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Einrichtung zum elektrischen Punkt- und Warzenschweißen Die Erfindung
bezieht sich auf Einrichtungen zum elektrischen Punkt- oder Warzenschweißen mit
-genauer Einhaltung der Schweißzek durch gittergesteuerte Dampfentladungsgefäße
oder sonstige Röhren.-schweißz,eitbegrenzer. Hierbei ist namentlich für die Punktschweißung
von Leichtmet.alllegierungen oder Warzenschweißung verschiedener Eisenbleche und
Metalle, eine Vor-und Nachwärmung mit geringerer Stromstärke angewendet worden,
um ein gutes Schweißstellengefüge zu erhalten. Die Vor-und Nachwärmzeiten schließen
sich meist unmittelbar an die Schweißzeit an und dauern länger als diese. Für derartige
Schweißzeitprogramme sind Sondersteue@rschaltungen e-n"vickelt worden, bei denen
beispielsweise durch Verlegung des Zündpunktes innerhalb der Spannungshalbwelle
an den Steuergittern der Entladungs:gefäße die Stärke des Schweißstromes geregelt
wird. Derartige Steuerschaltungen machen die Schweißeinrichtungen verhältnismäßig
verwickelt und deshalb treuer.
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Es ist bei einfachen Schweißanlagen mit einem elektromagnetisch gesteuerten
Haupt-
Schalter bekannt, die Schaltkontakte durch einen Widerstand
zu überbrücken, über den nach öffnung der Kontakte ein Strom geringer Stärke fließt,
der nach vollendeter Schwe ißung hochkohlenstoffhaltiger Stähle eine schnelle Abkühlung
verhütet.
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Gemäß der Erfindung wird eine entsprechende Anordnung für röhrengesteuerte
Schweißanlagen verwendet, indem der Strom für die Vor- und die N achwärmung durch
einfache Schaltgeräte, wie Zeitrelais oder eine Schaltwalze, zeitlich gesteuert
und die Stromstärke durch Ohnische oder induktive Vorschaltwiderstände, Anzapfungen
am Transformator od. dgl. eingestellt wird. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde,
daf es für die Vor- und N achwärmung nicht auf eine so genaue Einhaltung der Zeiten
ankommt wie hei der auf wenige Perioden beinessenen Schweißzeit und deshalb die
Genauigkeit einfacher Steuergeräte völlig ausr°icliend ist. Eine: sehr einfache
Anordnung ergibt sich dadurch, daß der Vorschaltwiderstand in bekannter Weise in
den Primärkreis des Schweißtransformators eingeschaltet ist und während der Schweißzeit
dieser Widerstand durch die Röhrensteuerung überbrückt wird.
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In dir Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele: des Gegenstandes
der Erfindung dargestellt. Mit der Einrichtung nach Ahb. i wird etwa das in Ably.
2 darges@tellte Scli-,ve@ißprogramm ausgeführt, lxi dem eine, Vor wärmzeit tv, eine
Schweißzeit ts und eine N achwärmung tii. unterschieden ist. Vorwärin- und Nachwärmstrom
sind von gleicher höhe J1; der Sch-,veißstrom J.., ist fast doppelt so hoch. Der
Schweißtransformator weist die! Primärwicklung P und die Sekundärwicklung S auf.
Der Strom wird während der eigentlichen Schweißzeit über eine Röhrensteuerung Rs
aus den Netzleitern R, T geliefert. Parallel zu dem Steuer-gerät Rs
und gegebenenfalls an einige, Zusatzwicklungen ; der Primärwicldung ist ein in diesem
Fall Ohinscher Widerstand zu über einen Schalters, gelegt, der von einem Magneten
sai bei dessen Erregung geschlossen wird. Es sind ferner ein Schalters" der von
einem Verzögerungsrelais vZ gesteuert wird, und ein zweites Verzögerungsrelais v3
mit Schaltkontakten s., und ein Hauptschweißscha:lter s4 vorgesehen. Das Relais
v2 ist so eingestellt, daß es die Schaltkontaktes., nach der Vorwärmzeit schließt;
die Verzögerungszeit t11. des Relais v. ist derart, daß es die Gesamtzeit t für
die drei Vorgänge bestimmet.
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Die Wirkung der Einrichtung ist die folgende: Beim Schließen des Schalters
s4 verläuft Strom parallel über den Magneten f111 und die Verzögerungsrelais v.,
und v., 11a1 zieht sofort an und schaltet den Transformator über den \'orschaltwiderätand
u, und die Zusatzwindungen ., ein; es fließt der Vorwärmstrom. Nach der Zeit tz,
schließt- das Relais 4", seine Ankerkontaktes, und die lZölirensteuerung RS wird
in Tätigkeit gesetzt, die den Widerstand u, überbrückt und nach der g°nau eingeregelten
Zeit ts den
,Sch@aeißstroni wieder unterbricht. Es läuft jetzt nur noch der
Nachwärmstrom für die Zeit t11., his nach der Gesamtzeit t das Verziigerutigsre,lais
z,.; seine Ankerkontaktes 3 öffnet und damit an diesem den Stromkreis des Relaismagneten
sizl unterbricht, so daß der Transformator ganz stromlos wird, bis der nächste Schweißvorgang
durch Öffnen und -°rneutes Schließen des Isontalctes s, ausgeführt wird.
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Gemäß Abb.3 werden Schweißprogramme nach Abb.4 mit verschiedener Stärke
des Vor- und des Nachwärmstromes ausgeführt. Der Vorschaltwiderstand' 7t, ist hier
mit einem einstellbaren Endkontakt ki und einem Anzapfkontakt k:., versehen. Der
von dem Relaismagneten ziti gesteuerte Sehalter s1 verbindet den Widerstand w über
den Kontakt ki parallel zu der Röhrensteuerung R.s mit der Stromquelle. Die Verzögerungsrelais
v1 und 'Z', steuern Doppelkontakte s..,' und s.3 . I_in weiterer Magnetschalter
1112 steuert einen Schalter s i' für den :lnsclilußkontakt k,. Ein Ausschalter
s5 überbrückt die unteren Kontakte s,' bei dem Programm nach Abb. 4..
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Die, Wirkung der Einrichtung ist folgende: Beim Schließen des Schalters
s4 erhalten die `'erzögerungsrelais z,..., v, und der Schaltmagnet ml, und zwar
dieser über den unteren Kontakt von .s3 und über den Schalter s ., Strom. Nach der
Zeit tv der Vorwärmung schaltet v., seine Kontaktes" um, damit wird m, erregt, das
ans i einen k neren Teil des Vorschaltwiderstaiides 7t, Tiber den Kontakt
k. einschaltet. Außerdem wird die Röhrensteuerung Rs in Tätigkeit gesetzt, die den
starken Schweißstrom für die Zeit ts fließen. läßt. Nach der Gesamtzeit t kommt
(las Verzögerungsrelais v. zur Wirkung und schaltet die Magnete 111l und 111, ab,
so daß der N achwärmstrom aufhört.
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Die beschriebene Schaltung zu Abb. 4 lüßt sich aber nur bei größerem
Nachwärm- als Vorwärmstrom verwenden. Wird der Vorwärnistrom größer, wie beispielsweise
Ahb. G zeigt, dann muß der Schalters, geöffnet werden, damit die Nacheilkontakte
des Verzögerungsrelais v:2 in Tätigkeit treten und ein pausenloses Stromprogramm
ablaufen kann.
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Die Wirkung ist dann folgende: Durch Schließen des Schalters s4 erhalten
die Verzögerttngsrelais v Z, v3 und der Schaltinagnet 111.l, wie vorher beschrieben,
Strom.
Nach der Zeit tv der Vorwärmung schaltet v2 mit den Kontakten
s2 zuerst den SchaItmagneten m2 und die Röhrensteuerung Rs ein und danach durch
nacheilendes Öffnen den Magneten in, ab. Die Röhrensteuerung läßt wiederum den Schweißstrom
für die Zeit ts fließen. Die Nachwärmzeit tn: beginnt aber schon um die Nacheilzeit
tk der Kontakte s2 früher, als die Vorwärmzeit tv beendet ist. Nach der Gesamtzeit
t kommt das Verzögerungsrel.dis v3 zur Wirkung und schaltet den Magneten m.2 ab,
so daß auch der Nachwärmsträm aufhört.
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In Abh. 5 ist eine Einrichtung dargestellt, bei der an Stelle der
beiden Verzögerungsrelais eine Schaltwalze a vorgesehen ist. Diese wird von einem
Motor M angetrieben, der beliebdger Art und in seiner Geschwindigkeit regelbar sein
kann. An seinen Kontakten cl wird die Röhrensteuerung Rs geschaltet, an den Kontakten
c2 und c3 die Vorwärm- und Nachwärmzeit und -stromstärke, indem der äußere oder
der innere Anschlußpunkt des Ohmschen oder induktiven Widerstandes w mit der Stromquelle
verbunden wird. Die Kontaktanschlußpunkte können in ihrer Länge und in ihrer gegenseitigen
Stellung veränderbar sein, um verschiedene Schweißprogramme zu erzielen. Wie in
Abb.6 punktiert dargestellt, ist es zweckmäßig, den Schaltzustand der Vorwärmung
tv etwas später zu unterbrechen und die Nachwärmung tya etwas eher beginnen zu lassen.
Es genügt, wenn das Umschalten vom Vorwärmen auf Nachwärmen während der Schweißzeit
erfolgt, um ein. pausenloses Stromprogramm zu gewährleisten. Auch kann sofort, wie
in Abb. 4 gezeigt, von Vorwärmen auf Nachwärmen umgeschaltet werden. Es "verden
auf diese Weise stromloise Pausen zwischen den Zusatzerwärmungen und der Schweißzeit
vermieden; auch kann die Schweißzeit in gewissen Grenzern verändert werden, ohne
daß an der Schaltwalze etwas verstellt zu werden braucht.