CH121384A - Arc welding device for three-phase current. - Google Patents

Arc welding device for three-phase current.

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CH121384A
CH121384A CH121384DA CH121384A CH 121384 A CH121384 A CH 121384A CH 121384D A CH121384D A CH 121384DA CH 121384 A CH121384 A CH 121384A
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CH
Switzerland
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arc
electrodes
phase current
welding device
arc welding
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German (de)
Inventor
Wijnand Klinkhamer Hen Abraham
Original Assignee
Klinkhamer Hendrik Abraham Wij
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Description

  

      Bogensehweissvorriehtung    für Drehstrom.    Obwohl das Schweissen mit Wechselstrom,  hinsichtlich der Beschaffungskosten und der  Einfachheit der Vorrichtungen, gegenüber  dem Schweissen mit Gleichstrom den Vorzug       verdient,    wird meistens das letztere Verfah  ren angewendet, weil nämlich mit dem  Schweissen mit Wechselstrom gewisse grosse       Naehteile    verknüpft sind.  



  Der     Wechselstromlichtbogen    erlischt wäh  rend jeder Periode zweimal und muss daher  jedesmal wieder entzündet werden. Infolge  des Verschwindens der     Ionisierung    und der  Verminderung der Oberflächentemperatur  braucht man eine höhere Feldstärke für das  Entzünden, als für die Unterhaltung des  Bogens. Der     Elektrodenabstand    muss daher  bei dem     Wechselstrombogen    kleiner oder die  Spannung grösser sein als bei dem Gleich  strombogen. Jeder dieser Umstände an sich  ist ein Nachteil.  



  Da der     Elektrodenabstand    bei gegebener  Spannung kleiner sein muss, muss der Ar  beiter beim Schweissen mit Wechselstrom die       Elektrodenenden    in einem sehr kleinen Ab-    Stande über das Werkstück bewegen, weil  sonst der Bogen erlischt und sich nicht wie  der entzündet.  



  Da umgekehrt bei gegebenem Elektroden  abstand die Leerlauf     spannung    höher sein muss,  kommt diese über die Grenze hinaus, welche  die Sicherheitsvorschriften zulassen. Ausser  dem wird der Transformator oder der Appa  rat, welcher den Strom liefert, infolge der  erforderlichen höheren Leerlauf     spannung    grö  sser und teurer.  



  Auch von der Seite der Elektrizitäts  verwaltungen bestehen Bedenken gegen das  Schweissen mit Wechselstrom, so dass dieses  an öffentlichen Netzen nicht zugelassen wird.  



  Weil eine einphasige Belastung der hier  verlangten Grösse nicht zugelassen werden  kann, werden spezielle Schweisstransforma  toren verwendet, die die einphasige Bogen  belastung mehr oder weniger gleich über die  Netzphasen verteilen. Diese Transformatoren  haben aber einen andern Fehler, nämlich,  dass der Leistungsfaktor äusserst niedrig ist.  Ausser den Bedenken seitens der Elektrizitäts-      Behörde hat dies auch zur Folge, dass die  Kosten der Vorrichtung     grösser    werden.  



  Bei der Schweissvorrichtung nach der Er  findung sind diese Mängel ganz überwunden,  und ausserdem werden verschiedene neue Vor  teile erzielt.  



  Man verwendet erfindungsgemäss drei  E     leldroden,    wovon eine das     Werkstiiek    ist.  Der Abstand der beiden andern Elektroden  voneinander ist so klein zu wählen,     da.ss        zwi-          chen    ihnen beim Bestehen eines Schweiss  lichtbogens ein direkter Stromübergang statt  findet. Das Vorhandensein eines solchen  Schweisslichtbogens zwischen den     Stallenden     lässt sieh durch Messung der Elektroden  ströme und     Spannungen    feststellen.

   Für das       iViderstandsdreieck,    durch welches man sich  den     Drehstrombogen    ersetzt denken kann,  lässt sich nämlich für das Verhältnis     deg     Stromes in der die     Stabenden    verbindenden       Dreieckseite    zu einem der Ströme in den an  dern     Dreieckseiten    die     Formel:

       
EMI0002.0016     
    aufstellen, in welcher     a    das Verhältnis der  Spannung zwischen jedem     Schweissstab    und  dem Werkstück zur Spannung zwischen den       Stabenden,    und b das Verhältnis ,jedes der       Eleldrodenströme    zum     Werkstückstrom    be  deutet. Es hat sich herausgestellt:,     da.ss    der  entsprechend dieser Formel bestimmte Strom  übergang zwischen den     Stabenden    von Null  verschieden ist,. falls man die     Sta.bendeix    ge  nügend nahe zusammen bringt, und dass die       gute    Wirkung der Vorrichtung nach der  Erfindung von diesem Stromübergang ab  hängig ist.  



  Wenn man den Strom mittelst eines Fuss  schalters oder in anderer Weise unterbricht,  während die den Schweissstab bildenden  Elektroden noch auf dem Werkstück stehen,  kann man verhindern, dass das Netz wäh  rend einer kurzen Zeit     zweiphasig    belastet       wird,    was auftreten würde, wenn der  Schweissstab zuerst vom Werkstück entfernt       tvürde,    so dass bloss ein Bogen am Schweiss  stab bestehen bleibt, und man erst dann den    Strom unterbricht.

   Es hat sich heraus  gestellt,     da,ss    das     Schtveissen    mit der beschrie  benen     Vorrichtung    noch einfacher ist als mit  Gleichstrom, so     dass    die Arbeit durch     nicht-          oder        wenig    geschultes Personal ausgeführt  werden kann.  



  Während für den einphasigen Bogen       Leerlaufspannungen    von 50 bis 150 Volt  gebräuchlich sind zum fortwährenden Zün  den des     Schweisslichtbogens    bei den     unver-          nieidliehen        Schwankungen    des Abstandes  von den     Stabenden    zum Werkstock,     genügt     bei dem     Vorhandensein    eines     Zündbogens,     das heisst     eines1:

  romüb        ergangcs    mit     Licht-          bogenerscheinung.    eine     Leerlaufspannung     von zirka.<B>3</B>5     Volt.    Mit.     P.iieksieht    auf die       Sicherheitsvorschriften    beim Schweissen von  Kesseln und     dergleielxen    ist dies von grosser  Wichtigkeit.  



  Ein zweiter Vorteil dieses     Herabdrückens          der        Leerlaufspannung,    welche als direkte  Folge des     Vorhandenseins    des sogenannten  Zündbogens möglich geworden ist, liegt im       weit,    besseren     Leisi;

  xin-,sfalztor.    Wie sieh       nachweisen    lässt, ist     nämlich    Bei Verwendung  eines     Schweisstransformators    der     Leistungs-          faktor        deich    dem Quotienten aus Betriebs  spannung Glas heisst Vektor der     Leerlauf-          spa.nnung    minus Vektor des Spannungs  abfalles) und     Leerlaufspannung.    Wenn nun  Bei Verwendung der Vorrichtung gemäss der  Erfindung die     Leerlaufspannung    bei gleich  bleibender Betriebsspannung auf einen.

    Bruchteil (etwa die Hälfte oder ein Drittel)       herabgesetzt    wird, erhöht sich der Leistungs  faktor im selben Verhältnis.  



  Der erzielte     Leistungsfalzfor    ist dadurch  sehr     giinsti-        gegenüber    demjenigen der jetzt  gebräuchlichen     Schweisstransformatoren,    bei  denen Werte von 0,15 bis 0,25 die Pegel  sind. Weil die Vorrichtung zufolge ihres  höheren Leistungsfaktors weniger mit.     tvatt-          losen        Strömen    belastet ist, werden die Ver  luste und die Erhitzung viel kleiner,     wälx-          rend    anderseits die Kosten des Transforma  tors und der     Apparate    geringer --erden.  



  Die Zeichnung     zeiät    ein     Ausführun-s-          beispiel,    bei dem ein normaler Dreiphasen-    
EMI0003.0001     




      Arc welding device for three-phase current. Although welding with alternating current deserves preference over welding with direct current in terms of procurement costs and the simplicity of the devices, the latter method is mostly used because certain large sewing parts are associated with welding with alternating current.



  The alternating current arc extinguishes twice during each cycle and must therefore be re-ignited each time. As a result of the disappearance of the ionization and the reduction in surface temperature, a higher field strength is required to ignite than to maintain the arc. The electrode spacing must therefore be smaller in the alternating current arc or the voltage must be greater than in the direct current arc. Each of these circumstances is in itself a disadvantage.



  Since the electrode gap must be smaller for a given voltage, the worker must move the electrode ends over the workpiece at a very small distance when welding with alternating current, otherwise the arc will go out and not ignite again.



  Conversely, since the no-load voltage must be higher for a given electrode distance, it exceeds the limit permitted by the safety regulations. In addition, the transformer or the apparatus which supplies the electricity is larger and more expensive due to the higher no-load voltage required.



  The electricity administrations also have reservations about welding with alternating current, so that this is not permitted in public networks.



  Because a single-phase load of the size required here cannot be permitted, special welding transformers are used that distribute the single-phase arc load more or less evenly over the network phases. However, these transformers have another flaw, namely that the power factor is extremely low. In addition to the concerns on the part of the electricity authority, this also means that the costs of the device are higher.



  In the welding device according to the invention, these shortcomings are completely overcome, and various new parts are also achieved.



  According to the invention, three electrodes are used, one of which is the workpiece. The distance between the two other electrodes is to be chosen so small that a direct current transfer takes place between them when there is a welding arc. The presence of such a welding arc between the ends of the house can be determined by measuring the electrode currents and voltages.

   For the resistance triangle, which can be thought of as replacing the three-phase arc, the formula for the ratio of the current in the side of the triangle connecting the rod ends to one of the currents in the other sides of the triangle can be:

       
EMI0002.0016
    set up, in which a is the ratio of the voltage between each welding rod and the workpiece to the voltage between the rod ends, and b is the ratio of each of the Eleldroden currents to the workpiece current. It turned out that the current transfer between the rod ends, determined according to this formula, is different from zero. if the Sta.bendeix are brought sufficiently close together, and that the good effect of the device according to the invention is dependent on this current transfer.



  If you interrupt the current by means of a foot switch or in some other way while the electrodes forming the welding rod are still on the workpiece, you can prevent the network from being loaded in two phases for a short time, which would occur if the welding rod came first away from the workpiece, so that only an arc remains on the welding rod and only then is the current interrupted.

   It has been found that Schtveissen with the described device is even easier than with direct current, so that the work can be carried out by untrained or poorly trained personnel.



  While no-load voltages of 50 to 150 volts are common for the single-phase arc for continuous ignition of the welding arc with the unavoidable fluctuations in the distance from the rod ends to the work stick, it is sufficient if an ignition arc is present, i.e. one1:

  romüb ergangcs with arcing appearance. an open circuit voltage of about <B> 3 </B> 5 volts. With. If you look at the safety regulations when welding boilers and the like, this is of great importance.



  A second advantage of this lowering of the open circuit voltage, which has become possible as a direct result of the presence of the so-called ignition arc, is the far, better leisi;

  xin, sfalztor. As you can see, when a welding transformer is used, the power factor is the quotient of the operating voltage (glass, the vector of the open circuit voltage minus the vector of the voltage drop) and the open circuit voltage. If now when using the device according to the invention, the open circuit voltage with the operating voltage remaining the same.

    Fraction (about half or a third) is reduced, the power factor increases in the same proportion.



  As a result, the performance range achieved is very favorable compared to that of the welding transformers now in use, where the levels are from 0.15 to 0.25. Because the device has less with due to its higher power factor. If it is loaded with non-corrosive currents, the losses and the heating are much smaller, while on the other hand the costs of the transformer and the apparatus are lower.



  The drawing shows an example in which a normal three-phase
EMI0003.0001


 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Bogenschweissvorrichtung für Drehstrom, dadurch gekennzeichnet, dass der Bogen sich zwischen drei Elektroden befindet, die an die drei Phasen der Drehstromquelle an- "('schlossen sind, wobei das Werkstück eine der Elektroden bildet und der Abstand zwi- ,clien den beiden andern Elektroden so ge ring ist, dass zwischen ihnen beim Bestehen eines Schweissbogens ein direkter Stromüber gang stattfindet. Claim: Arc welding device for three-phase current, characterized in that the arc is located between three electrodes which are connected to the three phases of the three-phase current source, the workpiece forming one of the electrodes and the distance between the other two Electrodes are so small that a direct current transfer takes place between them when there is a welding arc. UNTERANSPRÜCHE: 1. Bogenschweissvorrichtung für Drehstrom nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass zwischen den im Patent anspruch zuletzt genannten zwei Elek troden ein konstanter Abstand besteht, welcher so klein ist, dass hierzwischen ein Bogen bestehen bleibt, unabhängig von Änderungen im Abstand dieser Elektro den von der andern durch das Werkstück gebildeten Elektrode. SUBClaims: 1. Arc welding device for three-phase current according to claim, characterized in that there is a constant distance between the last two electrodes mentioned in the patent claim, which is so small that an arc remains between them, regardless of changes in the distance between these electrodes the electrode formed by the other by the workpiece. z. Bogenschweissvorrichtung für Drehstrom nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass Unsymmetrien in der pri mären Stromaufnahme, welche durch Dif ferenzen im Abstand oder in der Art der verschiedenen Elektroden entstehen wür den, dadurch kompensiert werden, dass die Elektrodenspannungen verschieden gross sind. z. Arc welding device for three-phase current according to claim, characterized in that asymmetries in the primary power consumption, which would arise due to differences in the distance or in the type of the different electrodes, are compensated for by the fact that the electrode voltages are different.
CH121384D 1925-03-19 1926-01-23 Arc welding device for three-phase current. CH121384A (en)

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CH121384D CH121384A (en) 1925-03-19 1926-01-23 Arc welding device for three-phase current.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1133844B (en) * 1960-01-05 1962-07-26 Standard Pressed Steel Co Switching arrangement for resistance double-point welding with a common counter-electrode and with longitudinal and transverse flow of the workpieces through the welding current
DE2713064A1 (en) * 1976-03-24 1977-10-06 Nippon Kokan Kk PROCESS FOR LONGITUDINAL SEAM WELDING ON A PIPE BLANK

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1133844B (en) * 1960-01-05 1962-07-26 Standard Pressed Steel Co Switching arrangement for resistance double-point welding with a common counter-electrode and with longitudinal and transverse flow of the workpieces through the welding current
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