DE1565357C - Vorrichtung zum elektrischen Schweißen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum elektrischen Schweißen mit einem durch Schließen eines Leistungsschalters an zwei Schweißelektroden anschließbaren Leistungskreis, mit einem Hilfsleistungskreis, der einen relativ energiearmen Lichtbogen zündet, nachdem die Elektroden voneinander getrennt worden sind, und mit einem Steuerkreis zum Schließen des Leistungsschalters und zum dadurch erfolgenden Auslösen eines energiereichen Schweißlichtbogens nach dem Zünden des relativ energiearmen Lichtbogens.

Das am weitesten verbreitete Verfahren zum Zünden eines Lichtbogens zwischen zwei Schweißelektroden besteht darin, daß die beiden Elektroden direkt miteinander kurzgeschlossen werden, so daß der starke Strom dazu führt, daß eine oder beide Elektroden an ihrem Ende verdampfen und ein Lichtbogenplasma erzeugt wird. Dies führt jedoch häufig

ίο zu einer Berührungsschweißung, so daß der Lichtbogen gelöscht wird und der Stromquelle sehr starke Ströme entnommen werden. Die Verbindung muß dann getrennt werden, und die Erzeugung eines

. Lichtbogenplasmas muß wiederholt werden. Ferner ist nachteilig, daß zum Zünden des Lichtbogens sehr starke Ströme erforderlich sind, und daß unter bestimmten Umständen die Enden der miteinander zu verbindenden Metallteile durch die starken Ströme beschädigt werden.

Ferner sind automatische Vorrichtungen zum Zünden eines Bogens zwischen Schweißelektroden bekannt (deutsche Patentschrift 963 363), die den eingangs genannten Vorrichtungen entsprechen und bei denen der Zündvorgang z. B. durch manuelles Schließen eines elektrischen Schalters zu einem Zeitpunkt eingeleitet wird, zu dem die Elektroden in Berührung miteinander stehen. Daraufhin fließt zunächst ein durch einen Widerstand oder eine Induktivität begrenzter geringer Strom zwischen den Elektroden. Darauf werden die Elektroden automatisch durch ein Solenoid voneinander getrennt, und es wird ein zunächst energiearmer Lichtbogen gezündet. Der Begrenzungswiderstand wird dann automatisch kurzgeschlossen, so daß der gesamte Strom zwischen den Elektroden fließen kann und der endgültige Schweißlichtbogen hoher Intensität entsteht. Die zeitliche Aufeinanderfolge der vorstehend beschriebenen Vorgänge wird mittels Verzögerungsrelais gesteuert. Derartige Vorrichtungen sind jedoch für elektrisches Handschweißen wenig geeignet; da nämlich der automatisch ablaufende Zündvorgang bereits eingeleitet wird, wenn sich die Elektroden noch in Berührung miteinander befinden, ist die Bedienungsperson von diesem Zeitpunkt an genötigt, innerhalb eines genau begrenzten Zeitintervalls die Schweißelektroden voneinander zu trennen, da sonst die Gefahr besteht, daß die Elektrode ausbrennt, mit dem Werkstück verschweißt oder die Stromquelle auf Grund des Kurzschlusses überlastet wird.

Diese bekannten Vorrichtungen sind daher hinsichtlich des automatisch ablaufenden Zündvorganges für Handschweißgeräte zu wenig flexibel.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Zündung des Schweißlichtbogens in einer auch für das Handschweißen geeigneten flexiblen Weise erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steuerkreis einen Impulsgeber aufweist, der so geschaltet ist, daß er auf Grund der Trennung der beiden Schweißelektroden voneinander einen das Schließen des Leistungsschalters bewirkenden Steuerimpuls an den Leistungsschalter abgibt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist

dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber aus einem induktiven Schaltelement besteht, das über eine Gleichstromquelle des Hilfsleistungskreises parallel zu den beiden Schweißelektroden geschallet ist und mit

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einer Steuerelektrode des Leistungsschalters verbun- nur Strom, wenn die beiden Elektroden 5 und 7 mit-

■> den ist. so daß das bei Berührung der Schweißelek- einander in Berührung gebracht und wieder vonein-

: troden in dem induktiven Schaltelement aufgebaute ander getrennt worden sind. Mit der Zündeinrich

. Magnetfeld auf eine Trennung der Schweißelektroden tung 3 ist eine Spule 6 eines Elektromagneten in Reihe

voneinander hin zusammenbricht und ein Steuerim- 5 geschaltet. Durch diese Spule fließt Strom, wenn den

puls an die genannte Steuerelektrode abgegeben wird. beiden Elektroden 5 und 7 Leistung zugeführt wird.

j Bei dieser Weiterbildung der Erfindung ist der Im- Bei einem Stromfluß durch die Spule 6 zieht ein

j pulsgeber in vorteilhaft einfacher und billiger Weise Magnetsystem 9 einen Anker 10 an, so daß die von

j ausgebildet. einer Klemmvorrichtung 8 festgehaltene Elektrode 7

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Er- io nach links bewegt wird. Wenn die Enden der beiden

findung ist dadurch gekennzeichnet, daß das induktive Elektroden 5 und 7 daher durch die Wirkung des

Schaltelement als Transformator ausgebildet ist, des- Lichtbogens geschmolzen sind, werden die beiden

sen Primärwindung in Serie mit der Gleichstrom- Teile miteinander durch die Wirkung des Schlages

quelle des Hilfsleistungskreises und mit einem deich- verbunden, der durch die Bewegung des Ankers 10

richter parallel zu den beiden Schweißelektroden ge- 15 erzeugt wird.

schaltet ist und dessen Sekundärwindung mit der Fig. 3 zeigt nun ein Schaltschema der Zündein-Steuerelektrode des Leistungsschalters verbunden ist, richtung 3, die in den Anordnungen nach den F i g. 1 und daß der Gleichrichter so gepolt ist, daß auf das und 2 verwendet wird. Die Zündeinrichtung besitzt Schließen des Leistungsschalters hin der Steuerkreis einen Leistungskreis mit einer Gleichstromquelle 11. von dem Leistungskreis getrennt wird. Bei dieser 20 der ein Speicherkondensator parallelgeschaltet ist, Weiterbildung wird einer schädlichen Überlastung des und mit einem steuerbaren Siliciumgleichrichter 21 Steuerkreises durch Rückwirkung des Leistungskrei- zum Anlegen der Gleichspannung an zwei Elektroden ses vorgebeugt. 14. Der steuerbare Siliciumgleichrichter 21 hat eine Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Er- Steuerelektrode 13, die durch einen Steuerkreis gefindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke 25 steuert wird, der eine Hilfsgleichstromquelle 16, des Schlagstumpfschweißens eine Spule eines Elek- einen Transformator 18 und einen Gleichrichter 19 tromagneten in Serie mit dem Leistungskreis geschal- besitzt. Der Steuerkreis kann durch einen manuell tet ist und der Elektromagnet geeignet ist, die beiden betätigbaren Schalter 15 ausgeschaltet werden.
Schweißelektroden beim Schließen des Leistungs- Der steuerbare Siliciumgleichrichter 21 ist zuschalters gegeneinander zu schlagen. Diese Weiter- 30 nächst nichtleitend. Wenn die beiden Elektroden 14 bildung ist deswegen vorteilhaft, weil der Leistungs- einander berühren, fließt Gleichstrom, durch eine kreis nur dann stromführend ist, wenn die Schweiß- Primärwicklung 17 des Transformators 18, den elektroden bereits voneinander getrennt sind, so daß Gleichrichter 19 und die Elektroden 14. In dem Kern eine vorzeitige Aktivierung des Elektromagneten aus- des Transformators 18 wird ein Magnetfeld erzeugt, geschlossen ist. 35 Wenn die Elektroden 14 voneinander getrennt wer-Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach- den, wird der Gleichstrom in dem Steuerkreis unterfolgend an Hand der schematischen Zeichnungen brochen und infolge des Zusammenbruchs des in dem beschrieben. In diesen zeigt Kern des Transformators 18 erzeugten Magnetfeldes Fig. 1 eine Anordnung zum Anschweißen eines in der Sekundärwicklung20 des Transformators eine elektrischen Leiters an einen Anschlußteil, 40 Hochspannung induziert, so daß zwischen den Elek-F i g. 2 eine Schlagstumpfschweißanordnung zum troden 14 ein relativ energiearmer Lichtbogen ge-Verbinden von zwei elektrischen Leitern und . zündet wird. Die induzierte Spannung hat eine solche F i g. 3 ein Schaltschema einer erfindungsgemäßen Polarität, daß der steuerbare Siliciumgleichrichter 21 Zündeinrichtung. unter der Wirkung seiner Steuerelektrode 13 leitfähig Gemäß F i g. 1 ist in einem elektrischen Anschluß- 45 und daher die Stromquelle 11 direkt an die beiden teil 1 ein elektrischer Leiter 2 angeordnet. Der elek- Elektroden 14 angelegt wird. Der zunächst zwischen irische Anschlußteil 1 und eine Schweißelektrode 4 den beiden Elektroden 14 erzeugte Lichtbogen gesind mit einer Zündeinrichtung 3 verbunden. Wenn nügt zur Bildung eines Plasmas, welches den zwiman den Anschlußteil 1 und die Elektrode 4 mitein- sehen den Elektroden fließenden, starken Leistungsander in Berührung bringt und wieder voneinander 50 strom leitet.

trennt, wird zwischen den beiden Teilen ein Licht- Der Gleichrichter 19 ist so gepolt, daß im leitfähibogen gezündet und aufrechterhalten, so daß die gen Zustand des steuerbaren Siliciumgleichrichters Enden dieser Teile schmelzen und der elektrische 21 der Steuerkreis von dem Leistungskreis getrennt Leiter 2 mit dem außen angeordneten Anschlußteil 1 ist, um eine Beschädigung des Steuerkreises zu ververbunden wird. 55 hindern.

Fig. 2 zeigt eine Schlagstumpfschweißanordnung Anstelle des steuerbaren Siliciumgleichrichters 21 zum Verbinden von zwei Leiterenden 5 und 7. Die kann jeder geeignete mechanische oder elektronische beiden Leiter 5 und 7 sind als Elektroden mit einer Schalter verwendet werden, wobei jedoch elektroni-Zündeinrichtung 3 verbunden. Wie nachstehend ge- sehe Schalter wegen ihrer Trägheitsarmut im allgenauer beschrieben ist, liefert die Zündeinrichtung 3 60 meinen vorzuziehen sein werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrischen Schweißen mit einem durch Schließen eines Leistungsschalters an zwei Schweißelektroden anschließbaren Leistungskreis, mit einem Hilfsleistungskreis, der einen relativ energiearmen Lichtbogen zündet, nachdem die Elektroden voneinander getrennt worden sind, und mit einem Steuerkreis zum Schließen des Leistungsschalters und zum dadurch erfolgenden Auslösen eines energiereichen Schweißlichtbogens nach dem Zünden des relativ energiearmen Lichtbogens, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis einen Impulsgeber (18) aufweist, der so geschaltet ist, daß er auf Grund der Trennung der beiden Schweißelektroden (14) voneinander einen das Schließen des Leistungsschalters (21) bewirkenden Steuerimpuls an den Leistungsschalter (21) abgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (18) aus einem induktiven Schaltelement besteht, das über eine Gleichstromquelle (16) des Hilfsleistungskreises parallel zu den beiden Schweißelektroden (14) geschaltet ist und mit einer Steuerelektrode

(13) des Leistungsschalters (21) verbunden ist, so daß das bei Berührung der Schweißelektroden

(14) in dem induktiven Schaltelement aufgebaute Magnetfeld auf eine Trennung der Schweißelektroden (14) voneinander hin zusammenbricht und ein Steuerimpuls an die genannte Steuerelektrode (13) abgegeben wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das induktive Schaltelement als Transformator (18) ausgebildet ist, dessen Primärwindung (17) in Serie mit der Gleichstromquelle (16) des Hilfsleistungskreises und mit einem Gleichrichter (19) parallel zu den beiden Schweißelektroden (14) geschaltet ist und dessen Sekundärwindung (20) mit der Steuerelektrode (13) des Leistungsschalters (21) verbunden ist, und daß der Gleichrichter (19) so gepolt ist, daß auf das Schließen des Leistungsschalters (21) hin der Steuerkreis von dem Leistungskreis getrennt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke des Schlagstumpfschweißens eine Spule (6) eines Elektromagneten (9, 10) in Serie mit dem Leistungskreis geschaltet ist und der Elektromagnet (9, 10) geeignet ist, die beiden Schweißelektroden (5,7) beim Schließen des Leistungsschalters (21) gegeneinander zu schlagen.