DE2205705C3 - Einrichtung zum lichtbogenschweißen mit abschmelzender Elektrode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Lichtbogenschweißen mit abschmelzender Elektrode mit einem Schweißgleichrichter, einem Schweißbrenner und einer von einem Gleichstrommotor angetriebenen Vorschubeinrichtung für die abschmelzende Elektrode, bei der der Anker des Gleichstrommotors unter Zwischenschaltung eines umgesteuerten Gleichrichters aus einer Ausgangswicklung des Schweißtransformators gespeist ist, deren Spannung zusammen mit der Ausgangsspannung für den Lichtbogen einstellbar ist Eine derartige Einrichtung ist durch die DT-OS 14 40413 bekannt.

Einrichtungen für das Lichtbogenschweißen mit abschmelzender Elektrode können nur störungsfrei arbeiten, wenn der Drahtvorschubmotor mit einer solchen Geschwindigkeit läuft, daß für die unter Einwirkung des Lichtbogens abgeschmolzene Drahtmenge eine SS gleichgroße Menge Draht von einer Drahtspule zum Lichtbogen vorgeschoben wird. Zu den jeweils eingestellten elektrischen Werten für die Speisung des Lichtbogens muß deshalb eine dazu passende Drahtvorschubgeschwindigkeit eingestellt werden.

Bekannte Einrichtungen für das Lichtbogenschweißen mit abschmelzender Elektrode haben in der Regel sowohl Einsteller für die vom Schweißgleichrichter zum Abschmelzen der Schweißelektrode vorgesehenen elektrischen Werte als auch Einsteller für die Ge- 6s schwindigkeit des Drahtvorschubmotors. Wenn diese Einrichtungen von Personen bedient werden, die im Einstellen wenig geübt sind, oder wenn die einzustellenden Werte häufig zu ändern sind, kann die Abstimmung der verschiedenen Einstellungen Schwierigkeiten bereiten. Man muß damit rechnen, daß dann nicht immer die günstigsten Werte gewählt werden und das Schweißergebnis weniger gut ausfällt

Es wurde deshalb nach Möglichkeiten gesucht, die bei einer Einstellung der elektrischen Werte für den Lichtbogen auch zwangsläufig der richtigen Werte für die zweite Einstellung, die Drahtvorschubgeschwindigkeit, bringen. Dabei hat man Lösungen in der Form gefunden, daß die beiden Einsteller über mechanische Verbindungsglieder gleichzeitig betätigt werden.

Eine Schaltungsanordnung zur vereinfachten Abstimmung der Drahtvorschubgeschwindigkeit auf die elektrischen Werte des Lichtbogens mit vorzugsweise elektrischen Bauteilen ist in der DT-OS 1440413 beschrieben. Bei dieser Anordnung wird nur die Stromquelle auf die gewünschten elektrischen Werte am Lichtbogen eingestellt Die Drahtvorschubgeschwindigkeit regelt sich lichtbogenabhängig. Als Regelgröße dient ein Wert, der von der Lichtbogenspannung abgeleitet und einem Regelverstärker zugeführt wird. Der Regelverstärker ist dem Drahtvorschubmotor vorgeschaltet

Diese Einrichtung ist aufwendig und für das Lichtbogenschweißen mit Stromquellen geeignet, deren Ausgangsspannungen bei Belastung stark fatien. Sie ist ungünstig beim üblichen Metall-Schutzgasschweißen mit Stromquellen, deren Ausgangsspannungen bei Belastung nur wenig fallen. Beim Schweißen mit solchen Stromquellen ist die innere Regelung des Lichtbogens durch selbsttätiges Anpassen der Abschmelzleistung infolge großer Stromstärkenänderungen wesentlich schneller als die äußere, von der Lichtbogenspannung abhängige Regelung der Drahtvorschubgeschwindigkeit Die innere Regelung macht die äußere Regelung zum großen Teil unwirksam und bringt dadurch Drahtvorschubstörungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach ausgebildet und bei Stromquellen anwendbar ist, deren Ausgangsspannungen bei Belastung nur wenig fallen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ankerstromkreis des Motors nur den Anker, den Gleichrichter und die Ausgangswicklung enthält

Die erfindungsgemäße Einrichtung löst das Problem einer gleichzeitigen richtigen Einstellung der elektrischen Werte für die Speisung des Lichtbogens und der Vorschubgeschwindigkeit der Drahtelektrode durch die direkt proportionale Abhängigkeit der Spannung am Anker von der Ausgangsspannung des Schweißtransformators jedoch nur in einem kleinen, nur bei Einzweckanlagen für eine Draht- und Schutzgasart befriedigenden Einstellbereich.

Ein befriedigender Einstellbereich bei Universalanlagen für verschiedene Draht- und Schutzgasarten läßt sich aber durch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung mit im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2 oder 4 angegebenen Merkmalen erreichen.

Die elektrischen Werte für unterschiedlich starke Schweißlichtbögen werden durch Ändern der Ausgangsspannung des Schweißtransformators eingestellt Die Spannung am Anker des Gleichstrommotors ändert sich aber nicht im gleichen Verhältnis. Diese Spannung steigt mit höher werdender Ausgangsspannung des Schweißtransformators wesentlich mehr als proportional.' Des, kommt den Forderungen des Metall-

Schutzgasschweißens in idealer Weise entgegen, denn das Verfahren verlangt z. B. bei einer Erhöhung der Ausgangsspannung des Schweißtransformators um 10% eine Erhöhung der Spannung am Anker des Gteichstrommotors limetwa 40%.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt Der Schweifyransformator 1 ist über seine Eingangswicklungen 11 mit dem Drehstromnetz verbunden. Seine Ausgangswicklungen 12 versorgen über den Schweißgleichrichter 2 und die Schweißstromleibjiig 31 sowie die Werkstückleitung 4 den Lichtbogen 5 mit elektrischer Energie. Die Stärke des Lichtbogens und somit auch die Abschmelzleistung wird weitgehend von der Ausgangsspannung an den Ausgangswicklungen f2 Bestimmt Mit Hilfe des Spannungs-Wahlschalters tf und der Abgriffe an den Eingangswicklungen ti wird das Übersetzungsverhältnis des Schweißtransformators 1 und dadurch auch bei gleichbleibender Netzspannung die Ausgangsspannung verändert

In gleicher Weise ändert sich die Spannung an der den Anker des Gleichstrommotors 8 über den Gleichrichter 81 speisenden Ausgangswicklung 13 des Schweißtransformators 1.

In vorteilhafter Weise ist eine Eingangswicklung 71 eines Zusatztransformators 7 an eine von der Ausgangsspannung des Schweißtransformators 1 unabhängige Netzspannung angeschlossen. Eine Ausgangswicklung 72 des Zusatztransformators 7 ist in dem Stromkreis eingefügt, der den Anker des Gleichstrommotors speist Sie ist so geschaltet daß die annähernd gleichbleibende Spannung der Ausgangswicklung 72 der von der Einstellung am Spannungs-Wahlschalter 6 abhängigen Spannung der Ausgangswicklung 13 entgegengerichtet ist Die sich aus dieser Anordnung ergebende Spannung für die Versorgung des Ankers ändert sich beim Einstellen unterschiedlicher Spannungen am Schweißtransformator 1 mehr als proportional und ermöglicht die Anwendung innerhalb eines großen Einstellbereiches.

Die Einrichtung läßt sich auch für unterschiedliche Drahtdurchmesser und verschiedenartige Schutzgase verwenden. Mit Hilfe von Schaltern für die Anpassung an die verschiedenen Elektrodendurchmesser bzw. Schutzgasarten werden geeignete Teile der Ausgangswicklungen 13 und 72 abgegriffen und in den Stromkreis für die Versorgung des Gleichstrommotors 8 eingeschaltet Es ist dann für den Anwender der Einrichtung leicht die Metall-Schutzgas-Schweißeinrichtung auf den Einsatz in den verschiedenen Anwendungsbereichen einzustellen.

Durch das Einschalten ungesteuerter nichtlinearer Widerstände 82 in den Ankerstrorokreis vor oder hinter dem Gleichrichter 81 IaBt sich eine Feinabstimmung

der Spannung am Anker des Gleichstrommotors 8 erreichen. Das ist sinnvoll, wenn das Schweißverfahren bei einer linearen Erhöhung der Ausgangsspannung des Schweißtransformators 1 ein nichtlineares Ansteigen der Spannung am Anker des Gleichstrommotors 8 er forderlich macht

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Einrichtung ist auch ohne Zusatztransformator 7 gegeben, wenn vor und/oder hinter dem Gleichrichter 81 ungesteuerte nichtlineare Widerstände 82 in den Speisestromkreis für den Anker des Gleichstrommotors eingeschaltet sukL Je nach Höhe der Spannung an der Ausgangswicklung 13 des Schweißtransformators 1 ergibt sich eine unterschiedliche Spannungsaufteilung auf die eingeschalteten nichtlinearen Widerstände 82 und den Ii- nearen Widerstand des Ankers vom Gleichstrommotor

8. Die am Anker wirksame Spannung wird dadurch bei

Erhöhung der Spannung des Schweißtransformators 1

mehr als proportional ansteigen.

Bei dem Ausführungsbeispiel wurde die Ausgangs-

spannung des Schweißtransformators 1 durch Ändern des Transformator-Übersetzungsverhältnisses bei gleichbleibender Eingangsspannung erreicht. Die erfindungsgemäßen Einrichtungen arbeiten in gleicher Weise, wenn bei gleichbleibendem Übersetzungsverhältnis

am Schweißtransformator 1 die Eingangsspannung dieses Transformators, z. B. durch Vorschalten eines Stelltransformators, veränderlich gemacht wird. Eine ähnliche Lösung ergibt sich, wenn zu einem Teil der Eingangswicklungen des Schweißtransformators 1 ein Stelltransformator parallel geschaltet wird. Durch diese Anordnung wird indirekt das Übersetzungsverhältnis des Schweißtransformators 1 geändert, wenn der bewegliche Stromabnehmer des Stelltransformators an das Anschlußnetz angeschlossen ist und man den Stell transformator betätigt

Die erfindungsgemäßen Einrichtungen ermöglichen die gemeinsame Einstellung der Ausgangsspannung für die elektrische Versorgung des Schweißlichtbogens und der Vorschubgeschwindigkeit für die Schweißelek trode. Das wird auf einfache Art mit nur geringem Auf wand erreicht und hat auch den Vorteil, daß sich bei Netzspannungsänderungen keine störenden Einwirkungen auf den Schweißvorgang ergeben, weil sich die Drahtvorschubgeschwindigkeit selbsttätig auf die Lei stung des Lichtbogens einstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Lichtbogenschweißen mit abschmelzender Elektrode mit einem Schweißgleich- S richten, einem Schweißbrenner und einer von einem Gleichstrommotor angetriebenen Vorschubeinrichtung für die abschmelzende Elektrode, bei der der Anker des Gleichstrommotors unter Zwischenschaltung eines umgesteuerten Gleichrichters aus einer Ausgangswicklung des Schweißtransformators gespeist ist, deren Spannung zusammen mit der Ausgangsspannung für den Lichtbogen einstellbar ist, dadurchgekennzeichnet, daß der Ankerstromkreis des Motors (8) nur den Anker, den Gleichricbter (81) und die Ausgangswicklung (13) enthält

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ankerstromkreis zwischen Gleichrichter (81) und Ausgangswicklung (13) des Schweißtransformators (1) eine Ausgangswicklung (72) eines Zusatztransformators (7) eingeschaltet ist, deren Spannung der Netzspannung annähernd proportional und der Spannung der Ausgangswicklung (13) des Schweißtransformators (1) entgegengerichtet ist

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der Ausgangswicklung (72) des Zusatztransformators (7) vor und/oder hinter dem Gleichrichter (81) ein ungesteuerter nichtlinearer Widerstand (82) in den Ankerstromkreis eingeschaltet ist

4. Einrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß in den Ankerstromkreis vor und/oder hinter dem Gleichrichter (81) ein ungesteuerter nichtlinearer Widerstand (82) eingeschaltet ist