DE1049512B - Anordnung zum Lichtbogen-Schweißen mittels in oder auf der Schweißnaht liegender Elektrode - Google Patents

Description

Das Haüptpatent hat eine Anordnung zum Lichtbogen-Schweißen mittels in oder auf der Schweißnaht liegender Elektrode unter Verwendung eines magnetischen Hilfsfeldes zum Gegenstand, das im wesentlichen., oberhalb des Werkstückes verläuft, und zwar besteht das kennzeichnende Merkmal dieser Anordnung darin, daß dieses Hilfsfeld eine stärke, senkrecht zur Werkstückoberfläche liegende Feldkomponente enthält, wobei diese Feldkomponente so .gerichtet ist, daß dadurch der Lichtbogen abwechselnd nach beiden Seiten quer zur Nahtrichtung abgelenkt wird. Im Hinblick auf diese quer zur Nahtrichtung wirkende ablenkende Kraft wird das genannte Hilfsfeld nach dem Hauptpatent als »Querfeld« bezeichnet. Ein solches Querfeld hat die Eigenschaft, daß es die Schweißraupe verbreitert.

Der Gedanke, beim elektrischen Lichtbogen-Schweißen den Lichtbogen durch magnetische Hilfsfelder in einem gewünschten Sinne zu beeinflussen, ist seit langem bekannt. Es wurden schon in der Anfangszeit des Lichtbogen-Schweißens solche Hilfsfelder durch sogenannte »Blasspulen« erzeugt, um den Lichtbogen zu beruhigen und zu stabilisieren. Es sind ferner magnetische. Hilfsfelder vorgeschlagen worden, deren Kraftlinien etwa parallel zur Werkstückoberfläche verlaufen, um den Lichtbogen in Richtung der Naht abzulenken. Keines der vorbekannten magnetischen Hilfsfelder aber, soweit sie überhaupt zur Ablenkung des Lichtbogens einer abschmelzenden Metallelektrode vorgeschlagen wurden, enthält eine starke Feldkomponente senkrecht zur Werkstückoberfläche. Wohl ist schon einmal zu einem anderen Zweck der Vorschlag gemacht worden, einen elektrischen Lichtbogen quer zur Schweißnaht abzulenken, also ein Hilfsfeld zu verwenden, das eine senkrecht zur Werkstückoberfläche verlaufende Komponente aufweist. In dem genannten Falle hat es sich.aber nur darum gehandelt, die Ränder der Schweißnaht durch diesen quer zur Naht schwingenden Lichtbogen zu erwärmen. Ein Einfluß auf das Schweißmaterial im Sinne einer Verbreiterung der Schweißraupe wurde hierbei nicht erzielt, weil nämlich das Schweißmaterial in Form eines festen Drahtes in die Nahtfuge eingelegt wurde und mittels nicht abbrennender Wolfram- oder Molybdänelektroden innerhalb der Nahtfuge geschmolzen wurde, wobei also eine Beeinflussung des Schweißmaterials durch den schwingenden Lichtbogen gar nicht möglich war, weil geschmolzenes Eisen auf magnetische Felder nicht reagiert: Auch-in diesem vorbekannten Falle eines quer zur Naht schwingenden elektrischen Lichtbogens ist der Grundgedanke des Hauptpatents somit nicht verwirklicht.

Das Hauptpatent behandelt nun den vorstehend erläuterten Grundgedanken des Querfeldes zunächst nur Anordnung zum Lichtbogen-Schweißen

mittels in oder auf der Schweißnaht

liegender Elektrode

Zusatz zum Patent 1 023 83?

Anmelder:

Kraftanlagen Aktiengesellschaft,
Heidelberg, Bismarckstr. 11

Dipl.-Ing. Hans Günther, Heidelberg,
ist als Erfinder genannt worden

,

grundsätzlich unter Hervorhebung der wichtigsten Merkmale. Die vorliegende Erfindung, die auf inzwischen gewonnenen weiteren Erkenntnissen beruht, befaßt sich eingehender mit den Anwendungsmöglichkeiten des Querfeldes und hat einige vorteilhafte Fortentwicklungen des Haupterfindungsgedankens zum Gegenstand.

Um dieses verständlich zu machen, sei zunächst das Wesen des Querfeldes etwas eingehender erläutert.

Bei waagerechten Schweißungen im offenen Luftspalt kann es — insbesondere bei zu großer Luftspaltbreite ■— vorkommen, daß das Schmelzgut infolge der Schwerkraft zu stark nach unten durchhängt und aufreißt, so daß in der Wurzelraupe Löcher entstehen.

Wird zwecks Erzielung eines guten Wurzekinbrandes ein Steuerfeld benutzt, das den Lichtbogen in Richtung gegen die Schweißnaht hin ablenkt, so tritt bei Schweißen in Normallage eine Addition beider Wirkungen ein, so daß die vorstehend erwähnten Erscheinungen besonders stark auftreten. Eine ähnliche Erscheinung wird beim Schweißen von Wurzel- und Decklagen in Überkopflage beobachtet. Auch bei Verwendung eines gegen die Schweißnaht gerichteten Steuerfeldes wird durch die Wirkung der Schwerkraft das flüssige Schweißgut nach unten und in sich zusammengezogen, so daß die Schweißraupe dadurch meist sehr schmal wird. Dieser Nachteil kann auch durch die Anwendung eines stärkeren, gegen die Naht gerichteten Steuerfeldes nicht beseitigt werden, da

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flüssiges Eisen unmagnetisch ist; Die Erfindung nach dem Hauptpatent schafft hier durch die Anwendung des Querfeldes Abhilfe.

/Die Kraftlinien dieses -Querfeldes verlaufen vor- : j zugsweise senkrecht zu !denjenigen des :■ erwähnten I Steuerfeldes, das den Lichtbogen gegen die Schweiß-J naht zu drücken sucht. Die Querfeldlinien verlaufen ¹ somit etwa senkrecht zur Oberfläche des Werkstücks. Infolge der abwechselnd nach beiden Seiten der Naht gerichteten Kraftwirkung wird das flüssige Schweißgut im Wechsel nach beiden Seiten hin aufgetragen, so daß bei der Wurzelschweißung ein breiterer Luftspalt überbrückt werden kann, während bei Decklagen die Schweißraupe sich nicht schmal zusammenziehen kann. Es muß sich die flüssige Werkstoffmenge hierbei auf eine größere Haftfläche verteilen, auf der sie infolge der entsprechend vergrößerten Adhäsion festgehalten wird.

Die Frequenz dieser periodischen Ablenkung nach rechts und links hängt von den jeweils vorliegenden ao Arbeitsbedingungen ab und kann zwischen etwa 5 ' und_100JHz liegen. In der Anwendung am einfachsten ift eine A*bTeünmequenz, die derjenigen der öffentlichen Stromversorgung entspricht, in der Regel also eine Ablenkfrequenz von 50Hz, weil man dann den bereits vorhandenen Netzstrom unmittelbar zur Erregung des Querfeldes benutzen kann.

Zur Erzielung der gewünschten Wirkung ist es nicht erforderlich, daß der Wechselstrom Sinusform aufweist. Die Kurvenform kann beliebig sein, beispielsweise also auch rechteckige wie sie bei mechanischen Wechselrichtern, z. B. Vibratoren, erhalten wird.
Dieses ist für diejenigen Fälle wichtig, in denen eine niedrige Frequenz, beispielsweise eine solche von 5 oder 10 Hz, angewandt werden soll, denn man kann einen Wechselstrom dieser Frequenz mit rechteckiger Kurvenform sehr leicht dadurch erzeugen, daß man einen Gleichstrom mit Hilfe eines beispielsweise von Hand oder motorisch angetriebenen Stromwenders kommutiert. Da es sich nur um geringe Stromstärken und Spannungen handelt und da die Induktivität des Querfeldes unerheblich ist, bereitet die Kommutierung einer derart niedrigen Frequenz keinerlei Schwierigkeiten. .■■'"■■■ '■'■■■ '"· ■

Bei Schweißung mit Wechselstrom kann das Quer- +5 feld sinngemäß mit Gleichstrom erregt werden, bzw. es wird ein Dauermagnet verwandt, wobei dann die periodische Ablenkung beispielsweise mit einer Frequenz von 50 Hz erfolgt.^:Wird bei Schweißung mit Wechselstrom eine niedrigere Ablenkfrequenz benötigt, so ist auch dieses möglieh.Es wird zu diesem Zweck das Querfeld ebenfalls durch einen Wechselstrom erregt, wobei die Frequenz dieses Erregerwechselstromes in an sich bekannter Weise so gewählt werden muß, daß die Differenz zwischen seiner Frequenz und derjenigen des Lichtbogeriströmes die gewünschte Ablenküngsfrequenz ergibt. ■

Die Erfindung hat also wichtige Fortentwicklungen und Verbesserungen der Querfeldanordnung nach dem Hauptpatent zum Gegenstand. Diese werden an Hand der Zeichnungen genauer veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Magnetsystems nach dem Hauptpatent, und zwar ist iußer dem Querfeld auch ein Steuerfeld-vorhanden, das den Lichtbogen in die Naht hineindrückt;

Fig. 2, 3 und 4 veranschaulichen an Hand verschielerier Querfeldpolc die bei den als Beispiele dargeteilten Polformen auftretenden magnetischen Verlältnisse. Der Pol nach Fig. 2^: ist derjenige nach dem Jauptpatent, während es sich bei den Polen nach Fig. 3 und 4 um solche gemäß vorliegender Erfindung handelt; ^!

Fig. 5 stellt ein Magnetsystem gemäß vorliegender Erfindung für die Schweißung mit Gleichstrom-Lichtbogen dar sowie die dafür erforderliche Schaltung;

Fig. 6 zeigt ein; entsprechendes Magnetsystem nebst Schaltung für Wechselstromschweißung, und zwar mit etwas anderen magnetischen Verhältnissen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Magnetsystem, das gleichzeitig zur Erzeugung des Steuerfeldes und des Querfeldes dient,: findet eine gegenseitige induktive Beeinflussung der beiden Wicklungssysteme infolge der symmetrischeil Anordnung und Ausbildung nicht statt.™ Die- beiden Außenschenkel 1 und 2 tragen die zweckmäßigerweise in Reihe geschalteten Wicklungen^ und 4 zur Erzeugung des Steuerfeldes 5, das sich quer durch den Luftspalt^ zwischen den beiden Werkstückteilen 7 und 8 schließt und das flüssige Schweißgut in den Luftspalt bzw. in die Nahtfuge hineinzuziehen sucht, so daß sich eine gute Wurzelnaht und auch gute Decklagen ergeben. Da die beiden Werkstücke in Lichtbogennähe sehr stark erhitzt werden, verliert der Stähl dort seine magnetischen Eigenschaften. Zur Berechnung und Darstellung des magnetischen Kräftlinienflusses wurde der. »magnetische Luftspalt« 12 eingezeichnet, der etwa der Temperaturkurve des Curiepunktes bei 768° C entspricht. Außer^ dem wurde 'zur Veranschäulichung der maßstäblichen Verhältnisse eine eingelegte, si3|kj^^uijyUeJElektr£de 13 mit 3,25 mm Kerndrahtdurchmesser im Querscfinitt eingezeichnet.

Der. mittlere Magnetschenkel 9, der die Erregerwicklung 1Ö trägt, dient zur Erzeugung des Querfeldes 11, dessen Kraftlinien im MitteL^twa senkrecht zur Oberfläche des Werkstückes verlaufen. Die Kraftlinien 11 dieses Querfeldes durchlaufen die beiden hier in Reihe geschalteten Spulen gleicher Windungszahlen 3 und 4 des Steuerfeldes in entgegengesetzter Richtung, so daß die in diesen beiden,. Spulen induzierten Spannungen sich gegenseitig aufheben. Umgekehrt ist von den Kraftlinien 5 des Steuerfeldes zu sagen, daß diese bei symmetrischer Anordnung des Magnetsystems überhaupt nicht in den das Querfeld erzeugenden Magnetscherikel 9 eindringen, so daß auch dort keine Fremdspannüng induziert wird. Im Lichtbogen hingegen entsteht ein resultierendes Feld, dessen Wirkung in bekannter Weise durch Überlagerung der beiden Felder abgeleitet werden kann.. In Fig. 1 ist als Beispiel die Feldwirkung für einen Zeitpunkt eingezeichnet, in dem das .Querfeld eine nach rechts gerichtete Komponente erzeugt. . '.

Aus dieser Darstellung geht hervor, daß je nach Bemessung der Stärke des Querfeldes der Lichtbogen mehr oder weniger stark abwechselnd nach der einen und nach der änderen Seite abgelenkt wird, so daß sich eine entsprechende Verbreiterung der Schweißraupe ergibt. Die durch . das . Querfeld bewirkte Schwächung des Steuerfeldes kann leicht durch eine entsprechende Verstärkung der Erregung des Steuerfeldes ausgeglichen werden. .

Wenngleich einleitend zur Veranschaulichung der Aufgabenstellung zunächst nur von Schweißnähten an in waagerechter Ebene liegenden Werkstücken gesprochen wurde, sei es in Normallage, sei es in Überkopflage, so bietet die Anwendung des Querfeldes gemäß der Erfindung doch auch in vielen anderen Fällen wesentliche Vorteile. Als weiteres Beispiel sei auf die Herstellung von waagerechten Schweißnähten an senkrechten Wänden hingewiesen. Bei Schweißungen dieser Art hat das flüssige Schweißgut unter der

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Wirkung der Schwerkraft das Bestreben, nach unten tung, die für die Sohweißung mit einem Gleichstromabzusinken und damit auch die Einbrandzone nach Lichtbogen in Frage kommt. Abgesehen von dem unten zu verlagern. Dieses kann durch Verwendung erwähnten Unterschied der Polschuhform weist dieses eines Querfeldes verhindert werden, und zwar muß Ausführungsbeispiel gegenüber demjenigen nach Fig. 1 das Querfeld in diesem Falle die gleiche Frequenz 5 den grundsätzlichen Unterschied auf, daß hier der haben wie das Steuerfeld, so daß der Lichtbogen nur mittlere Magnetschenkel 16 kein« Wicklung trägt, nach einer Seite, nämlich nach oben, abgelenkt wird. während die auf die beiden Jochseiten 17 und 18 äuf-Diese Anordnung spielt eine Rolle beispielsweise bei gebrachten Wicklungen 19 und 20 (die natürlich auch der Schweißung von Rundnähten an Rohren mit ge- . auf die beiden Außenschenkel 21 und 22 gesetzt, neigter oder senkrechter Achse. io werden können), ein schräg gerichtetes Feld erzeugen.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, laufen die Kraftlinien des Da ein solches Feld bei entsprechender Polung eine Querfeldes in Richtung zum Werkstück hin fächer- nach unten gerichtete Komponente enthält, deren, artig auseinander. Wie das in den Luftspalt einge- Wirkung derjenigen des Steuerfeldes nach dem Hauptzeichnete Diagramm veranschaulicht, weist die ab- patent entspricht, ist die Verwendung eines besonderen lenkende Wirkung eines solchen Feldes auch eine nach 15 Magnetsystems zur Erzeugung eines solchen Steueroben gerichtete Komponente auf, die die schon er- feldes entbehrlich. Auf Grund dieses unterschiedlichen wähnte Schwächung der Wirkung des Steuerfeldes mit Aufbaues ergibt sich, daß jeweils immer nur eine der sich bringt. Aus diesem Grunde ist also immer die beiden Wicklungen Strom erhält, wobei die andere gleichzeitige Anwendung des Steuerfeldes erforderlich, Wicklung vom Netz abgetrennt ist.
um eine schräg nach unten weisende Resultierende zu ao Beide Wicklungen 19 und 20 sind an die gleiche erhalten. einphasige Wechselstromquelle 23 angeschlossen, deren

Um die auftretenden magnetischen Verhältnisse ge- Frequenz je nach Bedarf zwischen 5 und 100 Hz

nauer zu veranschaulichen, sind in den Fig. 2 bis 4 variieren kann. In die beiden Leitungszüge, die die

drei verschiedene Formen für den das Querfeld er- Spulen 19 und 20 mit dem Netz 23 verbinden, sind je

zeugenden Magnetpol gezeichnet, und zwar zwecks 25 ein Einweggleichrichter 24 bzw. 25 eingebaut, und

Darstellung der grundsätzlichen Arbeitsweise in der zwar mit solcher Durchlaßrichtung, daß die beiden

Wirkung dieser Pole auf ein gegenüberstehendes durch- magnetischen Flüsse innerhalb der Spulen in_: der

gehendes Werkstück aus Eisen. Auch hier wieder gleichen Richtung verlaufen, wie es die in die Joche

wurde der magnetisch wirksame Luftspalt, der bei eingezeichneten Pfeile zeigen. Auf diese Weise wird Decklagenschweißung etwa den eingezeichneten Ver- 30 ein pulsierendes bzw. ein wellenförmiges Gleichfeld

lauf nimmt, der Berechnung der Feldbilder zugrunde erzeugt, das das Joch 17,18, die beiden Außenschen-

gelegt. kel 21 und 22 und das Werkstück 26 durchsetzt. Im

Der Magnetpol nach Fig. 2 entspricht demjenigen mittleren Magnetschenkel 16 hingegen entsteht ein

nach Fig. 1. Das eingezeichnete Querfeld läßt die nach Wechselfeld. Die vom Polschuh 15 zum Werkstück 26 beiden Seiten hin etwas nach aufwärts gerichtete 35 übertretenden Kraftlinien kehren also ständig im

Kraftwirkung erkennen, wie es der eingezeichnete Wechsel der Netzfrequenz ihre Richtung um, so daß

Doppelpfeil andeutet. der Gleichstromlichtbogen mit dieser Frequenz ab-

Das Ausführungsbelspiel nach Fig. 3 verwendet als wechselnd nach links und rechts abgelenkt wird. Polschuh eine breite Platte, aus deren Stirnfläche Gegenüber der Anordnung nach Fig. 1 besteht aber die hier interessierenden Kraftlinien des mittleren 40 der erwähnte Unterschied, daß hier eine auf das Werk-Bereiches zunächst senkrecht in Richtung auf das stück zu gerichtete Komponente auftritt.
Werkstück austreten. Eine gewisse Divergenz der In die Zeichnung sind die Kraftlinien für einen Kraftlinien ist zwar auch hier vorhanden, jedoch Zeitpunkt eingezeichnet, in dem gerade die linke weniger stark ausgeprägt als bei Fig. 2. Es ist aber Spule vom Strom durchflossen wird. Die Kraftlinien auch in diesem Falle in der Regel zweckmäßig, auch 45 des Querfeldes werden also nach ihrem Austreten aus beim Schweißen von Deck- und Auftragsnähten zu- dem Polschuh in Richtung nach links abgelenkt. Die sätzlich zu dem Querfeld ein Steuerfeld zu verwenden. Feldrichtung muß nun so gewählt werden, daß der

Fig. 4 veranschaulicht eine Lösung, die es gestattet, Lichtbogen hierbei nach rechts abgelenkt wird. Aus. gegebenenfalls auch ohne besonderes Magnetsystem der Darstellung geht hervor, daß im Gegensatz zu dem zur. Erzeugung eines gegen das Werkstück wirkenden 5° Feldaufbau gemäß Fig. 4 die nach unten gerichtete Steuerfeldes auszukommen. Hier ist nämlich der das Komponente hier auch in der Mitte auftritt.
Querfeld erzeugende Polschuh geteilt, so daß sich das In entsprechendem Sinne erzeugt die andere Halbdargestellte Querfeld ergibt. Die beiden Polschenkel welle, die dann nur auf die rechte Seite des Magneten werden bei der geteilten Ausführungsform Vorzugs- wirkt, die nach links unten gerichtete Komponente, weise parallel, und zwar senkrecht zur Werkstück- 55 Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist für die oberfläche angeordnet, wie dargestellt. Durch die Schweißung mit Wechselstrom bestimmt. Hier kommt Unterteilung des Polschuhs ergibt sich je eine Ver- es darauf an, daß das Querfeld seine Richtung bei 7 dichtung der Kraftlinien an den unteren Kanten der behält. Die beiden Spulen 30 und 31 sind daher so beiden Schenkel, während aus dem mittleren. Raum geschaltet, daß die jeweiligen Flüsse innerhalb der zwischen den beiden Schenkeln Kraftlinien praktisch 60 Spulen entgegengesetzte Richtungen aufweisen, wie nicht austreten. Da ein Magnetfeld das Bestreben hat, es durch die Pfeile angedeutet ist. Im übrigen aber ist sich quer zur Richtung des Magnetflusses auszudehnen, die Arbeitsweise des Magnetsystems in sinngemäßer nimmt es die gezeichnete Form an. Aus diesem Kraft- Übertragung die gleiche, wie sie vorstehend an Hand linienverlauf ergibt sich, daß, ausgehend, von der von Fig. 5 für den Fall der Gleichstromschweißung Symmetrieebene nach beiden Seiten hin, die Ab- 65 erläutert. wurde. Bei diesem Ausführungsbeispiel lenkungskraft eine — wenn auch schwache — nach gemäß Fig. 6 kann die Frequenz des Querfeldes jeunten gerichtete Komponente aufweist. doch nicht variiert werden. Es muß vielmehr der das , Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 verwendet zur Querfeld erregende Strom hinsichtlich Periodenzahl Erzeugung des Querfeldes einen Polschuh 15 mit und Phasenlage mit dem Strom des Schweißlichtbreiter Stirnfläche und zeigt gleichzeitig eine Schal- 7° bogens übereinstimmen.

Claims (5)

1. 7. ' 8

   Das Magnetsystem nach Fig. 6 unterscheidet sich den diagonal gegenüberliegenden Hauptspulen erregt

   von dem nach Fig. 5 insofern, als zwischen den beiden werden, den Nebenfluß mehr oder weniger stark oder

   Magnetschenkeln 21 und 22 und dem Werkstück 26 auch vollständig zu unterdrücken, so daß etwa der

   ein wirksamer Luftspalt 28 liegt, dessen magnetischer gesamte Nutzfluß durch den Schenkel 16 fließt. Durch

   Widerstand etwa ebenso groß ist wie der des Luft- 5 diese Anordnung kann beispielsweise erreicht werden,

   spaltes zwischen dem Polschuh 15 und dem einen daß die Querfeldwirkung auf einen noch schmaleren

   magnetischen Werkstückteil. Bei dem Ausführungs- Bereich als nach Fig. 5 eingegrenzt wird,

   beispiel nach Fig. 5 erfährt der magnetische Fluß beim In Fig. 5 und 6 würde die .Schweißung der obersten

   Übergang von den Schenkeln auf das Werkstück prak- Deck- bzw. einer Auftragslage. angenommen. Diese

   tisch feeinen ,zusätzlichen Wider stand, so daß der Pol- io Anordnungen lassen sich aber auch bei Schweißungen.

   schuh 15 das. gleiche magnetische Potential wie der der Wurzellage anwenden.

   rechte Werkstuckteil aufweist. Dies hat zur Folge, In beiden Beispielen ist der Verlust der magne-

   daß das magnetische Feld unter dem Polschuh in tischen Leitfähigkeit durch die um den Lichtbogen

   Richtung auf die rechte Kante zu immer schwächer herum stattfindende Erwärmung des Werkstückes

   wird und schließlich beim Erreichen der rechten Kante. 15 veranschaulicht,.und zwar handelt es sich um die Zone

   völlig verschwindet. Daraus ergibt, sich also, daß die innerhalb der gestrichelten 760° C-Temperaturkurven.

   ablenkende Wirkung auf den Lichtbogen zu Beginn Dieser magnetische Luftspalt, hat bei der im Beispiel

   der Äblenkungsperiode. (wenn sich also der. Licht- gewählten geometrischen Anordnung des Magnet-

   bbgenfußpünkt ganz links befindet) am stärksten ist systems etwa den gleichen magnetischen Widerstand

   und .nach einem gewissen Ausschlag nach rechts ,völlig zo wie der Luftspalt zwischen dem. Polschuh 15 und

   verschwindet,, wobei .^gleichzeitig im "Verlauf des einem Werkstückteil. Grundsätzlich ergibt erst der

   Abienkungsweges die 'auf das Werkstück zu gerichtete Einfluß -dieses magnetischen Luftspaltes die erwünschte

   Komponente im.VefMltnis. zu der Querfeldkornponente seitliche Ablenkung des Querfeldes und damit die

   iintner großer Wird, wie die eingezeichneten drei erforderliche Steuerfeldkomponente.. Außerhalb der

   Richtungspfeile zürn Ausdruck bringen. Die Größe 25 Erwärmungszone tritt diese Wirkung daher nicht auf.

   dieser Pfeile veranschaulicht gleichzeitig die jeweilige Dort verlaufen die Kraftlinien zwischen Werkstück-

   Gesamtfeldstärke. ., .. .:, und Polschuhmitte vielmehr praktisch genau senkrecht.

   Wird .. hingegen der magnetische Widerstand Die vorstehend behandelten Ausführungsbeispiele

   zwischen den Jochen und dem Werkstück erheblich lassen erkennen, daß der Erfindungsgedanke sich auf

   vergrößert, dann nimmt der rechte Werkstückteil ein 30 vielfache Weise verwirklichen läßt, und zwar ist die

   Potential,an, das.yön .dem.des Polschuhs etwas ver- Anwendung nicht auf bestimmte Arten des Lieht-

   ächieden ist. Bei .den der Fig. 6 zugrunde gelegten bogen-Schweißens beschrankt. Eine Anwendungs-

   ^eometrisehen Verhältnissen sind die magnetischen möglichkeit ist vielmehr überall dort gegeben, wo mit

   Widerstände.jeweils zwischen den Jochen und Werk^ einer auf der Schweißnaht liegenden Elektrode unter

   stückteilen, den beiden Werkstückteilen selbst sowie 35 Verwendung eines festliegenden oder beweglichen

   iwischen dem Polschuh 15 und jeweils einem Werk- magnetischen Steuerfeldes gearbeitet wird, das den

   stückteil etwa gleich groß. Dies, hat zur Folge, daß Lichtbogen in Richtung auf die Schweißnaht hin

   sich der Gesamtfluß durch den Schenkel 21. etwa im lenkt. Gleichgültig ist es dabei, ob es sich um eine

   Verhältnis 4:1 auf 16 und 22 verteilt, wie es durch ummantelte Elektrode oder um eine in Schweißpulver

   iie gezeichnete Kraftlinienzähl etwa versinnbildlicht 40 eTngeBet'tetC'Elek'iröde handelt. Unerheblich ist auch,

   werden soll. Diese Anordnung ergibt im Bereich der ob mit einer festliegenden Abdeckschiene oder einer

   Schweißnaht .ein .Hilfsfeld, das auch am ,Ende des sonstigen, den Lichtbogen abdeckenden Vorrichtung

   iVblenkweges noch eine, erhebliche Querfeldkomponente gearbeitet wird (Elin-Hafergut) oder ob die Elektrode

   aufweist. . am Lichtbogenende offenliegt. Wesentlich ist nur die

   Vergleicht man die Wirkung dieser beiden Anord- 45 gleichzeitige Verwendung eines Steuerfeldes, das den

   Zungen, die sich gewissermaßen ;als Grenzfälle auf- Lichtbogen in Richtung auf die Naht hin ablenkt, weil

   fassen lassen, miteinander, so sieht man, daß das Feld sich sonst in manchen Fällen infolge der aufwärts ge-

   lach Fig. S auf die Lichtbogenablenkung eine stabili- ■ richteten Komponente ungünstige Wirkungen ergeben,

   iierende Wirkung ausübt, da der Lichtbogenfußpunkt Es ist aber schon dargelegt, daß dieses Steuerfeld

   iber eine gewisse Stelle hinaus nicht mehr, weiter 50 keineswegs gesondert erzeugt zu werden braucht, viel-

   ieitlich abgelenkt werden kann; Bei der Ausführung mehr kann das Querfeld in der Weise erzeugt werden,

   lach Fig. 6 hingegen läßt sich eine größere Ver- daß gleichzeitig die auf das Werkstück hin ablenkende

   Weiterung der Schweißraupe ermöglichen. Komponente entsteht, die in ihrer Wirkung derjenigen

   Bei der Ausführung nach Fig. 6 ist infolge des eines besonderen Steuerfeldes entspricht,

   größeren magnetischen Gesamtwiderstandes eine 55 _

   itärkere Durchblutung aufzubringen, und zwar ist bei Patentansprüche:

   Reichen Nutzfluß unter Polschuh 15 die doppelte 1. Anordnung zum Lichtbogen-Schweißen mittels

   Vmperewindungszahl wie bei der Anordnung nach in oder auf der Schweißnaht liegender Elektrode

   "ig. S erforderlich. unter Verwendung eines magnetischen Hilfsfeldes

   . Es versteht sich, daß durch Verkleinerung des Luft- 60 nach Patent 1 023 837, das im wesentlichen ober-

   pältes unter den Magnetschenkeln sich bestimmte halb des Werkstückes verläuft und den Lichtbogen

   Virkungen erzielen lassen, die zwischen den er- abwechselnd nach beiden Seiten quer zur Naht-

   iüterten Grenzwerten liegen. Auch durch Veränderung richtung ablenkt (Querfeld), gekennzeichnet durch

   er unteren Polschuhfläche, z. B. durch eine konkave ein Magnetsystem mit auf die Werkstückoberfläche

   Völbung, läßt sich eine gewisse Verstärkung der 65 gerichtetem Magnetschenkel, der in zwei in Ab-

   )uerf el d wirkung in Ablenkungsrichtung erzielen. Die stand oberhalb der Werkstückoberfläche zu beiden

   !reite der Polschuhfläche muß in allen Fällen der Seiten der Naht liegende Pole ausläuft, so daß

   eabsichtigten Querfeldwirkung angepaßt werden. diese Pole außer der etwa parallel zur Werkstück-

   Es ist auch möglich, durch je eine Hilfsspule auf oberfläche quer zur Naht gerichteten Querfeld-

   en Schenkeln 21 und 22, die jeweils zusammen mit 70 Kraftkomponente auch eine etwa senkrecht auf die

   Werkstückoberfläche gerichtete Steuerfeld-Kraftkomponente erzeugen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet bei Verwendung von Gleichstrom durch ein Magnetsystem mit zwei Steuerfeld-Außenpolen und einem Querfeld-Mittelpol, das auf den beiden Außenpoljochen je eine Erregerwicklung trägt, die an eine Wechselstromquelle über Gleichrichter solcher Durchlaßrichtung so angeschlossen sind, daß die beiden Halbwellen Flüsse gleicher Riehtung durch das Werkstück als Steuerfeld erzeugen, während der Mittelpol den abwechselnd durch den einen oder den anderen Außenpol verlaufenden magnetischen Kreis jeweils überbrückt und somit von Kraftlinien wechselnder Richtung durchflossen wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet bei Verwendung von Wechselstrom durch ein Magnetsystem mit zwei Steuerfeld-Außenpolen und einem Querfeld-Mittelpol, das auf den beiden ao Außenpoljochen je eine Erregerwicklung trägt, die an eine Wechselstromquelle in an sich bekannter Weise über Gleichrichter angeschlossen sind, und zwar mit solcher Durchlaßrichtung, daß die beiden Halbwellen Flüsse entgegengesetzter Richtung

   durch das Werkstück als Steuerfeld erzeugen, während der Mittelpol den abwechselnd durch den einen oder den anderen Außenpol verlaufenden magnetischen Kreis überbrückt und somit von Kraftlinien gleicher Richtung durchflossen wird.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch, gekennzeichnet, daß die Polfläche des Querfeld-Mittelpols konkav zylindrisch mit parallel zur Naht verlaufender Erzeugender ausgebildet ist, so daß das zwischen der Polstirnfläohe und dem Werkstück gebildete Kraftlinienfeld an den beiden parallel zur Naht verlaufenden Polaußenkanten eine größere Dichte aufweist als im mittleren, oberhalb der Naht liegenden Teil.
5. 5. Anordnung zum Lichtbogen-Schweißen von waagerechten Nähten an senkrechten Wänden nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Magnetsystem, das auf den Lichtbogen nur in Richtung nach oben einwirkt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 886 185, 734 411,
   597,45 777;

   schweizerische Patentschrift Nr. 108 756;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 472 851.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   ©809747/385 1.59