as long as it is necessary to dissolve the short circuit. However, it can be extended to change the heat input into the molten bath or into the workpiece.

[0048] Das Auflösen des Kurzschlusses zum Zeitpunkt Ai wird erfasst durch die messbare Änderung einer zyklisch variierenden Messgröße, z.B. den Anstieg der Lichtbogenspannung U über einen vorgegebenen Spannungsschwellwert. Diese Prozessgröße wird als Auslösesignal verwendet, um einen Polaritätswechsel W2 an der Elektrode durchzuführen. Es ist jedoch auch möglich, den Stromverlauf I auszuwerten.The dissolution of the short circuit at time Ai is detected by the measurable change of a cyclically varying measurand, e.g. the increase of the arc voltage U over a predetermined voltage threshold. This process variable is used as a trigger signal to perform a polarity change W2 on the electrode. However, it is also possible to evaluate the current I.

[0049] Der Polaritätswechsel kann entweder sofort oder, wie in Fig. 1 dargestellt, mit einer vorgegebenen Verzögerungszeit tv erfolgen. Nach dem Polaritätswechsel W2 ist die Elektrode negativ gepolt. Die negative Polung wird dann bis zum Beginn der darauf folgenden Kurzschlussphase KS2 beibehalten. Der Beginn K2 der Kurzschlussphase ist gekennzeichnet durch die messbare Änderung einer zyklisch variierenden Prozessgröße, z.B. den Abfall der Lichtbogenspannung U unter einen vorgegebenen Spannungsschwellwert. Diese Prozessgröße kann daher als Auslösesignal verwendet werden, um einen erneuten Polaritätswechsel W3 an der Elektrode zur ursprünglichen positiven Polarität durchzuführen. Es beginnt ein neuer Zyklus Z2.The polarity change can be done either immediately or, as shown in Fig. 1, with a predetermined delay time tv. After the polarity change W2, the electrode is negatively polarized. The negative polarity is then maintained until the beginning of the subsequent short-circuit phase KS2. The beginning K2 of the short-circuit phase is characterized by the measurable change of a cyclically varying process variable, e.g. the drop of the arc voltage U below a predetermined voltage threshold. This process variable can therefore be used as a trigger signal to perform a renewed polarity change W3 on the electrode to the original positive polarity. It starts a new cycle Z2.

[0050] Falls der wieder auftretende Kurzschluss W3 früher auftritt als die Verzögerungszeit tv abgelaufen ist, findet kein Polaritätswechsel zur negativen Polung an der Elektrode statt.If the re-occurring short circuit W3 occurs earlier than the delay time tv has expired, no polarity change to the negative polarity takes place at the electrode.

[0051] Da bei dieser Ausführungsform prozesstypisch unterschiedlich lange Lichtbogenbrenn-und Kurzschlussphasen auftreten, findet eine Ausregelung der Lichtbogenlänge nur durch die selbsttätige innere Regelung statt. Es ist somit keine gesonderte Regelung der Lichtbogenlänge nötig.Since in this embodiment process-typically differently long arc burning and short circuit phases occur, a compensation of the arc length takes place only by the automatic internal control. Thus, no separate regulation of the arc length is necessary.

[0052] Die erforderlichen Bauteile zur Erkennung der charakteristischen wiederkehrenden Ereignisse innerhalb einer Zyklusdauer oder innerhalb mehrerer Zyklusdauern sowie die erforderlichen Bauteile, um einen Polaritätswechsel vornehmen zu können, lassen sich entweder in einer Energiequelle integrieren oder sie können als ein separates Gerät ausgestaltet sein, um dieses mit einer bereits existierenden Energiequelle, mit der es möglich ist, kurzschlussbehaftete MSG-Fügeprozesse durchzuführen, zu verbinden.The components required to detect the characteristic recurrent events within a cycle time or within several cycle times, as well as the components required to make a polarity change, can either be integrated in one energy source or they can be designed as a separate device to this with an existing energy source, with which it is possible to perform short-circuiting MSG joining processes connect.

[0053] Bei der letzten Variante erfolgt eine Erweiterung einer existierenden Energiequelle, um einen weiteren Einstellparameter, der es möglich macht außer den schon vorhandenen Minimalparametern Spannungsstufe und zugehörige Drahtvorschubgeschwindigkeit die Wärmeeinbringung in das Schmelzbad bzw. das Werkstück durch einen Polaritätswechsel zu variieren.In the last variant, an extension of an existing energy source to another setting parameter, which makes it possible to vary the heat input into the molten bath or the workpiece by a polarity change except the already existing minimum parameters voltage level and associated wire feed speed.

[0054] Die Vorrichtung kann auch in Verbindung mit einer Energiequelle zum Fügen mit einem kurzschlussbehafteten MSG-Prozess verwendet werden, die eine äußere Regelung nutzt. Da auch hier unterschiedliche lange Zykluszeiten auftreten, muss für die Umpolvorgänge ebenfalls 4/8The device may also be used in conjunction with an energy source for joining with a short-circuited MSG process that utilizes external regulation. Since different long cycle times occur here as well, the polarity reversal must also be 4/8

Claims (9)

österreichisches Patentamt AT505 377B1 2012-06-15 auf ein charakteristisches Merkmal Bezug genommen werden. [0055] In Fig. 2 ist das schematische Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum kurzschlussbehafteten Fügen mit dem MSG-Prozess gezeigt. [0056] Es zeigt die Verschaltung einer Energiequelle 1a zum Fügen mit dem MSG-Prozess mit einer Vorrichtung 2a, die zum Erzeugen von Polaritätswechseln notwendig ist. An einem Anschluss 5 wird ein Brennerschlauchpaket nicht dargestellt angeschlossen und ein Rückstromkabel 6 führt zu einem Werkstück (nicht dargestellt). Durch Leitungen 3 und 4 können zyklisch wiederkehrende physikalische Größen gemessen werden, die der Vorrichtung 2a als Signalgeber für Polungswechsel dienen. BEZUGSZEICHENLISTE: 1 Stromverlauf 1a Energiequelle 2 Spannungsverlauf 2a Vorrichtung 3 Leitung 4 Leitung 5 Anschluss 6 Rückstromkabel Patentansprüche 1. Vorrichtung zum kurzschlussbehafteten Fügen mit einem MSG-Prozess mit abschmelzender Elektrode, dadurch gekennzeichnet, dass Steuermittel vorgesehen sind, die in Abhängigkeit einer Messung einer bei einem kurzschlussbehafteten MSG-Prozess zyklisch variierenden physikalischen Größe (U, I), die Rückschlüsse auf ein Kurzschlussende (A^ A2, A3) zulässt, einen Polaritätswechsel an der Elektrode in Abhängigkeit der Feststellung eines Kurzschlussendes einleiten.Austrian Patent Office AT505 377B1 2012-06-15 reference to a characteristic feature. FIG. 2 shows the schematic block diagram of a device according to the invention for short-circuit joining with the MSG process. It shows the connection of an energy source 1a for joining with the MSG process with a device 2a, which is necessary for generating polarity changes. At a connection 5, a torch hose package is not shown connected and a return current cable 6 leads to a workpiece (not shown). By lines 3 and 4 cyclically recurring physical quantities can be measured, which serve the device 2a as a signal generator for polarity change. REFERENCE LIST: 1 current profile 1a energy source 2 voltage curve 2a device 3 line 4 line 5 connection 6 return current cable Patent Claims 1. Device for short-circuit joining with a MSG process with consumable electrode, characterized in that control means are provided which, depending on a measurement in a Short-circuited MSG process cyclically varying physical quantity (U, I), which allows conclusions on a short-circuit end (A ^ A2, A3), initiate a polarity change at the electrode in response to the detection of a short-circuit end. 2. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu messende physikalische Größe der Stromverlauf (I) ist.2. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the physical variable to be measured, the current waveform (I). 3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu messende physikalische Größe der Spannungsverlauf (U) ist.3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the physical quantity to be measured is the voltage curve (U). 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel dazu ausgelegt sind, für die Einleitung eines Polaritätswechsels eine Größe heranzuziehen, die sich aus dem Strom-(l) und/oder dem Spannungsverlauf (U) ableitet.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control means are adapted to use for the initiation of a polarity change, a size which is derived from the current (I) and / or the voltage curve (U). 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel ausgebildet sind, für die Einleitung eines Polaritätswechsels optische und/oder akustische Effekte des Prozesses auszuwerten.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control means are designed to evaluate the initiation of a polarity change optical and / or acoustic effects of the process. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel ausgelegt sind, nach einem durch eine physikalische Größe (I, U) eingeleiteten Polaritätswechsel, die Polarität nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne erneut zu wechseln.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control means are designed, after a by a physical quantity (I, U) initiated polarity change, to change the polarity after a predetermined period of time again. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel derart ausgebildet sind, einen Polaritätswechsel erst nach Ablauf einer Verzögerungszeit (tv) vorzunehmen.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control means are adapted to make a polarity change only after a delay time (tv). 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Energiequelle zum Fügen mit dem MSG-Prozess bereits mit umfasst. 5/8 österreichisches Patentamt AT505 377B1 2012-06-158. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device already comprises an energy source for joining with the MSG process. 5/8 Austrian Patent Office AT505 377B1 2012-06-15 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Verbindung mit einer separaten Energiequelle zum Fügen mit dem MSG-Prozess ausgelegt ist. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 6/89. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device is designed for connection to a separate energy source for joining with the MSG process. For this 2 sheets drawings 6/8