DE2546732A1

DE2546732A1 - Verfahren und vorrichtung zum kurzschluss-lichtbogenschweissen

Info

Publication number: DE2546732A1
Application number: DE19752546732
Authority: DE
Inventors: Michiya Kiyohara; Toshiyuku Okada; Hideyuki Yamamoto
Original assignee: Osaka Transformer Co Ltd
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1974-10-17
Filing date: 1975-10-17
Publication date: 1976-04-22
Also published as: US4125759A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrischen Lichtbogenschweißung und insbesondere eine Verbesserung der Steuerung des Stromes zur Erzeugung eines Lichtbogens zwischen einem Werkstück und einer abschmelzbaren Elektrode, um das Schweißen bei optimalen Bedingungen durchzuführen.

Üblicherweise wird das Kurzschluß-Lichtbogenschweißen weitgehend angewendet zum Schweißen von verschiedenen Metallen, wie etwa Stahl, Aluminium, Kupfer und deren Legierungen, wobei das Schweißverfahren bisher so angewendet wurde, daß

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eine Schweißelektrode einem Schweißabschnitt mit einer Geschwindigkeit zugeführt wird, die der Schmelzgeschwindigkeit der Elektrode entspricht, wobei der Ausgang einer Schweißstromquelle an die abschmelzbare Elektrode und ein Werkstück angelegt wird, um dazwischen wiederholt und abwechselnd einen Kurzschluß und einen Lichtbogen zu bilden. Bei den bekannten Verfahren wird die Zuführungsgeschwindigkeit der Elektrode hinsichtlich des beabsichtigten Schweißvorganges in bezug auf verschiedene Variable vorbestimmt, wie etwa Schweißstrom, Lichtbogenspannung und/oder die Zahl der Kurzschlüsse vor oder während des Schweißens.

Allgemein wird der geschweißte Abschnitt auf dem Werkstück durch eine aufgeschweißte Metallzone definiert, die durch fortlaufend sich überlappende Schweißraupen gebildet wird, und eine fugen- oder nutenartige Schmelzzone, die durch die Ableitung der Wärme aus dem Lichtbogen gebildet wird, was in Fig. 1 gezeigt ist, wobei S₁ und Sp Querschnittsflächen der jeweiligen aufgeschweißten Metallzone und der Schmelzzone darstellen. Dabei kennzeichnen die Bezugszeichen P die Eindringtiefe, W die Schweißraupenbreite und H die Höhe des Überschußschweißmetalls. Für den Fall, daß z.B. die Werkstücke aus dem gleichen Material sind und die Schweißgeschwindigkeit konstant ist, sind die Querschnittsfläche S₂ der Schmelzzone und die Eindringtiefe P allgemein bestimmt in Abhängigkeit von der gesamten, dem Werkstück zugeführten Wärmezufuhr. Die oben genannte Gesamtwärmezufuhr wird allgemein durch die

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2b4b732 folgende Gleichung ausgedrückt:

Qa = ^r- eff χ Iav χ Vav (1)

Datei bezeichnet Qa den Betrag der Gesamtwärmezufuhr, '-eff den WärmeÜbertragungsfaktor, Iav Sen Mittelwert des Schweißströmes und Vav -en Mittelwert der Schweißspannung. Bei Verwendung einer absehmelzbaren Elektrode liegt der War-

■ r.

meübertragungsfaktor -eff beim Schweii3en üblicherweise im Bereich zwischen 60 bis 90 $. Daher ändert sich die Querschnittsfläche S₂ der Schmelzzone im Werkstück in Abhängigkeit vom Mittelwert des Schweißstromes Iav und vom Mittelwert der Schweißspannung Vav.

?ig. 2 zeigt, beim herkömmlichen Kurzschluß-Lichtbogenschweißen von Aluminium bei konstanter Schweißgeschwindigkeit, eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Querschnittsfläche der Schmelzzone Sp im Vierkstück und dem Mittelwert der Schweißspannung Vav, wobei die Kurven mit durchgezogenen Linien die Beziehung bei verschiedenen Mittelwerten Iav. bis Iav-, des Schweiß stromes zeigen. Die strichpunktierte Linie AA' im Schaubild trennt das Gebiet S, in dem Kurzschluß auftritt, vom Gebiet R, in dem kein Kurzschluß auftritt. Im Gebiet R, d.h. auf der rechten Seite dee Schaubildes von Fig. 2, ist die Länge des zwischen der abschmelzbaren Elektrode und dem Werkstück erzeugten Lichtbogens ziemlich lang, die Schweiß spannung zwischen beiden hoch und es tritt kein Kurz-

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Schluß auf. Im Gebiet S hingegen, d.h. im linken Teil des Schaubildes, berührt oder verläßt ein geschmolzener Abschnitt an der Spitze der Elektrode wiederholt ein Schmelzbad des Werkstückes, und die Berührung der Elektrodenspitze mit dem Werkstück schließt einen Schaltkreis, so daß ein elektrischer Strom durch die Elektrode fließt. Aus der Tatsache, daß die Schmelzzonenfläche S₂ ihren maximalen Wert in der Gegend entlang und in der Mähe der Grenzlinie AA' im Gebiet S hat, besteht ein enger Zusammenhang zwischen der Schmelzzonenfläche S₂ und dem Auftreten des Kurzschlusses.

Die Fig. Ja und 3b zeigen jeweils Schaubilder der Kurvenform der zwischen der Schweißelektrode und dem Werkstück erzeugten Spannung und des Schweißstromes, wobei auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate die Spannung bzw. der Strom aufgetragen sind. Mit dem Zeichen Ta ist eine Lichtbogenperiode und mit dem Zeichen Ts eine Kurzschlußperiode bezeichnet. In der Mchtbogenperiode Ta ist die Spannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück mit Va und der Strom mit Ia bezeichnet. Während der Kurzschlußperiode Ts ist die Spannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück mit Vs und der Strom mit Is bezeichnet. Es ist bekannt, daß die Lichtbogenspannung Va, die Dauer der Lichtbogenperiode Ta, der Lichtbogenstrom Ia und die Dauer der Kurzschlußperiode Ts normalerweise bei jedem Schweißvorgang schwanken, z.B. unter dem Einfluß von Spannungsschwankungen der Stromquelle und/oder der Lichtbogenlänge. In der .Kurzschlußperiode wird die dem Werkstück direkt zuge-

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führte Wärme durch den ohmschen Verlust an der Elektrodenspitze erzeugt, wobei die Wärme wohl die Elektrode bis zu einem bestimmten G-rade schmelzen kann, aber für die Schmelzung des Werkstückes nicht ausreichend ist. Demgemäß kann die gesamte, dem Werkstück in jedem Arbeitsvorgang zugeführte Gesamtwärme Qa' in der folgenden Gleichung ausgedrückt werden:

i pPP Ta

Qa» = 2i£ Ia χ Va · dt (2)

Ta + Ts

Beim Schweißen im Gebiet S, in dem Kurzschluß auftritt, ist der Augenblickswert der Lichtbogenspannung in der Lichtbogenperiode »trotz der in diesem Gebiet auftretenden Zahl von Kurzschlüssen ,allgemein konstant. Folglich hängt nach Gleichung (2) die Wärme Qa' in der Praxis hauptsächlich vom Mittelwert des Lichtbogenstromes (Ia)av in jeder Schweißperiode (Ta + Ts) ab, der definiert ist durch:

(Ia)av =

Ta + Ts

Ta

Ia · dt (3)

Der Hauptgrund für die Abnahme der Schmelzzonenfläche Sp im Gebiet S ist hauptsächlich auf das Auftreten von Kurzschlüssen zurückzuführen, das die Lichtbogenperiode Ta verkürzt und den Mittelwert des Lichtbogenstromes (Ia)av in jeder Schweißperiode vermindert. Die durch gestrichelte Linien dargestellten verlängerten Kurven (IaJaV₁ bis (Ia)av~ im Ge-

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biet S zeigen die von den Erfindern durchgeführten Versuchsergebnisse, die die oben beschriebene Tatsache der Abnahme der Zonenfläche S₂ berücksichtigen. Bei-dem Versuch wurden eine abschmelzbare Elektrode aus Aluminiumlegierung (5183) mit einem Durchmesser von 1,6 mm, ein Werkstück aus Aluminiumlegierung (5083) mit einer Dicke von 16 mm und Argon als Schutzgas benützt, wobei die Schweißgeschwindigkeit 25 cm/min betrug. Die Versuchsergebnisse wurden erhalten, indem die Stromquelle bei jedem Schweißvorgang so gesteuert wurde, daß der Elektrode eine optimale elektrische Leistung zugeführt wurde. Dieses Verfahren wird im Detail später beschrieben.

Bei der vorangehenden Beschreibung der Lichtbogenschweißvorrichtung wurden die Spannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück und der durch beide hindurchfließende Strom hinsichtlich ihrer Mittelwerte berücksichtigt. Die Beschreibung der Vorrichtung kann jedoch auch, in ähnlicher Weise, hinsichtlich der Effektivwerte vorgenommen werden.

Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen der Eindringtiefe P in das Werkstück und den Mittelwert Vav der Schweiß spannung, wenn beim Schweißen Aluminium verwendet wird und eine konstante Schweißgeschwindigkeit auftritt. Jede der durchgezogenen Kurven zeigt die Beziehung bei verschiedenen Mittelwerten Iav. bis Iav~ des Schweißstromes. Die strichpunktierte Linie AA¹ im Schaubild trennt das Gebiet S¹, in dem Kurzschluß auftritt, vom Gebiet R', in dem der Lichtbogen aufrechterhalten

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wird und kein Kurzschluß auftritt. Die Merkmale der Gebiete S'. und E' sind genau die gleichen wie die der Gebiete S und E.', die oben mit Bezug auf Pig. 2 beschrieben wurden. Im Schaubild von Fig. 4 erreicht die Eindringtiefe P ihren maximalen Y/ert in einem Bereich entlang und in der Nähe der Grenzlinie AA* im Gebiet S¹, woraus ersichtlich ist, daß eine enge Beziehung zwischen der Eindringtiefe P und dem Auftreten des Kurzschlusses besteht.

Im Gebiet S¹, in dem Kurzschluß zwischen der Elektrode und dem Werkstück auftritt, wird die direkt dem Werkstück zugeführte Wärme durch den ohmschen Verlust an der Elektrodenspitze erzeugt. Diese Wärme kann wohl die Elektrode bis zu einem bestimmten Grade schmelzen, ist aber für die Schmelzung des Werkstückes nicht ausreichend. Deshalb wird die gesamte Lichtbogenstärke Έ, die im wesentlichen nur während der Lichtbogenperiode auf das Werkstück zur Bildung der Schmelzzone S_? wirkt, nicht durch das Quadrat des Mittelwertes des Schweißstromes, d.h. (Iav) , sondern durch das Quadrat des Stromes während der Lichtbogenperiode, d.h. ^(Ia)avj- , bestimmt. Insbesondere kann die pro Zeiteinheit auf das Werkstück wirkende üchtbogenstärke I* durch die folgende Gleichung beschrieben werden:

f Ta
1 I ο

- dt (4)

;
Ta + Ts

J ο

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Aus Gleichung (4) ist ersichtlich, daß die auf das Werkstück pro Zeiteinheit ausgeübte Lichtbogenstärke F in Beziehung zum Quadrat des Effektivwertes des Lichtbogenstromes {(Ia)eff}² steht.

Demgemäß ist der Grund für das Abfallen der Eindringtiefe P im Gebiet S', obwohl der Mittelwert des Schweißstromes Iav konstant gehalten wird, darin zu suchen, daß die Lichtbogenperiode verkürzt, der Effektivwert (Ia)eff des Lichtbogenstromes vermindert und die Lichtbogenstärke P natürlich vermindert werden.

Die durch gestrichelte Linien dargestellten verlängerten Kurven (Ia)eff.. bis (Ia)eff^ im Gebiet S' zeigen die von den Erfindern durchgeführten Versuchsergebnisse, die den oben beschriebenen Grund für die Abnahme der Eindringtiefe P berücksichtigen, wobei die Schweißbedingungen die gleichen sind wie beim früheren Versuch. Diese Versuchsergebnisse werden erhalten, indem die Stromquelle bei jedem SchweißVorgang gesteuert wird, d.h. der Elektrode eine optimale elektrische Leistung zugeführt wird. Dieses erfindungsgemäße Verfahren wird später im Detail beschrieben.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Querschnittsfläche Sp der Schmelzzone konstant gehalten wird, wenn der Mittelwert des Lichtbogenstromes auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, und daß auch die Eindringtiefe

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P konstant gehalten wird, wenn der Effektivwert des Lichtbogenstromes auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird. Es ist anzumerken, daß der oben beschriebene Sachverhalt nicht nur auf das Schweißen von Aluminium begrenzt ist, sondern
auch beim Schweißen von jedem Schweißmaterial auftritt.

Bei einem elektrischen Lichtbogenschweißverfahren wird
die Querschnittsfläche Sp der Schmelzzone und die Eindringtiefe P hauptsächlich durch den Betrag des Lichtbogenstromes bestimmt, der zwischen der Elektrode und dem Werkstück während der Lichtbogenperiode vorgesehen ist. Hier ist der
Lichtbogenstrom bestimmt durch den Mittel- oder Effektivwert des Schweißströmes und durch die Anzahl der dazwischen auftretenden Kurzschlüsse. Die Änderung der Querschnittsfläche S₂ der Schmelzzone und der Eindringtiefe P hinsichtlich der Schwankungen der Schweißbedingungen kann bis zu einem minimalen Grade vermieden werden, solange der Mittel- oder der Effektivwert des Lichtbogenstromes auf einem vorbestimmten
Wert gehalten wird.

Daher besteht" eine wesentliche Aufgabe der Erfindung
darin, ein Kurzschluß-Lichtbogenschweißverfahren zu schaffen, bei dem befriedigende Schweißbedingungen über den gesamten
Schweißbereich aufrechterhalten werden, wobei die Querschnittsfläche der Schmelzzone und die Eindringtiefe konstant gehalten werden.

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Eine v/eitere wesentliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kurzschluß-Lichtbogenschweißvorrichtung zu schaffen, bei der der Mittelwert oder der Effektivwert des Lichtbogenstromes auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, ohne daß dieser auf die Schwankung in den Lichtbogenbedingungen oder die Zahl der Kurzschlüsse und deren Dauer anspricht.

Die Erfindung basiert auf den Untersuchungsergebnissen der Erfinder, aus denen hervorgeht, daß die Querschnittsfläche der Schmelzzone konstant gehalten wird, wenn der Effektivwert des Lichtbogenstromes auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, und daß auch die Eindringtiefe konstant gehalten wird, wenn der Mittelwert des Mchtbogenstromes auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird. Das heißt also, daß entweder der Mittelwert oder der Effektivwert des Lichtbogenstromes konstant gehalten werden muß, um sowohl die Querschnittsfläche der Schmelzzone als auch die Eindringtiefe konstant zu halten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sieht das Verfahren zum Kurzschluß-Lichtbogenschweißen durch das wiederholte Abwechseln von Lichtbogenbildung und Kurzschluß die Abtrennung eines Stromes, der nur während der Lichtbogendauer fließt, vom Schweißstrom vor, wobei der durch eine abschmelzbare Elektrode und ein Werkstück während der Kurzschlußperiode fließende Strom und der durch die abschmelzbare Elektrode und das Werkstück während der Lichtbogenperiode fließende Strom abwechselnd auftreten und außerdem der Mittelwert

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des abgetrennten Stromes zum Schweißen auf einem vorbestimmten 7/ert gehalten wird. Die Erfindung zeigt auch eine Kurzschluß-Lichtbogenschweißvorrichtung, die aufweist eine aus abschmelzbarer Elektrode, Lichtbogen und einem Werkstück bestehende Schweißlast, eine Schweißstromquelle, deren der Schweißlast zugeführter Ausgangsstrom eingestellt werden kann, eine in Reihe mit der Schweißlast und der Schweißstromquelle geschaltete Detektorschaltung zum Feststellen des Augenblickswertes des durch die Schweißlast fließenden Schweißstromes, die eine Ausgangsspannung proportional zum Augenblickswert liefert, eine Diskriminatorschaltung zur Unterscheidung, ob die abschmelzbare Elektrode und das Werkstück sich in der Lichtbogenperiode oder in der Kurzschlußperiode befinden, und zwar durch irgendeine Veränderung des durch die Schweißlast fließenden Stromes, eine Veränderung der zwischen der Elektrode und dem Werkstück anliegenden Schweißspannung und durch die auf den Lichtbogen zurückzuführende Gegenwart von Licht, und zur Erzeugung eines Ausgangssignales entsprechend der Lichtbogen- und Kurz Schlußperioden, eine Trennschaltung, an der die Ausgangsspannung der Detektorschaltung und der Diskriminatorschaltung anliegt, zur Abtrennung nur der Spannung, von der Ausgangsspannung der Detektorschaltung, die dem während der Lichtbogenperiode fließenden Strom entspricht, und zwar als Ausgangsspannung der Trennschaltung, eine Schaltung zum Setzen einer Bezugsspannung, die eine Ausgangsspannung liefert, die dem Mittelwert des nur während der Lichtbogenperiode fließenden Stromes entspricht, und außerdem eine Ver-

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gleicheSchaltung, an deren Eingang die Ausgangsspannungen der Schaltung zum Setzen der Bezugsspannung und der Trennschaltung liegen, und die entsprechend der Differenz dieser Ausgangs spannungen Signale liefert, die der Schweißstromquelle zugeführt werden, wobei der Wert des Ausgangsstrom.es dieser Schweißstromquelle durch die Ausgangsspannung der Vergleichs- ■ schaltung eingestellt wird, so daß sich ein Stromwert entsprechend der vorher in der Schaltung zum Setzen einer Bezugsspannung eingestellten Spannung ergibt. Bei der Kurzschluß-Lichtbogenschweißanordnung nach der Erfindung werden die den herkömmlichen Kurzschluß-Lichtbogenschweißverfahren und -vorrichtungen anhaftenden Iff achteile im wesentlichen vermieden.

Eine Vorrichtung zur Steuerung des Schweißstromes beim Kurzschluß-Lichtbogenschweißen weist also eine Steuerung zur Aufrechterhaltung des Mittelwertes des Schweißstromes während der Lichtbogenperiode auf einem vorbestimmten Wert auf. Die Aufrechterhaltung des Mittelwertes des Schweißstromes während der Lichtbogenperiode ist deshalb nötig, um die Größe der Schmelzzone und die Eindringtiefe während des Schweißbetriebes konstant zu halten.

Diese und weitere Aufgaben und Kennzeichen der Erfindung v/erden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich. Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

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Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Kurzschluß-Lichtbogenschweißvorrichtung nach der Erfindung;

Pig. 6 ein elektrisches Schaltungsdiagramm der Vorrichtung nach Fig. 5;

Fig. 7a Ms 7d Schaubilder der Kurvenformen der Spannung an Hauptstellen der Schaltung nach Fig. 6;

Fig. 8 ein Schaubild der Ausgangswerte einer Schweißstromquelle nach Fig. 6;

Fig. 9 und 10 eine etwas veränderte Ausführungsform entsprechend den Fig. 5 und 6;

Fig. 11 ein Schaubild der Ausgangswerte der Schweißstromquelle nach Fig. 9 und

Fig. 12 eine veränderte Ausführungsform der Schaltung nach Fig. 6.

ITach Fig. 5 wird eine abschmelzbare Schweißelektrode 1 von einer Spule 1' durch ein herkömmliches Konstantdraht-Zuführungssystem 3 gezogen. Die Elektrode 1 wird einem Schweißlichtbogen 2' gleichmäßig zugeführt, der sich zwischen dem Ende der Elektrode 1 und einem zu schweißenden Werkstück 2 ausbildet. Der Schweißlichtbogen 2', die Schweißelektrode 1

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und das Werkstück 2 bilden eine Schweißlast.

Ein Schweißsteuersystem nach der Erfindung weist auf eine Schweiß-Grleichstromquelle 4, die über die Leitungen 101, 102 und 103 mit der Schweißlast, d.h. der abschmelzbaren Elektrode 1, dem Schweißlichtbogen 2' und dem Werkstück 2, verbunden ist, eine lichtbogen-Diskriminatorschaltung 5, die parallel zur Schweißlast durch die Leitungen 104 und 105 verbunden ist, um die Lichtbogenperiode durch die Spannungsänderung an der Schweißlast festzustellen und ein Impulssignal (nachfolgend als Signal A bezeichnet) an seinem Ausgang 5' zu erzeugen, wenn der Lichtbogen an der Schweißlast auftritt, eine in Reihe mit der Schweißlast über die Leitungen 101 und 102 geschaltete Detektorschaltung 6 zur Peststellung des Augenblickswertes des durch die Schweißlast fließenden Schweißstromes und auch zur Erzeugung eines Spannungssignales (nachfolgend als Signal B bezeichnet) an ihrem Ausgang 6', das dem Augenblickswert des durch die Detektorschaltung hindurchfließenden Schweißströmes entspricht, eine Trennschaltung oder Gatter 7 zum Empfang der Signale A und B von der Lichtbogen-Diskriminat or schaltung 5 und von der Detektorschaltung 6, wobei das Signal B nur dann hindurchtreten kann, wenn das Signal A im "Ein"-Zustand sich befindet, wobei dann das Signal B integriert wird, bevor es am Ausgang 7' als integriertes Signal (nachfolgend als Signal C bezeichnet) auftritt, eine Schaltung 8 zum Setzen einer Bezugsspannung, um einen vorbestimmten Wert der Referenzspannung entsprechend dem Mittel-

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wert des Lichtbogenstromes zu erzeugen, und außerdem eine Vergleichsschaltung oder einen Komparator 9 zum Vergleichen des Signales C mit der Bezugsspannung, um dann ein Zunahmesignal oder ein Abnahmesignal an die Schweißstromquelle 4 zu legen, wobei der Komparator 9 dann ein Zunahmesignal erzeugt, wenn das Signal C kleiner ist als die Bezugsspannung, während der Komparator 9 das Abnähmesignal für die Stromquelle 4 erzeugt, wenn das Signal C größer ist als die Bezugsspannung.

Pig. 6 zeigt ein elektrisches Schaltungsdiagramm der Vorrichtung nach Fig. 5» wobei die Schaltungen, die denen der Pig. 5 entsprechen, durch strichpunktierte Linien eingerahmt sind und die gleichen Schaltkreise mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Pig. 5 gekennzeichnet sind.

Die Schweiß-Gleichstromquelle 4 umfaßt einen Transformator Tsf mit drei Windungen, dessen Primärwindung Tsf.. mit einer im Handel verfügbaren Wechselstromquelle verbunden ist, während die Sekundärwindung Tsfp mit der Schweißlast über einen Thyristor SCE₁ und eine in Serie dazu geschaltete Gleichstromdrossel L₁ zur Einphasen-Halbwellengleichrichtung verbunden ist, und die Tertiärwindung Tsf, parallel zur Primärwindung eines Impulstransformators RT über einen Gleichrichter DE, einen Widerstand E₇, einen Widerstand Eg und einen Unijunction-Transistor UJT geschaltet ist, die zueinander in Reihe geschaltet sind. Dabei liegt eine Zenerdiode ZD₂ parallel zu der aus Widerstand Eg, Unijunction-Iransi-

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stör UJT und Impulstransformator RT gebildeten Reihenschaltung, um deren Spannung zu regeln, und außerdem ein Kondensator C₂ parallel zu der aus Unijunction-Transistor UJT und Impulstransformator RT gebildeten Reihenschaltung. Die gemeinsame Verbindung von Thyristor SCR. und Drossel L₁ ist weiterhin verbunden mit dem Gate oder Steueranschluß des Thyristors ' SCR₁ über eine Sekundärwicklung des Impulstransformators RT. In der Schweiß-Gleichstromquelle 4 wird der vom Unijunction-Transistor UJT erzeugte Impuls an das Gate des Thyristors SCR₁ gelegt, um dessen Zündwinkel zu verschieben und den gleichgerichteten Strom zu steuern.

Die mit der Stromquelle 4 verbundene Detektorschaltung 6 zur Peststellung des Augenblickswertes des Schweißstromes schließt regelmäßig ein einen Nebenschlußwiderstand SH, der in Reihe mit der Drossel L₁ der Schaltung 4 über die Leitung 101 und auch mit der absclimelzbaren Elektrode 1 über die Leitung 102 verbunden ist, und außerdem einen mit dem Uebenschlußwiderstand SH verbundenen Verstärker AmP₁, um die Schweißstromschwankung in eine SpannungsSchwankung als Signal B umzuwandeln, welches am Ausgang des Verstärkers AmP₁ auftritt. Die Anode des Hebenschlußwiderstandes SH ist mit Erde verbunden, die in diesem Pail das Werkstück 1 darstellt.

Die Lichtbogen-Diskriminatorschaltung 5 weist auf einen Gleichrichter ZD₁, dessen Anode mit der abschmelzbaren Elektrode 1 über einen geeigneten Widerstand R₁ und dessen Kathode

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mit der Basis eines Transistors Tr. über eine Leitung 106 verbunden ist. Der Emitter des Transistors Tr₁ ist mit einer negativen Klemme einer Vorspannungsbatterie e., während der Kollektor des Transistors Tr₁ mit einer positiven Klemme der Vorspannungsbatterie e.. über einen Widerstand R₂ verbunden ist, um einen Schaltkreis 20 zu bilden. Der Emitter des Transistors Tr₁ ist weiterhin verbunden über eine Leitung 107 mit dem eine Erde bildenden Werkstück 2. Die Durchbruchsspannung Vz des Gleichrichters ZD₁ wird vorher auf einen Spannungswert eingestellt, der etwa zwischen der KurzSchlußspannung Vs und der Lichtbogenspannung Va liegt, so daß während der Lichtbogenperiode der Transistor Tr₁ sich im "Ein"-Zustand befindet und der Schaltkreis 20 geschlossen ist und in der Kurzschlußperiode der Transistor Tr₁ sich im "Aus"-Zustand befindet und der Schaltkreis 20 offen ist. Damit erzeugt der Ausgang 5' des Kollektors des Transistors Tr₁ das Signal A, wie es in Fig. 7b dargestellt ist.

Die Trennschaltung oder das Gatter 7 weist auf einen Transistor Tr₂, dessen Basis mit dem Ausgang 5' (Fig. 5) über eine Leitung 108 verbunden ist, um das Signal A von der Lichtbogen-Diskriminatorschaltung 5 zu empfangen, und dessen Kollektor mit dem Ausgang 6' (Fig, 5) über eine Leitung 109 verbunden ist, um das Signal B von der Detektorschaltung 6 zu empfangen. Der Emitter des Transistors Tr₂ ist über die Leitung 107 mit Erde verbunden. Zwischen der Leitung 109 vom Ausgang 6¹ und der Leitung 107 vom Werkstück 1 ist ein Inte-

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At

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grator 22 vorgesehen, der einen Widerstand H. und einen Kondensator C₁ einschließt und eine ausreichende Zeitkonstante aufweist, um einen Mittelwert des Signales B aus Detektorschaltung 6 zu bilden. Das gemittelte Signal B, das als Signal C bezeichnet wird, wird an den Komparator 9 angelegt. Jedoch werden, auf Grund der Funktion des Transistors Tr₂» die Leitungen 107 und 109 während der Periode kurzgeschlossen, in der das Signal A der Basis des Transistors Trp zugefügt wird. Wenn ein solcher Kurzschluß auftritt, verschwindet das Signal C zwischen den Leitungen 107 und 109 und die dazwischen anliegende Spannung wird in diesem Fall zu Full.

Die Schaltung 8 zum Setzen der Bezugs spannung weist eine mit einem Potentiometer R- verbundene Batterie e₂ auf. Der Stellkontakt Z. des Potentiometers EU ist über eine Leitung 110 mit der positiven Klemme des Integrators 22 verbunden, um die Bezugsspannung (Eo) mit der integrierten Spannung (Ei) zu verbinden. Die Bezugs spannung Eo ist gleich der durch den Integrator 22 gebildeten Spannung, wenn der gewünschte Lichtbogen in der Schweißlast erzeugt wird.

Der Komparator 9 weist auf einen Verstärker Ampp, der die aus dem Vergleich zwischen der Bezugsspannung Eo und der integrierten Spannung Ei, d.h. Eo - Ei, erhaltene Spannungsdifferenz verstärkt. Der Ausgang des Komparators 9, d.h. der Ausgang des Verstärkers Amp₂, ist mit dem Emitter des Unijunction-Transistors UJT in der Schweiß-Stromquelle 4 über einen Wider-

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stand R₁- verbunden.

Die Betriebsweise des Schweißsteuersystems ist wie folgt. Der Betrag des der Schweißlast zugeführten Schweißstromes wird von der Detektorschaltung 6 festgestellt und in ein Spannungssignal, das Signal B in Pig. 7> umgewandelt und an das G-atter 7 angelegt, während der Betrag der Schweißspannung von der Lichtbogen-Diskriminatorschaltung 5 festgestellt wird. Der Ausgäbeimpuls der Lichtbogen-Diskriminatorschaltung 5 hat einen "Ein"- oder "Aus"-Zustand, ;je nachdem, ob die Eingangsspannung größer oder kleiner als die vorbestimmte Spannung Vz wird. Insbesondere befindet sich der Ausgang der Lichtbogen-Diskriminatorschaltung 5 im "Ein¹¹- oder "Aus"-Zustand, je nachdem, ob ein Lichtbogen- oder Kurzschluß-Schweißzustand herrscht, wie das Signal A in Fig. 7 zeigt. Der "Ein"-Zustand des Signals A wird an das Gatter 7 angelegt und erlaubt, daß das Signal B durch das Gatter 7 hindurch zum Integrator 22 gelangt, wohingegen der "Aus"-Zustand des Signals A das Signal B kurzschließt. Folglich wird das Signal B nur während der Lichtbogenperiode als ein Signal C integriert, das als Ausgangssignal des Gatters 7» wie in Fig. 7 dargestellt ist, auftritt. Das Signal C wird mit der Bezugsspannung Eo von der Schaltung 8 zum Setzen der Bezugsspannung verglichen. Wenn das Signal C (integrierte Spannung Ei) kleiner wird als die Bezugsspannung Eo, was auf die Abnahme in der Zahl der Kurzschlüsse oder die Dauer des Kurzschlusses zurückzuführen ist, nimmt das Ausgangssignal des Komparators 9 wegen der Span-

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nungsdifferenz Eo - Ei wesentlich zu. Demzufolge wird durch die Zunahme der Spannungsdifferenz Eo - Ei eine frühere Zündphase des Thyristors SCR₁ eingestellt, die den von der . Schweißstromquelle 4 gelieferten Schweißstrom erhöht. Die Schweißstromquelle 4 verhindert also eine Abnahme des Lichtbogenstromes, d.h. der Mittelwert des Lichtbogenstromes wird annähernd auf dem Mittelwert des entsprechenden Schweißstromes gehalten. Andererseits nimmt das Ausgangssignal des Komparators 9 ab, wenn das Signal C größer wird als die Bezugsspannung Eo, was auf die Abnahme in der Zahl der Kurzschlüsse oder der Dauer des Kurzschlusses zurückzuführen ist. Damit verhindert die Schweißstromquelle 4 ein übermäßiges Ansteigen des Schweißstromes und der Lichtbogenstrom wird damit annähernd auf dem Mittelwert des entsprechenden Schweißstromes gehalten.

In Pig. 8 sind die äußeren Kenndaten der Schweißstromquelle 4 der in den Pig. 5 und 6 gezeigten Vorrichtung dargestellt, wobei auf der Abszisse der Mittelwert des Schweißstromes und auf der Ordinate der Mittelwert der Schweißspannung aufgetragen ist. Die mit den Buchstaben B₁, Bp und B~ gekennzeichneten Kurven zeigen die Beziehung zwischen den Mittelwerten des Schweißstromes und der Schweißspannung bei verschiedenen Beträgen der Bezugsspannungen, die durch den Einstellkontakt in der Schaltung 8 zum Einstellen der Be zugs spannung vorher eingestellt wurden. Die strichpunktierte Linie AA' trennt das Kurzschlußgebiet S vom Lichtbogengebiet R. Im Gebiet über der Linie AA', dem Gebiet R, ist der Mittelwert des Lichtbogen-

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stromes annähernd gleich dem Schweißstrom, d.h. dem Mittelwert des Ausgangsstromes der Schweißstromquelle 4> da eine hohe Schweißspannung vorliegt und kein Kurzschluß auftritt. Demzufolge fallen im Gebiet R die Kurven der äußeren Kenndaten ab.

Unterhalb der Linie AA¹, d.h. im Gebiet S, nimmt der Mittelwert des Lichtbogenstromes wegen der Zunahme der Zahl der Kurzschlüsse und deren Dauer ab, wobei jedoch der Lichtbogenstrom durch das Schweißsteuersystem nach Fig. 5 und 6 kompensiert und annähernd auf einem vorbestimmten Viert gehalten wird, was einen Abfall der Kennlinien ergibt, wie es in Fig. mit gestrichelten Linien dargestellt ist.

In den Fig. 9 und 10 ist eine veränderte Ausführungsform der Schaltung nach den Fig. 5 und 6 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist weiterhin eine Quadrierschaltung 10 zwischen der Detektorschaltung 6 und der Trennschaltung oder dem Gatter 7 eingefügt. Die Quadrierschaltung 10 schließt einen Verstärker Amp, ein, wobei eine Leitung 120 den Ausgang der Detektorschaltung 6 mit dem Eingang dieses Verstärkers Amp, verbindet. Das Ausgangssignal der Quadrierschaltung 10, das im wesentlichen proportional zum Quadrat der Eingangsspannung ist, wird dem Kollektor des Transistors Tr₂ über eine Leitung 121 zugeführt.

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Bei Betrieb der Quadrierschaltung 10 wird das von der Detektorschaltung 6, die den Augenblickswert des Schweißstromes

empfangene Signal,

feststellt,/d.h. das Signal B,von dem Verstärker Amp~ quadriert. Die Quadriersclialtung 10 erzeugt am Ausgang ein Signal, das zum Quadrat des Effektivwertes des Schweißstromes in Beziehung steht, d.h. das in Fig. 7c dargestellte Signal B'. Der gemittelte und quadrierte Effektivwert des Schweißstromes, der als ein Signal B¹ in eine Spannung umgewandelt wird, wird in der Trennschaltung 7 weiterhin in das Lichtbogenstromsignal, als Signal C^f, abgezweigt, welches mit der vorher eingestellten Bezugsspannung der Schaltung 8 verglichen wird. Dabei ist die Bezugsspannung annähernd gleich der Spannung, die mit dem quadrierten und dann gemittelten Lichtbogenstrom während der Lichtbogenperiode in Beziehung steht. Die Spannungsdifferenz zwischen der Bezugsspannung und dem Signal C wird im Komparator 9 verstärkt und dann der Schweiß stromquelle 4 in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform zugeführt. Die übrigen Punktionen und der übrige Aufbau der in den Fig. 9 und 10 dargestellten Schaltungen sind ähnlich denen der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Schaltungen, so daß die detaillierte Beschreibung abgekürzt werden kann.

In Fig. 11 sind in ähnlicher Weise wie in Fig. 8 die äußeren Kenndaten der Schweiß stromquelle 4 des in den Fig. 9 und 10 dargestellten Schweißsteuersystems dargestellt. Dabei wird die Abnahme des Effektivwertes des Lichtbogenstromes kompensiert durch das Ausgangssignal des Komparators 9, um den Effek-

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tivwert arinäliernd auf einem vorbestimmten Wert zu halten.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung empfängt der Komparator 9 das Signal C von der Trennschaltung 7 als einen quadrierten Effektivwert des in eine Spannung umgewandelten Lichtbogenstromes. Das Signal C kann jedoch auch in den Effektivwert des Lichtbogenstromes durch eine geeignete Schaltung zur Bildung des quadratischen Mittelwertes umgewandelt werden, in der der quadratische Mittelwert des Signales C¹ erhalten wird, um einen Effektivwert des in eine Spannung umgewandelten Lichtbogenstromes zu erzeugen. Die Bezugsspannung muß in diesem Fall dem Effektivwert des während der Lichtbogenperiode erzeugten Lichtbogenstromes entsprechen. In anderen Worten, das dem Komparator 9 zugeführte Signal C kann jede Porm eines Signales annehmen, solange das Signal in Beziehung zum Effektivwert des Lichtbogenstromes steht.

Pig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform des in Pig. dargestellten Schaltkreises. Bei dieser Ausführungsform ist die Quadrierschaltung 10', statt zwischen der Detektorschaltung 6 und dem Satter 7, zwischen dem Kollektor des Transistors Tr₂ und dem Integrator 22 eingefügt. Bei dieser Ausführungsform besteht der Funktionsunterschied zu der in Pig. 9 dargestellten Schaltung in der Stelle, an der das Signal B zur Bildung des Effektivwertes quadriert wird, d.h. vor oder nach dem Transistor Tr₂- Die übrigen Punktionen und der Auf-

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bau der in Fig. 12 dargestellten Schaltung sind genau gleich wie die der in Fig. 10 dargestellten Schaltung, so daß die detaillierte Beschreibung abgekürzt werden kann.

Es ist anzumerken, daß der in der Detektorschaltung 6 verwendete Uebenschlußwiderstand SH bei den oben beschriebenen Ausführungsformen durch einen Schaltkreis ersetzt werden kann, der einen Strom-Spannungswandler aufweist, solange der Augenblickswert des Schweißstromes festgestellt wird.

Es ist auch anzumerken, daß in der Diskriminatorschaltung 5 die zwischen der Elektrode 1 und dem Y/erkstück 2 anliegende Spannung an den Transistor Tr₁ über den Widerstand R₁ und den G-leichrichter ZD₁ angelegt wird, um die Lichtbogenperiode durch den "Ein"- und "Aus"-Betrieb des Transistors Tr₁ festzustellen. Die Feststellung des Lichtbogens kann auch durch einen in der Iahe des Lichtbogens vorgesehenen Phototransistor od. dgl. vorgenommen werden, um daraus während der Dauer des Lichtbogens ein Signal zu erhalten.

Die oben beschriebene Einphasen-Einweggleichrichterschaltung mit dem Thyristor SCR₁ in der Schweißstromquelle 4 kann auch ersetzt werden durch eine Dreiphasen-Einweggleichrichterschal tung, eine Dreiphasen-Zweiweggleichrichterschaltung, eine Doppelsternschaltung oder eine Ausgleichsdrossel-Gleichrichterschaltung. Außerdem kann der zur Steuerung der Zündphase des G-leichrichter ströme s verwendete Thyristor SCR₁ ersetzt

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werden durch einen Magnetverstärker oder durch einige elektronische Schalter, wie etwa einen zwischen den Enden des Transformators vorgesehenen Thyristor. Me mit einem Schweißtransformator in den oben beschriebenen Ausführungsformen versehene G-leichrichterschaltung kann durch zwei Transformatoren ersetzt werden, wobei der eine einen konstanten Ausgangsstrom liefert und der andere diesen Ausgangsstrom entsprechend dem Signal vom Komparator 9 steuert. In anderen Worten, die Schweißstromquelle 4 kann beliebig gestaltet werden, solange ihr Ausgangsstrom in bezug auf das vom Komparator 9 erhaltene Signal gesteuert werden kann.

Gemäß der Erfindung wird bei dem Verfahren und der Vorrichtung zum Kurzschluß-Lichtbogenschweißen der Mittelwert oder der Effektivwert des Lichtbogenstromes annähernd auf einem konstanten Wert gehalten, unabhängig von der Zahl und der Dauer der zwischen dem Werkstück und der Elektrode auftretenden Kurzschlüsse. Damit werden die Schweißbedingungen, d.h. die Querschnittsfläche der Schmelzzone Sp und die Eindringtiefe P in das Werkstück, konstant gehalten. Deshalb können mit der erfindungsgemäßen Schweiß vor richtung, auch bei Auftreten äußerer Störungen, gleichbleibende Schweißbedingungen aufrechterhalten werden, wie etwa die auf die Verunreinigung auf der Oberfläche des Werkstückes zurückzuführende Schwankung des Lichtbοgenzustandes oder eine Schwankung in der Zuführungsgeschwindigkeit der Elektrode.

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Das Lichtbogenschweißverfahren nach der Erfindung ist insbesondere in der Hinsicht wirksam, daß es das Auftreten von Schweißfehlern, wie etwa eine mangelhafte Schmelzung oder ein unvollständiges Eindringen, merklich reduziert; außerdem ermöglicht es ein optimales Schweißen, ohne daß besondere Fähigkeiten verlangt werden, was insbesondere dann hilfreich ist, wenn das Kurzschluß-Lichtbogenschweißen mit vergleichsweise kurzen Lichtbogenlängen durchgeführt wird, z.B. um die Wärmezufuhr beim Schweißen von dünnen Platten zu begrenzen, den Betrag des aufgeschweißten Metalls bei der Mehrschichtschweißung von dicken Platten zu erhöhen oder ein Herabtropfen der Schweißraupen beim Schweißen an schwierigen Stellen, wie etwa bei der Vertikalschweißung, der Horizontalpositionierschweißung u. dgl., zu verhindern.

Weiterhin ist die Vorrichtung zum Lichtbogenschweißen nach der Erfindung geeignet für das sogenannte MIG-Schweißverfahren, d.h. eine Lichtbogenschweißung, bei der als Schutzgas ein Edelgas verwendet wird, um den Lichtbogen zu bedecken und zu schützen. Bei einem solchen Schweißverfahren kann ein geeigneter Mittelwert oder Effektivwert des Schweißstromes in der Lichtbogenperiode oder des Lichtbogenstromes über einen großen Bereich der Spannung hinweg ausgewählt werden, indem der Einstellkontakt der Schaltung für das Setzen der Bezugsspannung so eingestellt wird, daß der stabilisierte Schweißlichtbogen über einen weiten Bereich der Lichtbogenschweißung hinweg, von der Schweißung mit langer Lichtbogenlänge, bei der die Licht-

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bo.genMldu2ig selten auftritt, bis hin zur Schweißung mit Kurzschluß-Übertragungslichtbogen, bei der häufige Lichtbogenbildung auftritt, gesichert werden kann. Außerdem befindet sich selbst bei einer unregelmäßigen Zuführungsgeschwindigkeit der Elektrode der Schweißlichtbogen in einem stabilen Zustand, was auf die sogenannte natürliche Selbstregulierung der Lichtbogenlänge zurückzuführen ist. Deshalb werden die den herkömmlichen MIG-Schweißverfahren innewohnenden Nachteile eliminiert. Dieses verwendet eine Stromquelle mit annähernd konstanten Spannungscharakteristiken, indem z.B. die Schweißspannung gleichzeitig mit der Einstellung der Zuführungsgeschwindigkeit der Elektrode eingestellt wird.

Außerdem werden bei den·Schweißverfahren mit veränderlicher Zuführungsgeschwindigkeit der Elektrode, wie etwa bei dem sogenannten Unterpulverschweißen, bei dem die Zuführungsgeschwindigkeit der abschmelzbaren Elektrode entsprechend der Änderung der Schweißspannung durch die Verwendung einer Stromquelle verändert wird, die annähernd konstante Stromcharakteristiken oder proportionale (drooping) Charakteristiken aufweist, wenn man eine derartige Stromquelle durch eine erfindungsgemäße Stromversorgung ersetzt, Nachteile vermieden, wie etwa das Anhaften der Elektrode an dem Werkstück, indem der Ausgangsstrom der Schweißstromquelle derart automatisch erhöht wird, daß der Mittelwert oder der Effektivwert des Lichtbogenstromes annähernd konstant gehalten wird, selbst wenn die Zahl und die Dauer der Kurzschlüsse sich erhöht. Da-

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mit wird das auf Reparaturarbeiten zurückzuführende Aussetzen der Schweißung stark reduziert und die Arbeitseffektivität folglich erhöht.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird bei dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung zum Kurzschluß-Lichtbogenschweißen der einzige während der Lichtbogenperiode fließende Strom vom Schweißstrom abgezweigt, bei dem der durch die abschmelzbare Elektrode und das Werkstück während der Kurzschlußperiode fließende Strom und der durch die abschmelzbare Elektrode und das Werkstück während der Lichtbogenperiode fließende Strom abwechselnd vorliegen, wobei der Mittelwert oder der Effektivwert des abgezweigten Stromes auf einem vorbestimmten Wert festgehalten wird, so daß die Querschnittsfläche der Schmelzzone und deren Eindringtiefe in das Werkstück annähernd konstant gehalten werden kann und die den herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen zum Kurzschluß-Lichtbogenschweißen anhaftenden Nachteile vorteilhaft eliminiert werden.

Änderungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Ausführungsformen sind für den Fachmann ohne weiteres möglich und fallen in den Rahmen der Erfindung.

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Claims

Patentansprüche

L 1. J Verfahren zum Kurzschluß-Lichtbogenschweißen durch das wiederholte Abwechseln von Lichtbogenbildung und Kurzschluß, wobei in dem durch eine abschmelzbare Elektrode und ein Werkstück fließenden Schweißstrom ein während der Kurzschlußperiode fließender Strom und ein während der Lichtbogenperiode fließender Strom abwechselnd auftreten, dadurch g e kennze ichnet , daß aus dem Schweißstrom der.Lichtbogenstrom, d. h. der nur während der Lichtbogenperiode fließende Strom, selektiv erfaßt bzw. herausgetrennt und seine Größe zum Schweißen auf einem bestimmten Wert gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dabei selektive Erfassung unter Bildung des Mittelwertes des Lichtbogenstromes während der Lichtbogenperiode erfolgt.
3. Verfahren .nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß da.be i die selektive Erfassung unter Bildung des Effektivwertes des Lichtbogenstromes während der Lichtbogenperiode erfolgt.

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4· Vorrichtung zum Kurzschluß-Lichtbogenschweißen mit einem Schweißlastkreis aus einer abschmelzbaren Elektrode und einem zu schweißenden Werkstück, gekennzeichnet durch

eine Schweißstromquelle, die dem Schweißlastkreis einen Schweißstrom zuführt, um abwechselnd einen Lichtbogen und einen Kurzschluß zwischen der Elektrode und dem Werkstück zu erzeugen,

eine Detektorschaltung zum Feststellen des Augenblickswertes des Schweißströmes, der aus dem über den entsprechenden Schweißlastkreis fließenden Lichtbogenstrom und Kurzschlußstrom während des jeweiligen Zyklusses der abwechselnden Lichtbogenperiode und der Kurzschlußperiode besteht, und zum Erzeugen einer Ausgangsspannung proportional zu dem Augenblickswert,

eine Mskriminatorschaltung zur Unterscheidung, ob ein Lichtbogen oder ein Kurzschluß besteht, und zur Erzeugung eines Ausgangdsignales nur dann, wenn die Diskriminatorschaltung das Bestehen des Lichtbogens feststellt, eine Trennschaltung zum Aufteilen der Aus gangs spannung von dieser Detektorschaltung in eine Spannungskomponente während der Lichtbogenperiode und in eine andere während der Kurzschlußperiode, wobei die Trennschaltung nach Eintreffen des Ausgabesignals von der Diskriminatorschaltung ein die zuerst erwähnte Spannungskomponente anzeigendes Ausgabesignal an einer ersten Klemme einer Vergleichsschaltung erzeugt,

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eine Integrierschaltung zum Integrieren des die zuerst erwähnte Spaniiungskomponente anzeigenden Ausgabesignals und zur Erzeugung eines Signalmittelwertes in jeder Periode und eine Schaltung zum Setzen der Bezugsspannung, die an eine zweite Klemme der Vergleichsschaltung angelegt wird, wobei die Vergleichsschaltung nach Eintreffen des Ausgabesignals von der Trennschaltung dieses mit der von der zuletzt genannten Schaltung zugeführten Bezugsspannung vergleicht und, wenn das Ausgabesignal der Trennschaltung von der Bezugsspannung abweicht, ein Steuersignal erzeugt, das an die Stromquelle angelegt wird, um den Schweißstrom auf einen vorbestimmten Wert über den gesamten Schweißbetrieb hinweg einzustellen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet , daß dabei die Bezugsspannung auf einen Wert eingestellt wird, der mit dem Mittelwert des Lichtbogenstromes während der Lichtbogenperiode in Beziehung steht, um den Schweißstrom im wesentlichen relativ zum Mittelwert des Lichtbogenstromes während der Lichtbogenperiode aufrechtzuerhalten.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß sie weiterhin aufweist eine Quadrierschaltung zwischen der Detektorschaltung und der Trennschaltung zum Quadrieren der Ausgäbespannung von der Detektorschaltung und zur Erzeugung einer Ausgabespannung proportional zum Quadrat des Augenblickswertes des Schweißstromes.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin aufweist eine Quadrierschaltung zwischen der Trennschaltung und der Integrierschaltung zur Quadrierung des Ausgabesignals von der Trennschaltung und zur Erzeugung einer Ausgabespannung proportional zum Quadrat des die zuerst erwähnte Spannungskomponente anzeigenden Ausgabesignals.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannung auf einen Wert eingestellt wird, der in Beziehung steht mit dem Quadrat des Effektivwertes des Lichtbogenstromes während der Lichtbogenperiode, um den Schweißstrom im wesentlichen bezüglich des Quadrates des Effektivwertes des Lichtbogenstromes während der Lichtbogenperiode aufrechtzuerhalten.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7> dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Bezugsspannung auf einen Wert eingestellt wird, der in Beziehung zum Quadrat des Effektivwertes des Lichtbogenstromes während der Lichtbogenperiode steht, um den Schweißstrom im wesentlichen bezüglich des Quadrates des Effektivwertes des Lichtbogenstromes während der Lichtbogenperiode aufrechtzuerhalten.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η ze ichne t , daß.sie weiterhin eine Schaltung zur Bildung des quadratischen Mittelwertes zwischen der Integrierschaltung

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und der Vergleichsschaltung aufweist, die den quadratischen Mittelwert des durchschnittlichen oder gemittelten Ausgabesignals der Integratorschaltung bildet und einen Effektivwert des Lichtbogenstromes während der Lichtbogenperiode und der Kurzschlußperiode erzeugt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η ze ichnet , daß sie weiterhin aufweist eine Schaltung zur Bildung des quadratischen Mittelwertes zwischen der Integrierschaltung und der Vergleichsschaltung, die den quadratischen Mittelwert des durchschnittlichen Ausgabesignals der Integrierschaltung bildet und eine Ausgangsspannung relativ zum Effektivwert des Lichtbogenstromes während der Lichtbogenperiode und der Kurzschlußperiode erzeugt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η ze ichnet , daß dabei die Bezugsspannung auf einen Wert eingestellt wird, der in Beziehung zum Effektivwert des Itichtbogenstromes während der Lichtbogenperiode steht, um den Schweißstrom im wesentlichen relativ zum Effektivwert des Lichtbogenstromes während der Lichtbogenperiode aufrechtzuerhalten.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß dabei die Bezugsspannung auf einen Wert eingestellt wird, der mit dem Effektivwert des Liehtbogenstro-

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mes während der Liciitbogenperiode in Beziehung steht, um den Schweißstrom im wesentlichen relativ zum Effektivwert des Lichtbogenstromes während der Lichtbog'enperiode aufrechtzuerhalten.

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