DE1615276A1

DE1615276A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bolzenschweissen

Info

Publication number: DE1615276A1
Application number: DE19671615276
Authority: DE
Inventors: Glorioso Paul Americo
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1966-06-03
Filing date: 1967-05-31
Publication date: 1970-06-04
Also published as: FR1549218A; GB1138924A; US3496325A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bolzenschweißen, insbesondere zum Sehweißen des Bolzens auf eine Werkstüokfläche mit einer nicht sehw@ii1baren Schicht. " ' .

Bei dem bekannten Bolzenschweißen wird das Bolg©nende zunächst mit einem Teil des Werkstückes in Berührung gebracht, mit dem der Bolzen verschweißt werden soll, l&sshlieöend wird dem Bolzen und dem Werkstück elektrischer Stro» zugeführt, und der Bolzen wird im wesentlichen gleichzeitig um ein bestimmtes Maß zurückgezogen. Wenn dae Potential

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zwischen dem Bolzen und dem Werkstück angelegt ist, wird ein zündender Lichtbogen beim Rückzug des Bolzens gezogen. Nachdem der Bolzen nun seine zurückgezogene Lage erreicht hat, wird ein stärkerer elektrischer Strom zugeschaltet, welcher der Hauptschweißstrom ist und durch den zuerst gezogenen Lichtbogen gesundet wird. Der Bolzen wird anschließend gegen das Werkstück gestoßen, damit er sich mit dem Schmelzfluß verbindet, der durch den intensiven Hauptschweißlichtbogen gebildet wurde. Daher wird der Lichtbogen zwischen dem Bolzen und dem Werkstück zunächst durch einen leitenden Lichtbogen gezogen, damit der Hauptlichtbogen zum Schweißen ohne ein sehr hohes Potential gezogen werden kann, das anderenfalls zwischen dem Bolzen und dem Werkstück benötigt würde, wenn die Zündung des Lichtbogens über die im Abstand zueinander angeordneten Elektroden erfolgen sollte.

In neuerer Zeit hat man festgestellt, daß der Führungslichtbogen dazu beiträgt, das Eindringen oder das Entfernen einer dünnen Materialschicht auf der Werkstückfläche oder auf dem Bolzen zu erleichtern, wobei es sich um ein schwer schweißbares Material handelt, das die Ursache für eine schlechte Schweißnaht sein könnte. Diese Wirkung kann darauf zurückzuführen sein, daß dieses Material in den Schweißlichtbogen eindringt oder sogar, daß die Lichtbogenbildung überhaupt an der Zündung gehindert ist. Im

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allgemeinen zeigt der Futirungslichtbogen auf ein solches Material nur eine begrenzte Wirkung; aber, indem man die Länge des Führungslichtbogens um das Mehrfache des üormalen vergrößert, kann der Lichtbogen eine weit stärkere Wirkung beim Durchdringen oder Entfernen dieses Materials ausüben.

Bei diesen schwer-schweißbaren Materialien kann es sich um verschiedene Typen handeln, durch deren Gegenwart eine verschlechterte Schweißnaht erzeugt wird als dies ohne das Vorhandensein dieses Materials der Pail sein würde. Im allgemeinen zeigt dieses Material.die Form von Schmutz, Rost, Ql oder anderen Verunreinigungen auf der Oberfläche. Es kann aber auch der Fall sein, daß dieses Material durch einen Farbaufstrich oder durch Galvanisieren absichtlich aufgebracht worden ist. Dabei kann es sieh nun um Wasser, Öl oder dergl. handeln, insbesondere, wenn das Schweißen unter Wasser erfolgt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß ein intensiver kurzer Lichtbogen oder Impuls den Führungslichtbogfeen überlagert werden kann, um die erwähnten schädlichen Lichtbogen auf diese Materialien zu beseitigen. DarUberhinaus zeigt der kurze Lichtbogen mit großer Intensität in Kombination mit de» Führungslichtbogen eine Reihe von Vorteilen, gegenüber dem bekannten Lichtbogen mit der üblichen geringen Intensität. Der kurze Lichtbogen hoher

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Intensität verursacht ein Verwerfen der Fläche des Werkstückes wegen der kurzen Zeitdauer der Wärmeeinwirkung des neuen Lichtbogens. Dies ist besonders wichtig, wenn

/sie die Schweißbolzen so dünn sind, daß^/sich anderenfalls sich biegen oder unter dem Einfluß, des gezogenen Führungslichtbogens krümmen können. Zusätzlich erstreckt sich der intensive kurze Lichtbogen nicht über die Länge des Führungslichtbogens und auch nicht über die Gesamtlänge des Schweißvorganges, der da besonders wichtig ist, wo hoihe Schweißgeschwindigkeiten zur Anwendung gebracht werden. Drittens ist der neue Lichtbogen wirksamer, da er einen geringeren WÄrmeverlust bei dem kurzen intensiven Lichtbogen zeigt. Dieser Lichtbogen erwärmt auch nicht den gesamten Bolzen in dem gleichen Umfang, wie dies bei dem Führungslichtbogen der Fall ist, so daß Schweißschmelze erzeugt.wird, wenn der Bolzen gegen das Werkstück gedrückt wird, wie dies dem Fachmann bereits bekannt ist, so daß der verhältnismäßig kalte Bolzen auch nicht klebt. Wenn Kondensatoren Verwendung finden, sind weniger erforderlich als wenn ein langgezogener Führungelichtbogen Anwendung findet, und es ist auch keine zusätzliche Energiequelle nötig. Darüberhinaus ist es möglich, zur Urzeugung des neuen Lichtbogens in vielen Fällen eine bereits vorhandene Vorrichtung mit sehr geringem Zeitaufwand und ohne wesentliche Änderungen im Bedarfsfall bei einer bekannten Vorrichtung zur Anwen _t /dung zu bringen. .

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' Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein kurzer intensiver Lichtbogen zwischen dem Bolzen und dem Werkstück nach herkömmlich«**· Art mit verhältnismäßig geringer Energie des Führungslichtbogens gezogen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der kurze intensive Lichtbogen vor der Zündung des Hauptlichtbogens so begrenzt, daß der Führungslichtbogen mit der geringsten Energie eins Zeitlang bestehen bleiben kann,, die aber kurz ist, weil sie zwischen dem intensiven Lichtbogen und dem Hauptlichtbogen liegt. Dadurch wird ein stabilisierter Führungslichtbogen geschaffen, der einen besser gesteuerten Hauptlichtbogen gestattet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ziehen eines Lichtbogens unter erschwerten Bedingungen zu schaffen.

Dabei handelt es sich u. a. darum, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Bolzenschweißen zu schaffen, wenn schwer-schweißbares Material auf dem Werkstück vorhanden ist.

Ein anderes Ziel»der Erfindung wird darin gesehen, ein Verfahren und eine Vorriohtung zum Bolzenschweißenmit einem verbasserten Lichtbogen mit den erwähnten erstrebten Vor-

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- 6 teilen zu schaffen.

Weitere Ziele, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung einiger Ausftihrungsbeispiele unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein bekanntes Bolzenschweißwerkzeug, bei dem die Erfindung zur Anwendung gelangen kann;

Fig. 2 ein Diagramm mit der Lage des Bolzens und dem Schweißstrom unter Verwendung des Werkzeugs nach Fig. Ij und

Fig. 3 einen SchaltplaÄ. zur Durchführung des erfindungsgemäßen Schweißvorganges, der in Fig. 2 veranschaulicht ist.

In Fig. 1 ist ein Bolzenschweißwerkzeug dargestellt, mit dem die Erfindung durchgeführt werden kann, und dieses bekannte Werkzeug ist mit 10 bezeichnet, wobei keine zusätzlichen Teile erforderlich sind, um die Erfindung durchzuführen. Das Werkzeug 10 zeigt ein Hauptgehäuse 1 2aus dielektrischem Material mit einer Frontplatte 14 und einer

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Abschlußkappe 16. Eine Einspannvorrichtung 18 ist am vorderen Ende des Wtrkzeugs angeordnet und zeigt eine Aufnahme 20 für einen Bolzen 22, der auf das Werkstück 24 aufgeschweißt werden soll. Der Bolzen kann irgendeine geeignete Form annehmen, obwohl die Erfindung besonders vorteilhaft durchgeführt werden kann, wenn Sohweißbolzen mit hoher Intensität und einem kurzen Lichtbogen Verwendung finden, wie er duroh eine Stromquell· mit einer Kapazität erzielt wird. Ein Funkenschild 26 ist mittels eines Stützfußes 28 vorgesehen, der yorn an dem Werkzeug mittels eines Paares einstellbarer Füße 30 in' dem Hauptgehäuse 12 angebracht ist. Außer einem permanenten Funkenschild können auch Eisenblechsohalen Verwendung finden, die durch eine' geeignete Abstützung gehalten sein können, wie das bereits bekannt ist.

Die Einspannvorrichtung 18 ist an eines Klemmfuß 32 angeordnet, der. mit einer Kabelklemme 34 am Haupt schweißkabel 36 angebracht ist. Ein hinteres Kabelklemmteil 38 ist an der Klemme 34 angebracht und zeigt «inen ortsfesten Solenoidkern 40. Der Kern 40 liegt in einer Haltespule 42 und wird im Bedarfsfall durch diese angesogen, wenn Strom durch die Leitungen 44 und 46 geschickt wird. Sin einstellbarer Anschlag 48 anf hinteren Ende der Spule 42 legt das Ausmaß der Bewegung des .Kfltns in die Spule fest, und somit auch den Bewegungsweg, um den der Bolzen aus dem Werkstück bei

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dem Schweiß Vorgang zurückgezogen wird. Eine Rückstellfeder 50 stößt den Bolzen von dem Werkstück zurück, nachdem der Hauptschweißlichtbogen für eine bestimmte Zeit gezogen worden ist und nachdem der Strom durch die Spule 42 abgeschaltet worden ist.

Der erfindungsgemäße Schweißvorgang ist in der Figur in einem Diagramm veranschaulicht. In dem oberen Teil der Fig. 2 ist der Abstand ..zwischen dem Werkstück und einem Punkt des Bolzens auf der Abszisse aufgetragen, wobei es sich um den Abstand X Über der Bolzenspitze handelt. Ein Teil des Bolzens unter diesem Punkt wird durch den Schweißlichtbogen zum Schmelzen gebracht, so daß sich der Punkt auf der Werkstückfläche befindet, wenn das Schweißen beeindet ist. Wenn der Bolzen von dem Werkstück zurückgezogen ist, bewegt sich der Punkt X von dem Werkstück weg, was durch die abfallende Linie R veranschaulicht ist. Der Bolzen wird dann in der durch die gerade Linie RP veranschaulichten Lage eine Zeitlang gehalten, wonach er auf das Werkstück gestoßen wird, was durch die scharf abfallende Linie P in dem Diagramm zu sehen ist. Dabei wird der Bolzen kurz nach der tatsächlichen Berührung mit der Werkstückfläche langsamer, und zwar wegen eines größeren Widerstandes, der der Stoßbewegung durch die Schweißschmelze entgegengesetzt wird.

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-'Im unteren Teil der Fig. 2 ist der Verlauf des Stromes im wesentlichen zu der Zeit veranschaulicht, in der der Bolzen seinen Rückzug von dem Werkstück beginnt. Dabei wird dem Bolzen und dem Werkstück Strom zugeführt, so daß ein Führungslichtbogen bei der Bolzenbewegung gezogen wird. Die Zündung dieses Führungslichtbogens ist durch eine scharf abfallende Linie PI veranschaulicht, wobei der Führungslichtbogen durch die beiden im wesentlichen horizontal liegenden Linien PA1 und PA2 veranschaulicht ist. Nachdem der Bolzen in seine durchgezogene Lage gelangt ist und der Führungslichtbogen β,ΐηβ bestimmte Zeitlang gezogen wurde, wird der Hauptliohtbogen durch eine Überlagerung des Führungslichtbogens gezogen, wobei der Hauptschweißbogen durch eine höhere, im wesentlichen horizontal liegende Linie WA veranschaulicht ist. Der Schweißlichtbogen wird begrenzt, wenn der Bolzen auf das Werkstück gestoßen wird, wobei der Lichtbogen abfällt und verlöscht, was durch die scharf nach unten abfallende Linie WT dargestellt ist. Im Idealfall wird der Schweißlichtbogen im wesentlichen dann verlöschen, wenn der Bolzen mit dem Werkstück in Kontakt kommt, so daß der Schmelzfluß durch den Lichtbogen keine Chance hat, vor. der Verbindung mit dem Bolzen und dem Werkstück zu erstarren. Wenn der Bolzen das Werkstück zum Verlöschen des Lichtbogens berührt, kann ein kurzer Sprung den Strom am Ende des Schweißvorganges auftreten. Darüberhinaus be-

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ginnt der Bolzen im Idealfall zu der Zeit seinen Rückzug, zu der der Strom für den Führungslicht bogen zugeführt wird. Es hat sich aber als zweckmäßig erwiesen, den Führungslichtbogenstrom kurz vor dem Rückzug des Bolzens mit einem kurzen Sprung dem Stromverlauf zuzuf uhren, der eintritt, nachdem der Führungslichtbogenstrom zugeführt ist und bevor der Rückzug des Bolzens erfolgt ist. Aber diese Vorgänge haben keine Wirkung auf den tatsächlichen Schweißvorgang und den Arbeitsablauf der Vorrichtung.

Um die erwähnte Wirkung bei schwer-schweißbaren Materialien auf der Oberfläche des Werkstückes zu beseitigen, ist bereits vorgeschlagen worden, daß der Führungslichtbogen, der durch die Linien PA1 und PA2 veranschaulicht ist, um ein Mehrfaches seiner Länge gezogen werden kann. Obschon hierdurch ein Großteil der erwähnten schädlichen Wirkung beseitigt wird, zeigt der Führungslichtbogen dann die Wirkung, das Werkstück zu verwerfen, insbesondere wenn dieses schwachwandig ist, was auf die Wärme zurückzuführen ist, die zu anderen Teilen als dem zu verschweißenden Werkstückteil geleitet wird. Zudem bewirkt der gezogene Führungslichtbogen, daß der Bolzen in anderen als in den au verschweißenden Teilen erwärmt wird, und zwar in solch einem Ausmaß, daß kleine Kügelchen von Schweißschmelze abgelagert werden, wenn der Bolzen gegen das

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Werkstück gestoßen wird, und diest Schweißperlen kleben permanent an dta Bolzen. Dadurch wird da« Aufreihen dee Bolzens versohleohtert und darüberhinaua kann die Funktion gehindert werden, wenn der Bolzen beispielsweise alt einem Gewinde tu versehen ist. Da bei der Verwendung des langgesogenen Pührungslichtbogens die Wärme abgeführt wird, zeigt dieser lichtbogen darUberhinaus einen verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad. Natürlich verlängert der Lichtbogen die Gesamtheit des SohweiSvorganges, wae besonders wichtig 1st, wenn die Bolzen schnell gesohweifit werden sollen. SchlieSlioh erfordert die Verwendung des langgestreckten Lichtbogens oft eine wesentliche Erhöhung der Stromstärke, insbesondere, wenn Kondensatoren sur Stabilisierung des SchweiBlichtbogens Verwendung finden.

ErfindungsgemäS "wird ein kurzer intensiver Lichtbogen oder Impuls dem FUhrungsliohtbogen Überlagert, der durch die Linie BF veranschaulicht ist. Kurs gesagt, Überwindet der intensive Lichtbogen die nachteiligen Wirkungen schwerschweißbarer Materialien auf dem Werkstück, ohne die Nachteile des andernfalls verwendeten langgezogenen FUhrungslichtbogens aufzuweisen. Der kurze intensive Impuls gibt der Wärme keine Chance der Ableitung, mit dem Srgeb- · nisy daß auch ein sohwachwandiges Werkstück nicht verworfen wird, und' der Bolzen selbst wird nicht so stark erhitzt, daß die Schmelze nicht permanent daran haften

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bleibt, sondern einfach abfällt oder mit einem entsprechenden Werkzeug einfach abgeklopft werden kann. Das Material auf dem Werkstück wird darüberhinaus entfernt oder zumindest treten die nachteiligen Wirkungen bei geringer Stromstärke als andernfalls nicht auf, und zwar in erster tinie, weil weniger Wärme abgeleitet wird und mehr auf die bestimmten Bereiche konzentriert wird. Da zusätzlich der kurze intensive Impuls dem Führungslichtbogen überlagert wird un kürzer ist als dieser, gibt es absolut gar keine Erhöhung der Schweißzeit. Wenn Kondensatoren für den Hauptschweißstrom Verwendung-Minden, sind vergleichsweise sehr wenige zusätzliche Kondensatoren erforderlich, um den Strombedarf für die intensiven Impulse zu erzeugen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der kurze intensive Lichtbogen oder Impuls gezogen, nachdem der Führungslichtbogen gezündet ist und zwar in jedem Falle nicht früher als der Führungslichtbogen. Darüberhinaus ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Impuls zeitlich begrenzt, so daß er nicht länger dauert als der Führungslichtbogen, und vorzugsweise wird er etwas vor dem Führungslichtbogen beendet sein. Man hat festgestellt, daß der intensive Impuls mindestens eine halbe Millisekunde endet, bevor der Führungslichtbogen aussetzt, wie dies durch die Zündung des Hauptlichtbogens festgelegt ist,

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wodurch ein stabilerer Schweißlichtbogen gezogen wird, und zwar offenbar wegen des Umstandes, daß der Führungslichtbogen die Möglichkeit hatte, wieder stabil zu werden, nachdem der Impuls beendet worden ist. Bezüglich der Intensität ist der Impuls vorzugsweise zumindest so intensiv wie der Hauptlichtbogen oder intensiver,eis dieser.

Beispielsweise kann die Energie für die Spule des Schweißwerkzeugs zum Anheben des Bolzens und die Energie für den Führungslichtbogen etwa gleichzeitig eingeschaltet werden. Der Führungslichtbogen wird daraufhin für eine einstellbare Periode von 35 - 57 Millisekunden stabilisiert, wobei der Lichtbogen 5 - 10 Millisekunden nach dem Einschalten des Stromes gezündet wird, weil etwa soviel Zeit zum Einsetzen des Rückzugs des Bolzens benötigt wird, nachdem die Spule von dem Strom durchflossen worden ist. Daraufhin wird der Haupt schweißlichtbogen nach 35 - 57 Millisekunden gezogen, wobei er dem Führungslichtbogen überlagert wird. Der Hauptschweißlichtbogen wird ungefähr 6-8 Millisekunden dauern, wenn Kondensatoren als Hauptschweißstromquelle verwendet werden. Der Hauptschweißlichtbogen wird vorzugsweise dadurch beendet, daß der Bolzen mit dem Werkstück in der Nähe des Endes des Kolbenhubes in Kontakt gerät.

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Der Führungelichtbogen kann kürzer oder länger sein als erwähnt, und der Hauptschweißlichtbogen kann kürzer sein, wenn das Schweißwerkzeug hinreichend schnell zurückgezogen und der Bolzen schnell gestoßen wird. Der Hauptschweißlichtbogen kann darüberhinaus langer sein, beispielsweise mehrere Sekunden dauern, wenn eine entsprechende Stromquelle Verwendung findet. Die Intensität des Führungslichtbogens kann von wenigen Ampöre bis zu mindestens 100 Ampdre reichen, während die Intensität des Schweißlichtbogens von einigen hundert bis zu mehreren tausend Ampdre betragen kann.

Hierbei kann der Impuls etwa 20 Millisekunden nach der Zündung des Führungslichtbogens mit einer Dauer von 2 Millisekunden gezündet werden. Bei diesem Zeitablauf ist der intensive Impuls immer stabil, nachdem der Führungslichtbogen eine bestimmte Intensität erreicht hayt, und der Impuls endet immer vor der Zündung des Hauptlicht bogens. Bezüglich der Stromstärke liegt der intensive Impuls vorzugsweise höher als der Hauptlichtbogen. Bei den erwähnten Ausführungsbeispielen erreicht der Impuls vorzugsweise eine Intensität von einem Tausendstel bis zu 1400 Ampdre in seiner Spitze.

Eine Ausführungsform für einen Schaltplan zur Durchführung der Erfindung ist in Fig. 1 veranschaulicht. Ein

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derartiger Schaltplan ist teilweise bereits bekannt, siehe die USA-Patentschrift 498 802, wie im Nachfolgenden noch erläutert wird. Wenn der Bolzen 22 mit dem Werkstück 24 in Kontakt kommt, wird eine elektrische Verbindung über die leitungen 52 und 54 mit einer Sekundärwicklung PS1 der Hauptstromquelle PS des Transformators TT hergestellt. Eine Gleichrichterbrücke RB1 für eine volle Welle schafft einen vollständig gleichgerichteten Strom für den Ausgangsteil des Schaltkreises. Wenn die Kontakte eines Druckschalters T geschlossen aind, ist ein Kondensator 01 mit dem Gatter verbunden und zündet einen ersten gesteuerten Siliziumgleichrichter SDR1 oder sperrt ihn. Ein Kondensator C2 wird dann durch" die Primärwicklung PT1-P deB ersten Impulstransformators entladen. Dadurch wird ein Führungslichtbogen zwischen den Bolzen und dem Werkatück gezogen, wenn der Bolzen von dem Werkstück zurückgezogen wird. Um dies zu erreichen, wird ein zweiter gesteuerter Siliziumgleichrichter SCR2 in den Bolzensteuerteil des Schaltkreises in Serie mit der Hebespule 42 geschaltet und durch eine sekundäre Wicklung PT1-S1 des ersten Impulstransformators geschaltet. Ein Kondensator C3 wird anschließend teilweise über die Spule 42 entladen und zieht den Kern 40 des Werkzeugs an, so daß der Bolzen von dem Werkstück abgehoben wird.

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Eine weitere Sekundärwicklung PT1-S2 des ersten Impulstransformators ist in dem der Schweißung dienenden Teil des Schaltkreises angeordnet, und zwar insbesondere in einem Führungslichtbogenkreis, und dieser Impuls wird

/der
gleichzeitig mit den/ersten Sekundärwicklung abgegeben.

Dadurch wird ein Siliziumgleichrichter SCR-P zugeschaltet, der einen Führungslichtbogen zwischen dem Bolzen 22 und dem Werkstück 24 gezogen, und es wird auch ein Hauptschweißkondensator K geschaltet, der eine erste Schweißstromquelle bildet. Dieser Schaltkreis wird durch einen Führungslichtbogenwiderstand PR stabilisiert, der die Energie des ersten Führungslichtbogens begrenzt. Dabei wird der Führungslichtbogen gezündet, wenn der Bolzen seinen Rückzug beginnt.

Ήβηη der Strom für den Führungslichtbogen eingeschaltet wird, ergibt sich ein Spannungsabfall über den Widerstand PR. Die Spannung wird an eine Diode ZD1 über einen Widerstand R1 gelegt. Die durch die Diode ZD1 gesteuerte Spannung wird anschließend an einen Kondensator C4 gelegt, bis das wahre Auslaufverhältriis eines Transistors U1 erreicht ist, woraufhin der Kondensator C4 über die Primärwicklung PT2-P eines zweiten Impulstransformators entladen wird. Eine Sekundärwicklung PT2-S des zweiten Impulstransformator schaltet dann einen Siliziumgleichrichter SCR3, damit der Kondensator C5 über den Führungs-

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lichtbogen zwisohen dem Bolzen und dem Werkstück entladen wird.

Bei einer Ausführungsform kann durch den Kondensator und den Transistor UI eine Verzögerung bei der Entladung des Kondensators €5 von etwa 20 Millisekunden erzeugt werden, wenn die Dauer des Führungslichtbogens etwa 45 Millisekunden betragt. Der Kondensator 05 ist direkt über den Bolzen und das Werkstück ohne irgendeinen Widerstand oder eine Induktivität in dem Schaltkreis so eingebaut, daß die Dauer des kurzen durch den Kondensator 05 verursachten intensiven Lichtbogens nur etwa 2 Millesekunden beträgt. Nach Beendigung des kurzen Lichtbogens bleibt der Führungslichtbogen für etwa 23 Millisekunden bestehen, bis der Hauptschweißlichtbogen gezündet ist.

Wenn der Gleichrichter SCR1 geschaltet ist, wird ein Transistor T1 im synchronisierenden Teil des Schaltkreises eingeschaltet, nachdem eine Verzögerung durch einen Kondensator 06 erfolgt ist. Daraufhin wird ein Impuls auf eine Primärwicklung PT3-P eines dritten Impulstransformators gegeben, damit der Bpannungsregulierende Teil des Schaltkreises von den Kondensatoren K und 05 durch eine Sekundärwicklung PT3-S in dem Spannungsregulierenden Kreis isoliert wird.

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Der Sekundärteil gibt Strom auf einen «weiten Transistor T2, der die Kondensatoren C7 und 08 eu diesem Zweck entlädt.

Mit dem von den Kondensatoren regulierten spannungsregulierenden Teil der Schaltung ist ein vierter Impulstransformator vorhandttt, dessen primäre Wicklung PT4-P im synchronisierenden Kreisimpulse erhält»Dieser Impulstransformator zeigt einen Senkundärteil PT4-S1 im Bolzensteuerteil des Schaltkreises, die einen Siliziumgleichrichter SCR4 schaltet, wodurch der Gleichrichter SCR2 abgeschaltet wird. Hierdurch wird die Spule 42 stromlos, so daß der Bolzen seinen Stoß auf das Werkstück unter dem Druck der Feder 50 beginnt» Sine zweite Windung PT4-S2 im synchronisierenden Kreis schaltet einen weiteren Siliziumgleichrichter SOR 5 und bewirkt, daß ein Primärteil PT5-P eines fünften Impulstransformators nach einer vorherbestimmten Zeilqjanne einen Stromstoß erhält. Dieser Transformator hat eine Sekundärwicklung PT5-S im Hauptschweißstromkreis, der einen Siliziumgleichrichter SCR-W schaltet und den Hauptschweißlichtbogen zwischen Bolzen und Werkstück mittels des Kondensators K zündet» Wenn der Kondensator K entladen ist und der Bolzen mit dem Werkstück in Berührung kommt, ist der Schweißvorgang beendet. Eine D.iode D1 verhindert, daß der Kondensator K gleichzeitig mit dem Kondensator 05 entladen wird.

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ORIGINAL INSPECTED

Es soll klargestellt werden, daß die beschriebene Schaltung nur ein vollständiges Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, und daß die Art und Weise beschrieben worden ist, in der der Teil des Schaltkreises, der den kurzen intensiven Lichtbogen über den Führungslichtbogen erzeugt, in bekannte Schaltungen mit nur wenig Änderungen eingebaut werden kann. Die einzige erforderliche Änderung bei bekannten Schaltungen dieser Art besteht darin, daß man ein geeignetes Kabel unterbricht, um die Diode D1 einzuschalten.

Alle beschriebenen und veranschaulichten Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

Patentansprüche;

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Claims

M 00 496 W/Pa Patentansprüche :

1. Verfahren zinn Bolzenschweißen, wobei der Bolzen mit einem Ende mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird, woraufhin der Strom eingeschaltet und der Bolzen von dem Werkstück zurückgezogen wird, dadurch gekennzeichnet , daß zunächst ein Strom mit geringer Energie durch den Bolzen und das Werkstück geschickt wird, woraufhin das Zurückziehen des Bolzens erfolg"' _t um einen Führungslichtbogen zwischen dem Bolzen und

* dem Werkstück zu ziehen, wonach ein kurzer intensiver Lichtbogen dem Führungslichtbogen überlagert wird, sodann der Haudbschweißlicht bogen zwischen dem Bolzen und dem Werkstück gezogen und der Bolzen nun gegen das Werkstück gestoßen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zündung des kurzen intensiven Lichtbogens einen Augenblick nach dem Zünden des Führungslichtbogens vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptschweißlichtbogen eine bestimmte Zeit nach der Beendigung des kurzen

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intensiven Lichtbogens gezündet wird,

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e Jk e η α zeichnet , daß der kurze intensive Lichtbogen eine Intensität aufweist, die zumindest so hoch liegt wie die des Hauptschweißlichtbogens.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, · daß eine Einrichtung vorhanden ist, die beim Rückzug des Bolzens (22) von dem Werkstück (24) einen Führungslichtbogen zieht, während eine weitere Einrichtung dem Führungslichtbogen einen kurzen intensiven Lichtbogen überlagert, und daß eine weitere Einrichtung zum Ziehen des Hauptschweißlichtbogens und schließlich eine Einrichtung (42, 50) zum Stoßen des Bolzens gegen das Werkstück vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des zusätzlichen Lichtbogens zumindest so hoch liegt wie die des Hauptschweißlichtbogens.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Einrichtung zum Ziehen des intensiven Lichtbogens so ausgestaltet ist, daß sie

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den intensiven Lichtbogen eine bestimmte Zeit nach dem Zünden des FührungBlichtbogens zieht.

8. Vorrichtung nach Aneprueh 5» dadurch g e k β η η -zeichnet , daß die Einrichtung zum Ziehen des

- Hauptlichtbogtns denselben erst eine Zeitspanne nach der Schaffung des intensiven Lichtbogens zündet.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein kurzer intensiver Lichtbogen zwischen dem Bolzen (22) und dem Werkstück (24) gezogen wird, nachdem der Führungsliehtbogen erstellt ist, und daß der kurze intensive Lichtbogen abgeschaltet wird, bevor der Hauptschweißlichtbogen gezogen wird.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen

dadurch
Ansprüche, /gekennzeichnet , daß eine Zeitgebervorrichtung (D1) eingeschaltet ist, wenn der Strom den Führungsliehtbogen zwischen dem Bolzen (22) und dem Werkstück (24) zugeführt ist, wobei durch den Zeitgeber eine Einrichtung eine bestimmte Zeitlang zum Ziehen eines kurzen intensiven Lichtbogens den Führungsliehtbogen überlagert, betätigbar ist, wobei eine Einrichtung zum Ziehen des Hauptschweißlichtbogens nach der Beendigung des kurzen intensiven Lichtbogens und auch die Einrichtung zum Stoßen des Bolzens gegen

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das Werkstück vorgesehen ist.

11, Vorrichtung nach Anspruch 10» dadurch g e k e η η -zeichnet » daß die Einrichtung zum Biehen des kurzen intensiven Lichtbogens einen Kondensator (K) enthält, der quer zum Bolzen (22) und Werkstück (24) angeordnet ist und daß Schalteinrichtungen in Reihe mit dem Kondensator (Oj) geschaltet sind und somit durch die Zeitgebereinrichtung (D1) betätigbar sind.

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