DE2503970A1 - Kurzschlussbogenschweissen mit konstanten tropfen - Google Patents

Kurzschlussbogenschweissen mit konstanten tropfen

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DE2503970A1
DE2503970A1 DE19752503970 DE2503970A DE2503970A1 DE 2503970 A1 DE2503970 A1 DE 2503970A1 DE 19752503970 DE19752503970 DE 19752503970 DE 2503970 A DE2503970 A DE 2503970A DE 2503970 A1 DE2503970 A1 DE 2503970A1
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Description

PHN 735V Va/RJ 20.1.75 Dipl.-Tng. F.-.J. KT'P?ERMANN . '
Analer: N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken 2503970
Akr.No. PHN-7354
'Anmeldung von»ι 29· Jan. 1975 .
"Kurzschlu'ssbogenschweissen mit konstanten Tropfen"
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Kurzschlussbogenschweissen, bei denen mindestens eine Speisequelle für den Schweissstrom und ein von einem Haspel über einen Schweissdrahthalter einem zu schweissenden Werkstück zugeführter Schweiss-. draht vorhanden sind.
In der USA-Patentschrift 2.886.696 wird ein Bogenschweissverfahren vorgeschlagen, bei dem Schveissmaterial in Form eines Schweissdrahtes kontinuierlich einem Werkstück zugeführt wird Zwischen dom Werkstück und dem Schweissdraht ist eine Speisequelle
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angeordnet, die elektrische Energie liefert, um die Oberfläche des Werkstückes und den Schweissdraht
zum'Schmelzen zu bringen. Durch passende Wahl von' Spannung und Strom im Schweisskreis und der Drahtzuführungsgeschwindigkeit wird das Abschmelzen des Schweissdrahtes in Form von Tropfen erhalten, die
in das Schmelzbad aufgenommen werden, das sich an
der Oberfläche des Werkstückes gebildet hat. Dabei stellt sich ein regelmässiger Zyklus von Bogenzündung, Tropfenbildung, Kurzschluss zwischen Tropfen und Schmelzbad und einem den Tropfen von dem
noch festen 'Teil des Schweissdrahtes trennenden
KurzSchlussstrom ein, wonach wieder Bogenzündung stattfindet. In Abhängigkeit von verschiedenen Parametern können die Zykluszeit, die Bogenzeit und die Kurzschlusszeit veränderlich sein, weil sich der Schweissvorgang innerhalb gewisser Grenzen automatisch geänderten Bedingungen anpasst. Ein sich dabei ergebender Nachteil ist der, dass sich nahezu stets nach
der Anpassung die Tropfengrösse geändert hat. In
einem extremen Falle, in dem die Bogenenergie hoch ist, das. Schmelzbad verhältnismässig gross ist und die Tropfen grosse Abmessungen in verhältnismäasig grosser Entfernung von dem Schmelzbad annehmen,
kann bei dem nächstfolgenden Kurzschluss der Tropfen in viele kleine Tropfen zerplatzen, die die
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Oberfläche des Werkstückes besprühen. Um diesen Sprüheffekt zu beseitigen, wird in der USA-Patentschrift 3.275"»797 eine Massnahme vorgeschlagen, nach der in dem Schweisskreis eine das Sprühen herabsetzende Regeleinheit angeordnet ist, die den Kurzschlussstrom auf einen den Bogenstrom unterschreitenden Wert beschränkt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Pro Zyklus Bogen - Kurzschluss zunächst ein Tropfen gebildet werden muss, dessen Abmessungen nahezu konstant sind, und dass dieser Tropfen bereits in genügendem Masse in das Schmelzbad aufgenommen sein muss, bevor ein KurzSchlussstrom auftreten darf, der bekanntlich u.a. zur Unterbrechung des Kontakte zwischen Tropfen und Schweissdraht dient. "
Ein Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass während einer Zeitdauer T, ein Bogen zwischen Schweissdraht und Werkstück aufrechterhalten wird, in dem eine nahezu konstante Energie entwickelt wird, wobei sich ein Schweisstropfen nahezu konstanter Abmessungen am Schweissdraht bildet, wonach.der Schweisstropfen infolge der Schweissdrahtgeschwindigkeit in einer Zeitdauer T-zu dem Schmelzbad im Werkstück geführt und der Kurzschlussstrom zur Unterbrechung des Kontakts zwischen Tropfen und Draht nach einer konstanten Verzögerungs-
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zeit T nach dem Zeitpunkt des Kurzschlusses eingeschaltet wird.
Dabei ist es vorteilhaft, dass stets pro Zyklus dieselbe Materialmenge von dem Schweissdraht abschmilzt und keine nennenswerten Sprüheffekte auftreten, während die Eigenschaften der automatischen Einstellung des Schweissvorgangs bei sich ändernden Parametern dennoch erhalten bleiben.
Eine weitere Ausarbeitung des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bogen während einer konstanten Zeitdauer T, aus einer ersten Speisequelle mit einer die Bogenspannung überschreitenden Leerlaufspannung und mit einem Strom— quel1encharakter gespeist.und der KurzSchlussstrom im wesentlichen von einer zweiten Speisequelle mit einer die Bogenspannung unterschreitenden Spannung und mit einer geringen Innenimpedanz geliefert wird.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die konstante Bogenenergie einfach dadurch erhalten wird, dass eine Schweissquelle mit abfallender Kennlinie verwendet wird, die wegen einer verhältnismässig hohen Impedanz den Charakter einer Stromquelle aufweist, so dass in Vereinigung mit der Annahme, dass die Bogenspannung bei diesem Vorgang nahezu konstant ist, eine konstante Bogenleistung E. .I. erhalten wird, so dass es genügt, die Zeitdauer T, , in der der Bogen
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gestattet ist, konstant zu halten, damit die Bogenenergie pro Tropfen als Produkt der Bogenspannung E, , des' Bogenstroms I, und der Zeitdauer T, nahezu
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konstant gehalten wird.
Eine andere Speisequelle, deren Spannuiig niedriger als die Bogenspannung sein kann, lässt sich zur Lieferung des KurzSchlussstromes verwenden. Bei diesem Verfahren ist es günstig, dass es mit einfachen Mitteln durchgeführt werden kann. -
Bei den genannten Verfahren nach der Erfindung kann vorteilhaft das Vorhandensein von Bogenspannung zwischen Schweissdraht und Werkstück detek— tiert werden, um die Zeitdauer T- zu bestimmen, und kann das Vorhandensein einer niedrigen Spannung - der Kurzschlussspannung - zur Bestimmung des Zeitpunktes des Kurzschlusses zwischen Tropfen und Schmelzbad benutzt werden.
In den Vorrichtungen zum Durchführen der erfindungsgemässen Verfahren können vorteilhaft steuerbare Halbleiterschalter im Schweissstromkreis verwendet werden, die von einer Steuereinheit zum Festlegen der genannten Zeitdauern T, und T gesteuert werden.
Vorzugsweise werden dann Thyristoren verwendet. Eine erste bevorzugte Ausfülirungsform einer Yoi-riclitung nach der Erfindung, bei der die erste
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Speisequelle eine Stromquelle und die zweite eine Spannungsquelle mit einer die Bogenspannung unterschreitenden Spannung ist," ist dadurch gekennzeichnet, dass eine positive Klemme der ersten Speisequelle unmittelbar und eine positive Klemme der zweiten Speisequelle mittels zweier gegensinnig parallel angeordneter Thyristoren als Schweissstrom-» schalter an den Schweissdraht angeschlossen und eine negative Klemme jeder Speisequelle'mit dem Werkstück verbunden ist, während die Steuereinheit pro Zyklus Bogen - Kurzschluss zunächst den einen Thyristor leitend macht, wodurch der Bogen erlischt und die zweite Speisequelle Strom aufnimmt, und nach der Zeitdauer T +T, den anderen Thyristor leitend
wd
macht, um den KurzSchlussstrom zu liefern.
Eine zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass eine positive Klemme der ersten Speisequelle mittels eines ersten Thyristors an den Schweissdraht, eine positive Klemme der zweiten Speisequelle mittels einer Parallelschaltung eines zweiten Thyristors und einer entgegengesetzt polarisierten Diode an die positive Klemme der ersten Speisequelle angeschlossen ist und die Steuereinheit pro Zyklus Bogen - Kurzschluss nach der Zeitdauer T, den zweiten Thyristor leitend macht und nach einer Zeitdauer T +T den ersten Thyristor leitend
«v Cl ·
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macht.
Beide Vorrichtungen benutzen mit Vorteil die niedrigere Spannung der zweiten Speisequelle dazu, die Thyristoren ohne verwickelte Umschaltvorgänge automatisch zu dem richtigen Zeitpunkt zu löschen. Dadurch kann die Steuereinheit sehr einfach werden und z.B. aus zwei Schmitts-Kippschaltungen und zwei Mono-rflip-flops aufgebaut sein, wie in einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung angegeben ist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Eingang der Steuereinheit an den Schweissdraht und an das Werkstück angeschlossen ist und die Steuereinheit weiter enthält: eine erste Schmitt-Kippschaltung, die an den Eingang angeschlossen ist und eine die . Bogenspannung unterschreitende Kippschwelle aufweist; eine erste monostabile Multivibratorschaltung, die an die erste Schmitt- Kippschaltung und an einen Steuereingang eines steuerbaren Halbleiterschalters angeschlossen ist und die Zeitdauer T, bestimmt; eine zweite Schmitt-Kippschaltung, die an den Eingang angeschlossen ist und eine die Bogenspannung beträchtlich unterschreitende, aber die Kurzschlussspannung überschreitende Kippschwelle aufweist, und eine zweite monostabile Multivibratorschaltung, die an die zweite Schmitt-Kippschaltung und an einen Steuereingang eines steuerbaren Halbleiterschalters
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angeschlossen ist und die Zeitdauer T, bestimmt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung,
Fig. 2 ein anderes Blockschaltbild nach dev Erfindung,
Fig. 3 eine Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. h eine Vorrichtung nach der Erfindung mit einer Steuereinheit,
Fig. 5 ein Diagramm von Schweissspannungen und -strömen einer bekannten Vorrichtung, und
Fig..6 ein Diagramm von Schweissspannungen und -strömen einer Vorrichtung nach der Erdindung,
In Fig. 1 ist schematisch eine .Vorrichtung dargestellt, mit der das Verfahren nach der Erfindung durchgeführt wird. Eine Speisequelle 1 liefert über Klemmen 2 und 3 und eine Schalteinheit k den Schweissstrom an einen Schweissdrahthalter 5» in dem ein Schweissdraht 6 zur Herstellung einer Schweissverbindung mit einem Werkstück 7 angeordnet Istf Der Schweissstrom durchläuft einen regelmässigen Zyklus, der aus einem.Bogenstrom und einem Kurzschlussstrom besteht» Die Wärmeentwicklung durch diese Ströme bewirkts dass sich in dem Werkstück eine geschmolzene Zone 8 - das Schmelzbad - und
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in dem Gebiet 9 eine Abschmelzung des Schweissdrahtes 6 bildet. Diese Schweissdraht wird durch den Schweiss· drahthalter 5 hindurch von einem Haspel 10 her zugeführt, der von einer Mot.orregeleinheit 11 angetrieben wird. Eine Steuereinheit 12 liefert über eine Verbindung 13 der Schalteinheit h Steuersignale zur Steuerung des Schweissstromes, u.a. in Abhängigkeit von Messsignalen, die über Verbindungen i4 und 15 mit dem Schweisskreis empfangen werden. ·
Die Wirkungsweise ist folgende: Die Steuereinheit 12 schaltet die Einheit k derart, dass zwischen dem Schweissdraht 6 und dem Werkstück 7 eine genügend hohe Spannung zum Aufrechterhalten eines Bogens im Gebiet 9 vorhanden ist, wobei der Schweissdraht 6 sich dem Werkstück 7 nähert. Die Bogenspannung E, und der Bogens tr om I, können gemessen Ti erden und die Zeitdauer des Bogens T, wird in der Einheit 12 derart bestimmt, dass das Produkt der drei Grossen konstant, aber gegebenenfalls wohl einstellbar ist. Die entwickelte Energie ist also konstant. Bei einer richtigen Einstellung wird damit das Schmelzbad 8 erhitzt8 aber wird zugleich ein Schweissmaterialtropfen am Schweissdraht gebdldet, der stets in einer Bogenperiode des zu dem Vorgang gehörigen Zyklus Bogen - Kurzschluss -Bogen dieselbe Grosse erhält. Dann erlischtder Bogen dadurch,
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dass die Sehalteinheit k den Schweisskreis unterbricht. Infolge der Zuführungsgeschwindigkeit des Schweissdrahtes 6 wird der Tropfen .in das Schmelzbad gebracht.
Sobald nach einer Wartezeit T Kontakt entstanden ist.
wird dieser Zeitpunkt des Kurzschlusses von der Einheit 12 gemessen und wird nach einer Verzögerungszeit T,, die zu dem genannten Zeitpunkt anfängt, die Schalteinheit h von der Steuereinheit 12 derart geschaltet, dass aus der Quelle 1 in den Schweisskreis ein KurzSchlussstrom zu fliessen beginnt, der soviel Wärme in Gebiet 9 entwickelt, dass der Tropfen von dem Schweissdr'aht abschmilzt und aufs neue ein Bogen zwischen Schweissdraht·und Schmelzbad gebildet wird. Danach wiederholt sich der bereits beschriebene Vorgang. Auf diese Weise wii'd jeweils Tropfen gleicher Abmessungen in das Schmelzbad gebracht, der anschliessend abgetrennt wird.
Es ist einleuchtend, dass dadurch mit diesem gesteuerten Kurzschluss-Bogen-Zyklus ein regelmässigere Schweissverbindung höherer Güte unter veränderlichen Bedingungen erhalten wird. Namentlich ist die Gefahr eines Zerplatzens grösstenteils beseitigt.
In Fig. 2 sind Teile des Blockschaltbildes nach Fig. 1 mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Speisequelle 1 ist in eine Quelle 1a mit
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einem Stromquellencharaktei' und mit einer die Bogenspannung im Gebiet 9 überschreitenden Spannung und in eine Quelle 1b mit einer die Bogenspannung unterschreitenden Spannung und mit einer geringen Innenimpedanz aufgespaltet.
Die Schalteinheit 4, die in Fig. 1 eine Progranunierfunktion erfüllt, damit die richtigen Spannungen und Ströme ein- und ausgeschaltet werden, ist- nach Fig. 2 zu den Schaltern 4a und 4b vereinfacht. Diese Schalter sind als mechanische Schalter dargestellt, aber sind vorzugsweise steuerbare Halbleiterschalter. Da nach der .Erfindung die Bogenenergie in einem Zyklus konstant sein muss, ist es vorteilhaft, die Quelle 1a. zu verwenden, weil das Produkt von E, und I, dann bereits konstant ist. Der
b b -■---
Schalter 4a braucht nun nur während einer konstanten Zeitdauer T. geschlossen zu sein. Die Steuerung mittels der Steuereinheit .12 nach Fig. 1 wird dadurch erheblich vereinfacht. Die Speisequelle Ib liefert zu dem richtigen Zeitounkt durch das Schliessen des Schalters 4b den KurzSchlussstrom. Die Spannung dieser Quelle kann viel niedriger als die Bogenspannung sein, weil nur die KurzSchlussspannung zwischen dem Schweissdraht 6 und dem Werkstück 7 überwunden werden muss.
Fig. 3 zeigt eine praktische Ausführungs-
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form der Vorrichtung nach Fig. 2, bei der als Schalter Thyristoren 4a und 4b verwendet werden· Die Speisequelle 1a kann eine einfache Speisequelle mit einer Gleichrichterschaltung und Induktivitäten sein, um die abfallende Kennlinie der Stromquellenschaltung zu erhalten. Eine störende Eigenschaft einer derartigen Speisequelle besteht darin, dass infolge der Induktivitäten die Quelle träge ist und sich daher schwer ein- und ausschalten lässt, wobei es erforderlich ist, dass dennoch ein mehr oder weniger konstanter Bogenstrom erhalten wird. Weiter ist es bekannt, dass bei Induktiv!tätsbelastungen Thyristoren gelöscht werden können, es sei denn, dass besondere Massnahmen getroffen werden. Trotz dieser Nachteile zeichnet sich die Schaltung nach Fig. 3 gerade durch ihre Einfachheit aus. Die Quelle 1a 'ist unmittelbar und dauernd an den Schweissdraht 6 und das Werkstück 7 angeschlossen. Der Bsbgenstromschalter 4a ist in die Leitung zwischen dem Schweissdrahthalter 5 und der Speisequelle 1b aufgenommen?
Sobald ein Bogenspannung infolge des Bogens im Gebiet 9 vorhanden ist, wird dies über die Leitung 14 in der Steuereinheit 12 gemessen und lässt z.B. eine Zeitschaltung an, die die Zeitdauer T, bestimmt. Nach Ablauf dieser Zeitdauer wird der Thyristorschalter ka. getriggert und verbindet dieser die Quelle 1b
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mit dem Schweissdrahthalter. Die Spannung der Quelle 1b unterschreitet die Bogenspannung, während die Bogenspeisequelle 1a eine hohe Innenimpedanz aufweist, so dass der Bogen erlöschen muss. Der Strom der Quelle 1a fliesst nun über den Thyristor 4a zu der Speisequelle 1b, die damit also diesen Strom aufnimmt. Da diese Quelle aus einem Netztransformator mit Gleichrichter aufgebaut sein kann, der keinen Strom aufneh·* men kann, ist es erforderlich, einen ¥ideratand R und gegebenenfalls einen Pufferkondensator C anzubringen, über die Leitung 14 gibt die Steuereinheit 12 den inzwischen aufgetretenen Kurzschluss zwischen dem Schweissdraht 6 und dem Schmelzbad 8 an und lässt in der Steuereinheit eine Zeitschaltung an, die die Zeitdauer T festlegt. Nach Ablauf dieser Zeitdauer' wird der Thyristorschalter 4b getriggert, der zu dem Thyristor 4a gegensinnig parallel geschaltet ist. In der Verzögerungszeit T, hat infolge des Kurzschlusses im Gebiet 9 der Strom der Speisequelle 1a angefangen, durch diesen Kurzschluss zu fliessen. Die Kurzschlussspannung unterschreitet die Speisespannung der Quölle 1b, so dass der Thyristor ka. in den gesperrten Zustand geraten kann. Indem jedoch der Thyristor 4b in den leitenden Zustand gesteuert wlDrd, wonach aus der Quelle 1b ein Kurz Schluss strom durch das Gebiet 9 fliesst, wird ebenfalls die
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Löschung des Thyristors 4a verstärkt. Aüsserdem schmilzt der Tropfen am Schweissdraht 6. von diesem Draht ab, wobei der Kurzschlusskontakt zwischen Schweissdraht und Werkstück unterbrochen wird. Die Spannung zwischen Schweissdraht und Werkstück steigt nun an, bis ein Bogen zündet, dessen Spannung die Spannung der Quelle 1b überschreitet, so dass der Thyristor 4b erlischt. Der Zyklus fängt dann aufs neue an.· Zur Begrenzung des Kurzschlussstroms kann es erforderlich sein, den Widerstand R1 mit dem Thyristor 4b in Reihe anzuordnen .
In Fig. 4 ist die Vorrichtung nach Fig. 3 dargestellt, wobei der Thyristor 4b durch eine Diode D ersetzt ist und zwischen den Schweissdrahthalter und die positive Speiseleitung 17 der Quelle 1a, die nach wie vor mit dem Thyristor 4a und der Diode D verbunden ist, ein Thyristor 4c aufgenommen ist. Diese Vorrichtung ergibt dadurch die Möglichkeit, während der Verzögerungszeit T, in die Kurzschlusszone keinen Strom aus der Quelle 1a fliessen zu lassen. Der Thyristor 4c ist dann gesperrt und der Thyristor 4a bleibt leitend, um den Strom aus der Quelle 1a der Quelle 1b zuzuführen. Der aufgetretene Kurzschluss wird an der Leitung 14 gemessen und triggert wegen der niedrigen Spannung eine Schmitt-Kippschaltung S in der Steuereinheit 12. Dadurch
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lässt eine monostabile Schaltung Mp an, die nach einer
Zeitdauer T, in den stabilen Zustand zurückkehrt und d
damit einen Triggerimpuls an eine Triggereinheit Tp ; abgibt, die über einen Trenntransformator dem Thyristor 4c Triggerimpulse liefert. Da die Spannung an der Leitung 17 gleich der Spannung der Quelle 1b ist, wird der Thyristor 4c leitend und wird die Spannung an der Leitung 17 auf den Wert der Kurzschlussspannung herabgesetzt. Dadurch fliesst der Strom der Quelle 1a durch den Thyristor 4c, wird die Diode D stromführend und wird der Thyristor 4a nichtleitend. Aus der Quelle 1b fliesst nun der KurzSchlussstrom, der die Verbindung nach einer Kurzschlusszeit T, zwischen dem Schweissdraht 6 und dem Werkstück 7 unterbricht, wodurch die Spannung an der Leitung 17 wieder auf die Bogenspannung ansteigt. Der Thyristor 4c bleibt dadurch .leitend. Das Vorhandensein der Bogenspannung wird über die Leitung 14 gemessen und diese Spannung überschreitet die Schwelle der Schmitt-Kippschaltung
S1 in der Steuereinheit 12. Diese triggert die monostabile Schaltung M1, die nach einer Zeitdauer T, ein Steue-rsignal an die Trigger einheit T1 abgibt, worauf über einen Transformator der Einheit T1 der Thyristor 4a in den leitenden Zustand gesteuert wird. Die Spannung an der Leitung 17 sinkt über die Bogenspannung auf die Spannung der Quelle 1b
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lierab, so dass der Bogen im Gebiet 9 erlischt und der Thyristor 4c nicht mehr leitend ist und erlischt.
Danach tritt die Wartezeit T und dann der Kurzschluss/
auf wonach die Verzögerungszeit T, eingestellt wird, worauf sich also der Zyklus wiederholt.
Fig. 5 zeigt zur Erläuterung die Spannung und den Strom einer bekannten nicht gesteuerten Kurzschlussbogenschweissvorrichtung. Im Diagramm a ist die Spannung zwischen Schweissdraht und Werkstück als Funktion der Zeit dargestellt. Die Spannung nimmt abwechselnd den Wert E, der Bogenspannung während einer Zeit T, und den Wert E, der Kurzschluss-
b k
spannung während einer Zeit T, an. Die gezeigten
ic
Spannungsformen sind stilisiert als Blöcke dargestellt. Im Diagramm b_ der Fig. 5 sind der zu a gehörige Bogenstrom I und der KurzSchlussstrom I, dargestellt. Die Zykluszeit Tc ist = Tfc + T^.; Tb sowie T1 können sich hier in Abhängigkeit von vie-
xC
lerlei auf den SchweissVorgang einwirkenden Einflüssen ändern. ^
In Fig. 6 sind die den Diagrammen nach Fig. 5 entsprechenden Diagramme, aber nun bei Anwendung des erfindungsgemassen Verfahrend, dargestellt. Die Bogenzeit T. wird z.B. konstant gehalten; dann folgt eine gegebenenfalls veränderliche Wartezeit T und danach der Zeitpunkt des Kurz-
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Schlusses T , der detektiert wird, so dass eine konstante Verzögerungszeit T, auftritt> und dam fliegst während einer gegebenenfalls veränderlichen Zeitdauer T1 ein KurzSchlussstrom I1 . Die Zykluszeit T kann
iCS IC 'C
sich also dadurch ändern, dass T und T, sich z.B. durch Anpassungen an aussere Änderungen in den Parametern des Schweissvorgange (Speisespannungsänderungen, Schweissdrahtgeschwindigkeitsänderungen) ändern.
Durch die gleichmässigen Tropfen und die verzögerte Einschaltung des unterbrechenden Kurzschlussstromes, nachdem der Tropfen bereits teilweise in das Schmelzbad eingeführt worden ist, wird trotz sich ändernder Schweissparameter, wie Einfluss des Schweissers, Speisespannungsänderungen oder Drahtgeschwindigkeitsänderungen, eine bessere Schweissverbindung erhalten. ,
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Claims (6)

  1. .- 18 -
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    entansprüche;
    Verfahren zum Kurzschlussbogenschweissen mit mindestens einer Speisequelle für den Schweissstrom und mit einem van einem Haspel .her über einen Schweissdrahthalter einem zu schweissenden Werkstück zugeführten Schweissdraht, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Zeitdauer T, ein Bogen zwischen Schweissdraht und Werkstück aufrechterhalten wird, in dem eine nahezu konstante Energie entwickelt wird, wobei sich am Schweissdraht ein Schweisstropfen nahezu konstanter Abmessungen bildet, und wobei der Schweisstropfen dann in einer Zeitdauer T infolge der Schweissdraht-
    VV
    geschwindigkeit zu dem Schmelzbad in dem Werkstück geführt und der KurzSchlussstrom zur Unterbrechung des Kontajctes zwischen Tropfen und Draht nach einer konstanten Verzögerungszeit T, nach dem Zeitpunkt des Kurzschlusses eingeschaltet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bogen während einer konstanten Zeitdauer T, aus einer ersten Speisequelle mit einer die Bogenspannung überschreitenden Leerlaufspannung und mit einem Stromquellencharakter gespeist wird, und dass der KurzSchlussstrom im wesentlichen von einer zweiten Speisequelle mit einer die Bogenspannung unterschreitenden Spannung und mit einer geringen Innenimpedanz geliefert wird.
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  3. 3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorhandensein einer Bogenspannung zwischen Schweissdraht und Werkstück zur Bestimmung der Zeitdauer T, und das Vorhandensein einer die Bogenspannung beträchtlich unterschreitenden Spannung zur Bestimmung des Zeitpunktes des Kurzschlusses gemessen wird.
  4. 4. Vorrichtung zum 'Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, die mit mindestens einer Speisequelle für den Schweissstrom versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung steuerbare Halbleiterschalter zum Schalten des Schweissstromes und eine Steuereinheit enthält,.die an den Steuereingang der Schalter zur Lieferung von Steuersig- ' nalen und zur Bestimmung der Zeitdauern T- und T, angeschlossen ist.
  5. 5· Vorrichtung nach Anspruch h zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine positive Klemme der ersten Speisequelle unmittelbar und eine positive Klemme der zweiten Speisequelle mittels zweier gegensinnig parallel angeordneter Thyristoren als Schweissstromschalter an den Schweissdraht angeschlossen und eine negative Klemme jeder Speisequelle mit dem Werkstück verbunden ist, während die Steuereinheit pro Zyklus Bogen - Kurzschluss zunächst den einen Thyristor
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    leitend macht, wodurch der Bogen erlischt und die zweite Speisequelle Strom aufnimmt, und nach der Zeitdauer
    T +T, den anderen Thyristor leitend macht, um den wd ι
    Kurzschlussstrom zu liefern.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch k zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine positive Klemme der ersten Speisequelle mittels eines ersten Thyristors an den Schweissdraht und eine positive Klemme der zweiten Speisequelle mittels einer Parallelschaltung eines zweiten Thyristors und einer entgegengesetzt polarisierten Diode an die positive Klemme der ersten Speisequelle angeschlossen ist und die Steuereinheit pro Zyklus Bogen - Kurzschluss nach der Zeitdauer T, den zweiten Thyristor leitend macht und nach einer
    Zeitdauer T + T; den ersten Thyristor leitend w d
    macht.
    7· Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 3> dadux'ch gekennzeichnet, dass ein Eingang der Steuereinheit an den Schweissdraht und an das Werkstück angeschlossen ist und die.Steuereinheit weiter enthält: eine erste Schmitt-Kippschaltung, die an den Eingang angeschlossen ist und eine die Bogenspannung unterschreitende Kippschwelle .aufweist; eine erste monostabile -Multivibratorschältung, die an die erste
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    Schmitt-Kippschaltung und an einen Steuereingang eines steuerbaren Halbleiterschalters angeschlossen ist und die Zeitdauer T bestimmt; eine zweite Schmitt-Kippschaltung, die an den Eingang angeschlossen ist und eine die Bogenspannung beträchtlich unterschreitende, aber die KurzSchlussspannung überschreitende Kippschwelle aufweist, und eine zweite monostabile Multivibratorschaltung, die an die zweite Schmitt-Kippschaltung und an einen Steuereingang eines steuerbaren Halbleiterschalters angeschlossen ist und die
    Zeitdauer T, bestimmt,
    d
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DE2503970A 1974-02-08 1975-01-31 Schaltungsanordnung zum Kurzlichtbogenschweißen Expired DE2503970C2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
NLAANVRAGE7401723,A NL176060B (nl) 1974-02-08 1974-02-08 Lasinrichting voor kortsluitbooglassen.

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Publication Number Publication Date
DE2503970A1 true DE2503970A1 (de) 1975-08-14
DE2503970C2 DE2503970C2 (de) 1984-09-27

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ID=19820708

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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JP (1) JPS5811307B2 (de)
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