DD159614A5 - Impulsergaenzungseinheit fuer mit pulsierendem gleichstrom arbeitende lichtbogenschweissanlagen - Google Patents

Abstract

Die erfindungsgemaesse Impulsergaenzungseinheit enhaelt einen Fuehler (11), ein Verzoegerungsglied (12), einen Impulsgenerator, zwei Zuendwinkelregler (14; 15) und eine mittels Thyristoren gesteuerte Gleichrichterbruecke (16), wobei die letztere mit der Erregerspule (17) des Generators verbunden ist. Mittels erfindungsgemaesser Einheit lassen sich von der Waagerechten abweichende Naehte besonders vorteilhaft herstellen. Eine begrenzte Waermezufuehrung erfordernde Materialien koennen damit fehlerfrei geschweisst werden. Fig. 1

Description

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Impulsergänzungseinheit für mit pulsierendem Gleichstrom arbeitende Lichtbogenschweißanlagen

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung betrifft eine Impulsergänzungseinheit für Lichtbogenschweißanlagen, die mit pulsierendem Gleichstrom arbeiten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es ist bekannt, daß das Lichtbogenschweißen im Ipulsbetrieb im Vergleich zum Schweißen mit pulsierendem Gleichstrom mit zahlreichen Vorteilen behaftet ist, z.B. gelingt die Gestaltung der Naht besser, wodurch man eine Naht mit besserer Qualität erzeugen kann, da sich die Wärmezuleitung bei diesem Verfahren besser regeln läßt.

Die oben genannten Vorteile werden bei den bekannten Im-

pulsergänzungseinheiten ausgenutzt , die für Lichtbogen-Handschweißanlagenimit Spannungsumformern entwickelt wurden (Typ STG 256 (Schweiz), PHA 6) (Schweden), LHF 3 (Ungarn). Hierbei werden die Lichtbogenschweißanlagen mit Spannungsumformern ergänzt, wodurch die Anlagen im Impulsbetrieb arbeiten können.

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Es ist jedoch bekannt, daß Schweißanlagen mit Generator, verglichen mit Schweißanlagen mit Spannungsumformern wesentlich billiger sind, Hieraus resultiert die Forderung,· die zuletzt erwähnten Anlagen ebenfalls für den Impulsbetrieb geeignet zu machen. Bei diesen Anlagen ist es möglich, entsprechend den jeweiligen Erfordernissen die Lichtbogenzündung bei einem niedrigeren oder einem höheren Strom durchzuführen. Die dazu notwendige Zeit läßt sich zwischen O und 5 see einstellen. Die Zündung bzw. der Start mit größerem Strom ist beim Lichtbogenschweißen von Hand und die mit geringerem Strom beim AWI-Verfahren zweckmäßig, um bestimmte Vorteile zu erzielen.

Ziel der Erfindung; ,

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Impulsergänzungseinheit für eine Lichtbogenschweißanlage, die in sich die Vorteile der bekannten, für die Schweißanlagen mit Spannungsumformer hergestellten Ergänzungseinheiten und der Schweißanlagen mit Generator vereinigt, und die sich außerdem durch eine zuverlässige Betriebsweise auszeichnet, und die zur Herstellung von einwandfreien Nähten geeignet ist.

Darlegung des Wesens derErfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Impulsergänzungseinheit entsprechend den obigen Forderungen bereitzustellen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Schaffung einer Impulsergänzungseinheit gelöst_f deren Fühler, vorzugsweise in Gestalt eines Stromrelais, in den Schweißgenerator eingebaut ist, dessen Kontakte an den Eingang eines Verzägerungsgliedes angeschlossen sind, dessen Ausgang an

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einem Impulsgenerator, vorteilhaft am Steuereingang eines astabilen Multivibrators liegen. Die Ausgänge des astabilen Multivibrators sind hierbei mit den Steuereingängen zweier Zündwinkelregler verbunden, deren Ausgänge am Steuereingang einer durch Thyristoren gesteuerten Gleichrichterbrücke liegen, wobei deren Ausgang mit der Erregerspule des Schweißgenerators verbunden ist.

Es ist vorteilhaft, wenn das Verzögerungsglied mit zwei unabhängig voneinander stufenlos einstellbaren Regelungselementen, insbesondere Potentiometern, versehen ist, mit denen die Verzögerung derEin- bzw. Ausschaltung unabhängig voneinander entsprechend den jeweiligen Erfordernissen verändert werden kann.

Weiter ist es von Vorteil, wenn der Impulsgenerator, der vorzugsweise ein astabiler Multivibrator ist, mit die Ausgangssignyle regelnden Elemente, z.B. mit Potentiometern versehen ist.

Schließlich ist es noch vorteilhaft, wenn die zwei Zündwinkelregler mit stufenlos einstellbaren Regelungselementen versehen sind.

Ausführungsbeispiele; /

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Die erfindungsgemäße Impulsergänzungseinheit soll nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen ^mpulsergänzungseinheit,

Fig. 2: das Betriebszeitdiagramm der Impulsergänzungseinheit.

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Bei der Blockschaltung nach Fig. 1 sind die Kontakte eines Fühlers 11 mit dem Eingang 31 eines Verzögerungsgliedes 12 verbunden. Das Verzögerungsglied 12 ist mit Potentiometern 21;22 versehen, die eine voneinander unabhängige, stufenlose Regelung der Verzögerungszeitkonstante der Ein- und Ausschaltungen ermöglichen. Der Ausgang 32 des Verzögerungsgleides 12 ist mit dem Steuereingang eines astabilen Multivibrators 13 verbunden. Der astabile Multivibrator 13 ist mit Potentiometern 23;24 versehen, mit deren Hilfe die Zeitdauer der an seinen Ausgängen 33;34 erscheinenden Signale unabhängig voneinander stufenlos geregelt werden kann, Die Ausgänge 33;34 sind mit den Eingängen von Zündwinkelreglern 14;15 verbunden. Die Zündwinkelregler 14;15 enthalten jeweils ein Potentiometer 25 bzw. 26. Die Ausgänge 35;36 der Zündwinkelregler 14;15 sind mit dem Steuereingang der thyristorgesteuerten Gleichrichterbrücke 16 verbunden, deren Ausgang 37 mit der Erregerspule 17 der Lichtbogenschweißanlage verbunden ist.

Die in Fig. 2 dargestellten Zeitdiagramme stellen die an den Schaltungspunkten 32 bis 37 der in Fig. 1 gezeigten Blockschaltung erscheinenden Signale dar.

Die erfindungsgemäße Impulsergänzungseinheit arbeitet wie folgt: j .

Der in den Schweißgenerator eingebaute Fühler 11, der vorzugsweise als Stromrelais ausgebildet ist, erfaßt den Beginn des Schweißvorganges. Das Schließen der Kontakte des Fühlers 11 setzt das Verzögerungsgleid 12 in Betrieb, mit dessen einem Potentiometer, z.B. dem Potentiometer 21, die Einschaltverzögerung (siehe Verzögerungszeit be in Diagramm 32a der Fig. 2) und mit dessen anderem Potentiometer 22 - unabhängig vom Potentiometer 21 - die Verzögerungs-

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zeit ki, d.h. die Ausschaltverzögerung eingestellt werden

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kann. Die Länge der Verzögerung be wird zweckmäßig auf O bis 5 see eingestellt, so daß die Zündung des Lichtbogens dementsprechend mit kleinerem oder größerem Strom erfolgt. Die Länge der Verzögerung *ki wird zweckmäßig ebenfalls auf O bis 5 see eingestellt, wodurch gewährleistet wird, daß der Schweißlichtbogen für damit verglichen kürzere Zeit nicht absichtlich oder zufällig unterbrochen wird. Demzufolge erlischt der Stromimpuls der Erregerspule nicht, und der Schweißvorgang kann ungestört fortgesetzt werden. Wenn die Unterbrechung des Lichtbogens länger als die eingestellte Zeitlänge andauert, wird die Anlage natürlich in ihre Grundstellung zurückgestellt.

Das am Ausgang 32 des Verzögerungsgliedes 12 erscheinende Signal steuert den astabilen Multivibrator 13, von dessen beiden Ausgängen 33; 34 immer nur einer ein Ausgangssignal liefert (Fig. 2). Dementsprechend erhält immer nur einer der Zündwinkelregler 14;15 ein Steuersignal. Die Breite der Ausgangssignale des astabilen Multivibrators 13, d.h. die Zeitdauer der beiden quasi-stabilen Zustände, läßt sich mittels der Potentiometer 23;24 unabhängig voneinander regeln.

Die Amplituden des in der Erregerspule der Schweißanlage mit Generator fließenden pulsierenden Gleichstrom lassen sich mittels der den Zündwinkelreglern 14;15 zugeordneten Potentiometer 25;26 einstellen, und zwar durch entsprechende Einstellung des Zündwinkels, da sich die Ausgangsspannung der durch Thyristoren gesteuerten Gleichrichterbrücke 16 entsprechend den Zündwinkeleinstellungen verändert Und die Generatorspannung bzw. der Generatorstrom dieser Spannung folgt.

Die erfindungsgemäße Impulsergänzungseinheit kann konstruktiv in verschiedener Art und Weise ausgebildet sein, z.B. eine gesonderte Einheit bilden, die an eine bereits vor-

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handene herkömmliche Schweißanlage mit Generator angeschlossen wird. Es ist aber auch möglich, die Einheit im Fall von neu herzustellenden Schweißanlagen mit Generator in die Regelungsarmatur der Anlage einzubauen. Ihre Energieversorgung kann durch die Schweißanlage durch das Stromnetz erfolgen. Die Einstellelemente (Potentiometer) werden zweckmäßig auf derFrontplatte derAnlage oder der Einheit angeordnet. Sie können mit den notwendigen Symbolen bzw. Beschriftungen versehen werden.

Schließlich können Signallampen zur Anzeige des Impulsbetriebes vorgesehen werden.

Die mit der erfindungsgemäßen Impulsergänzungseinheit versehenen Schweißanlagen mit Generator lassen sich beim Hand· und beim maschinellen Schweißen mit Vorteil anwenden.

Beim Lichtbogenschweißen von Hand sind zur Herstellung von von der Waagerechten abweichenden Nähten geringere Fertigkeiten und Fachkenntnisse erforderlich. In der Praxis werden dem Schweißer weniger Nahtfehler als bei den übrigen Schweißverfahren unterlaufen.

Beim AWI-Verfahren läßt s.ich das einseitige Schweißen von nicht abgekanteten dünnen und mittelstarken (1 bis 6 mm) Blechen gut mechanisieren. Eine gute Mechanisierungsmöglichkeit besteht beim Schweißen stärkerer Materialien, wie z.B. Blechen, Rohren usw. Bei Materialien, bei denen eine begrenzte Wärmezuführung erforderlich ist (z.B. Gußeisen) ist ein sicheres Schweißen als bisher möglich. Ausserdem wirkt sich die Einheit bei der Herstellung von von der Waagerechten abweichenden Nähten sehr vorteilhaft aus.

Auch beim Schutzgas-Lichtbogenschweißen ergeben sich erhebliche Vorteile;. So läßt sich die Schweißgeschwindigkeit

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bei gleichzeitiger Gewährleistung dichter Schweißnähte eine bessere äußere Form der Naht erreichen. Auch bei der Herstellung von nicht waagerechten Nähten ergeben sich entsprechende Vorteile.

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Claims (4)

1. Erfindungsanspruch :

   1. Impulsergänzungseinheit für mit pulsierendem Gleichstrom arbeitende Lichtbogenschweißanlagen mit einem Fühler und einem Impulsgenerator, gekennzeichnet dadurch, daß der Fühler (11) vorzugsweise als Stromrelais ausgebildet und in den Generator der Schweißanlage eingebaut ist, daß die Kontakte des Stromrelais am Eingang (31) eines Verzögerungsgleides (12) liegen, dessen Ausgang (32) an den Steuereingang des Impulsgenerators, zweckmäßig eines astabilen Multivibrators (13) angeschlossen ist, dessen Ausgänge (33;34) am Steuereingang jeweils eines Zündwinkelreglers (14;15) liegen, und daß die Ausgänge (35;36) der Zündwinkelregler (14;15) mit dem Steuereingang einer durch Thyristoren gesteuerten Gleichrichterbrücke (16) verbunden sind, deren Ausgang (37) an die Erregerspule (17) des Schweißgenerators angeschlossen ist.
2. 2. Impulsergänzungseinheit nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Verzögerungsgieid (12) mit zwei unabhängig voneinander, stufenlos regelbaren, die Zeitkonstanten der Ein- und Ausschaltungen verändernden Elementen, zweckmäßig mit Potentiometern'(21;22), ausgestattet ist.
3. 3. Impulsergänzungseinheit nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der astabile Multivibrator (13) mit die Zeitdauer des Ausgangssignals regelnden Elementen , zweckmäßig mit Potentiometern (23;24) ausgestattet ist.
4. 4. Impulsergänzungseinheit nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet da.urch, daß die Zündwinkelregler (14;15) mit äcufenlos einstellbaren Reglerelementen, vorzugsweise Potentiometern (25;26) versehen sind.

   - Hierzu 2 Seiten Zeichnungen -

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