DE1244312B - Verfahren und Vorrichtung zum Einleiten des Schweissvorganges beim automatischen Schutzgas-Lichtbogenschweissen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Einleiten des Schweissvorganges beim automatischen Schutzgas-LichtbogenschweissenInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
M. Cl.:
B23k
Deutsche KI.: 21h -30/12
Nummer: 1244312
Aktenzeichen: U 8620 VIII d/21 h
Anmeldetag: 13. Januar 1962
Auslegetag: 13. Juli 1967
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einleiten des Schweißvorganges beim automatischen Schutzgas-Lichtbogenschweißen
mit Regelung auf gleichbleibende Lichtbogenspannung über gleichbleibende Lichtbogenlänge, bei dem die Elektrode zum Zünden
dem Werktstück bei abgeschalteter Lichtbogen-Spannungsregelung genähert wird. Die Erfindung hat ferner
eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens zum Gegenstand.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art zum Schweißen mit abschmelzender Elektrode und Zünden
des Lichtbogens durch Berührung der Elektrode mit dem Werkstück wird, solange der Lichtbogen
noch nicht gezündet hat, die Elektrode dem Werkstück mit einer gegenüber der normalen Vorschubgeschwindigkeit
verringerten Geschwindigkeit genähert. Damit soll erreicht werden, daß die Elektrode
zum Zünden verhältnismäßig weich auf das Werkstück aufsetzt, die Drahtvorschubrichtung rasch umgekehrt
werden kann und infolgedessen ein unerwünschtes Festschweißen der Elektrode am Werkstück
verhindert wird. Sowie der Lichtbogenstrom fließt, setzt die Lichtbogen-Spannungsregelung voll
ein und hält die Lichtbogenspannung konstant. Dies erfolgt über Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden
Lichbogenlänge, da die Lichtbogenspannung steigt, wenn der Abstand zwischen Elektrode und Werkstück
und damit die Lichtbogenlänge vergrößert werden, und umgekehrt die Lichtbogenspannung fällt,
wenn die Lichtbogenlänge verringert wird.
Konstante Lichtbogenspannung ist beim Schweißen mit abschmelzender Elektrode ebenso wie beim
Schweißen mit nichtabschmelzender Elektrode erwünscht, weil von der Lichtbogenspannung der Ein-
Veriahren und Vorrichtung zum Einleiten
des Schweißvorganges beim automatischen Schutzgas-Lichtbogenschweißen
Anmelder:
Union Carbide Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. G. Schwan, Patentanwalt, München 8, Goerzer Str. 15
Als Erfinder benannt:
Roscoe Robert Lobosco, Fanwood, N. J.; Robert Dean jun., Kearny, N. J.;
Edward James Ruland jun., West Caldwell, N. J. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. Januar 1961 (82 998)
guter Konstanthaltung der Lichtbogenspannung — mit hoher Regelverstärkung gearbeitet wird. Setzt die
Elektrode auf dem Werkstück auf, wird sie ver-30 schmutzt. Elektroden mit kleinem Durchmesser können
verbiegen oder abbrechen. In ungünstigen Fällen kann es sogar zu einem Festschweißen der Elektrode
kommen. Starke Schwingungen der Elektrode können ebenfalls ein Anschlagen der Elektrode am Werkbrand
und die Breite der Schweißraupe abhängen. 35 stück zur Folge haben. Auf jeden Fall wird der An-Beim
Schweißen mit nichtabschmelzender Elektrode fang der Schweißnaht mangelhaft,
und Hochfrequenzzündung ergeben sich jedoch am Erfindungsgemäß werden die geschilderten Mangel
und Hochfrequenzzündung ergeben sich jedoch am Erfindungsgemäß werden die geschilderten Mangel
Anfang der Schweißung besondere Probleme daraus, dadurch vermieden, daß beim Schweißen mit nichtdaß
der Lichtbogen eine gewisse Zeitspanne benötigt, abschmelzender Elektrode und Hochfrequenzzünbis
er stabil brennt. Wird analog zu dem geschilder- 4.0 dung durch Zeitglieder die Elektrode bei geschlosseten
bekannten Verfahren die Lichtbogen-Spannungs- nem Hochfrequenz-Zündstromkreis für eine vorbe^
regelung in dem Augenblick eingeschaltet, in dem der stimmte, zur Ausbildung eines stabilen Bogens ausrei-Bogen
zündet, d. L, wenn die Elektrode dem Werk- chende Zeitspanne im Zündabstand vom Werkstück
stück auf Zündabstand genähert ist und über die mit- gehalten wird und daß dann der Hochfrequenz-Zündtels
eines Hochfrequenzpulses ionisierte Strecke zwi- 45 Stromkreis geöffnet und die Lichtbogen-Spannungsschen
Elektrode und Werkstück der Lichtbogenstrom regelung eingeschaltet wird. Das Einleiten des Schaltzu
fließen beginnt, kann es vorkommen, daß die Vorganges erfolgt also in drei Stufen. Die erste Stufe,
Elektrode auf das Werkstück auftrifft, weil der Bogen in der die Elektrode an das Werkstück herangefahwieder
erloschen ist, oder daß der Regelkreis auf ren wird, ist verhältnismäßig unkritisch, weil die
Grund der Instabilität des Bogens ins Schwingen ge- 50 Elektrode zwangsweise angehalten wird, sobald sie
rät. Diese Gefahr besteht insbesondere, wenn mit ver- sich dem Werkstück auf Zündabstand genähert hat.
hältnismäßig kurzem Lichtbogen und — zwecks In der zweiten Stufe verharrt die Elektrode für eine
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vorgegebene, aus Erfahrungswerten bestimmte Zeit- malen Schweißsollspannung entsprechende Sollwertspanne
in dem in der ersten Stufe eingestellten Ab- stufe umschaltbar.
stand vom Werkstück. Dem Bogen wird dadurch Der Regler kann in an sich bekannter Weise einen
Gelegenheit gegeben, sich zu stabilisieren. Erst in der Vergleicher aufweisen, der die Lichtbogen-Istspandritten
Stufe wird die Lichtbagen-Spannungsregelung 5 nung mit einer vorgegebenen Bezugsspannung vereingeschaltet.
Da jetzt der Lichtbogen bereits stabil gleicht und die daraus abgeleitete Regelabweichung
brennt, kann es nicht mehr zu einem Aufschlagen der an einen Verstärker gibt, der Thyratronröhren steu-Elektrode
auf dem Werkstück oder zu übermäßigen ert, die ihrerseits im Speisestromkreis eines dem AnSchwingungen
im Regelkreis kommen. Demgegen- trieb des Schweißbrenners dienenden Motors liegen
über erfolgt bei dem bekannten Verfahren der Über- io und den Motor je nach dem Vorzeichen der Regelgang
unmittelbar von der ersten in die dritte Stufe. abweichung in der einen oder anderen Richtung an-Die
für die Zwecke der Erfindung entscheidende laufen lassen.
zweite Stufe fehlt dort. Vorzugsweise ist parallel zu einem die Regelver-
Gemäß einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Stärkung des Reglers bestimmenden Widerstand ein
Verfahrens wird die Zeitspanne, während der die 15 Kondensator geschaltet, der beim Einschalten des
Elektrode im Zündabstand vom Werkstück gehalten Reglers eine allmähliche Steigerung der Regelverstärwird,
durch das Einsetzen des Bogenstromes be- kung auf den normalen Arbeitswert bewirkt,
stimmt, der zugleich die Lichtbogen-Spannungsrege- Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Aus-
lung mit einem Sollwert einschaltet, der einer größe- führungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung
ren als der normalen Sehweiß-Sollspannung ent- 20 näher erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch das
spricht, worauf ein Zeitglied nach einer vorbestimm- Schaltbild einer erfindungsgemäß aufgebauten
ten, zur Ausbildung eines stabilen Bogens ausreichen- Schweißvorrichtung.
den Zeitspanne einen Sollwert aufschaltet, der der Die veranschaulichte Anordnung ist zum Anschluß
normalen Schweiß-Sollspannung entspricht Statt die an Ein- oder Dreiphasenwecheslstrom bestimmt. Sie
Lichtbogen-Spannungsregelung während der zweiten 25 weist zwei Spannungsverstärkerröhren 39, 40 auf,
Stufe vollkommen unwirksam zu machen, wird also deren Ausgänge über Phasenschieber 80, 82 an zwei
bei dem abgewandelten Verfahren die Lichtbogen- Thyratronröhren 62, 63 angeschlossen sind, die mit
spannung in der zweiten Stufe auf einen größeren als dem Anker des der Höheneinstellung des Brenners T
den normalen Sollwert geregelt. Bogen mit höherer dienenden Motors M verbunden sind. Die Heiz- und
Spannung werden rascher und leichter stabil als Bo- 30 Anodenspannungen für die Röhren 38, 40, 62 und 63
gen, die mit niedriger Spannung brennen. Die Gefahr, werden Transformatoren TR-I bis TR-4 entnommen,
daß der Bogen nach dem ersten Zünden wieder er- wobei die an die Röhren 39, 40 angelegte Anodenlischt,
ist erheblich geringer. Ebenso wie beim ersten spannung in einer Anodenspannungsquelle 79 gleich-Verfahren
wird auch hier die Zeitspanne der zweiten gerichtet und gesiebt wird. Die Gittervorspannung
Stufe aus Erfahrungswerten bestimmt. Sie hängt 35 der Röhren 39, 40 kommt von einer Bezugsspanunter anderem von der verwendeten Stromstärke und nungsquelle 78, die ebenfalls aus der Sekundärseite
der Dicke des zu schweißenden Werkstücks ab. eines der Transformatoren mit Wechselstrom gespeist
Die Gefahr der Ausbildung von Schwingungen wird, während die Gittervorspannung für die Röhren
beim Einschalten der Lichtbogen-Spannungsregelung 62, 63 von einer Batterie 81 geliefert wird,
kann erfindungsgemäß dadurch weiter herabgesetzt 40 Für Weehselstrombetrieb ist eine Schweißstromwerden,
daß die Lichtbogen-Spannungsregelung zu- quelle 77 erforderlich, die eine symmetrische Wechnächst
mit niedriger Regelverstärkung einsetzt und selspannung, d. h. eine Wechselspannung ohne
die Regelverstärkung dann allmählich auf einen vor- Gleichstromkomponente, abgibt Wird der Hochfrebestimmten,
normalen Arbeitswert gesteigert wird. quenz-Zündspannungsgenerator nicht in die Schweiß-
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- 45 stromquelle einbezogen, kann ein gesonderter Hochrens
nach der Erfindung mit einem in Abhängigkeit frequenz-Zündspannungsgenerator 52 benutzt wervon
der Lichtbogenspannung arbeitenden Regler für den. Bei Weehselstrombetrieb ist der Speisestromden
Elektrodenantrieb ist gekennzeichnet durch einen kreis des Reglers über einen Untersetzungstransfornockenbetätigten
Schalter, der bei Annäherung der mator 74 an dieselbe Phase angeschlossen wie die
Elektrode auf Zündabstand den Hochfrequenz-Zünd- 50 Schweißstromquelle 77. Die Lichtbogenspannung
Stromkreis schließt und den Elektrodenantrieb aus- wird über Leitungen L, L abgegriffen, die zwischen
schaltet, sowie durch ein Zeitglied, das mittels eines der Schweißstromquelle 77 und dem Hochfrequenz-Schweißstromdetektors
gestartet wird, wenn der Zündspannungsgenerator 52 angeschlossen sind. Schweißstrom zu fließen beginnt, und das nach Ab- Vor Ausbildung des Lichtbogens zwischen dem
lauf einer vorbestimmten Zeitspanne den Hochfre- 55 Brenner T und dem Werkstück W wird bei Bequenz-Zündstromkreis
öffnet und den Regler ein- nutzung von Wechselstrom ein Schalter 1 in die geschaltet
zeigte Wechselstromstellung gelegt. Ein handbedien-
Zur Durchführung der abgewandelten Ausfüh- ter Dreiwegeschalter 3 gestattet es, den Brenner T
rungsform des neuen Verfahrens ist ein Regler vorge- für Einstellzwecke mittels des Motors M anzuheben
sehen, der zwei Sollwertstufen aufweist, von denen 60 und abzusenken, ohne daß ein Lichtbogen entsteht,
die eine einer höheren als der normalen Schweiß- Ein oberer Endschalter 5 sowie ein unterer Endschal-Sollspannung
und die andere der normalen Schweiß- ter 7S die durch Nocken an der Brennerführungs-Sollspannung
entspricht, ist der Regler mittels des schiene betätigt werden, haben keinen Einfluß auf die
Schweißstromdetektors mit der der höheren Span- Bewegung des Brenners T, wenn dieser mittels des
nung entsprechenden Sollwertstufe einschaltbar., 65 Schalters 3 gesteuert wird. Wird der Schalter 3 von
wenn der Schweißstrom zu fließen beginnt, und ist Hand in die Stellung A gebracht, wird ein Relais 8
der Regler mittels des Zeitglieds nach Ablauf einer erregt. Dessen Arbeitskontakt 202 schließt, und desvorbestimmten
Zeitspanne auf die andere, der nor- sen Ruhekontakte 203, 208 öffnen, wodurch das An-
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ziehen eines Relais 9 verhindert und über einen ganges erneut anzieht. Arbeitskontakte 35 und 45 des
Ruhekontakt 201 eines Relais 36 eine Spannung an Relais 34 schließen. Der Schlittenantriebsmotorkreis
das Gitter der Röhre 63 gelegt wird. Dadurch kommt CD wird erregt; die Brennerschlittenbewegung über
der Motor M unter Strom und senkt den Brenner T das Werkstück beginnt. Die Lichtbogenlänge und
mit einer mittels eines Potentiometers 4 einstellbaren 5 damit die Lichtbogenspannung werden festgehalten,
Geschwindigkeit zum Werkstück W hin ab. Wird der während die Lichtbogen-Spannungsregelung zu dieser
Schalter 3 in die neutrale Stellung gelegt, wird die Zeit unwirksam ist. Falls erwünscht, wird außerdem
Bewegung des Brenners T unterbrochen. Wird der ein Fülldraht-Vorschubmotorkreis FM durch einen
Schalter 3 von Hand in die Stellung R gebracht, wird Arbeitskontakt 75 des Relais 34 geschlossen,
das Relais 9 erregt, dessen Arbeitskontakt 204 io Nachdem das Zeitglied 12 abgelaufen ist, schließt
schließt, und dessen Ruhekontakt 205 öffnet. Über sein Arbeitskontakt 61. Ein Relais 13 zieht an. Deseinen
Ruhekontakt 206 des Relais 36 wird eine be- sen Arbeitskontakt 47 schließt und läßt das Relais 36
stimmte Spannung an das Gitter der Röhre 62 ge- anziehen. __
legt, so daß der Motor M anläuft und den Brenner T über den sich schließenden Arbeitskontakt 38 des
vom Werkstück W wegbewegt. 15 Relais 36 werden die Anoden- und Schirmgitterspan-
Die veranschaulichte Schaltungsanordnung erlaubt nung an die Spannungsverstärkerröhren 39 und 40
es, den Schweißvorgang wahlweise nach dem einen angelegt. Außerdem wird Spannung an ein Potentio-
oder anderen der oben skizzierten erfindungsgemäßen meter 51 gelegt, mittels dessen die Regelverstärkung
Verfahren einzuleiten. Soll das Einsetzen der Licht- des Reglers einstellbar ist. Ein Kondensator 41, der
bogen-Spannungsregelung so lange verzögert werden, ao parallel zum Potentiometer 51 liegt, bewirkt einen
bis der Lichtbogen sich stabilisiert hat, wird ein allmählichen Aufbau der Schirmgittersteuerspamiung
Wählschalter 14, 85, ein zweipoliger Umschalter, von an den beiden Spannungsverstärkerröhren 39 und 40.
Hand in die Stellung D gelegt. Dadurch wird die Verstärkung der Röhren 39 und 40
Wird dann ein Schweißstartschalter 15 von Hand und damit die Steuergitterspannung allmählich gein
die Stellung H gebracht, zieht das Relais 17 an. 25 steigert, die an die eine oder andere der Thyratron-Sein
Ruhekontakt 18 öffnet und verhindert eine röhren 62 oder 63 angelegt wird. Nunmehr wird
Steuerung der Brennerbewegung vom Schalter 3 aus. über die Lichtbogenlänge die Lichtbogenspannung
Ein Arbeitskontakt 24 des Relais 17 schließt. Über selbsttätig auf einen konstanten Sollwert geregelt, der
geschlossene Kontakte 19 und 20 von Relais 48 bzw. mittels eines Potentiometers 10 gewählt und an einem
34 zieht das Relais 8 an. Der Brenner nähert sich 30 Voltmeter 49 angezeigt wird, wenn eine Taste 50
dem Werkstück W mit einer am Potentiometer 4 ein- gedrückt wird. Ein Ruhekontakt 42 des Relais 36
gestellten Geschwindigkeit. Gleichzeitig öffnet ein öffnet und wirft das Relais 48 ab. Der Ruhekontakt
Kontakt 21 des Relais 17 und macht ein Zeitglied 22 19 des Relais 48 schließt, um den Erregerstromkreis
unwirksam, während ein Kontakt 23 des Relais 17 des Relais 8 für den nächsten Schweißvorgang vorzuschließt,
so daß das Schutzgas-Magnetventil 25 und 35 bereiten.
das Wasser-Magnetventil 26 erregt werden und Der Schweißvorgang läuft weiter, bis der Schalter
Schutzgas und Kühlwasser zum Brenner gelangen 15 von Hand in die Stellung N gebracht und das Relassen.
Ein Arbeitskontakt 27 des Relais 17 schließt. lais 17 entregt wird. Dessen Kontakte 23, 24 und 27
Ein Relais 28 zieht an. Dessen Arbeifskontakt 29 öffnen. Die Relais 28, 34, 36 und 30 werden abgeschließt,
um das Schweißschütz 30 zu erregen. 40 worfen. Die Schweißstromquelle 77, der Motor M,
Gleichzeitig schließt der Kontakt 31 des Relais 28. der Schlittenantriebsmotorkreis CD sowie der Füll-
Die Arbeitskontakte 56 des Schweißschützes 30 draht-Vorschubmotorkreis FM werden entregt. Der
schließen. An den Brenner T wird Schweißspannung Ruhekontakt 21 des Relais 17 schließt. Das Zeitglied
angelegt. Der Hochfrequenz-Zündstromkreis wird 22 wird erregt. Der Ruhekontakt 207 des Zeitgliedes
jedoch zunächst nicht geschlossen, da der Kontakt 32 45 22 bleibt geschlossen und hält das Schutzgas-Magnetdes
Relais 48 noch offen ist. Der Brenner Γ bewegt ventil 25 sowie das Wasser-Magnetventil 26 erregt,
sich zum Werkstück W, bis der untere Endschalter 7 Infolgedessen fließt das Schutzgas weiter und schützt
durch den Nocken an der Brennerführungsschiene die heiße Brennerelektrode 58 vor Oxydation. Außergeschlossen
wird und das Relais 48 anziehen läßt. So- dem wird dem Brenner weiter Kühlwasser zugeleitet,
dann schließt der Arbeitskontakt 32 des Relais 48 50 bis der Brenner und die Elektrode abgekühlt sind,
und erregt den Hochfrequenz-Zündspannungsgenera- Wenn das Zeitglied 22 abgelaufen ist, öffnet sein
tor 52. Der Ruhekontakt 19 des Relais 48 öffnet. Das Kontakt 207. Die Magnetventile 25, 26 werden entRelais
8 wird abgeworfen, wodurch die Abwärtsbe- regt. Zur Vorbereitung des nächsten Schweißvorganwegung
des Brenners T angehalten wird. Ein Hoch- ges wird ihr Stromkreis wieder geschlossen. Wird
frequenzimpuls des Hochfrequenz-Zündspannungs- 55 der Schalter 15 von Hand in die Stellung T gebracht,
generators 52 ionisiert die Strecke zwischen der Elek- zieht das Relais 9 an. Sein Ruhekontakt 205 öffnet
trode 58 des Brenners T und dem Werkstück W; es und sein Arbeitskontakt 204 schließt. Dadurch wird
entsteht ein Sehweißlichtbogen. Infolgedessen fließt an das Gitter der Röhre 62 eine feste Spannung an-Schweißstrom
im Schweißstromkreis, und zwar von gelegt, so daß der Motor M den Brenner T vom
der Schweißstromquelle 77 über den Hochfrequenz- 60 Werkstück W zurückbewegt, bis der obere Endschal-Zündspannungsgenerator
52 zum Brenner T und ter 5 mittels eines Nockens an der Brennerführungs-Werkstück
W, wodurch ein Schweißstromrelais 60 schiene betätigt wird und das Relais 9 abwirft, woerregt
wird. Ein Arbeitskontakt 33 des Schweiß- durch der Motor M zum Stehen gebracht wird,
stromrelais 60 schließt. Das Relais 34 sowie ein ein- Gemäß dem abgewandelten Verfahren nach der
stellbares Zeitglied 12, z. B. ein Zeitrelais, werden 65 Erfindung wird der Lichtbogen-Spannungsregelung
erregt. Das Zeitglied 12 läuft an. Gleichzeitig öffnet zunächst ein Sollwert vorgegeben, der einer größeren
der Ruhekontakt 20 des Relais 34 und verhindert, als der normalen Schweiß-Sollspannung entspricht,
daß das Relais 8 während des restlichen Schweißvor- und wird ihr erst nach einer zur Ausbildung eines
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stabilen Bogens ausreichenden Zeitspanne ein Soll- wünscht, wird außerdem der Fülldraht-Vorschubwert aufgeschaltet, der der normalen Schweiß-Soll- motorkreis FM durch den Arbeitskontakt 75 des Respannung
entspricht. Für diesen Zweck ist außer dem lais 34 geschlossen.
Potentiometer 10, an dem die normale Schweiß-Soll- Das Relais 36 kommt über den Kontakt 35 und
spannung eingestellt wird, ein weiteres Potentiometer 5 den Schalter 14 unter Strom. Sein Arbeitskontakt 38
U vorgesehen, das die Vorgabe der höheren Anlaß- schließt und legt Anoden- und Schirmgitterspannung
oder Stabilisierspannung erlaubt. an die Spannungsverstärkerröhren 39 und 40. Außer-
Die Zeitspanne, während der mit der höheren An- dem gelangt Spannung an das Potentiometer 51. Der
laßspannung gearbeitet wird, wird durch das einstell- parallel zum Potentiometer 51 liegende Kondensator
bare Zeitglied 12 vorgegeben. Diese Einstellungen io 41 bewirkt einen allmählichen Aufbau der Schirmwerden
durch die vorherrschenden Schweißbedingun- gittersteuerspannung an den beiden Spannungsvergen
bestimmt, d. h. Dicke und Art des Werkstoffs, stärkerröhren 39 und 40. Dadurch wird die Verstärgewünschte
Schweißraupenkontur, Fugenvorberei- kung der Röhre 39 und 40 und damit die Steuergittung
usw. Beispielsweise kann, falls die Schweißbe- terspannung an der einen oder der anderen der Thydingungen
eine normale Schweißspannung von 9 Volt 15 ratronröhren 62 und 63 alhnählich gesteigert. Nunerfordern,
die höhere Anlaßspannung auf 12 oder mehr wird über die Lichtbogenlänge die Lichtbogen-13
Volt eingestellt werden. spannung selbsttätig auf den Sollwert geregelt, der an
Zum Arbeiten nach dem abgewandelten Verfahren dem über einen Ruhekontakt 43 des Relais 13 und
wird der Wählschalter 14, 85 von Hand in die Stel- den Schalter 85 wirksam gemachten Potentiometer 11
lung S gelegt. ao eingestellt ist. Gleichzeitig öffnet der Ruhekontakt 42
Wird dann der Schalter 15 von Hand in die Stel- des Relais 36 und wirft das Relais 48 ab. Mittels deslung
H gebracht, zieht das Relais 17 an. Sein Ruhe- sen Kontakt 32 wird der Hochfrequenz-Zündspankontakt
18 öffnet und verhindert eine Steuerung der nungsgenerator 52 entregt.
Brennerbewegung vom Schalter 3 aus. Der Arbeits- Nachdem das Zeitglied 12 abgelaufen ist, schließt
kontakt 24 des Relais 17 schließt. Über die Kontakte 25 ein Arbeitskontakt 61. Das Relais 13 zieht an. Sein
19 und 20 der Relais 48 bzw. 34 zieht das Relais 8 Ruhekontakt 43 öffnet, sein Arbeitskontakt 44
an. Der Brenner nähert sich dem Werkstück W mit schließt. Die Lichtbogenlänge und damit die Lichtder
am Potentiometer 4 eingestellten Geschwindig- bogenspannung werden nunmehr durch das Potenkeit.
Gleichzeitig öffnet der Kontakt 21 des Relais 17 tiometer 10 vorgegeben.
und macht das Zeitglied 22 unwirksam. Der Kontakt 30 Der Schweißvorgang setzt sich fort, bis der Schal-23
des Relais 17 schließt, so daß das Schutzgas- ter 15 von Hand in die Stellung N oder T gelegt wird.
Magnetventil 25 und das Wasser-Magnetventil 26 er- Die dann ablaufenden Vorgänge sind die gleichen
regt werden und Schutzgas und Kühlwasser zum wie oben geschildert.
Brenner gelangen lassen. Der Arbeitskontakt 27 des Für Gleichstrombetrieb wird eine Gleichstrom-Relais
17 schließt. Das Relais 28 zieht an. Dessen 35 schweißquelle 76 mit fallender Kennlinie vorgesehen.
Arbeitskontakt 29 schließt und bringt das Schweiß- Der Hochfrequenz-Zündspannungsgenerator kann
schütz 30 unter Strom. Gleichzeitig schließt der Kon- Teil der Schweißstromquelle sein oder als gesonderte
takt 31 das Relais 28. Baueinheit 52 ausgebildet sein.
Die Arbeitskontakte 56 des Schweißschützes 30 Der Ablauf der Anlaß- und Regelvorgänge ist für
schließen und legen den Brenner an Schweißspan- 40 Gleichstrombetrieb der gleiche wie für Wechselnung.
Der Hochfrequenz-Zündstromkreis wird je- strombetrieb. Für Lichtbogengleichspannungen von
doch zunächst nicht geschlossen, weil der Kontakt 10 Volt und mehr (größere Lichtbogenlängen) sind
32 des Relais 48 noch offen ist. Der Brenner T be- unter Umständen die höheren Anlaßspannung oder
wegt sich zum Werkstück W, bis der untere End- das verzögerte Einsetzen der Regelung nicht erforschalter
7 mittels des Nockens an der Brennerfüh- 45 derlich. In einem solchen Fall werden die Potentiorungsschiene
betätigt wird und das Relais 48 an- meter 10 und 11 auf die gleichen Werte oder wird
ziehen läßt. Hierauf schließt der Arbeitskontakt 32 das Zeitglied 12 auf die Zeit Null eingestellt. Der
des Relais 48 und erregt den Hochfreqenz-Zündspan- Schalter 1 ist in die Gleichstromstellung zu legen, wonungsgenerator
52. Der Ruhekontakt 19 des Relais durch der für Wechselstrombetrieb erforderliche
48 öfinet. Das Relais 8 wird abgeworfen, wodurch die 50 Lichtbogenspannungs-Gleichrichterkreis überbrückt
Abwärtsbewegung des Brenners T angehalten wird. wird.
Ein Hochfrequenzimpuls des Hochfrequenz-Zünd- Ein Hilfsanlaßschalter 16 gestattet die Bildung
Spannungsgenerators 52 ionisiert die Strecke zwi- eines Lichtbogens an einer beliebigen Stelle, ohne
sehen der Elektrode 58 des Brenners T und dem daß der untere Endschalter 7 in der oben dargelegten
Werkstück W; ein Lichtbogen entsteht. Infolgedessen 55 Weise betätigt werden muß. Dies ist von besonderer
fließt Schweißstrom im Schweißstromkreis von der Bedeutung, wenn ein Werkstück mit unregelmäßiger
Schweißstromquelle 77 über den Hochfrequenz- Kontur geschweißt wird und der Schweißvorgang
Zündspannungsgenerator 52 zum Brenner T und unterbrochen wurde, bevor die Schweißnaht fertig
Werkstück W, so daß das Schweißstromrelais 60 er- ist. Die Stelle des Werkstücks, an der der Lichtbogen
regt wird. Der Arbeitskontakt 33 des Schweißstrom- 60 neu gezündet werden muß, kann dabei um einen errelais
60 schließt. Das Relais 34 und das Zeitglied 12 heblichen Betrag oberhalb oder unterhalb der urwerden
erregt. Das Zeitglied 12 läuft an. Gleichzeitig sprünglichen Startstelle liegen. Ohne den Hilfsanlaßöffnet
der Ruhekontakt 20 das Relais 34 und verhin- schalter 16 müßte in einem solchen Fall der den
dert, daß das Relais 8 während des restlichen Endschalter? betätigende Nocken an der Brenner-Schweißvorgangs
erneut anzieht. Die Arbeitskontakte 65 führungsschiene verstellt werden, um den Lichtbogen
und 45 des Relais 34 schließen. Der Schlittenan- wieder zu zünden. Dies ist bei Serienfertigung ein
triebsmotorkreis CD wird erregt; der Brennerschiit- erheblicher Nachteil, da man dort bestrebt ist, die
ten beginnt über das Werkstück zu laufen. Falls er- Maschineneinstellung nur einmal zu Beginn des Pro-
Claims (6)
1. Verfahren zum Einleiten des Schweißvorganges beim automatischen Schutzgas-Lichtbogenschweißen
mit Regelung auf gleichbleibende Lichtbogenspannung über gleichbleibende Lichtbogenlänge, bei dem die Elektrode zum
Zünden dem Werkstück bei abgeschalteter Lichtbogen-Spannungsregelung genähert wird, dadurch
gekennzeichnet, daß beim Schweißen mit nichtabschmelzender Elektrode und Hochfrequenzzündung durch Zeitglieder die
Elektrode bei geschlossenem Hochfrequenz-Zündstromkreis für eine vorbestimmte, zur Ausbildung
eines stabilen Bogens ausreichende Zeitspanne im Zündabstand vom Werkstück gehalten
wird und daß dann der Hochfrequenz-Zündstromkreis geöffnet und die Lichtbogen-Spannungsregelung
eingeschaltet wird.
2. Abwandlung des Verfahrens nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne,
während der die Elektrode im Zündabstand vom Werkstück gehalten wird, durch das Einsetzen des Bogenstromes bestimmt wird, der
zugleich die Lichtbogen-Spannungsregelung mit einem Sollwert einschaltet, der einer größeren als
der normalen Schweiß-Sollspannung entspricht, worauf ein Zeitglied nach einer vorbestimmten,
zur Ausbildung eines stabilen Bogens ausreichenden Zeitspanne einen Sollwert aufschaltet, der der
normalen Schweiß-Sollspannung entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogen-Spannungsregelung
zunächst mit niedriger Regelverstärkung dann allmählich auf einen vorbestimmten, normalen
Arbeitswert gesteigert wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem in Abhängigkeit
von der Lichtbogenspannung arbeitenden Regler für den Elektrodentrieb, gekennzeichnet durch
einen nockenbetätigten Schalter (7), der bei Annäherung der Elektrode (58) auf Zündabstand
den Hochfrequenz-Zündstromkreis schließt und den Elektrodenantrieb (M) ausschaltet, sowie
durch ein Zeitglied (12), das mittels eines Schweißstromdetektors (60) gestartet wird, wenn
der Schweißstrom zu fließen beginnt, und das nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne den
Hochfrequenz-Zündstromkreis öffnet und den Regler einschaltet.
5. Abwandlung der Vorrichtung nach Anspruch 4 zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler zwei Sollwertsrufen (10;, 11) aufweist, von
denen die eine einer höheren als der normalen Schweiß-Sollspannung und die andere der normalen
Schweiß-Sollspannung entspricht, daß der Regler mittels des Schweißstromdetektors (60)
mit der derhöherenSpannung entsprechenden Sollwertstufe einschaltbar ist, wenn der Schweißstrom
zu fließen beginnt, sowie daß der Regler mittels des Zeitgliedes (12) nach Ablauf einer vorbestimmten
Zeitspanne auf die andere, der normalen Schweiß-Sollspannung entsprechende Sollwertstufe
umschaltbar ist.
6. Vorrichtung nach Ansprach 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einem die
Regelverstärkung des Reglers bestimmenden Widerstand (51) ein Kondensator (41) geschaltet ist,
der beim Einschalten des Reglers eine allmähliche Steigerung der Regelverstärkung auf den normalen
Arbeitswert bewirkt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 952375, 958231,
965731, 975409, 1087 298.
Deutsche Patentschriften Nr. 952375, 958231,
965731, 975409, 1087 298.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 610/409 7. 67 © Biindesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US82998A US3041445A (en) | 1961-01-16 | 1961-01-16 | Electric arc working and control systems therefor |
Publications (1)
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ID=22174787
Family Applications (1)
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- NL NL122864D patent/NL122864C/xx active
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- 1962-01-15 AT AT28262A patent/AT240137B/de active
- 1962-01-15 GB GB1407/62A patent/GB988518A/en not_active Expired
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