DE2156381C3 - Vorrichtung zum Impuls-Lichtbogenschweißen - Google Patents
Vorrichtung zum Impuls-LichtbogenschweißenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Impuls-Lichtbogenschweißen
mit einem Gleichstrom, dem ein aus periodisch aufeinanderfolgenden, durch Pausen
getrennten Impulsen bestehender Strom überlagert ist, und mit einer Schaltungsanordnung zur Regelung des
zeitlichen Mittelwertes der einzelnen Impulse durch Vergleich eines Signals, das jeweils durch Messung des
zeitlichen Mittelwertes eines mit der Größe der Impulse zusammenhängenden Parameters abgeleitet ist, mit
einer einstellbaren Bezugsgröße.
Beim Impuls-Lichtbogenschweißen mit einem Gleichstrom, wobei dem Gleichstrom der Impulsstrom
periodisch überlagert wird, soll der Impulsstrom eine starke elektromagnetische Kontraktionskraft auf das
schmelzende Material am Ende einer Schweißelektrode ausüben und es in feinkörniges Material verwandeln, so
daß es sich auf dem Grundmetall absetzt. Dabei muß die Intensität des Impulsstromes größer sein als ein
Mindestwert, der von der Beschaffenheit des Materials, der Größe des verwendeten Elektroclendrahtes und der
Intensität des Schweißstromes abhängt. Wenn jedoch der Impulsstrom übermäßig groß wird, wird der
Elektrodendraht stärker abgeschmolzen und der Lichtbogen zu lang, so daß der Schweißvorgang behindert
wird. Daher muß die Intensität des Impulsstromes jederzeit auf einem geeigneten Wert gehalten werden.
Im allgemeinen gilt die Beziehung I=(V1;- Vn)ZZ, wobei
/der Impulsstrom, V5 die Spannung der Spannungsquel-Ie,
Vt die Lichtbogenspannung und Zdie Impedanz des
Stromkreises bedeuten. Änderungen der Versorgurigsspannung Vs der Lichtbogenspannung V, oder der
SiroüikreiSirnpedänit Zandern den impuissirom /. Auch
muß die Lichtbogensipannung, selbst wenn ein Draht von gleichem Material, gleicher Beschaffenheit und
gleicher Größe verwendet wird, erneut auf einen geeigneten Wert eingestellt werden, wenn die Spannung
der Stromquelle od. dgL geändert wurde, so dal dann auch der Impulsstrom wieder auf einen geeignetei
Wert eingesteUl: werden muß.
So ist aus der DT-OS 19 54 517 eine Vorrichtung de
eingangs genannten Art mit Leitungsspannungschwan kungs-Kompensation bekannt geworden, bei welchei
eine relativ kurze Lichtbogenlänge, d.h. eine relativ
geringe Lichtbogenspannung unabhängig von Netz Spannungsschwankungen konstant gehalten wird. Dabe
werden die Netzspannungsschwankungen, die sich au den Impulspegel auswirken, durch einen Vergleichskreü
festgestellt, der mit den entsprechenden Triggerventiler
über Dioden verbunden ist, wobei ein Eingang de; Vergleichskreises mit einer Ausgangspegelvorrichtunf
verbunden ist Diese Schaltungsanordnung zur Festste!
lung des Smpulspegels ist jedoch von der Schweißelektrode
und dem Werkstück durch Leistungsgleichrichter getrennt und kann daher nicht auf Schwankungen der
Lichtbogenspannung, beispielsweise bedingt durch das Elektroden- und Werkstückmaterial oder durch die
Lichtbogenlänge, ansprechen und regelt somit den zeitlichen Mittelwert der einzelnen Impulse nur in
Abhängigkeit von der Leitungsspannung.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung zum Impuls-Lichtbogenschweißen
der eingangs beschriebenen Art den zeitlichen Mittelwert des Impulsstroms unabhängig von
Schwankungen der Netzspannung, der Lichtbogenspannung und anderer Parameter konstant zu halten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Signal vom zeitlichen Mittelwert der einzelnen
Impulse abgeleitet ist und die Schaltungsanordnung den zeitlichen Mittelwert der Impulse auf einen konstanten
Wert regelt. Dadurch wird erreicht, daß das zeitliche Integral der Einzelimpulse über die Impulsfolge hinweg
konstant gehalten wird.
Aus der US-PS 35 56 928 ist es zwar an sich bekannt,
ein Steuersignal aus dem Gesamtschweißstrom abzuleiten,
das einer Regelschaltung zur Konstanthaltung des Gesamtschweißstromes zugeführt wird. Ein Impuls-Lichtbogenschweißen
ist jedoch mit dieser bekannten Vorrichtung keinesfalls möglich, vielmehr sollen gerade
jegliche Stromschwankungen durch die Regelschaltung vermieden werden.
In vorteilhafter Weise ist zur Erzeugung des Signals im Impulssiromkreis ein Impulsstromdetektor vorgesehen.
Dieser Impulsstromdetektor kann als Nebenschlußwiderstand oder als Stromtransformator ausgebildet
sein.
Patentschutz wird nur begehrt für die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 allein oder in Kombination
mit der Gesamtheit der Merkmale eines oder mehrerer der Unteransprüche einschließlich deren Rückbeziehung.
Die Erfindung wird im folgendien anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigen
F i g. 1 eine Schaltungsanordnung einer üblichen Vorrichtung zum Impuls-Lichtbogenschweißen,
F i g. 2 eine Schaltungsanordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
F i g. 2 eine Schaltungsanordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
F i g. 3 bis 6 Schaltungsanordnungen für verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Bei einer üblichen Vorrichtung zum impuis-Lichtbogenschweißen gemäß F i g. 1 sind eine Elektrode 2 und ein Grundmaterial 3 mit der Ausgangsseite einer zum Lichtbogenschweißen geeigneten Gleichstromquelle 1 verbunden, um zwischen ihnen einen Lichtbogen 4 zu
Bei einer üblichen Vorrichtung zum impuis-Lichtbogenschweißen gemäß F i g. 1 sind eine Elektrode 2 und ein Grundmaterial 3 mit der Ausgangsseite einer zum Lichtbogenschweißen geeigneten Gleichstromquelle 1 verbunden, um zwischen ihnen einen Lichtbogen 4 zu
:rzebgen. Der Impulsstrom zwischen der Elektrode 2
and dem Grundmaterial 3 wird von einer impulserzeu- »enden Einrichtung 5 geliefert.
Bei der in F i g. 2 dargestellten Schaltungsanordnung
ist mit 1 die Leistungs-Gleidistromquelle für das
Schweißen und mit 2 und 3 die Elektrode und das Basismaterial bezeichnet, die mit den Ausgangsklemmen
la und 16der Gleichstromquelle 1 verbunden sind.
Mit £ ist die Steuervorrichtung zum Steuern des zeitlichen Mittelwerts des zusätzlich anzuwendenden
Impulsstromes bezeichnet, deren einer Ausgang mit der
Elektrode 2 und deren anderer Ausgang über den Impulsstromdetektor 7 mit dem Basismaterial 3
verbunden ist Der Ausgang des Impulsstromdetektors 7 ist über eine Rückkopplungsleitung 8 zur Impulssteuervorrichtung
6 rückgekoppelt. Die Impulssteuervorrichtung umfaßt Mittel zur Impulserzeugung, Einstellmittel
zum Einstellen der Impulsstromstärke und auf das Ausgangssignal des Impulsdetektors als Regelsignal
ansprechende Regelmitte! zum Beeinflussen der Einstellmittel derart, daß der zeitliche Mittelwert des
Impulsstromes auf einem festen Wert bleibt
Fig.3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel.
Wie in F i g. 1 sind mit 1 bis 3 die Gleichstromquelle, die Elektrode und das Grundmaterial bezeichnet. Die
Impulssteuervorrichtung 6 umfaßt einen Transformator
600 als Stromquelle und Thyristor 601 als impulserzeugende Einrichtung. An die primärseitigen Klemmen
600a und 6i00f> des Transformators 600 ist eine (nicht dargestellte) Wechselstromquelle angeschlossen. Der
Transformator 600 ist mit zwei Sekundärwicklungen versehen, wobei das eine Ende 600c der ersten
Sekundärwicklung über den Thyristor 601 mit der Elektrode 2 verbunden ist während ihr anderes Ende
60Od über einen aus dem Impulsstromdetektor 7 bestehenden Nebenschluß 70 mit dem Grundmaterial 3
verbunden ist Ein Gleichrichter 602 ist mit jedem Ende 60Oe und 600/ der zweiten Sekundärwicklung des
Transformators 600 verbunden; zwischen die beiden Ausgänge 602;i und 602/>
des Gleichrichters ist eine die Spannung konstant haltende Diode 604 geschaltet, und
parallel zu der Diode ist eine Zündphasensteuerschaltung für den Thyristor geschaltet. Diese Zündphasensteuerschaltung
ist mit einem als Einstellmittel dienenden veränderbaren Widerstand 60S versehen, der zum
Einstellen des Sollwertes des Impulsstromes dient und parallel zu der Diode 604 geschaltet ist. Der
verschiebbare Abgriff des veränderbaren Widerstandes 605 ist über einen Kondensator 606 und einen
Widerstand 607 mit der Basis des Transistors 608 verbunden. Der Emitter des Transistors ist direkt mit
dem einen Ende des veränderbaren Widerstandes 605 verbunden, während der Kollektor über den Widerstand
609 und den Kondensator 610 mit dem anderen Ende des veränderbaren Widerstandes 605 verbunden ist. Der
Emitter eine:s Unijunctiontransistoirs 611 ist im Verbindungspunkt des Widerstandes 609 und des Kondensators
610 verbunden. Eine Basis des Transistors ist mit der Kathode der Diode 604 über den Widerstand 612
verbunden, während die andere Basis über die Primärwicklung 613a einen Impulstransformator 613
mit dem gemeinsamen Punkt des Kondensators 610 und der Anode der Diode 604 verbunden ist. Die
Sekundärwicklung 6!3fc des Inipulstranformatnrs ist als
Steuereinrichtung zwischen die Steuerelektrode des Thyristors (Wl und dessen Kathode geschaltet. Ein
Anschluß des Nebenschlusses 70 im Impulsstromdetektor 7 ist mit dem Schiebeabgriff des veränderbaren
Widerstandes 605 verbunden, während der andere Anschluß des Nebenschlusses über einen Widerstand
614 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Koiidensatoi
606 und dem Widerstand 607 verbunden ist
Bei der beschriebenen Anordnung wird der mit dem Emitter des UnijunctiontransisKors 611 verbundene Kondensator 610 durch den Kollektorstrom des Transistors 608 aufgeladen; wenn die Klemmenspannung des Kondensators die Zündspannung des Unijunc-
Bei der beschriebenen Anordnung wird der mit dem Emitter des UnijunctiontransisKors 611 verbundene Kondensator 610 durch den Kollektorstrom des Transistors 608 aufgeladen; wenn die Klemmenspannung des Kondensators die Zündspannung des Unijunc-
>o tiontransistors erreicht hat, wird ein Steuerimpuls in der
Sekundärwicklung 6136 des impulstransformators 613
erzeugt und dadurch der Thyristor 601 leitfähig gemacht Somit wird ein Impulsstrom, dessen Frequenz
gleich der der Wechselstromquelle ist zusätzlich zu dem
von dem Gleichstrom-Schweißgerät erzeugten Schweißstrom zur Verfügung gestellt, um das Irnpuls-Lichtbogenschweißen
durchzuführen. Der zeitliche Mittelwert des Impulsstromes ist bestimmt durch die
Phase, in welcher der Transistor 611 die Steuerimpulse
μ erzeugt Die Phase, mit der diese Steuerimpulse erzeugt
werden, ist ihrerseits abhängig vom zeitlichen Mittelwert des Kollektorstromes des Transistors, die wiederum
vom zeitlichen Mittelwert des Basisstromes des Transistors abhängt, so daß der zeitliche Mittelwert des
Impulsstromes durch Einstellen des veränderbaren Widerstandes 605 eingestellt werden kann.
Der zeitliche Mittelwert des zusätzlich 2:um Schweißstroni
erzeugten Impulsstromes wird gemessen durch den Spannungsabfall im Nebenschlußwiderstand 70,
wobei die dem Impulsstrom proportionale Spannung zu beiden Enden des Kondensators 606 rückgekoppelt
wird. Entsprechend wird der Basisstrom des Transistors 608 gesteuert durch die Differenz zwischen der
Spannung, die einem durch Einstellung des veränderba-
3:5 ren Widerstandes 605 vorgegebenen Wert des Impulsstromes entspricht, und der an beiden Enden des
Kondensators 606 rückgekoppelten Spannung. Hierdurch kann der zeitliche Mittelwert des Impulsstromes
normalerweise auf einem im wesentlichen konstanten Wert gehalten werden.
Wenn der Impulsstrom unter den eingestellten Wert abfällt, entweder durch Anstieg der Lichtbogenspannung
oder durch Abfall der Versorgungsspannung, wird die Ausgangsspannung des Nebenschlußwiderstandes
70 kleiner, wodurch auch die Spannung am Kondensator 606 niedriger wird und der Kollektorstrom des
Transistors 608 entsprechend zunimmt. Da das Zeitintervall, währenddessen der Kondensator 610 bis zur
Zündspannung des Unipolartransistors 611 aufgeladen wird, kürzer wird, wird die Phase, mit der die
Steuerimpulse erzeugt werden, beschleunigt, wodurch auch die Zündphase des Thyristors 601 beschleunigt
wird; hierdurch wird der Impulsstroni erhöht und geht
auf seinen ursprünglichen Wert zurück. Wenn andererseits der Impulsstrom entweder durch ein Abfallen der
Lichtbogenspannung oder durch ein Ansteigen der Versorgungsspannung sich vergrößert, wird die Spannung
an den Klemmen des Kondensators 606 vergrößert und der Kollektorstrom des Transistors 608
fällt ab. Hierdurch wird die Phase, mit der die Steuerimpulse erzeugt werden, verzögert, so daß dei
Impulsstrom abnimmt und auf den eingestellten Wer' zurückkehrt.
Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel bei der eir Gleichstromtransformator 71 in Form eines sättigbarei
Reaktors verwendet wird. Bei dieser Ausführungsforn hat der Transformator 6Wl) drei Sekundärwicklunger
Ein Ende 600c der ersten Sekundärwicklung de
Transformators 600 ist, wie bei der Anordnung nach F i g. 3, über das Thyristor 601 mit der Elektrode 2
verbunden. Das andere Ende 60Od der Sekundärwicklung ist über die Eingangswicklung 71a des Transformators
71 mit dem Grundmaterial 3 verbunden. Ferner sind, wie bei Fig.3, beide Enden 60Oe und 600/der
zweiten Sekundärwicklung mit dem Gleichrichter 602 verbunden, dessen Ausgänge über den Widerstand 603
mit der die Spannung konstant haltenden Diode 604 und der Zündphasensteuerschaltung verbunden sind. Der
Stromtransformator 71 hat zwei Ausgangswicklungen 716 und 71c; die in Serie zueinander, jedoch
entgegengesetzt gerichtet, geschaltet sind. Das eine Ende der in Serie geschalteten Ausgangswicklungen ist
mit einem Ende 600g der dritten Sekundärwicklung des Transformators 600 verbunden, während das andere
Ende der Ausgangswicklung des Stromtransformators mit einer Eingangsquelle 615a eines Gleichrichters 615
verbunden ist, dessen anderer Eingang 615c/ mit dem Ende 600Λ der dritten Sekundärwicklung verbunden ist.
Der Widerstand 617 ist über einen Widerstand 616 mit dem Ausgang defs Gleichrichters verbunden, wobei der
Spannungsabfall am Widerstand 617 den beiden Enden des Kondensators 606 aufgeprägt werden kann.
Bei der /beschriebenen Vorrichtung wird der dem Impulsstrdm entsprechende Magnetfluß durch die
Eisenkerne jeder !der Ausgangswicklungen des Stromtransformators 71 zugeführt; auf der Seite, auf der
dieser MagnetfluJ3 dem von der dritten Sekundärwicklung
erzeugten Magnetfluß gleichgerichtet ist, ist der Eisenkern gesättigt, wodurch die Impedanz der
Ausgangswicklung sich verringert. Die dem Impulsstrpm
entsprechende Spannung erscheint dann in derjenigen Ausgangswicklung des Transformators, die
auf der nicht gesättigten Seite des Eisenkerns gewickelt ist, wodurch diese Spannung den Kondensator 606
auflädt. Somit wird auchbei der Anordnung gemäß Fig 4 der ermittelte Wert des Impulsstromes zu den
Klemmen des Kondensators 606 rückgekoppelt, wie bei der Anordnung gemäß Fig.3, wodurch der Impulsstrom,
auf dem eingestellten Wert konstant gehalten wird.
Fig.5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei
mit 1 bis 6 die gleichen Teile wie in den Fig.2 bis 4
bezeichnet sind. Der Transformator 600 hat zwei Sekundärwicklungen, wobei der eine Abgriff 600c' der
einen Sekundärwicklung ein Schiebeabgriff ist, der über eine Diode 618 als impulserzeugendes Mittel mit der
Schweißelektrode verbunden ist. Das andere Ende 600c/
ist über die Eingangswicklung des Stromtransformators 71, der wie in Fig.4 ausgebildet ist, mit dem
Grundmaterial 3 verbunden ist. Beide Enden der beiden in Serie geschalteten Ausgangswicklungen des Stromtransformators
71 sind über die beiden Enden 600g und 600Λ der anderen Sekundärwicklung des Transformators
6OC mit den Eingangsklemmen des Gleichrichters 615 verbunden, wie bei der Anordnung gemäß F i g. 4.
Ein Widerstand 619 liegt parallel zum Ausgang des Gleichrichters 615, und eine Serienschaltung aus einer
Drossel 620 und einem Widerstand 621 ist parallel zum Widerstand 619 geschaltet. Eine Serienschaltung aus
einer veränderbaren Gleichspannungsquelle 622 als Einstellmittel und der Läuferwicklung M eines Motors
623 ist parallel zum Widerstand 621 angeordnet. Der Schiebeabgriff 600c'des Transformators 600 wird durch
den sich drehenden Gleichstrommotor 623 verschoben (Regelvorrichtung), um den zeitlichen Mittelwert des
zwischen der Elektrode und dem Grundmaterial zugeführten Impulsstromes m steuern.
Bei der beschriebenen Einrichtung erscheint die dem gemessenen Impulsstrom entsprechende Spannung an
den beiden Enden des Widerstandes 621, und die Differenz zwischen dieser Spannung und der Klemmenspannung
der Gleichspannungsquelle 622 wird dem Läufer M des Motors aufgeprägt. Die Klemmenspannung
der Gleichspannungsquelle 622 wird entsprechend dem Sollwert des Impulsstromes eingestellt. Wenn der
Impulsstrom gleich dem Sollwert ist, wird dem Läufer M keine Spannung aufgeprägt, so daß der Schiebekontakt
600c nicht bewegt wird. Ändert sich der Impulsstrom, so wird eine dieser Änderung proportionale Differenzspannung
dem Läufer aufgeprägt. Der Schiebekontakt 600c' wird dadurch verschoben, und zwar z. B. in der
Richtung, in der der Ausgangsstrom verkleinert wird, falls die momentane Stromintensität größer ist als der
eingestellte Wert. Somit hält der Motor den Impulsstrom auf dem eingestellten Wert durch Rotation
entsprechend der Differenzspannung bis auf Null. Bei
diesem Ausführungsbeispiel kann die Glättungsschaltung, die aus dem Widerstand 619 und der Drossel 620
besteht, weggelassen werden, wenn die Trägheit des Gleichstrommotors in einem gewissen Ausmaß vergrößert
wird. Der durch den Motor angetriebene Schiebeabgriff des Transformators 600 kann auch auf
der Primärseite vorgesehen sein, und ferner kann anstelle eines Schiebeabgriffs am Transformator ein
veränderbarer Widerstand in den Stromkreis für den Schweißstrom geschaltet werden, dessen verschiebbarer
Abgriff durch den Motor betätigt wird.
F i g. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei anstelle eines Thyristors oder eines Regeltransformators
ein magnetischer Verstärker zur Steuerung des Impulsstromes verwendet wird. In Fig.6 weist der
Transformator 600 vier Sekundärwicklungen auf. Ein Ende 600c der ersten Sekundärwicklung ist mil der
Elektrode 2 und das andere Ende 600c/ mit dem Grundmaterial 3 verbunden, und zwar über einen aus
der Eingangswicklung des Stromtransformators 71, der Ausgangswicklung des Magnetverstärkers 624 (Regelvorrichtung)
und der als Impulserzeuger dienenden Diode 625 bestehenden Serienschaltung. Die beiden
Enden der Ausgangswicklung des Transformators 71, der in gleicher Weise wie in Fi g. 4 und 5 ausgebildet ist,
sind mit den Eingängen des Gleichrichters 615 über die zweite Sekundärwicklung des Transformators 600 in der
gleichen Weise wie in Fig.4 und 5 verbunden. Ein
Widerstand 626 ist zwischen die Ausgangsklemmen des Gleichrichters 615 geschaltet. Eine Serienschaltung aus
einer Diode 627 und einem als Einstellmittel dienenden veränderbaren Widerstand 628 zum Einstellen des
Sollwertes des Impulsstromes ist zwischen die Enden 600/ und 600y der dritten Sekundärwicklung des
Transformators geschaltet, wobei der Widerstand 626 und die Steuerwicklung eines magnetischen Hilfsverstärkers
629 in Serie zwischen dem Schiebekontakt des veränderbaren Widerstandes 628 und der Transfcrmatorklemme
600/ liegen. Ein Ende 624a der Steuerwicklung des magnetischen Verstärkers 624 ist mit einem
Ende 629a der Ausgangswicklung des magnetischen Hilfsverstärkers über die Diode 630 und den Widerstand
631 verbunden. Das andere Ende 6246 der Steuerwicklung des magnetischen Verstärkers 624 ist mit dem
anderen Ende 6296 der Ausgangswicklung des magnetischen Hilfsverstärkers verbunden, und zwar über die
vierte Sekundärwicklung des Transformators.
Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung wird
die Differenz zwischen der Ausgangsspannung des veränderbaren Widerstandes 628 (Spannung zwischen
dem Schiebekontakt und der Klemme 6Ο0χ> und der
Klemmenspannung des Widerstandes 626 der Steuerwicklung des magnetischen Hilfsverstärkers 629 aufgeprägt.
Da die Klemmenspannung des Widerstands 626 proportional zu dem vom Transformator 71 gemessenen
Impulsstrom ist und die Ausgangsspannung des veränderbaren Widerstandes 628 dem Sollwert des
Impulsstroms proportional ist, zeigt die Differenzspannung das Ausmaß der Abweichung des zusätzlich den
Schweißelektroden zuzuführenden Impulsstromes vom Sollwert an.
Wenn der Impulsstrom unter den eingestellten Sollwert abfällt, entweder durch Ansteigen der Lichtbogenspannung
oder durch den Abfall der Versorgungsspannung, verringert sich die Ausgangsspannung des
Transformators 71, wodurch die der Steuerwicklung des magnetischen Hilfsverstärkers 629 zugeführte Differenzspannung
ansteigt und diese in der Wicklung des »o Magnetverstärkers 624 erscheinende Spannung den
Eisenkern in Richtung auf geringere Sättigung beeinflußt. In der nächsten Halbperiode ist die Impedanz der
Ausgangswicklung hoch, da der Eisenkern des magnetischen Hilfsverstärkers 629 ungesättigt wird, da der
Ausgangswicklung kein Strom zugeführt wird, wenn die in der vierten Sekundärwicklung des Transformators
induzierte Spannung der Ausgangswicklung des magnetischen Hilfsverstärkers aufgeprägt wird. Da jedoch die
Integrationszeit der der Ausgangswicklung des magnetischen Hilfsverstärkers ausgeprägten Spannung gleich
dem für die Umkehr des magnetischen Flusses zwischen den Halbperioden geltenden Wert ist, wird der
Eisenkern des magnetischen Hilfsverstärkers 629 gesättigt und die Impedanz der Wicklung dadurch
verringert, so daß ein Strom in der Steuerwicklung des Hauptmagnetverstärkers 624 fließt, um den Eisenkern
des Hauptmagnetverstärkers in den ungesättigten Zustand umzupolen. Die Zeit, die verstreicht, bis der
Strom in der Steuerwicklung des Hauptmagnetverstärkers
fließt, ist proportional zu dem Ausmaß, in welchem der Eisenkern des magnetischen Hilfsverstärkers
während der vorhergehenden Halbperiode vormagnetisiert wurde. Je größer die Abweichung nach unten des
gemessenen Impulsstromes vom eingestellten Wert ist, desto geringer wird der umzupolende Betrag des
Hauptmagnetverstärkers. In der nächsten Halbperiode, in welcher der Hauptmagnetverstärker in die ungesättigte
Richtung gepolt wurde, wird der Hauptmagnetverstärker leitfähig, wenn das zeitliche Integral der der
Ausgangswicklung aufgeprägten Spannung einen Wert erreicht hat, der dem in der vorhergehenden Halbperiode
umzupolenden Magnetfluß entspricht. Die Phase der Leitfähigkeit wird zeitlich um so mehr vorgeschoben als
der Betrag der Umpolung des Hauptmagnetverstärkers kleiner wird. Wenn somit der gemessene Impulsstrom
abnimmt, rückt die Leitfähigkeitsphase des Hauptmagnetverstärkers entsprechend vor, wodurch der Impulsstrom
angehoben wird. Dies setzt sich solange fort, bis die Differenzspannung Null geworden ist, wodurch der
Impulsstrom auf dem eingestellten Wert gehalten wird. Wenn der Impulsstrom über den eingestellten Wert
angestiegen ist, rückt die Leitfähigkeitsphase des magnetischen Hilfsverstärkers 629 aufgrund der entgegengesetzten
Vorgänge als vorstehend beschrieben zeitlich vor, wodurch die Leitfähigkeitsphase des
Hauptmagnetverstärkers verzögert wird, was eine Verringerung des Impulsstromes ergibt, so daß dieser
auch in diesem Fall auf dem eingestellten Wert gehalten wird.
Als Detektor für den Impulsstrom kann anstelle eines Nebenschlußwiderstandes oder eines Stromtransformators
auch ein Hall-Generator verwendet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht nur dann
anwendbar, wenn die Frequenz des zusätzlich zu erzeugenden Impulsstromes gleich der Frequenz der
VersorgungSipannung ist, sondern auch dann, wenn diese Frequenz einen ganzzahligen Bruchteil oder ein
Vielfaches der Versorgungsfrequenz ist. Beispielsweise kann in F i g. 3 ein Mittelabgriff an der ersten
Sekundärwicklung des Transformators 600 vorgesehen sein, die mit dem Nebenschlußwiderstand 70 verbunden
ist; die Anoden von zwei Thyristoren können zwischen den beiden Enden 600c und 600d der ersten Sekundärwicklung
liegen; wenn man die Kathoden der beiden Thyristoren mit der Elektrode 2 verbindet, erhält man
einen Impulsstrom, dessen Frequenz das Zweifache der Frequenz der Versorgungsspannung ist.
Durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung wird der zeitliche Mittelwert des Impulsstromes konstant gehalten,
falls die Lichtbogenspannung oder die Versorgungsspannung sich während des Schweißens ändern.
Es ist deshalb nicht nötig, den Impulsstrom bei jeder dieser Spannungsänderungen neu einzustellen. Man
erhält somit den Vorteil eines gleichmäßigeren Schweißvorganges.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 709 636/16
Claims (4)
1. Vorrichtung zum Impuls-Lichtbogenschweißen
mit einem Gleichstrom, dem ein aus periodisch aufeinanderfolgenden, durch Pausen getrennten
Impulsen bestehender Strom überlagert ist, und mit einer Schaltungsanordnung zur Regelung des
zeitlichen Mittelwertes der einzelnen Impulse durch Vergleich eines Signals, das jeweils durch Messung
des zeitlichen Mittelwertes eines mit der Größe der Impulse zusammenhängenden Parameters abgeleitet
ist, mit einer einstellbaren Bezugsgröße, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal vom
zeitlichen Mittelwert der einzelnen Impulse abgeleitet ist und die Schaltungsanordnung den zeitlichen
Mittelwert der Impulse auf einen konstanten Wert regelt
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Signals im
Impulsstromkreis ein Impulsstromdetektor (7) vorgesehen ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsstromdetektor (7) als
Nebenschlußwiderstand (70) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsstromdetektor (7) als
Stromtransformator (71) ausgebildet ist.
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (3)
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DE2156381C3 true DE2156381C3 (de) | 1977-09-08 |
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