DE1515281A1 - Einrichtung zur Steuerung von Schweissungen auf einer Schweissvorrichtung - Google Patents
Einrichtung zur Steuerung von Schweissungen auf einer SchweissvorrichtungInfo
- Publication number
- DE1515281A1 DE1515281A1 DE1964W0036795 DEW0036795A DE1515281A1 DE 1515281 A1 DE1515281 A1 DE 1515281A1 DE 1964W0036795 DE1964W0036795 DE 1964W0036795 DE W0036795 A DEW0036795 A DE W0036795A DE 1515281 A1 DE1515281 A1 DE 1515281A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrode
- voltage
- workpiece
- arc
- photodiode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
- B23K9/073—Stabilising the arc
- B23K9/0735—Stabilising of the arc length
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
- B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Description
Patentanwälte' ~
Dipl. Ing. F. Weickmann, Dr. Ing. A. Weickmann
Dipl. Ing. H. Wcickmann, Dipl. Phys. Or. K. Fmcke
Dipl. Ing. H. Wcickmann, Dipl. Phys. Or. K. Fmcke
8 Münohan 27, MöhlstraEo 22 I O F P 4 9 I
Einrichtung zur Steuerung von Sohweißungen auf einer Schweißvorrichtung
Die vorliegende Erfindung "betrifft eine Einrichtung zur
Steuerung von Schweißungen auf einer Schweißvorrichtung
mit einem Elektrodenhalter und einer sioh verzehrenden Elektrode, "bei der mit dem Werkstück ein lichtbogen erzeugt
wird.
Bei den Metallschweißvorrichtungen mit inertem Gas ist es
?-sv:.
notwendig, eine sioh verzehrende Elektrode, die z.B· drahtförmig
sein kann, durch einen Elektrodenhalter vorzuschieben, um einen lichtbogen mit dem Werkstück zu erzeugen·
Um eine bessere Schweißung zu erhalten, ist es wünschenswert, daß der lichtbogen eine feste Länge hat, und man ist
daher genötigt, die Schweißelektrode in dem Maße vorzuschieben, wie sie verbrannt wird, sodaß das Ende der Sohweiß-
209811/0353
elektrode in einem bestimmten Abstand vom Werkstück gehalten
wird.
Es sind sohon Einrichtungen zur Verwendung gekommen, bei denen
der Elektrodenvorschub konstant ist und bei denen die
Schweißelektrodeneinspeisung mit konstante» Potential vor
sioh geht. Dieses System ist aber nicht befriedigend, da kleine Längenänderungen des Lichtbogens zu bedeutenden Spannungsänderungen während der Schweißung führen.
Schweißelektrodeneinspeisung mit konstante» Potential vor
sioh geht. Dieses System ist aber nicht befriedigend, da kleine Längenänderungen des Lichtbogens zu bedeutenden Spannungsänderungen während der Schweißung führen.
Bs sind ebenfalls Einriohtangen zur Anwendung gekommen, bei
denen der Elektrodenvorschub in Verbindung mit KonstantStromquellen getätigt wird, wobei die Vorschubgeschwindigkeit des Schweißdrahtes in Abhängigkeit von der Spannung an den lichtbogenenden gesteuert wird. Diese Systeme sind aber nicht befriedigend, weil zwischen dem Kontaktrohr und der Elektroden falsche Spannungen auftreten und ungewünschte Längenänderungen des Lichtbogens verursachen. Weder das System mit Schweißelektrodeneinspeisung mit konstantem Potential noch das System mit Konstantstrom, bei dem in Abhängigkeit vom Potential an den Iiichtbogenenden gearbeitet wird, sind also zufriedenstellend, sie ergeben keine konstante Lichtbogenlänge und führen daher zu ungleichmäßigen Schweißnähten.
denen der Elektrodenvorschub in Verbindung mit KonstantStromquellen getätigt wird, wobei die Vorschubgeschwindigkeit des Schweißdrahtes in Abhängigkeit von der Spannung an den lichtbogenenden gesteuert wird. Diese Systeme sind aber nicht befriedigend, weil zwischen dem Kontaktrohr und der Elektroden falsche Spannungen auftreten und ungewünschte Längenänderungen des Lichtbogens verursachen. Weder das System mit Schweißelektrodeneinspeisung mit konstantem Potential noch das System mit Konstantstrom, bei dem in Abhängigkeit vom Potential an den Iiichtbogenenden gearbeitet wird, sind also zufriedenstellend, sie ergeben keine konstante Lichtbogenlänge und führen daher zu ungleichmäßigen Schweißnähten.
Die vorliegende Erfindung bezweckt insbesondere, diese Nachteile zu beheben, und bringt zu diesem Zweok eine Einrichtung
zur Steuerung von Schweißungen auf einer Sohweißvorriohtung mit einem Elektrodenhalter und einer sich verzehrenden
209811/0353
Elektrode zum Vorschlag; die Einrichtung zeichnet sich insbesondere
dadurch aus, daß sie Vorschubmittel für den Vorschub einer Elektrode und Mittel aufweist, die auf die Endstellung
der Elektrode ansprechen und eine Irrungsspannung
erzeugen, die den Vorschub der Elektrode über die Vorschubmittel steuern und die den Abstand zwischen der Elektrode
und einem Werkstück konstant halten.
Nach einer Ausfiihrungsform der Erfindung erzeugt die Spannungsdifferenz
zwischen der Elektrode und den Werkstück eine erste Irrungsspannung, die dazu benützt wird, die Elektrode jbu steuern,
wobei diese nach einer gewissen Zeit von einer zweiten Irrungsspannung gesteuert wird, die von einem auf die Endstellung der
Elektrode ansprechenden Mittel herrührt.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind in der
Einrichtung Sohaltmittel vorgesehen, die anfänglich die erste Irrungsspannung an das Steuermittel und dann die «weite Irrungsspannung an das Steuermittel legen.
Nach einer anderen Ausfiihrungsf orm bestehen die auf die Endstellung
der Elektrode ansprechenden Mittel aus einem lichtempflindlichen
Mittel, das auf das durch den Lichtbogen zwischen der Elektrode und dem Werkstück erzeugtem Licht anspricht.
2098 Π/0353
Eine erfindungsmäßige Einrichtung ist als Beispiel auf den .beiliegenden Zeichnungen dargestellte
Die einzelnen Zeichnungen stellen dar:
Pig. 1 ist ein Schaltplan einer Ausführungsform nach der Erfindung - und
Pigβ 2 stellt den Elektrodenhalter der Schweißvorrichtung
und deren optische Kontrollvorrichtung dar.
Gemäß der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform weist die Schweißvorrichtung einen Elektrodenhalter auf, durch
den die Elektrode, "beispielsweise ein sich verzehrender Draht, in eine in der Nähe des zu schweißenden Stückes liegende Stellung
vorrückt. Eine Stromquelle des Schweißstromes liegt
zwischen der Elektrode und dem zu schweißenden Stück, um somit einen Schweißbogen zwischen dem Elektrodenende und dem
Werkstück herzustellen. Der Elektrodenhalter trägt ebenfalls ein dem Schweißbogen gegenüber inertes Gas auf. Der die Elektrode
bildende Schweißdraht wird mittels eines über einen Motor angetriebenen Organes vorgeschoben und in Stellung gebracht,
wobei der Motor über eine Steuervorrichtung in Betrieb gesetzt wird. Anfänglich spricht die Steuervorrichtung auf die
zwischen der Schweißelektrode und dem Werkstück liegende Spannung an, wobei diese Spannung an einem ersten Kondensator
liegt. Diese Spannung wird durch eine an den Klemmen eines zweiten Kondensators auftretende Bezugsspannung ausgeglichen.
Der SpannungsunterBchied zwischen den Klemmen der beiden Kondensatoren bildet ein erstes Irrungssignal aus, das in einen
209811/0353
_ 5 —
integrierenden Verstärker und in einen Proportionalverstärker einläuft, die dann zusammen den Betrieb des Motors
für den Vorschub des Schweißdrahtes steuern. Zu Beginn wird die
Bezugsspannung kurzgeschlossen und die Stromquelle für den
Schweißbogen schiebt den Schweißdraht vor, um ihn mit dem zu schweißenden Stück in Berührung zu bringen. Durch die Berührung
zwischen der Elektrode und dem Werkstück wird dann die Stromquelle für den Schweißbogen kurzgeschlossen und gleichzeitig
hebt eine stromempfindlicher Kreis den Kurzschluß des ä die Vergleichsspannung liefernden Kondensators auf, sodaß die
Steuervorrichtung die Verschubvorrichtung für den Schweißdraht
umsteuert und diesen somit von dem Werkstück entfernt, wobei ein lichtbogen gezündet wird. Darnach wird die Spannung zwischen
der Elektrode und dem Werkstück zur Steuerung des Vorschubes des Schweißdrahtes durch die Bezugsspannung ausgeglichen. Der stromempflindliche
Kreis beeinflußt einen Verzögerungskreis, und nach einer kurzen Verzögerung beeinflußt dieser eine lichtempfindliche
Einheit mit einer Photodiode, die auf den lichtbogen am Ende der Schweißelektrode anspricht. Diese Diode steuert
einen Transistorverstärker, um eine von der Endstellung der Elektrode abhängige Spannung zu erzeugen.
\ienn der lichtbogen langer ist, strahlt er mehr licht aus und
verstärkt die Steuerspannung, und wenn er kleiner ist, sendet er
entsprechend weniger licht aus und verringert die Steuerspannung. Die Steuerspannung der Elektrodenstellung wird von einer zweiten
Bezugsspannung ausgeglichen, um so ein zweites Irrungssignal
auszusenden und den integrierenden Verstärker und den Propor-
209811/0353
tionalitätsverstärker zu steuern. Das zweite Irrungssignal ersetzt nach einer vorbestimmten Verzögerung das erste
Irrungssignal und steuert darauf den Vorschub der Elektrode, sodaß das Ende der Elektrode immer in einer festen Stellung
bleibt.
· 1 stellt den Schaltplan der Steuereinrichtung der Schweißvorrichtung mit einem Elektrodenhalter 10 zur Ausführung
der Verschweißung auf dem zu schweißenden Stück
™ 12 dar. Der Elektrodenhalter 10 trägt die sich verzehrende
Elektrode 14 aus leitungsmetall, wie z.B. aus Stahldraht oder aus Aluminiumdraht. Die Drahtelektrode kann von einer Haspel
17 aus über eine Drahtfördereinrichtung 151 die von einem
Motor 16 angetrieben wird, in den Elektrodenhalter 10 eingeführt werden. Zwisohen der Elektrode 14 und dem Werkstück
wird von einer Stromquelle 20 aus, die von der Bauart einer Konstantstromquelle sein kann, eine Spannung angelegt. Die
Stromquelle 20 ist über den leiter 21 mit der Schweißelektrode
) 14 und über den .leiter 22 mit einem Kontaktpunkt 23 an dem
Werkstück 12 verbunden.
Der Betrieb der Schweißvorrichtung wird durch den Schalter 25 ausgelöst, der mit den Schaltern 26 und 27 verbunden sein
kann. Diese können mechanisch oder über ein Relais verbunden sein, wobei das Betätigen des Schalters 25 die Schalter 26,
27 schließt. Der Schalter 27 arbeitet, um die Stromquelle für den Schweißstrom zu erregen, sodaß eine Spannung von ca.
80 Volt zwischen dem Schweißdraht und dem Werkstück angelegt wird. Die Spannung lädt den Kondensator 30 auf, der an die
209811/0353
Klemmen der Stromquelle des Schweißstromes angeschlossen
ist. Zusammen mit dem Kondensator 31 sendet der Kondensator 30 ein Irrungssignal aus, das den Motor 16 steuert, um die Elektrode 14 durch den Elektrodenhalter 10 in Richtung
auf das Werkstück vorzuschieben. Diese Steuerung geschieht über den integrierenden Verstärker 35, den Proportionalitätsverstärker 36 und die Steuervorrichtung 37 des Motors 16.
ist. Zusammen mit dem Kondensator 31 sendet der Kondensator 30 ein Irrungssignal aus, das den Motor 16 steuert, um die Elektrode 14 durch den Elektrodenhalter 10 in Richtung
auf das Werkstück vorzuschieben. Diese Steuerung geschieht über den integrierenden Verstärker 35, den Proportionalitätsverstärker 36 und die Steuervorrichtung 37 des Motors 16.
Das von den "beiden Kondensatoren ausgesendete Irrungssignal
steuert die Vorrichtung, in dem die an den Klemmen des
Kondensators 30 entstehende Spannung zwischen dem Werkstück 12 und der Elektrode 14· mit einer an dem Kondensator 31
angelegten Bezugsspannung verglichen wird. Der Kondensator ist über den Kondensator 32 und den Kontakt 41 des Relais 40 mit der Leitung 33 verbunden, die gleichzeitig an dem integrierenden Verstärker 35/~an dem Proportionalitätsverstärker 36 liegt. Über die Leitung 45, den Sehalter 26 und den Kontakt 42 des Relais 40 ist der Kondensator 30 an die Leitung 46
angeschlossen. Der Potentiometer 47 liegt zwischen den (
Kondensators 30 entstehende Spannung zwischen dem Werkstück 12 und der Elektrode 14· mit einer an dem Kondensator 31
angelegten Bezugsspannung verglichen wird. Der Kondensator ist über den Kondensator 32 und den Kontakt 41 des Relais 40 mit der Leitung 33 verbunden, die gleichzeitig an dem integrierenden Verstärker 35/~an dem Proportionalitätsverstärker 36 liegt. Über die Leitung 45, den Sehalter 26 und den Kontakt 42 des Relais 40 ist der Kondensator 30 an die Leitung 46
angeschlossen. Der Potentiometer 47 liegt zwischen den (
Leitungen 33 und 46 und besitzt einen beweglichen Schieber
48, der an den integrierenden Verstärker 35 angeschlossen
ist. Der Schieber 48 wird so eingeregelt, daß er das gewünschte Verhältnis des Irrungssignals für einen ordentlichen Betrieb des integrierenden Verstärkers 35 auswählt. Die Leitung 46 ist über den regelbaren Widerstand 49 mit dem Proportionalitäteverstärker 36 verbunden und gibt an diesen das Irrungesignal weiter, wobei der regelbare Widerstand 49 ein Einstellmittel für die Sensibilität darstellt.
48, der an den integrierenden Verstärker 35 angeschlossen
ist. Der Schieber 48 wird so eingeregelt, daß er das gewünschte Verhältnis des Irrungssignals für einen ordentlichen Betrieb des integrierenden Verstärkers 35 auswählt. Die Leitung 46 ist über den regelbaren Widerstand 49 mit dem Proportionalitäteverstärker 36 verbunden und gibt an diesen das Irrungesignal weiter, wobei der regelbare Widerstand 49 ein Einstellmittel für die Sensibilität darstellt.
209811/0353
Wenn die Einrichtung durch Betätigen des Schalters 25 in
Betrieb genommen wird, wird die Arbeitespannung der Stromquelle
20 an die Klemmen des Kondensators 30 angelegte Der Kondensator 31 ist über den Kontakt 51 des Relais 50 und der
Widerstand 34 kurzgeschlossen, sodaß praktisch keine Spannung an den Klemmen dieses Kondensators liegt und die an den
integrierenden Verstärker und den Proportionalitätsverstärker gelegte Spannung ausschließlich von der Spannung an den Klemmen
des Kondensators 30 herrührt. Diese Spannung transportiert über den Motor 16 den Elektrodendraht 14, bis dieser mit dem
Werkstück 12 in Berührung kommt„ Dieses Berühren schließt den
Kondensator 30 kurz, sodaß die Spannung an seinen Klemmen abfällt und schließlich den Vorschub des Elektrodendrahtes
14 anhält. Der durch den Schweißdraht fließende Strom wird durch die Spule 18, die auf dem Elektrodenhalter angeordnet
ist, wahrgenommen, was zur Betätigung des Relais 50 führte Die Einspeisung dieses Relais 50 läßt den Schalter 51 umkippen,
um somit den Kurzschluß an den Klemmen des Kondensators 31 aufzuheben und ihm mit dem Kontakt 55 zu verbinden, um somit
ein Bezugspotential an den Kondensator 31 anzulegen»
Die an dem Kontakt 55 auftretende Spannung kommt von der regulierten
Stromquelle 56, die über den Eichwiderstand 57 an dem Potentiometer 58 angeschlossen ist. Der gewünschte Teil dieser
Spannung wird an dem beweglichen Sohieben des Potentiometers entnommen und über den Regelwiderstand 59 an den Kontakt
55 gelegt. Dieee Spannung wird an den Kondensator 31 gelegt,
20981 1/0353
wenn der Kontakt 51 "beim Steuern des Relaia 50 umgelegt wird.
Wenn die Spannung an den Klemmen des Kondensators 30 null ist, wird die Spannung an den Klemmen des Kondensators 31
an die Verstärker 35 und 36 gelegt und bewirkt d^.e Umkehrung
des Drehsinnes des Motors 16, steuert das Entfernen der Elektrode gegenüber dem Werkstück und bewirkt die Zündung
des lichtbogens. Sobald der Lichtbogen gebildet ist, wird
die Spannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück an die Klemmen des Kondensators 30 gelegt, wohingegen die Bezugsspannung
immer noch am Kondensator 31 liegt. Die Spannungsdifferenz zwischen diesen beiden Spannungen ergibt dann das
Irrungssignal zur Steuerung des Drahtvorschubes.
Die Einspeisung des auf das Durchfließen des Stromes durch die Elektrode 14 ansprechenden Relais 50 schließt ebenfalls
den Kontakt 52 dieses Relais, um über den geschlossenen Kontakt 53 des Widerstandes 54 und den geschlossenen Kontakt
25 eine Gleichspannung in den Verzögerungskreis mit einer Diode 50» einem Widerstand 61 und einem Kondensator 62 einzuspeiseno
Der Kontakt 53 kann dazu benutzt werden, das System anzuhalten, und er kann über ein Relais oder über irgendein anderes, geeignetes
Steuerungsorgan in Betrieb gesetzt werden.
Das Relais 40 liegt im Verzögerungskreis und wird nach einer vorbestimmten Verzögerung erregt. Sobald das Relais 40 erregt
wird, werden die Kontakte 41 und 42 nach oben gelegt und schalten so die Kondensatoren 30 und 31 des Integrierenden
209811/Ö3S3
Verstärkers und des Proportionalitätsverstärkers aus. Dadurch
wird die auf der Spannung zwischen Elektrode und Werkstück basierende Steuerung ausgeschaltet und die Kontrolle
wird von der lichtempfindlichen Kontrolleinrichtung gewährleistete
Die Kontrolleinrichtung für die Länge des Lichtbogens durch ein lichtempfindliches Element besteht aus einer Photodiode
70, die so angeordnet ist, daß sie die Helligkeit des Lichtbogens zwischen dem Blektrodendraht 14 und dem Werkstück
12 wahrnehmen kann· Ein röhrenförmiges Teil 71 lenkt das Licht eines vorbestimmten Teiles des Lichtbogens zur Photodiode
7Oo Die Photodiode 70 ist mit dem Widerstand 72 und
mit einer Gleichstromquelle, die von der Gleichrichterbrücke 73 erzeugt wird, in Reihe geschaltet, wobei der Gleichrichter
an einem Transformator 74 liegt, der von einer Wechselstromquelle gespeist wird. Der Kondensator 75 sorgt für
das Filtern des gleichgerichteten Stroms. Die Leitung der Diode 70 steuert den Strom über den Widerstand 72, um somit
das an dessen Klemme auftretende Potential zu steuern. Dieses Potential wird an die Basis des Transistors 78 gelegt, der
in Emitterschaltung angeordnet ist. (conneote en emitodyne)
Das Potential, das an dem an dem Emitter des Transistors 78 angeschlossenen Widerstand 79 auftritt, ist proportional
der von der Diode 70 aufgegfangenen Helligkeit, Der Widerstand 80 und der an den Klemmen des Widerstandes 72 liegende
Kondensator 81 bilden einen Pilterkries, um vorübergehende Punktsignale, die durch einen schnellen Helligkeitswechsel
209811/03S3
des Lichtbogens entstehen können, auszuschalten, sodaß diese
vorübergehenden Punktsignale die Funktionsweise des Emitters
(l'eraitodyne) und also die an den Klemmen des Widerstandes 79
auftretende Spannung nicht beeinflussen.
Das Potentiometer 85 ist mit dem Transistor 78 in der Gleichstromeinspeisung
parallel geschaltet. Dieses Potentiometer besitzt einen beweglichen Schieber 86, der auf eine der Normallänge
des Lichtbogens entsprechende Bezugsspannung eingeregelt ist ο Die zwischen dem Emitter des Transistors 78 und dem
Kontakt 86 auftretende Spannungsdifferenz bildet ein Irrungs- " signal, das die Längenänderung des Schweißbogens in Bezug auf
seine gewünschte Länge darstellt. Sobald sich die Länge ändert,
läßt die Photodiode 70 mehr oder weniger Strom durch und ändert
so die Leitfähigkeit des Transistors 78 und somit die Spannung an dessen Emitter« Das Irrungssignal kann durch ein zwischen
den Leitungen 89 und 90 angeordnetes, mit dem Widerstand 88 in Reihe geschaltetes Amperemeter angezeigt werden. Die dieses
Irrungssignal einspeisenden Leitungen sind an die Kontakte 91 und 92 des Relais 40 angeschlossen, sodaß, wenn das Relais j
40 betätigt wird, das Irrungssignal an die beweglichen Kontakte
41 und 42 gelegt wird. Sobald das Relais 40 betätigt wird,
wird das von der lichtempfindlichen Einrichtung kommende Irrungssignal zwischen den Leitungen 33 und 46 angelegt. Wie oben
erwähnt, legen diese Leitungen das Potential an den integrierenden Verstärker 35 und an den Proportionalitätsverstärker 36 an,
um den Steuerkreis 37 des Motors 16 in Betrieb zu setzen, wobei dieser seinerseits über den Transportmechanismus 15 den Elektrodendraht
transportiert. Die Steuerung ist also von dem System
209811/0353
mit konstanter Spannung auf das lichtempfindliche Steurungssystem
übertragen worden, das wirksam wird, um das Ende der Elektrode 14 derart einzustellen, daß der Sohweißbogen
konstant lang bleibt»
Pig. 2 stellt im Einzelnen den Elektrodenhalter 10 und den gesamten lichtempfindlichen Teil dar. Wie schon im vorangehenden
bemerkt, bewegt sich in dem Elektrodenhalter 10 eine Schweißelektrode oder ein Schweißdraht 14, der sich vorbewegt
und mit dem Werkstück 12 einen lichtbogen bildet. Ferner ist um den Schweißfaden herum ein Rohr angeordnet, das dem
lichtbogen ein inertes Gas, wie z.B. Argon oder Helium zuführt. Zur Steuerung der unteren Endstellung und also zur
Steuerung der lichtbogenlänge durch die durch ihn erzeugte Lichthelligkeit wird das Ende 94 des Rohres 71 auf den Lichtbogen
gerichtet und das durch das Rohr eindringende Licht wird an einem Spiegel 95 reflektiert, sodaß es auf die
Photodiode 70 geworfen wird. Das Rohr 71 weist eine Winkelung auf, um so eine kompaktere Einheit darzustellen, die nahe
an dem Elektrodenhalter 10 liegt.
Das Rohr 71 kann auf einer Halterung 96 montiert sein, die über ein Kippgelenk an dem Elektrodenhalter 10 befestigt ist,
sodaß man das Ende 94 des Rohres 71 derart einstellen kann, daß der gewünschte Teil des Lichtbogens wahrgenommen wird. Die Einstellung
des Rohres kann so sein, daß, wenn das Schweißdrahtende in der gewünschten Stellung ist, das auf die Photodiode
70 fallende Licht 50 # ihrer maximalen Leitfähigkeit bewirkt.
Auf diese Weise wird die Diode leitender, wenn der Lichtbogen langer ist und das erzeugte Licht heller wird, und sie
209811/0353
wird weniger leitend, wenn die lichtbogenlänge kleiner und das erzeugte lioiit weniger hell wird. Die Diode 70 wird über
den Transistor 78 wirksam und steuert die Irrungsspannung,
wie dies bereits im Bezug auf Fig. 1 erläutert wprden ist.
■Die vorliegende Erfindung bringt also eine Steuereinrichtung
für Schweißvorrichtungen mit sich verzehrender Elektrode, bei der der Elektrodendraht derart vorgeschoben wird, daß die
Lichtbogenlänge konstant bleibt. Dies wird dadurch erreicht, daß man optisch das Elektrodenende durch das durch den Lichtbogen
erzeugte Licht einstellt, und zwar über einen Kreis mit einer Photodiode und einem Transistors, die eine Steuerspannung
ausbilden, die eine Punktion der Endstellung der Elektrode ist. Dieser Kries ist mit einem anderen Kreis zur (Zündung
des Lichtbogens mit einer Spannung zwischen der Elektrode und dem Werkstück kombiniert. Diese Spannung bringt die
Elektrode in Berührung mit dem Werkstück und stößt diese beiden Teile dann voneinander ab, um den Lichtbogen herzustellen,
wonach dann die Elektrode derart gehalten wird, daß die Spannung zwischen Elektrode und Werkstück auf einem vorbestimmten
Wert bleibt. Wenn der Lichtbogen gezündet ist, wird ein stromempfindlicher Kreis mit einer Verzögerung wirksam,
nach der die Kontrolle von der lichtempfindlichen Vorrichtung übernommen wird. Die Vorschubsteuerung geschieht über einen
Steuerkreis mit einem integrierenden Verstärker und einem Proportionalitätsverstärker, der den Versohubmotor steuert,
und so den Vorschubmechanismus der Elektrode antreibt. Ea hat 3ich herausgestellt, daß die Einrichtung vorteilhaft zur
Herstellung von Metallschweißungen unter einem inerten Gas
209811/0353
-U-
und mit einem konstant langen Lichtbogen verwendet werden kann, wobei eine gute Schweißnaht erreicht wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorangehende Ausführungsbeispiel beschränkt, von dem aus man andere
Ausführungsformen ausbilden kann, ohne deshalb den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
209811/0353
Claims (1)
- Pat entans prüchef \1. Einrichtung zur Steuerung vor Schweißungen auf einer Schweißvorrichtung mit einem Elektrodenhalter und einer sich verzehrenden Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß sie Vorschubmittel (15,16) für den Vorschub einer Elektrode (14) und Mittel (71,70) aufweist, die auf die Endstellung der Elektrode (H) ansprechen und eine Irrungsspannung erzeugen, die den Vorschub der Elektrode (14) über die Vorschubmittel (15,16) steuern und die den Abstand zwischen der Elektrode (14) und einem Werkstück (12) konstant halten.2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (30) aufweist, die auf die Spannung zwischen der Elektrode (14) und dem Werkstück (12) ansprechen und eine erste Irrungsspannung erzeugen, die den Vorschub der Elektrode (14) über die Vorschubmittel (15,16) steuert und einen Lichtbogen zündet, wobei dann der Abstand zwischen Elektrode (14) und Werkstück (12) durch eine zweite Irrungsspannung konstant gehalten wird, die von den auf die Endstellung der Elektrode (14) ansprechenden Mitteln (70,71) berrührt.3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (31) zur Erzeugung einer Bezugsspannung aufweist, durch die durch Vergleich mit der Spannung zwischen der Elektrode (14) und dem Werkstück (12) und dann mit der Spannung in Abhängigkeit von der Endstellung der Elektrode (14)209811/0353Irrungsspannungen ausgebildet werden, die die Endstellung der Elektrode (H) steuern.4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Motor (16) einerseits mit Vorschubmitteln (15) zur Steuerung und Einstellung der Elektrodenstellung und andererseits mit einem Steuermittel (37), das die Irrungsspannungen aufnimmt, verbunden 1st und so die Stellung der Elektrode (H) durch die Irrungssignale steuert.5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr Schaltmittel (^O) vorgesehen sind, die anfänglich die erste Irrungsspannung an das Steuermittel (37) und dann das zweite Irrungessignal an das Steuermittel (37) legen.6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel (42) in dem Schaltmittel (40) vorgesehen ist, das die zweite Irrungsspannung nach einer vorbestimmten Zeit und nach der Zündung des Lichtbogens zwischen der Elektrode (H) und dem Werkstück (12) an das Steuermittel (37) anlegt.7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirksamwerden der Schaltmittel (40) durch ein auf das Durchfließen des Stromes durch den Lichtbogen ansprechendes Mittel (18) erreicht wird, wobei der Strom von einer Stromquelle (20) erzeugt wird.8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Kreis aufweist, der zu Beginn der Schweißung eine von den auf die Spannungsdifferenz zwieohen der Elektrode (H) und dem Werkstück (12) ansprechenden Mitteln209811/0353kommende Steuerspannung an die Steuermittel (37) für den Vorschub der Elektrode (14) legt, sodaß die Elektrode mit dem Werkstück in Berührung gebracht wird, und daß der Kreis dann einen durch die Elektrode (14) gehenden Strom aufbaut, der das auf den Stromdurchfluß ansprechende Mittel (18) wirksamwerden läßt, das dann die erste Irrungsspannung auslöst.9. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der in ihr angeordnete Kreis, der zu Beginn der Schweis- λ sung eine von den auf die Spannungsdifferenz zwischen der Elektrode (14) und dem Werkstück (12) ansprechenden Mitteln kommende Steuerspannung an die Steuermittel (37) für den Vorschub der Elektrode (14) legt, einen Schalter (53) aufweist.Einrichtung nach Anspruch 1 bis 9i dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Durchfluß des Stromes durch die Elektrode(14) ansprechende Mittel aus einem Relais (50) besteht, dasin durch einen seiner Kontakte eine Bezugsspannung/einem Kreis i aufbaut, der die erste Irrungsspannung durch Vergleioh dieser Bezugsspannung mit der Spannung zwischen der Elektrode (14) und dem Werkstück (12) erzeugt.11. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (53) ein Verzögerungsmittel aufweist, das an das auf den durch die Elektrode (H) fließenden Strom ansprechende Relais (50) angeschlossen ist.12. Einrichtung naoh Anspruch 1 bie 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schalter (53) ein Relais angeordnet let, das an das Verzögerungsmittel angeschlossen ist, das durch dae209811/0353Relais (50) gesteuert wird, welches auf den durch die Elektrode (H) fließenden Strom anspricht.13. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Endstellung der Elektrode (H) ansprechenden Mittel aus einem lichtempfindlichen Mittel bestehen, das auf das durch den Lichtbogen zwischen der Elektrode (H) und dem Werkstück (12) erzeugte licht anspricht.ψ H. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Mittel aus einer Photodiode (70) bestehen.15. Einrichtung nach Anspruch 1 bis H, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die das durch den Lichtbogen erzeugte Licht auf die Photodiode (70) werfen.16. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Photodiode (70) in einem Transistorkreis liegt, der eine Spannung in Abhängigkeit von der Helligkeit des Lichtbogens und also von der Endstellung der Elektrode (H) erzeugt, wobei diese Spannung durch Vergleich mit einer Bezugsspannung eine zweite Irrungsspannung erzeugt.17. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodiode (70) mit einem Widerstand (72) an den Klemmen einer Gleichstromquelle in Reihe geschaltet ist und an der gemeinsamen Klemme des Widerstandes (72) *»4 fl«eeweeej und der Photodiode (70) ein Potential aufbaut, das dem durch die Photo-209811/0353diode (70) aufgenommenen Licht proportional ist.18, Einrichtung naoh Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transistor (78) in Emitterschaltung (en Smitodyne) angeordnet ist, sodaß an der Ausgangsklemme (gemeinsamer Punkt des Emitters und des Widerstandes 79) ein Potential aufgebaut wird, daß dtm durch die Photodiode (70) aufgenommenen Licht proportional ist·19· Einrichtung nach Anspruch 1 bie 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelwiderstand (85) an den Klemmen der Gleichstromquelle der Photodiode (70) angeschlossen 1st und ein· Bezugsspannung aufbaut, wobei duroh Vergleich mit der verstärkten Spannung des Transistors(78) ein «weites Irrungseignal erzeugt wird«20. Einrichtung naoh Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die das Licht des Lichtbogens auf die Photodiode (70) werden, aus rohrförmigen Teilen (71)» die im Winkel «utindander stehen, und aus einem Spiegel (95) bestehen, der in der Winkelrerbindung der rohrförmigen Teile (71) angeordnet ist und das Ton dem Lichtbogen herkommende Lichtbündel auf die Photodiode (70) reflektiert·209811/0353
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US282972A US3236997A (en) | 1963-05-24 | 1963-05-24 | System for controlling length of welding arc |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1515281A1 true DE1515281A1 (de) | 1972-03-09 |
DE1515281B2 DE1515281B2 (de) | 1979-11-22 |
DE1515281C3 DE1515281C3 (de) | 1980-08-07 |
Family
ID=23083928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1515281A Expired DE1515281C3 (de) | 1963-05-24 | 1964-05-15 | Lichtbogenschweißgerät mit abschmelzender, auf gleichbleibende Lichtbogenlänge gesteuerter Elektrode |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3236997A (de) |
DE (1) | DE1515281C3 (de) |
GB (1) | GB1061862A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016003535A1 (en) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | Illinois Tool Works Inc. | Systems and methods for the control of welding parameters |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3297904A (en) * | 1963-11-19 | 1967-01-10 | Lauxen Carl | Arc lamp intensity control system |
US3303321A (en) * | 1965-04-08 | 1967-02-07 | Chicago Bridge & Iron Co | Position control device for welding apparatus |
US3529121A (en) * | 1967-04-03 | 1970-09-15 | Raytheon Co | Welding apparatus |
US3662311A (en) * | 1970-01-19 | 1972-05-09 | Therm O Disc Inc | Thermostat with double pole switch |
NL7206615A (de) * | 1972-05-17 | 1973-11-20 | ||
JPS5274552A (en) * | 1975-12-17 | 1977-06-22 | Kobe Steel Ltd | Oxygennacetylene gas welding device |
JPS5499754A (en) * | 1978-01-25 | 1979-08-06 | Hitachi Ltd | Method and apparatus for automatic control of arc welding |
US4385223A (en) * | 1980-07-25 | 1983-05-24 | Cyclomatic Industries, Inc. | Circuit for use with arc voltage controllers in AC gas tungsten arc welding |
US4375026A (en) * | 1981-05-29 | 1983-02-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Weld quality monitor |
US4399346A (en) * | 1981-05-29 | 1983-08-16 | Kearney Frank W | Optoelectronic weld travel speed sensor |
US4484059A (en) * | 1982-04-26 | 1984-11-20 | General Electric Company | Infrared sensor for arc welding |
US4766286A (en) * | 1987-07-30 | 1988-08-23 | United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Arc length control for plasma welding |
US5349156A (en) * | 1992-06-01 | 1994-09-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Sensing of gas metal arc welding process characteristics for welding process control |
DE19951717A1 (de) * | 1999-11-05 | 2001-06-13 | Reimers Jan Dirk | Verfahren und Vorrichtung zur Schweiß-Kopfführung beim vollmechanischen Lichtbogenschweißen |
US7091445B2 (en) * | 2002-10-25 | 2006-08-15 | Lincoln Global, Inc. | Electric arc welder and method for controlling the welding process of the welder |
US8653417B2 (en) * | 2009-01-13 | 2014-02-18 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to start and use a combination filler wire feed and high intensity energy source |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2031288A (en) * | 1934-06-18 | 1936-02-18 | John P Tripp | Electric arc welding apparatus |
US2223177A (en) * | 1938-08-24 | 1940-11-26 | Linde Air Prod Co | Automatic electric welding |
US2476808A (en) * | 1948-02-21 | 1949-07-19 | Westinghouse Electric Corp | Control of arcing electrodes |
US2662991A (en) * | 1948-12-30 | 1953-12-15 | Gretener Edgar | Arc lamp regulating device |
-
1963
- 1963-05-24 US US282972A patent/US3236997A/en not_active Expired - Lifetime
-
1964
- 1964-04-17 GB GB15991/64A patent/GB1061862A/en not_active Expired
- 1964-05-15 DE DE1515281A patent/DE1515281C3/de not_active Expired
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016003535A1 (en) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | Illinois Tool Works Inc. | Systems and methods for the control of welding parameters |
CN106573326A (zh) * | 2014-06-30 | 2017-04-19 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 用于控制焊接参数的系统和方法 |
CN106573326B (zh) * | 2014-06-30 | 2020-05-26 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 用于控制焊接参数的系统和方法 |
US11154946B2 (en) | 2014-06-30 | 2021-10-26 | Illinois Tool Works Inc. | Systems and methods for the control of welding parameters |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3236997A (en) | 1966-02-22 |
DE1515281B2 (de) | 1979-11-22 |
GB1061862A (en) | 1967-03-15 |
DE1515281C3 (de) | 1980-08-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1515281A1 (de) | Einrichtung zur Steuerung von Schweissungen auf einer Schweissvorrichtung | |
DE2503970C2 (de) | Schaltungsanordnung zum Kurzlichtbogenschweißen | |
DE2431702C2 (de) | Schweißvorrichtung zum Kurzschluß-Lichtbogenschweißen mit Drahtzuführung und Bogenregelung | |
DE1565192B2 (de) | Lichtbogenschweissgeraet mit lichtbogenlaengenregelung | |
DE2510404A1 (de) | Einrichtung und verfahren zur steuerung eines schweissvorganges | |
DE2906751A1 (de) | Abstandsregeleinrichtung beim plasmaschweissen | |
EP2830807A1 (de) | Schweissvorrichtung mit zwei schweissbrennern und steuereinhiet zum starten der lichtbogenzündung; schweissverfahren zum schweissen mit zwei schweissprozessen unter einem angepassten startvorgang | |
DE3125245C2 (de) | ||
DE1928198C3 (de) | Kurzschluß-Lichtbogenschweißvorrichtung | |
DE3545147C2 (de) | ||
DE919961C (de) | Elektromedizinischer Reizstromtherapieapparat | |
DE3322215C2 (de) | Einrichtung zum Lichtbogenschweißen, insbesondere UP-Lichtbogenschweißen mit mehreren gleichzeitig abschmelzenden Drahtelektroden | |
DE2645223A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von kenngroessen fuer die regelung des schweissprozesses beim lichtbogenschweissen | |
DE2259179C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Führung einer Schweißelektrode längs des Stoßes von Schweißteilen | |
DE1002487B (de) | Selbsttaetige Regelvorrichtung fuer die Vorschubgeschwindigkeit der abschmelzenden Drahtelektrode beim automatischen Lichtbogenschweissen | |
DE2613837C3 (de) | Bewegliche Unterlegvorrichtung für eine Schweißmaschine | |
DE2614655C2 (de) | Kondensatorentladungs-Bolzenschweißgerät | |
DE3226725A1 (de) | Elektrische schweisseinrichtung | |
DE2400395C3 (de) | und/oder Dampfentladungsröhre für Bestrahlungszwecke und mit einer Einrichtung zum Abschalten der Entladungsröhre nach Erreichen einer vorgegebenen Strahlendosis | |
DE1565192C3 (de) | Lichtbogenschweißgerät mit Lichtbogenlängenregelung | |
DE2740625C3 (de) | Einrichtung zum lichtbogenschweißen mit elektrisch angetriebener Drahtvorschub-Vorrichtung | |
DE2262963C3 (de) | Einrichtung zum elektrischen Lichtbogenschweißen | |
DE1900856B2 (de) | Verfahren zur automatischen regelung der gleichstromlicht bogenschweissung duenner bleche | |
DE969301C (de) | Einrichtung zum Abschalten einer Roentgenroehre in Abhaengigkeit von dem Produkt aus Roentgenroehrenstromstaerke und Belastungszeit | |
DE3429248C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |