DD202512A5

DD202512A5 - WORKING OF A WELDING MACHINE

Info

Publication number: DD202512A5
Application number: DD24173082A
Authority: DD
Inventors: Krzysztof Zochowski; Marek Tarlowski
Original assignee: Warszawa Inst Eletrotech
Priority date: 1981-07-20
Filing date: 1982-07-16
Publication date: 1983-09-21
Also published as: PL133760B1; RO83700A; CS555182A3; RO83700B; CS275676B6; HU184002B; PL232298A1

Abstract

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Schweissmaschine verfuegbar zu haben, die im automatischen Betrieb auch in von der waagerechten Lage abweichenden Lagen eine ordnungsgemaesse Ausfuehrung von Schweissnaehten gewaehrleistet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Arbeitsschaltung so auszugestalten, dass der Schweissstrom und damit das elektromagnetische Feld am Ort des Plasmakanals konstant bleibt. Die Arbeitsschaltung enthaelt ein Schweissnetzgeraet (1) und in seinem Gleichstromkreis (2) eine durch einen aus einer Diode (4) und einem Resistor (5) bestehenden Zweipol geschuntete Drosselspule (3) sowie einen Kreis zur automatischen Regelung der Ausgangsspannung, bestehend aus einer Ausgangsspannungsmessschaltung (7), einem Summierknoten (9), einer Spannungsstellschaltung (10) und einem Ausgangsspannungsregler (12). Ausserdem enthaelt die Arbeitsschaltung eine Schaltung zum schnellen Lichtbogenzuenden, enthaltend eine mit einer Vorsteuerschaltung (13) eines Spannungsreglers (12) zusammengeschaltete Strommessschaltung (8). Eine Eine andere Loesung der Schaltung zum schnellen Lichtbogenzuenden enthaelt eine Strommessschaltung (8), die ueber eine Steuerschaltung (15) mit einem einen Teil der Drosselspule (3) schuntenden Kurzschliesser (16) zusammengeschaltet ist. Fig. 1The aim of the invention is to have a welding machine available, which ensures a proper execution of Schweißnaehten in automatic operation even in deviating from the horizontal position layers. The invention has for its object to design the working circuit so that the welding current and thus the electromagnetic field at the location of the plasma channel remains constant. The working circuit contains a Schweißnetzgeraet (1) and in its DC circuit (2) by a one of a diode (4) and a resistor (5) existing two-coil shunted inductor (3) and a circuit for automatic control of the output voltage, consisting of an output voltage measuring circuit (7), a summing node (9), a voltage adjusting circuit (10) and an output voltage regulator (12). In addition, the working circuit contains a circuit for rapid arc ignition, comprising a current measuring circuit (8) interconnected with a pre-control circuit (13) of a voltage regulator (12). Another solution of the fast arc circuit includes a current sensing circuit (8) interconnected via a control circuit (15) to a short-circuiting device (16) shunting a portion of the choke coil (3). Fig. 1

Description

"1- Berlin, 7. 1· 1983 61 103 16 "1- Berlin, 7. 1 · 1983 61 103 16

Arbeitsschaltung einer SchweißmaschineWorking circuit of a welding machine

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft die Arbeitsschaltung einer an Automatik-Betrieb angepaßten Schweißmaschine, enthaltend ein Schweißnetzgerät, in dessen Gleichstromkreis eine Drosselspule und eine mit einer Spannungsteil er schaltung, einem Summierknoten und einem Ausgangsspannungsregler zusammengeschaltete Spannungsmeßschaltung enthalten sind·The invention relates to the working circuit adapted to an automatic mode welding machine, comprising a welding power supply in the DC circuit, a choke coil and a circuit with a voltage part he, a summing node and an output voltage regulator interconnected voltage measuring circuit are included ·

Characteristic of the known technical solutions

Die bekannten derartigen Schweißmaschinen-Schaltungen, beispielsweise Schweißmaschinen der Firma ESAB, Schweden, enthalten ein Schweißnetzgerät, das mit einer Drosselspule mit stufenartig einstellbarer Induktivität und einen automatischen Ausgangsspannungsregelkreis versehen ist, letzterer enthaltend eine Ausgangsspannungs-Meßschaltung, einen Summierknoten, eine Spannungsstellschaltung und einen Ausgangsspannungsregler, wobei des Schweißnetzgerät mit einem Ketztrafо mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis versehen ist·The known welding machines of this type, for example welding machines from ESAB, Sweden, comprise a welding power supply unit which is provided with a choke coil with step-adjustable inductance and an automatic output voltage control loop, the latter comprising an output voltage measuring circuit, a summing node, a voltage adjusting circuit and an output voltage regulator, wherein the welding power supply unit is provided with a variable ratio Kett transformer

Eine solche Lösung gestattet keine Konstanz des Magnetfeldes in der Bogenumgebung und in der Hähe des Plasmakanals der Schweißnaht und dadurch auch keine Erreichung kontinuierlicher und metallsickerloser Schweißnähte beim nichtwaagerechten Schweißen bei Automatik-Betrieb«Such a solution does not allow a constant magnetic field in the arc environment and in the vicinity of the plasma channel of the weld, and thus also does not achieve continuous and metal-free welds in non-perpendicular welding in automatic mode. "

Eine andere derartige Lösung nach dem BRD-Patent Ur· 2 840 979 besteht im Einsatz einer am Brennerkopf ange-Another such solution according to the BRD patent Ur · 2,840,979 is the use of a torch head attached to the

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ordneten, aus einer separaten Stromquelle gespeisten Spule, welche ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das zur Stabilisierung der verschmolzenen Metallmasse dient·arranged, fed from a separate power source coil which generates an electromagnetic field which serves to stabilize the fused metal mass ·

Diese Lösung beseitigt nicht die nachteiligen Polgen, d· h« die das verschmolzene Metall der Schweißnaht zerreißenden mechanischen Kräfte, welche unter dem Einfluß der Wirbelströme entstehen, die in der Schweißnaht infolge der variablen Komponente im Schweißstrom induziert werden»This solution does not eliminate the disadvantageous polings, ie the mechanical forces which break the fused metal of the weld, which are produced under the influence of the eddy currents induced in the weld in the weld due to the variable component.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Schweißmaschine verfügbar zu haben, die im automatischen Betrieb auch in von der waagerechten Lage abweichenden Lagen eine ordnungsgemäße Ausführung von Schweißnähten gewährleistet·The object of the invention is to have available a welding machine which ensures proper execution of welds in automatic operation, even in positions deviating from the horizontal position.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Arbeitsschaltung so auszugestalten, daß der Schweißstrom und damit das elektromagnetische PeId am Ort des Plasmakanals konstant bleibt.The invention has for its object to design the working circuit so that the welding current and thus the electromagnetic PeId at the location of the plasma channel remains constant.

Die Aufgabe wird bei einer Arbeiteschaltung einer Schweißmaschine, enthaltend ein Schweißnetzgerät, in dessen Gleichstromkreis eine Drosselspule und eine mit einer Spannungsstellschaltung, einem Summierknoten und einem Ausgangsspannungsregler zusammengeschaltete Spannungsmeßschaltung enthalten sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß parallel zu der Drosselspule eine Diode und ein Resistor geschaltet sind, wobei die Arbeitsschaltung außerdemThe object is achieved in a working circuit of a welding machine, comprising a welding power supply, in the DC circuit, a choke coil and a voltage adjusting circuit, a summing node and an output voltage regulator interconnected Spannungsmeßschaltung are inventively achieved in that parallel to the choke coil, a diode and a resistor are connected , wherein the working circuit also

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mit einer Schaltung zum schnellen bichtbogenzünden versehen ist·provided with a circuit for rapid arc ignition

Die Schaltung zum schnellen bichtbogenzünden weist am Gleichstromausgang der Schweißmaschine eine Strommeßschaltung auf, deren Ausgang mit dem Eingang einer Vorsteuerschaltung eines Spannungsreglers zusammengeschaltet ist, wobei die Vorsteuerschaltung mit dem Spannungsregler in Reihe geschaltet ist· Die Schaltung zum schnellen Lichtbogenzünden kann am Gleichstromausgang der Schweißmaschine auch eine Strommeßschaltung aufweisen, deren Ausgang mit dem Eingang einer Steuerschaltung verbunden ist· Der Ausgang der Steuerschaltung ist mit einem Kurzschließer zum Shunten eines Teils der Drosselspule zusammengeschaltet«The circuit for rapid arc ignition has at the DC output of the welding machine on a current measuring circuit whose output is connected to the input of a pilot circuit of a voltage regulator, wherein the pilot circuit is connected in series with the voltage regulator · The circuit for rapid arc ignition at the DC output of the welding machine and a current measuring circuit whose output is connected to the input of a control circuit. The output of the control circuit is connected to a short-circuiting device for shunting a part of the choke coil.

Die erfindungsgemäße Arbeitsschaltung der Schweißmaschine sichert die Erreichung ordnungsgemäßer Schweißnähte bei beliebigen Schweißlagen, dank geringer Schwankungen des Schweißströmes, und somit geringer Schwankungen des elektromagnetischen Feldes rund um den Plasmakanal der Schweißnaht, dessen Konstanz die Stabilität der zu erreichenden Schweißnähte bedingt, bei Gewährleistung eines zuverlässigen schnellen Lichtbogenzündens, was bei der Ausführung kurzer Schweißnähte, beim Automatik-Betrieb oder wenn die Schweißmaschine von der Zentraleinheit eines industriellen Roboters aus gesteuert wird, notwendig ist·The working circuit of the welding machine according to the invention ensures the achievement of proper welds at any welding positions, thanks to low fluctuations of the welding flow, and thus low fluctuations of the electromagnetic field around the plasma channel of the weld whose constancy determines the stability of the welds to be achieved, while ensuring a reliable fast arc ignition which is necessary in the execution of short welds, in automatic mode or when the welding machine is controlled by the central unit of an industrial robot.

embodiment

Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, worin die einzelnen Pig· zeigen:The subject matter of the invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment illustrated in the drawing, in which the individual pigs show:

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Pig· 1: die Arbeitsschaltung einer Schweißmaschine mit einer Schaltung zum schnellen Idchtbogenzünden nach dem Prinzip der Überspannung in einem Übersichts-Block schaltplan undPig · 1: the working circuit of a welding machine with a circuit for rapid Idchtbogenzünden according to the principle of overvoltage in an overview block diagram and

Fig· 2: die Arbeitsschaltung einer Schweißmaschine mit einer Schaltung zum schnellen Idchtbogenzünden nach dem Prinzip der Begrenzung der Induktivität einer Drosselspule des Gleichstromkreises der Schweißmaschine in einem Übersichts-Blockschaltplan·2 shows the working circuit of a welding machine with a rapid arc ignition circuit according to the principle of limiting the inductance of a choke coil of the DC circuit of the welding machine in an overview block diagram.

Wie in Pig· 1 dargestellt ist, enthält die Arbeitsschaltung einer Schweißmaschine ein Schweißnetzgerät 1, in dessen Gleichstromkreis 2 ein Zweipol enthalten ist, bestehend aus einer Drosselspule 3 "und. einem parallel mit dieser Drosselspule 3 geschalteten Zweig, bestehend aus einer Diode 4 und einem Resistor 5* Das Schweißnetzgerät 1 besitzt am Ausgang 6 der Schweißmaschine eine Spannungsmeßschaltung 7 und eine Strommeßschaltung 8· Der Ausgang der Spannungsmeßsohaltung 7 ist mit einem der Eingänge des Summierknotens 9 und der andere Eingang dieses Summierknotens 9 ist mit dem Ausgang der Spannungssteilschaltung 10 der Schweißmaschine zusammen geschaltet· Der Ausgang des Summierknotens 9 ist mit dem Eingang 11 des Ausgangsspannungsreglers 12 des Schweißnetzgerätes 1 zusammengeschaltet· Hingegen ist der Ausgang der Strommeßschaltung 8 der Schweißmaschine über die Vorsteuerschaltung 13 des Ausgangsspannungsreglers 12 mit dem Eingang 14 dieses Ausgangsspannungsreglers 12 verbunden·As shown in Pig * 1, the working circuit of a welding machine includes a welding power supply 1, in the DC circuit 2 of which a two-terminal coil is included, consisting of a choke coil 3 "and a branch connected in parallel with this choke coil 3, consisting of a diode 4 and a Resistor 5 * The welding power supply unit 1 has a voltage measuring circuit 7 and a current measuring circuit 8 at the output 6 of the welding machine. The output of the voltage measuring device 7 is connected to one of the inputs of the summing node 9 and the other input of this summing node 9 is connected to the output of the partial voltage circuit 10 of the welding machine The output of the summing node 9 is connected to the input 11 of the output voltage regulator 12 of the welding power supply unit 1. In contrast, the output of the current measuring circuit 8 of the welding machine is via the precontrol circuit 13 of the output voltage regulator 12 to the input 14 of this output voltage regulator 12 connected ·

Die in Pig. 2 dargestellte Arbeitsschaltung einer Schweißmaschine enthält ein Schweißnetzgerät 1 mit in den Gleich-The one in Pig. 2 illustrated working circuit of a welding machine includes a welding power supply unit 1 in the same

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Stromkreis 2 eingeschaltetem Zweipol, bestehend aus einer Drosselspule 3» einer Diode 4 und einem Resistor 5» und am Ausgang 6 der Schweißmaschine eine Strommeßschaltung δ und eine Spannungsmeßschaltung 7, die mit ihrem Ausgang mit dem Eingang des Summierknotens 9 zusammen geschaltet ist, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang der Spannungsstellschaltung 10 der Schweißmaschine, und der Ausgang des Summierknotens 9 mit dem Eingang 11 des Ausgangsspannungsreglers 12 des Schweißnetzgerätes zusammen geschaltet ist. Hingegen ist der Ausgang der Strommeßschaltung 8 über die Steuerschaltung 15 mit dem einen Teil der Drosselspule 3 shuntenden Kurzschließer 16 verbunden·Circuit 2 switched two-terminal, consisting of a choke coil 3 »a diode 4 and a resistor 5» and at the output 6 of the welding machine a current measuring circuit δ and a voltage measuring circuit 7, which is connected together with its output to the input of the summing node 9, whose other input with the output of the voltage setting circuit 10 of the welding machine, and the output of the summing node 9 is connected to the input 11 of the output voltage regulator 12 of the welding power supply unit together. On the other hand, the output of the current measuring circuit 8 is connected via the control circuit 15 to the short-circuiting device 16 which shuns part of the choke coil 3.

Die in Pig· 1 dargestellte Schaltung arbeitet derart, daß beim Arbeitsbeginn der Schweißmaschine und bei dabei fehlendem Schweißstrom am Ausgang 6 die Wirkung der Strommeßschaltung 8 und der Vorsteuerschaltung 13 eine volle Aussteuerung des Spannungsreglers 12 der Schweißmaschine und dadurch das Auftreten der Höchstspannung in dem Gleichstromkreis 2 des Netzgerätes 1 der Schweißmaschine bewirkt· Es hat zum Zweck eine Forcierung der Stromanwachsgeschwindigkeit am Ausgang 6 der Schweißmaschine bis zum vorbestimmten Wert· Wird der vorbestimmte Stromwert am Ausgang 6 der Schweißmaschine erreicht, hört die Wirkung der Vorsteuerschaltung 13 auf, und die Regelschaltung der Schweißmaschine geht zur Arbeit über, die in der Stabilisierung der durch die Spannungssteilschaltung 10 zu stellenden Spannung besteht, welche den Spannungsregler 12 aussteuert, der seinerseits das Schweißnetzgerät 1 aussteuert. Die Spannung aus der Spannungsste11schaltung 10 wird im Summierknoten 9 mit der Ausgangsspannung aus der Spannungsmeßschaltung 7 verglichen. Die beträchtliche Induktivität der Drosselspule 3» notwendig zur Begrenzung der Stromschwankungen, erfordert dessen Shunten durch ein Zweipol, be-The circuit shown in Pig · 1 operates in such a way that at the start of work of the welding machine and thereby missing welding current at the output 6, the effect of Strommeßschaltung 8 and the pilot circuit 13 full control of the voltage regulator 12 of the welding machine and thereby the occurrence of the maximum voltage in the DC circuit. 2 It has for the purpose of forcing the current growing speed at the output 6 of the welding machine to the predetermined value. When the predetermined current value at the output 6 of the welding machine is reached, the action of the pre-control circuit 13 ceases and the control circuit of the welding machine goes off to work, which consists in stabilizing the voltage to be provided by the voltage subcircuit 10, which controls the voltage regulator 12, which in turn controls the welding power supply 1. The voltage from the Spannungsste11schaltung 10 is compared in the summing node 9 with the output voltage from the voltage measuring circuit 7. The considerable inductance of the inductor 3 "necessary for limiting the current fluctuations, requires its shunt by a two-pole, be

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stehend aus einer Diode 4 und einem damit in Reihe geschalteten Resistor 5·consisting of a diode 4 and a resistor 5 connected in series therewith.

Die in Pig. 2 dargestellte Schaltung arbeitet derart, daß beim Arbeitsbeginn der Schweißmaschine und dabei fehlendem Schweißstrom am Ausgang 6 das Ansprechen der Strommeßschaltung 8 hervorgerufen wird, welche über die Steuerschaltung 15 den Kurzschließer 16 schließt und dadurch eine Verminderung der Induktivität der Drosselspule zwecks Erhöhung der Stromanstiegsgeschwindigkeit bewirkt· Nachdem der vorbestimmte Stromwert am Ausgang 6 der Schweißmaschine erreicht ist, öffnet die Steuerschaltung 15 den Kurzschließer 1o und bewirkt das Einschalten der vollen Induktivität des Gleichstromkreises 2 der Schweißmaschine· Die weitere Arbeit der Schaltung ist analog der in Pig· 1 dargestellten Schaltung·The one in Pig. 2 circuit operates such that when starting the welding machine and thereby missing welding current at the output 6, the current measuring circuit 8 is caused, which closes the short circuit 16 via the control circuit 15 and thereby causes a reduction of the inductance of the choke coil to increase the rate of current rise · After the predetermined current value is reached at the output 6 of the welding machine, the control circuit 15 opens the short-circuiting device 1o and causes the full inductance of the DC circuit 2 of the welding machine to be switched on. The further work of the circuit is analogous to the circuit shown in FIG.

Claims

61 103 16 - 7 Claim for invention

1 «working circuit of a welding machine, comprising a welding power supply, in the DC circuit, a choke coil and a voltage adjusting circuit, a summing node and an output voltage regulator together connected Spannungsmeßschaltung are, characterized in that parallel to the choke coil (3) has a diode (4) and a Resistor (5) are connected in series, wherein the working circuit is also provided with a circuit for rapid arc ignition ·

2 · working circuit according to item 1, characterized in that the circuit for rapid arc ignition at the DC output (6) of the welding machine comprises a current measuring circuit (8) whose output is connected to the input of a pilot circuit (13) of a voltage regulator (12) together, the pilot control circuit (13) is connected in series with the voltage regulator (12) «

3 # working circuit according to item 1, characterized in that the circuit for rapid arc ignition at the DC output (6) of the welding machine comprises a current measuring circuit (8) whose output is connected to the input of a control circuit and the output of the control circuit (15) with a short-circuiter (16) is interconnected to shunt a part of the choke coil (3)

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