DE1164000B - Verfahren zum Betrieb einer Gleichstromquelle zum Schweissen und Schweissstromquelle - Google Patents

Description

• Verfahren zum Betrieb einer Gleichstromquelle zum Schweißen und Schweißstromquelle Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Gleichstromquelle zum Schweißen unter Kurzschlußübergang des Elektrodenmaterials in einem Schutzgasmantel mit einem sekundärseitig an einem Transformator liegenden Vollweggleichrichter und einer im Gleichstromkreis angeordneten Filterdrossel, sowie eine Sch::weißstromquelle zur Durchführung des Verfahrens.
• Es sind bereits Verfahren der erwähnten Art bekannt, die aber nicht befriedigend arbeiten, unter anderem weil häufig eine unregelmäßige Lichtbogenausbildung nebst starkem Spritzen des Schweißmaterials und eine ungleichmäßige Schweißraupe entstehen. Der Grund hierfür ]legt in erster Linie darin, daß der eingestellte Kurzschlußschweißstrom zu niedrig liegt.
• Zweck der Erfindung ist die Ermittlung eines für die Schweißung noch brauchbaren Mindestkurzschlußstroms als Funktion bestimmter Parameter des Elektrodenmaterials bzw. die Ermittlung eines höchstzulässigen Innenwiderstands der Gleichstromquelle als Funktion einer eingestellten Leerlaufsparinung sowie der Elektrodenparameter. Eine Lösung dieser Problemstellung ergibt sich erfindungsgemäß dadurch, daß der Ohmsche, Widerstand (Ri) der Filterdrossel auf einen Wert eingestellt wird, wobei UL die eingestellte Leerlaufschweißspannung, R den Elektrodenradius in Zentimetern und S die Oberflächenspannung des flüssigen Elektrodenmaterials in dyn/cm bedeuten.
• Bei einer Schweißstromquelle zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens sollte zweckmäßigerweise, wie an sich bekannt ist, die Leerlaufspannung in einem Bereich von 10 bis 30 Volt in Stufen von maximal 0,5 Volt einstellbar sein. Die Induktivität der Filterdrossel sollte innerhalb des Einstellbereichs vorzugsweise 100 bis 500 [tH betragen.
• Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Darstellungen von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung. Es zeigt F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Schweißstromquelle zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahren, in schematischer Darstellung, und F i g. 2 ein Schaubild zur Vcranschaulichung von mit der Schweißstromquelle nach F ig. 1 erzielbaren Spannungs-Strom-Kennlinien.
• Die in F i g. 1 dargestellte Schweißstromquelle umfaßt einen sekundärseitig an einem Transformator 12 liegenden Vollweggleichrichter 13 und eine im Gleichstromkreis angeordnete, mittels eines Abgriffs 24 hinsichtlich ihres Ohmschen Widerstandes sowie ihrer Induktivität verstellbare Filterdrossel 16. Der Ab- griff 24 ist mit einem Kontakt 14 verbunden, der an einem stetig von einer Vorratsrolle 19 abgezogenen Schweißdraht 17 anliegt. Der Vorschub des Schweißdrahtes 17 erfolgt in bekannter Weise mittels eines Elektromotors 18 und Vorschubrollen 25. Im Schweißbereich oberhalb eines Werkstücks W verläuft der Schweißdraht 17 durch eine Schutzgasdüse N. Der Schweißstromkreis wird durch eine Leitung 15 geschlossen, die von dem Vollweggleichrichter 13 zu dem Werkstück W hin verläuft. An der Pn,märseite des Transformators 12 ist in an sich bekannter Weise die Leerlaufspannung der Schweißstromquelle in einem Bereich von 10 bis 30 Volt in Stufen von maximal 0,5 Volt durch einen Abgriff 21 einstellbar.
• Zur Ermittlung des Mindestkurzschlußstroms ULIR, ist die Kenntnis der OberflächenspannungS des Materials erforderlich, die (jeweils bei der Schmelztemperatur) für Aluminium 520 und für Stahl 1700 dyn/cm beträgt. Damit ergibt sich unter Zugrundelegung der durch die Erfindung gegebenen Lehre ein Mindestkurzschlußstrom ULIRI von 162 bzw. 293 Ampere. Soll eine Stromquelle gleichzeitig zum Schweißen mit Aluminium- und Stahldraht verwendet werden, so muß der von der Stromquelle abgegebene Mindestkurzschlußstrom annähernd 300Ampere betragen. Der von der Stromquelle abzugebende Mindestkurzschlußstrom ist demnach durch das Schweißdrahtmate,rial mit dem höchsten erforderlichen Mindestkurzschlußstrom bestimmt.
• Besitzt eine Schweißstromquelle im Gleichstromkreis einen Innenwiderstand von etwa 3,3.10-2 Ohm und ist eine Leerlaufspannung von etwa 10 Volt eingestellt, so ergibt sich gemäß der Kurve 26 von F i g. 2 ein Kurzschlußstrom von nahezu 300 Ampere. Dies reicht also zur Verschweißung eines Stahldrahts mit den oben angegebenen Parametern (und erst recht für den oben angegebenen Aluminiumdraht) aus. Soll aus irgendwelchen Gründen die Leerlaufspannung beispielsweise auf etwa 24 Volt erhöht werden, so erfüllt auch die Kurve 30 von F i g. 2 die hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens gestellten Anforderungen, da hier der Kurzschlußstrom in jedem Fall den Wert von 300 Ampere übersteigt. War jedoch beispielsweise der Innenwiderstand der Stromquelle auf 8-10-2 Ohm gemäß der Kurve 28 von Fig. 2 eingestellt, so müßte beim übergang auf eine Leeerlaufspannung von 10 Volt der Innenwiderstand durch entsprechende Einstellung des Abgriffs 24 der Filterdrossel 16 wiederum auf -einen Wert von 3,3.10-2 Ohrn entsprechend der Kurve 26 eingestellt werden.

Claims (3)

1. Patentanspräche: 1. Verfahren zum Betrieb einer Gleichstromquelle zum Schweißen unter Kurzschlußübergang des Elektrodenmaterials in einem Schutzgasmantel mit einem sekundärseitig an einem Transformator liegenden Vollweggleichrichter und einer im Gleichstromkreis angeordneten Filterdrossel, d a - durch gekennzeichnet, daß der ohmsche Widerstand (Ri) der Filterdrossel (16) auf einen Wert Ri :## UL 1!400,T R S eingestellt wird, wobei UL die eingestellte Leerlaufschweißspannung, R den Elektrodenradius in Zentimetern und S die Oberflächenspannung des flüssigen Elektrodenmaterials in dyn/'cm bedeutet.
2. 2. Schweißstromquelle zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Leerlaufspannung in einem Bereich von 10 bis 30 Volt in Stufen von maximal 0,5 Volt einstellbar ist. 3. Schweißstromquelle zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität der Filterdrossel (16) innerhalb von deren Einstellbereich 100 bis 500 [tH beträgt.
3. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1098 637; USA.-Patentschriften Nr. 2 149 654, 1959 513.