DE1540874C - Einrichtung zur Fernzündung von Lichtbogen - Google Patents

Description

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vorzugsweise angespitzt und auf die Hauptelektrode zwischen Hauptelektrode und Werkstück abzuschal-Mn gerichtet ist. Der Stift besteht vorzugsweise aus ten. Dadurch wird die Lebensdauer der HF-Funken-Wolfram oder Iridium. strecke im Generator 6 erhöht und die störende

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der HF-Ausstrahlung auf die kurze Zeit des Bestehens

Zeichnung dargestellt. 5 einer Glimmentladung zwischen Haupt--und Hilfs-

Die keramische Gasdüse 1 eines nicht näher ge- elektrode beschränkt. Wie Versuche gezeigt haben, zeigten WIG-Brenners ist an ihrer Außenseite mit treten auch bei Vewendung von Stromquellen mit weeiner als Metallring 2 ausgebildeten Hilfselektrode niger als 50VoIt Leerlauf-Gleichspannung bei etwa versehen, der über den Kondensator 4 hochfrequenz- 12 % Welligkeit nur noch Störstrahlzeiten von Bruchmäßig mit dem Werkstück 5 verbunden ist. io teilen einer Sekunde auf.

Wird nunmehr die in bekannter Weise durch den Eine sehr ähnliche Wirkung auf den Lichtbogen-HF-Generator 6 erzeugte und im HF-Transforma- start ergibt sich bei Verwendung einer nichtleitenden tor 7 auf vorzugsweise etwa 3000 Volt oder mehr er- Düse, wenn sie vorzugsweise in Werkstücknähe sohöhte Spannung einerseits an die Elektrode 3 und an- wohl innen als auch außen mit je einem Metallbelag dererseits über den Kondensator 8, der dem Gleich- 15 versehen ist, von denen der äußere gemäß Zeichnung spannungsschutz der Sekundärseite des Transforma- angeschlossen ist. Die Einrichtung stellt dann einen tors 7 dient, und den Kondensator 4 an die Hilfselek- Kondensator mit der Düse als Dielektrikum dar und trode 2 gelegt, wird das bei 9 in Pfeilrichtung in die ist insbesondere bei kleiner, den Innenbelag nicht Düse einströmende Schutzgas im Düsenteil 10 zwi- durch Hitzeeinwirkung schädigender Schweiß- oder sehen Hilfselektrode 2 und Hauptelektrode 3 infolge ao Punktstromstärke zur Fernzündung geeignet. Die der hohen Spannung zwischen diesen Teilen derart Wirksamkeit einer derartigen Einrichtung ist durch ionisiert, daß es im Raum 11 ohne jede merkliche Anbringung von Erhöhungen am Innenbelag und die Verzögerung zwischen Elektrode 3 und Werkstück 5 dadurch hervorgerufene partielle Feldstärke-Erhözunächst zur Ausbildung einer HF-Funkenentladung hung im Gasraum noch zu vergrößern,
kommt, der die gewünschte Schweiß- oder Punkt- 25 Eine andere Möglichkeit zur Ausführung des Erlichtbogenbildung wiederum praktisch ohne Verzöge- findungsgedankens besteht darin, die Hauptelektrode rung folgt, wenn die Schweißstromquelle 12 über das aus der Gasdüse derart hervorstehen zu lassen, daß Schweißstromrelais 13 und die zur Vermeidung einer zwischen ihr und einer beispielsweise als Dornen-HF-Ableitung vorgesehene Drossel 14 mit der kranz ausgebildeten, zur Hauptelektrode konzen-Hauptelektrode 3 und außerdem mit dem Werkstück 30 trisch angeordneten Hilfselektrode eine Glimmentlaverbunden ist. dung erzeugt wird. Die Hilfselektrode ist zweckmä-

Das Stromrelais 13 hat dabei die Aufgabe, den ßigerweise mittels einer Klemmverbindung an dem

HF-Generator sofort nach Bildung des Lichtbogens Brenner befestigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 des Lichtbogens einschältet. Dadurch ist es möglich, Patentansprüche: die vorgegebenen Schweißzeiten genau einzuhalten. Die Anwendung eines derartigen Relais ist aber nur

1. Einrichtung zur Einleitung eines Lichtbo- dann sinnvoll, wenn die Zündverzögerungen im allgegens zwischen einer nicht abschmelzenden Elek- 5 meinen nicht mehr als höchstens einige wenige Setrode und einem Werkstück, wobei der Haupt- künden betragen. Es hat sich aber gezeigt, daß auch elektrode eine Hilfselektrode zugeordnet ist zur bei dem üblichen Normalabstand Elektrode zu Werk-Bildung einer energiearmen Glimmentladung zwi- stück von 2 bis 5 mm und bei Verwendung von sehen den beiden Elektroden zur Vorionisierung Stromquellen mit der im allgemeinen zulässigen Spitder Funkenstrecke zwischen Hauptelektrode und io zenleerlaufspannung von 100 Volt und einer Werkstück, "dadurch-gekennzeichnet, HF-Spitzenspannung von etwa 1500 bis 2000VoIt daß die Hilfselektrode (2) in unmittelbarer Nähe die Zündverzögerungen oft wesentlich . länger des werkstückseitigen Düsenendes angeordnet ist. sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einer min- Völlig unbefriedigendes Zündverhalten tritt auf, destens am werkstückseitigen Ende isolierenden 15 wenn sich der Abstand Elektrode zu Werkstück Gasdüse, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas- durch Elektrodenabbrand oder Werkstücklpleranz düse (1) auf der Außenseite mit einem als Hilf s- auf um oder über 5 mm vergrößert. ^l- : elektrode wirkenden Metallririg (2) versehen ist. Es ist daher vorgeschlagen worden, den Lichtbo-

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- genstart durch Vorionisierung der Funkenstrecke kennzeichnet, daß der Metallring (2) durch GaI- ao zwischen Elektrode und Werkstück zu erleichtern, vanisieren auf die Düse (1) aufgebracht wird. Zur Ausführung dieses Gedankens sind bereits ver-

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, da- schiedene Vorschläge gemacht worden. So ist es bedurch gekennzeichnet, daß der Metallring (2) in kannt, in der Düse zwei Hilfselektroden anzubringen, Längsrichtung geschlitzt ist. von denen eine gegenüber den anderen Brennerteilen

5. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch 35 isoliert angeordnet ist, und zwischen diesen Hilfselekgekennzeichnet, daß der Ausdehnungskoeffizient troden eine stille Glimmentladung oder eine Bogender Hilfselektrode (2) deutlich größer als der der entladung aufrechtzuerhalten. Einrichtungen dieser Gasdüse (1) ist. Art sind jedoch groß, machen den Brenner unhand-

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- lieh und erfordern auch in Schweißpausen ständigen kennzeichnet, daß die Gasdüse (1) in ihrer Wan- 30 Fluß teuren Schutzgases. Es ist ferner bekannt, eine dung mindestens eine Öffnung aufweist, in der ein Gasentladung außerhalb der Düse herzustellen und auf die Hauptelektrode gerichteter, als Hilfselek- das ionisierte Gas in den Raum zwischen Hauptelektrode wirkender Metallstift angeordnet ist. ■ ' ' trode und Werkstück zu blasen. Derartigen Einrichtungen haften ebenfalls die oben genannten Mängel

35 an. Außerdem ist vorgeschlagen worden, zwischen

- ^ !— dem Spannzangengehäuse für die Hauptelektrode

, und einer metallischen Gasdüse längs einer keramischen Trennwand eine Entladung zu erzeugen, durch

Für die Bearbeitung von Werkstücken mittels eines deren Licht der Raum zwischen Hauptelektrode und Lichtbogens zwischen einer nichtabschmelzenden 40 Werkstück vorionisiert wird. Bei dieser Anordnung Elektrode und dem Werkstück, insbesondere zum -wird nicht zuletzt wegen des großen Abstandes zwi-Schweißen oder Punkten verunreinigungsempfindli- sehen Entladungsort ,und Werkstück häufig die für eher, Werkstoffe, ist ein sicherer Start des Lichtbo- eine Erstzündung erforderliche Trägerkonzentration gens ohne jede Werkstückberührung der Elektrode nicht erreicht. .
unbedingte Voraussetzung. 45 Gemäß der Erfindung wird bei Brennern, bei de-

Vor allem sind beim Punkten Lichtbogenbrennzei- nen der Hauptelektrode eine Hilfselektrode zugeordten von weniger als einer Sekunde in vielen Fällen net ist, zur Bildung einer energiearmen Glimmentlaüblich, so daß Zündverzögerungen von wenigen dung zwischen diesen Elektroden zur Vorionisierung Zehntelsekunden bereits zu erheblichen Unterschie- der Strecke zwischen Hauptelektrode und Werkstück den im Arbeitsergebnis führen. ' ^ 50 vorgeschlagen, die Hilfselektrode in unmittelbarer

Besonders nachteilig wirken sich auch kleine Nähe des werkstückseitigen Düsenendes anzuordnen. Zündverzögerungen beim Maschinenschweißen mit Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Bren- »fliegendem Start« aus, d.h. bei Zündung des Licht- ners wird die Glimmentladungszone in den Bereich bogens an bestimmter Stelle während bereits beste- des Düsenauslasses gebracht. Dadurch entsteht eine hender Relativbewegung von Brenner zu Werkstück. 55 bisher unerreichte Sicherheit bei der Erstzündung von Der Lichtbogen bildet sich z. B. erst dann, wenn der Gleichstrom- und Wechselstrom-Lichtbögen, insbe-Brenner den Beginn der zu schweißenden Stelle be- >. sondere .dann, wenn der Elektrodenabstand bis zu reits überfahren hat, so daß ein Stück Schweißnaht oder über 5 mm beträgt,
nach Beendigung des Arbeitsvorganges fehlt. In vorzugsweiser Ausbildung der Erfindung be-

Die übliche Methode zur Einleitung des Lichtbo- 60 steht die Hilfselektrode aus einem auf der Außenseite gens bestand zuerst in der Bildung einer Hochfre- der keramischen Gasdüse angeordneten Metallring. quenz(HF)-Funkenentladung zwischen Elektrode Der Metallring kann durch Galvanisieren auf die ke- und Werkstück. Es zeigte sich aber, daß hierbei er- ramische Düse aufgebracht werden oder durch Aushebliche Zündverzögerungen auftreten. gießen einer Ringnut in der Düse.

Beim Punkten wurde daher schon vorgeschlagen, 65 Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ein schweißstrom- oder schweißspannungsabhängiges ist die Hilfselektrode mit wenigstens einem durch die Relais anzuordnen, daß das die Dauer des Punktens Wandung der keramischen Düse hindurchreichenden bestimmende Zeitglied erst unmittelbar nach Zünden Metallstift versehen, dessen entladungsseitiges Ende