DE1244312B - Verfahren und Vorrichtung zum Einleiten des Schweissvorganges beim automatischen Schutzgas-Lichtbogenschweissen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

M. Cl.:

B23k

Deutsche KI.: 21h -30/12

Nummer: 1244312

Aktenzeichen: U 8620 VIII d/21 h

Anmeldetag: 13. Januar 1962

Auslegetag: 13. Juli 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einleiten des Schweißvorganges beim automatischen Schutzgas-Lichtbogenschweißen mit Regelung auf gleichbleibende Lichtbogenspannung über gleichbleibende Lichtbogenlänge, bei dem die Elektrode zum Zünden dem Werktstück bei abgeschalteter Lichtbogen-Spannungsregelung genähert wird. Die Erfindung hat ferner eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens zum Gegenstand.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art zum Schweißen mit abschmelzender Elektrode und Zünden des Lichtbogens durch Berührung der Elektrode mit dem Werkstück wird, solange der Lichtbogen noch nicht gezündet hat, die Elektrode dem Werkstück mit einer gegenüber der normalen Vorschubgeschwindigkeit verringerten Geschwindigkeit genähert. Damit soll erreicht werden, daß die Elektrode zum Zünden verhältnismäßig weich auf das Werkstück aufsetzt, die Drahtvorschubrichtung rasch umgekehrt werden kann und infolgedessen ein unerwünschtes Festschweißen der Elektrode am Werkstück verhindert wird. Sowie der Lichtbogenstrom fließt, setzt die Lichtbogen-Spannungsregelung voll ein und hält die Lichtbogenspannung konstant. Dies erfolgt über Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Lichbogenlänge, da die Lichtbogenspannung steigt, wenn der Abstand zwischen Elektrode und Werkstück und damit die Lichtbogenlänge vergrößert werden, und umgekehrt die Lichtbogenspannung fällt, wenn die Lichtbogenlänge verringert wird.

Konstante Lichtbogenspannung ist beim Schweißen mit abschmelzender Elektrode ebenso wie beim Schweißen mit nichtabschmelzender Elektrode erwünscht, weil von der Lichtbogenspannung der Ein-

Veriahren und Vorrichtung zum Einleiten des Schweißvorganges beim automatischen Schutzgas-Lichtbogenschweißen

Anmelder:

Union Carbide Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.) Vertreter:

Dipl.-Ing. G. Schwan, Patentanwalt, München 8, Goerzer Str. 15

Als Erfinder benannt:

Roscoe Robert Lobosco, Fanwood, N. J.; Robert Dean jun., Kearny, N. J.; Edward James Ruland jun., West Caldwell, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 16. Januar 1961 (82 998)

guter Konstanthaltung der Lichtbogenspannung — mit hoher Regelverstärkung gearbeitet wird. Setzt die Elektrode auf dem Werkstück auf, wird sie ver-30 schmutzt. Elektroden mit kleinem Durchmesser können verbiegen oder abbrechen. In ungünstigen Fällen kann es sogar zu einem Festschweißen der Elektrode kommen. Starke Schwingungen der Elektrode können ebenfalls ein Anschlagen der Elektrode am Werkbrand und die Breite der Schweißraupe abhängen. 35 stück zur Folge haben. Auf jeden Fall wird der An-Beim Schweißen mit nichtabschmelzender Elektrode fang der Schweißnaht mangelhaft,
und Hochfrequenzzündung ergeben sich jedoch am Erfindungsgemäß werden die geschilderten Mangel

Anfang der Schweißung besondere Probleme daraus, dadurch vermieden, daß beim Schweißen mit nichtdaß der Lichtbogen eine gewisse Zeitspanne benötigt, abschmelzender Elektrode und Hochfrequenzzünbis er stabil brennt. Wird analog zu dem geschilder- 4.0 dung durch Zeitglieder die Elektrode bei geschlosseten bekannten Verfahren die Lichtbogen-Spannungs- nem Hochfrequenz-Zündstromkreis für eine vorbe^ regelung in dem Augenblick eingeschaltet, in dem der stimmte, zur Ausbildung eines stabilen Bogens ausrei-Bogen zündet, d. L, wenn die Elektrode dem Werk- chende Zeitspanne im Zündabstand vom Werkstück stück auf Zündabstand genähert ist und über die mit- gehalten wird und daß dann der Hochfrequenz-Zündtels eines Hochfrequenzpulses ionisierte Strecke zwi- 45 Stromkreis geöffnet und die Lichtbogen-Spannungsschen Elektrode und Werkstück der Lichtbogenstrom regelung eingeschaltet wird. Das Einleiten des Schaltzu fließen beginnt, kann es vorkommen, daß die Vorganges erfolgt also in drei Stufen. Die erste Stufe, Elektrode auf das Werkstück auftrifft, weil der Bogen in der die Elektrode an das Werkstück herangefahwieder erloschen ist, oder daß der Regelkreis auf ren wird, ist verhältnismäßig unkritisch, weil die Grund der Instabilität des Bogens ins Schwingen ge- 50 Elektrode zwangsweise angehalten wird, sobald sie rät. Diese Gefahr besteht insbesondere, wenn mit ver- sich dem Werkstück auf Zündabstand genähert hat. hältnismäßig kurzem Lichtbogen und — zwecks In der zweiten Stufe verharrt die Elektrode für eine

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vorgegebene, aus Erfahrungswerten bestimmte Zeit- malen Schweißsollspannung entsprechende Sollwertspanne in dem in der ersten Stufe eingestellten Ab- stufe umschaltbar.

stand vom Werkstück. Dem Bogen wird dadurch Der Regler kann in an sich bekannter Weise einen Gelegenheit gegeben, sich zu stabilisieren. Erst in der Vergleicher aufweisen, der die Lichtbogen-Istspandritten Stufe wird die Lichtbagen-Spannungsregelung 5 nung mit einer vorgegebenen Bezugsspannung vereingeschaltet. Da jetzt der Lichtbogen bereits stabil gleicht und die daraus abgeleitete Regelabweichung brennt, kann es nicht mehr zu einem Aufschlagen der an einen Verstärker gibt, der Thyratronröhren steu-Elektrode auf dem Werkstück oder zu übermäßigen ert, die ihrerseits im Speisestromkreis eines dem AnSchwingungen im Regelkreis kommen. Demgegen- trieb des Schweißbrenners dienenden Motors liegen über erfolgt bei dem bekannten Verfahren der Über- io und den Motor je nach dem Vorzeichen der Regelgang unmittelbar von der ersten in die dritte Stufe. abweichung in der einen oder anderen Richtung an-Die für die Zwecke der Erfindung entscheidende laufen lassen.

zweite Stufe fehlt dort. Vorzugsweise ist parallel zu einem die Regelver-

Gemäß einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Stärkung des Reglers bestimmenden Widerstand ein Verfahrens wird die Zeitspanne, während der die 15 Kondensator geschaltet, der beim Einschalten des Elektrode im Zündabstand vom Werkstück gehalten Reglers eine allmähliche Steigerung der Regelverstärwird, durch das Einsetzen des Bogenstromes be- kung auf den normalen Arbeitswert bewirkt, stimmt, der zugleich die Lichtbogen-Spannungsrege- Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Aus-

lung mit einem Sollwert einschaltet, der einer größe- führungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung ren als der normalen Sehweiß-Sollspannung ent- 20 näher erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch das spricht, worauf ein Zeitglied nach einer vorbestimm- Schaltbild einer erfindungsgemäß aufgebauten ten, zur Ausbildung eines stabilen Bogens ausreichen- Schweißvorrichtung.

den Zeitspanne einen Sollwert aufschaltet, der der Die veranschaulichte Anordnung ist zum Anschluß

normalen Schweiß-Sollspannung entspricht Statt die an Ein- oder Dreiphasenwecheslstrom bestimmt. Sie Lichtbogen-Spannungsregelung während der zweiten 25 weist zwei Spannungsverstärkerröhren 39, 40 auf, Stufe vollkommen unwirksam zu machen, wird also deren Ausgänge über Phasenschieber 80, 82 an zwei bei dem abgewandelten Verfahren die Lichtbogen- Thyratronröhren 62, 63 angeschlossen sind, die mit spannung in der zweiten Stufe auf einen größeren als dem Anker des der Höheneinstellung des Brenners T den normalen Sollwert geregelt. Bogen mit höherer dienenden Motors M verbunden sind. Die Heiz- und Spannung werden rascher und leichter stabil als Bo- 30 Anodenspannungen für die Röhren 38, 40, 62 und 63 gen, die mit niedriger Spannung brennen. Die Gefahr, werden Transformatoren TR-I bis TR-4 entnommen, daß der Bogen nach dem ersten Zünden wieder er- wobei die an die Röhren 39, 40 angelegte Anodenlischt, ist erheblich geringer. Ebenso wie beim ersten spannung in einer Anodenspannungsquelle 79 gleich-Verfahren wird auch hier die Zeitspanne der zweiten gerichtet und gesiebt wird. Die Gittervorspannung Stufe aus Erfahrungswerten bestimmt. Sie hängt 35 der Röhren 39, 40 kommt von einer Bezugsspanunter anderem von der verwendeten Stromstärke und nungsquelle 78, die ebenfalls aus der Sekundärseite der Dicke des zu schweißenden Werkstücks ab. _ei_nes der Transformatoren mit Wechselstrom gespeist

Die Gefahr der Ausbildung von Schwingungen _wi_rd, während die Gittervorspannung für die Röhren beim Einschalten der Lichtbogen-Spannungsregelung 62, 63 von einer Batterie 81 geliefert wird, kann erfindungsgemäß dadurch weiter herabgesetzt 40 Für Weehselstrombetrieb ist eine Schweißstromwerden, daß die Lichtbogen-Spannungsregelung zu- quelle 77 erforderlich, die eine symmetrische Wechnächst mit niedriger Regelverstärkung einsetzt und selspannung, d. h. eine Wechselspannung ohne die Regelverstärkung dann allmählich auf einen vor- Gleichstromkomponente, abgibt Wird der Hochfrebestimmten, normalen Arbeitswert gesteigert wird. quenz-Zündspannungsgenerator nicht in die Schweiß-

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- 45 stromquelle einbezogen, kann ein gesonderter Hochrens nach der Erfindung mit einem in Abhängigkeit frequenz-Zündspannungsgenerator 52 benutzt wervon der Lichtbogenspannung arbeitenden Regler für den. Bei Weehselstrombetrieb ist der Speisestromden Elektrodenantrieb ist gekennzeichnet durch einen kreis des Reglers über einen Untersetzungstransfornockenbetätigten Schalter, der bei Annäherung der mator 74 an dieselbe Phase angeschlossen wie die Elektrode auf Zündabstand den Hochfrequenz-Zünd- 50 Schweißstromquelle 77. Die Lichtbogenspannung Stromkreis schließt und den Elektrodenantrieb aus- wird über Leitungen L, L abgegriffen, die zwischen schaltet, sowie durch ein Zeitglied, das mittels eines der Schweißstromquelle 77 und dem Hochfrequenz-Schweißstromdetektors gestartet wird, wenn der Zündspannungsgenerator 52 angeschlossen sind. Schweißstrom zu fließen beginnt, und das nach Ab- Vor Ausbildung des Lichtbogens zwischen dem

lauf einer vorbestimmten Zeitspanne den Hochfre- 55 Brenner T und dem Werkstück W wird bei Bequenz-Zündstromkreis öffnet und den Regler ein- nutzung von Wechselstrom ein Schalter 1 in die geschaltet zeigte Wechselstromstellung gelegt. Ein handbedien-

Zur Durchführung der abgewandelten Ausfüh- ter Dreiwegeschalter 3 gestattet es, den Brenner T rungsform des neuen Verfahrens ist ein Regler vorge- für Einstellzwecke mittels des Motors M anzuheben sehen, der zwei Sollwertstufen aufweist, von denen 60 und abzusenken, ohne daß ein Lichtbogen entsteht, die eine einer höheren als der normalen Schweiß- Ein oberer Endschalter 5 sowie ein unterer Endschal-Sollspannung und die andere der normalen Schweiß- ter 7_S die durch Nocken an der Brennerführungs-Sollspannung entspricht, ist der Regler mittels des schiene betätigt werden, haben keinen Einfluß auf die Schweißstromdetektors mit der der höheren Span- Bewegung des Brenners T, wenn dieser mittels des nung entsprechenden Sollwertstufe einschaltbar., 65 Schalters 3 gesteuert wird. Wird der Schalter 3 von wenn der Schweißstrom zu fließen beginnt, und ist Hand in die Stellung A gebracht, wird ein Relais 8 der Regler mittels des Zeitglieds nach Ablauf einer erregt. Dessen Arbeitskontakt 202 schließt, und desvorbestimmten Zeitspanne auf die andere, der nor- sen Ruhekontakte 203, 208 öffnen, wodurch das An-

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ziehen eines Relais 9 verhindert und über einen ganges erneut anzieht. Arbeitskontakte 35 und 45 des Ruhekontakt 201 eines Relais 36 eine Spannung an Relais 34 schließen. Der Schlittenantriebsmotorkreis das Gitter der Röhre 63 gelegt wird. Dadurch kommt CD wird erregt; die Brennerschlittenbewegung über der Motor M unter Strom und senkt den Brenner T das Werkstück beginnt. Die Lichtbogenlänge und mit einer mittels eines Potentiometers 4 einstellbaren 5 damit die Lichtbogenspannung werden festgehalten, Geschwindigkeit zum Werkstück W hin ab. Wird der während die Lichtbogen-Spannungsregelung zu dieser Schalter 3 in die neutrale Stellung gelegt, wird die Zeit unwirksam ist. Falls erwünscht, wird außerdem Bewegung des Brenners T unterbrochen. Wird der ein Fülldraht-Vorschubmotorkreis FM durch einen Schalter 3 von Hand in die Stellung R gebracht, wird Arbeitskontakt 75 des Relais 34 geschlossen, das Relais 9 erregt, dessen Arbeitskontakt 204 io Nachdem das Zeitglied 12 abgelaufen ist, schließt schließt, und dessen Ruhekontakt 205 öffnet. Über sein Arbeitskontakt 61. Ein Relais 13 zieht an. Deseinen Ruhekontakt 206 des Relais 36 wird eine be- sen Arbeitskontakt 47 schließt und läßt das Relais 36 stimmte Spannung an das Gitter der Röhre 62 ge- anziehen. __

legt, so daß der Motor M anläuft und den Brenner T über den sich schließenden Arbeitskontakt 38 des

vom Werkstück W wegbewegt. 15 Relais 36 werden die Anoden- und Schirmgitterspan-

Die veranschaulichte Schaltungsanordnung erlaubt nung an die Spannungsverstärkerröhren 39 und 40 es, den Schweißvorgang wahlweise nach dem einen angelegt. Außerdem wird Spannung an ein Potentio- oder anderen der oben skizzierten erfindungsgemäßen meter 51 gelegt, mittels dessen die Regelverstärkung Verfahren einzuleiten. Soll das Einsetzen der Licht- des Reglers einstellbar ist. Ein Kondensator 41, der bogen-Spannungsregelung so lange verzögert werden, ao parallel zum Potentiometer 51 liegt, bewirkt einen bis der Lichtbogen sich stabilisiert hat, wird ein allmählichen Aufbau der Schirmgittersteuerspamiung Wählschalter 14, 85, ein zweipoliger Umschalter, von an den beiden Spannungsverstärkerröhren 39 und 40. Hand in die Stellung D gelegt. Dadurch wird die Verstärkung der Röhren 39 und 40

Wird dann ein Schweißstartschalter 15 von Hand und damit die Steuergitterspannung allmählich gein die Stellung H gebracht, zieht das Relais 17 an. 25 steigert, die an die eine oder andere der Thyratron-Sein Ruhekontakt 18 öffnet und verhindert eine röhren 62 oder 63 angelegt wird. Nunmehr wird Steuerung der Brennerbewegung vom Schalter 3 aus. über die Lichtbogenlänge die Lichtbogenspannung Ein Arbeitskontakt 24 des Relais 17 schließt. Über selbsttätig auf einen konstanten Sollwert geregelt, der geschlossene Kontakte 19 und 20 von Relais 48 bzw. mittels eines Potentiometers 10 gewählt und an einem 34 zieht das Relais 8 an. Der Brenner nähert sich 30 Voltmeter 49 angezeigt wird, wenn eine Taste 50 dem Werkstück W mit einer am Potentiometer 4 ein- gedrückt wird. Ein Ruhekontakt 42 des Relais 36 gestellten Geschwindigkeit. Gleichzeitig öffnet ein öffnet und wirft das Relais 48 ab. Der Ruhekontakt Kontakt 21 des Relais 17 und macht ein Zeitglied 22 19 des Relais 48 schließt, um den Erregerstromkreis unwirksam, während ein Kontakt 23 des Relais 17 des Relais 8 für den nächsten Schweißvorgang vorzuschließt, so daß das Schutzgas-Magnetventil 25 und 35 bereiten.

das Wasser-Magnetventil 26 erregt werden und Der Schweißvorgang läuft weiter, bis der Schalter

Schutzgas und Kühlwasser zum Brenner gelangen 15 von Hand in die Stellung N gebracht und das Relassen. Ein Arbeitskontakt 27 des Relais 17 schließt. lais 17 entregt wird. Dessen Kontakte 23, 24 und 27 Ein Relais 28 zieht an. Dessen Arbeifskontakt 29 öffnen. Die Relais 28, 34, 36 und 30 werden abgeschließt, um das Schweißschütz 30 zu erregen. 40 worfen. Die Schweißstromquelle 77, der Motor M, Gleichzeitig schließt der Kontakt 31 des Relais 28. der Schlittenantriebsmotorkreis CD sowie der Füll-

Die Arbeitskontakte 56 des Schweißschützes 30 draht-Vorschubmotorkreis FM werden entregt. Der schließen. An den Brenner T wird Schweißspannung Ruhekontakt 21 des Relais 17 schließt. Das Zeitglied angelegt. Der Hochfrequenz-Zündstromkreis wird 22 wird erregt. Der Ruhekontakt 207 des Zeitgliedes jedoch zunächst nicht geschlossen, da der Kontakt 32 45 22 bleibt geschlossen und hält das Schutzgas-Magnetdes Relais 48 noch offen ist. Der Brenner Γ bewegt ventil 25 sowie das Wasser-Magnetventil 26 erregt, sich zum Werkstück W, bis der untere Endschalter 7 Infolgedessen fließt das Schutzgas weiter und schützt durch den Nocken an der Brennerführungsschiene die heiße Brennerelektrode 58 vor Oxydation. Außergeschlossen wird und das Relais 48 anziehen läßt. So- dem wird dem Brenner weiter Kühlwasser zugeleitet, dann schließt der Arbeitskontakt 32 des Relais 48 50 bis der Brenner und die Elektrode abgekühlt sind, und erregt den Hochfrequenz-Zündspannungsgenera- Wenn das Zeitglied 22 abgelaufen ist, öffnet sein tor 52. Der Ruhekontakt 19 des Relais 48 öffnet. Das Kontakt 207. Die Magnetventile 25, 26 werden entRelais 8 wird abgeworfen, wodurch die Abwärtsbe- regt. Zur Vorbereitung des nächsten Schweißvorganwegung des Brenners T angehalten wird. Ein Hoch- ges wird ihr Stromkreis wieder geschlossen. Wird frequenzimpuls des Hochfrequenz-Zündspannungs- 55 der Schalter 15 von Hand in die Stellung T gebracht, generators 52 ionisiert die Strecke zwischen der Elek- zieht das Relais 9 an. Sein Ruhekontakt 205 öffnet trode 58 des Brenners T und dem Werkstück W; es und sein Arbeitskontakt 204 schließt. Dadurch wird entsteht ein Sehweißlichtbogen. Infolgedessen fließt an das Gitter der Röhre 62 eine feste Spannung an-Schweißstrom im Schweißstromkreis, und zwar von gelegt, so daß der Motor M den Brenner T vom der Schweißstromquelle 77 über den Hochfrequenz- 60 Werkstück W zurückbewegt, bis der obere Endschal-Zündspannungsgenerator 52 zum Brenner T und ter 5 mittels eines Nockens an der Brennerführungs-Werkstück W, wodurch ein Schweißstromrelais 60 schiene betätigt wird und das Relais 9 abwirft, woerregt wird. Ein Arbeitskontakt 33 des Schweiß- durch der Motor M zum Stehen gebracht wird, stromrelais 60 schließt. Das Relais 34 sowie ein ein- Gemäß dem abgewandelten Verfahren nach der

stellbares Zeitglied 12, z. B. ein Zeitrelais, werden 65 Erfindung wird der Lichtbogen-Spannungsregelung erregt. Das Zeitglied 12 läuft an. Gleichzeitig öffnet zunächst ein Sollwert vorgegeben, der einer größeren der Ruhekontakt 20 des Relais 34 und verhindert, als der normalen Schweiß-Sollspannung entspricht, daß das Relais 8 während des restlichen Schweißvor- und wird ihr erst nach einer zur Ausbildung eines

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stabilen Bogens ausreichenden Zeitspanne ein Soll- wünscht, wird außerdem der Fülldraht-Vorschubwert aufgeschaltet, der der normalen Schweiß-Soll- motorkreis FM durch den Arbeitskontakt 75 des Respannung entspricht. Für diesen Zweck ist außer dem lais 34 geschlossen.

Potentiometer 10, an dem die normale Schweiß-Soll- Das Relais 36 kommt über den Kontakt 35 und

spannung eingestellt wird, ein weiteres Potentiometer 5 den Schalter 14 unter Strom. Sein Arbeitskontakt 38 U vorgesehen, das die Vorgabe der höheren Anlaß- schließt und legt Anoden- und Schirmgitterspannung oder Stabilisierspannung erlaubt. an die Spannungsverstärkerröhren 39 und 40. Außer-

Die Zeitspanne, während der mit der höheren An- dem gelangt Spannung an das Potentiometer 51. Der laßspannung gearbeitet wird, wird durch das einstell- parallel zum Potentiometer 51 liegende Kondensator bare Zeitglied 12 vorgegeben. Diese Einstellungen io 41 bewirkt einen allmählichen Aufbau der Schirmwerden durch die vorherrschenden Schweißbedingun- gittersteuerspannung an den beiden Spannungsvergen bestimmt, d. h. Dicke und Art des Werkstoffs, stärkerröhren 39 und 40. Dadurch wird die Verstärgewünschte Schweißraupenkontur, Fugenvorberei- kung der Röhre 39 und 40 und damit die Steuergittung usw. Beispielsweise kann, falls die Schweißbe- terspannung an der einen oder der anderen der Thydingungen eine normale Schweißspannung von 9 Volt 15 ratronröhren 62 und 63 alhnählich gesteigert. Nunerfordern, die höhere Anlaßspannung auf 12 oder mehr wird über die Lichtbogenlänge die Lichtbogen-13 Volt eingestellt werden. spannung selbsttätig auf den Sollwert geregelt, der an

Zum Arbeiten nach dem abgewandelten Verfahren dem über einen Ruhekontakt 43 des Relais 13 und wird der Wählschalter 14, 85 von Hand in die Stel- den Schalter 85 wirksam gemachten Potentiometer 11 lung S gelegt. ao eingestellt ist. Gleichzeitig öffnet der Ruhekontakt 42

Wird dann der Schalter 15 von Hand in die Stel- des Relais 36 und wirft das Relais 48 ab. Mittels deslung H gebracht, zieht das Relais 17 an. Sein Ruhe- sen Kontakt 32 wird der Hochfrequenz-Zündspankontakt 18 öffnet und verhindert eine Steuerung der nungsgenerator 52 entregt.

Brennerbewegung vom Schalter 3 aus. Der Arbeits- Nachdem das Zeitglied 12 abgelaufen ist, schließt

kontakt 24 des Relais 17 schließt. Über die Kontakte 25 ein Arbeitskontakt 61. Das Relais 13 zieht an. Sein 19 und 20 der Relais 48 bzw. 34 zieht das Relais 8 Ruhekontakt 43 öffnet, sein Arbeitskontakt 44 an. Der Brenner nähert sich dem Werkstück W mit schließt. Die Lichtbogenlänge und damit die Lichtder am Potentiometer 4 eingestellten Geschwindig- bogenspannung werden nunmehr durch das Potenkeit. Gleichzeitig öffnet der Kontakt 21 des Relais 17 tiometer 10 vorgegeben.

und macht das Zeitglied 22 unwirksam. Der Kontakt 30 Der Schweißvorgang setzt sich fort, bis der Schal-23 des Relais 17 schließt, so daß das Schutzgas- ter 15 von Hand in die Stellung N oder T gelegt wird. Magnetventil 25 und das Wasser-Magnetventil 26 er- Die dann ablaufenden Vorgänge sind die gleichen regt werden und Schutzgas und Kühlwasser zum wie oben geschildert.

Brenner gelangen lassen. Der Arbeitskontakt 27 des Für Gleichstrombetrieb wird eine Gleichstrom-Relais 17 schließt. Das Relais 28 zieht an. Dessen 35 schweißquelle 76 mit fallender Kennlinie vorgesehen. Arbeitskontakt 29 schließt und bringt das Schweiß- Der Hochfrequenz-Zündspannungsgenerator kann schütz 30 unter Strom. Gleichzeitig schließt der Kon- Teil der Schweißstromquelle sein oder als gesonderte takt 31 das Relais 28. Baueinheit 52 ausgebildet sein.

Die Arbeitskontakte 56 des Schweißschützes 30 Der Ablauf der Anlaß- und Regelvorgänge ist für schließen und legen den Brenner an Schweißspan- 40 Gleichstrombetrieb der gleiche wie für Wechselnung. Der Hochfrequenz-Zündstromkreis wird je- strombetrieb. Für Lichtbogengleichspannungen von doch zunächst nicht geschlossen, weil der Kontakt 10 Volt und mehr (größere Lichtbogenlängen) sind 32 des Relais 48 noch offen ist. Der Brenner T be- unter Umständen die höheren Anlaßspannung oder wegt sich zum Werkstück W, bis der untere End- das verzögerte Einsetzen der Regelung nicht erforschalter 7 mittels des Nockens an der Brennerfüh- 45 derlich. In einem solchen Fall werden die Potentiorungsschiene betätigt wird und das Relais 48 an- meter 10 und 11 auf die gleichen Werte oder wird ziehen läßt. Hierauf schließt der Arbeitskontakt 32 das Zeitglied 12 auf die Zeit Null eingestellt. Der des Relais 48 und erregt den Hochfreqenz-Zündspan- Schalter 1 ist in die Gleichstromstellung zu legen, wonungsgenerator 52. Der Ruhekontakt 19 des Relais durch der für Wechselstrombetrieb erforderliche 48 öfinet. Das Relais 8 wird abgeworfen, wodurch die 50 Lichtbogenspannungs-Gleichrichterkreis überbrückt Abwärtsbewegung des Brenners T angehalten wird. wird.

Ein Hochfrequenzimpuls des Hochfrequenz-Zünd- Ein Hilfsanlaßschalter 16 gestattet die Bildung Spannungsgenerators 52 ionisiert die Strecke zwi- eines Lichtbogens an einer beliebigen Stelle, ohne sehen der Elektrode 58 des Brenners T und dem daß der untere Endschalter 7 in der oben dargelegten Werkstück W; ein Lichtbogen entsteht. Infolgedessen 55 Weise betätigt werden muß. Dies ist von besonderer fließt Schweißstrom im Schweißstromkreis von der Bedeutung, wenn ein Werkstück mit unregelmäßiger Schweißstromquelle 77 über den Hochfrequenz- Kontur geschweißt wird und der Schweißvorgang Zündspannungsgenerator 52 zum Brenner T und unterbrochen wurde, bevor die Schweißnaht fertig Werkstück W, so daß das Schweißstromrelais 60 er- ist. Die Stelle des Werkstücks, an der der Lichtbogen regt wird. Der Arbeitskontakt 33 des Schweißstrom- 60 neu gezündet werden muß, kann dabei um einen errelais 60 schließt. Das Relais 34 und das Zeitglied 12 heblichen Betrag oberhalb oder unterhalb der urwerden erregt. Das Zeitglied 12 läuft an. Gleichzeitig sprünglichen Startstelle liegen. Ohne den Hilfsanlaßöffnet der Ruhekontakt 20 das Relais 34 und verhin- schalter 16 müßte in einem solchen Fall der den dert, daß das Relais 8 während des restlichen Endschalter? betätigende Nocken an der Brenner-Schweißvorgangs erneut anzieht. Die Arbeitskontakte 65 führungsschiene verstellt werden, um den Lichtbogen und 45 des Relais 34 schließen. Der Schlittenan- wieder zu zünden. Dies ist bei Serienfertigung ein triebsmotorkreis CD wird erregt; der Brennerschiit- erheblicher Nachteil, da man dort bestrebt ist, die ten beginnt über das Werkstück zu laufen. Falls er- Maschineneinstellung nur einmal zu Beginn des Pro-

Claims (6)

I 244 ίο duktionsablaufs vorzunehmen und dann unverändert beizubehalten. Der Hüfsanlaßschalter 16 hat die gleiche Funktion wie der Schweißstartschalter 15, mit der Ausnahme, daß er einen zusätzlichen Kontakt55 aufweist, derparallel zum unteren Endschalter 7 liegt. Wird der Schalter 16 in die Stellung H1 gelegt, zieht das Relais 48 an. Sodann laufen die gleichen Vorgänge wie bei Betätigung des Schalters 15 ab. Der Kontakt 70 des Hilfsanlaßschalters 16 wird geöffnet, wenn der Schalter in die Stellungen A1 oder T1 gebracht wird. Dadurch wird der Schaltarm des Schweißstartschalters 15 vom Stromkreis abgetrennt. In entsprechender Weise trennt ein Kontakt 71 des Schweißstartschalters 15 den Schalter 16 vom Stromkreis ab, wenn der Schalter 15 in die Stellung H oder T gelegt wird. Dies verhindert ein etwaiges Wirksamwerden beider Schalter 15, 16. Wenn der Brenner aus irgendeinem Grund aus der Stellung bewegt worden ist, in der er sich befandt, als der Lichtbogen unterbrochen wurde, kann es nötig sein, den Brenner wieder in die alte Lage zum Werkstück zu bringen, bevor der Hilfsanlaßschalter 16 betätigt wird. Dies läßt sich ohne weiteres mittels des Schalters 3 bewerkstelligen, der entweder das Relais 9 oder das Relais 8 anziehen läßt, um den für das Zünden des Lichtbogens geeigneten Abstand zwischen der Elektrode und dem Werkstück herzustellen. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einleiten des Schweißvorganges beim automatischen Schutzgas-Lichtbogenschweißen mit Regelung auf gleichbleibende Lichtbogenspannung über gleichbleibende Lichtbogenlänge, bei dem die Elektrode zum Zünden dem Werkstück bei abgeschalteter Lichtbogen-Spannungsregelung genähert wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schweißen mit nichtabschmelzender Elektrode und Hochfrequenzzündung durch Zeitglieder die Elektrode bei geschlossenem Hochfrequenz-Zündstromkreis für eine vorbestimmte, zur Ausbildung eines stabilen Bogens ausreichende Zeitspanne im Zündabstand vom Werkstück gehalten wird und daß dann der Hochfrequenz-Zündstromkreis geöffnet und die Lichtbogen-Spannungsregelung eingeschaltet wird.

2. Abwandlung des Verfahrens nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne, während der die Elektrode im Zündabstand vom Werkstück gehalten wird, durch das Einsetzen des Bogenstromes bestimmt wird, der zugleich die Lichtbogen-Spannungsregelung mit einem Sollwert einschaltet, der einer größeren als der normalen Schweiß-Sollspannung entspricht, worauf ein Zeitglied nach einer vorbestimmten, zur Ausbildung eines stabilen Bogens ausreichenden Zeitspanne einen Sollwert aufschaltet, der der normalen Schweiß-Sollspannung entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogen-Spannungsregelung zunächst mit niedriger Regelverstärkung dann allmählich auf einen vorbestimmten, normalen Arbeitswert gesteigert wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung arbeitenden Regler für den Elektrodentrieb, gekennzeichnet durch einen nockenbetätigten Schalter (7), der bei Annäherung der Elektrode (58) auf Zündabstand den Hochfrequenz-Zündstromkreis schließt und den Elektrodenantrieb (M) ausschaltet, sowie durch ein Zeitglied (12), das mittels eines Schweißstromdetektors (60) gestartet wird, wenn der Schweißstrom zu fließen beginnt, und das nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne den Hochfrequenz-Zündstromkreis öffnet und den Regler einschaltet.

5. Abwandlung der Vorrichtung nach Anspruch 4 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler zwei Sollwertsrufen (10;, 11) aufweist, von denen die eine einer höheren als der normalen Schweiß-Sollspannung und die andere der normalen Schweiß-Sollspannung entspricht, daß der Regler mittels des Schweißstromdetektors (60) mit der derhöherenSpannung entsprechenden Sollwertstufe einschaltbar ist, wenn der Schweißstrom zu fließen beginnt, sowie daß der Regler mittels des Zeitgliedes (12) nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne auf die andere, der normalen Schweiß-Sollspannung entsprechende Sollwertstufe umschaltbar ist.

6. Vorrichtung nach Ansprach 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einem die Regelverstärkung des Reglers bestimmenden Widerstand (51) ein Kondensator (41) geschaltet ist, der beim Einschalten des Reglers eine allmähliche Steigerung der Regelverstärkung auf den normalen Arbeitswert bewirkt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 952375, 958231,
965731, 975409, 1087 298.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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