DE1540939A1 - Verfahren zur Lichtbogenschweissung und Einrichtung zur Ausuebung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Lichtbogenschweissung und Einrichtung zur Ausuebung des VerfahrensInfo
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- 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
- B23K9/0737—Stabilising of the arc position
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Description
Lincoln Electric Company Ltd·, Welwyn Garden City,
Hertfordshire» England
Verfahren zur Lichtbogenschweißung und Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens
pie Erfindung betrifft allgemein das Lichtbogenachweißen in
seinen verschiedenen Varianten (z.B. Schweißen mit Sprühbogen , mit getauchter Elektrode/ mit verdecktem Lichtbogen) <
Derartige Schweißungen können unter einem Inerten oder reaktionsträgen Schutzgas vorgenommen werden, etwa unter Argon
oder Kohlendioxyd oder einer Mischung beider, Zusatzmetall
für die Schwelestelle kann durch eine abschmelzende Elektrode oder durch eine Elektrode mit zusätzlichem, · in den Bogen geführtem Schweißstab eingebracht werden.
Mit der Erfindung wird ein Lichtbogenschweißverfahren
angegeben, das darin besteht, daß dem durch den Schweißstrom erzeugten Feld im Bereich des Bogens ein pulsierendes elektromagnetisches
Feld überlagert wird.
Vorzugsweise wird mit Sprühbogen gearbeitet.
Die Impulse des elektromagnetischen Feldes sollen ferner vorzugsweise
periodisch auftreten.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird ein Schutzgas, z.B. Kohlendioxyd, verwendet.
Die Impulse sollen außerdem vorzugsweise einseitig gerichtet sein, wobei die Richtung des erzeugten Magnetfeldes vorzugsweise
mit der Richtung des von dem Schweißstrom erzeugten, eine Bündelung des Lichtbogens herbeiführenden Magnetfeld
übereinstimmen soll. In manchen Fällen kann es jedoch vorteilhafter
sein, wenn die Richtung des pulsierenden Magnetfeldes der Richtung des von dem Schweißstrom hervorgerufenen
Feldes entgegengesetzt ist. Es sind auch Fälle denkbar, bei denen die Impulse wechseln, weil das elektromagnetische Feld
von einem Strom veränderlicher Frequenz·hervorgerufen wird,
dessen Arbeitsfrequenz sich nach' der Art der Schweißelektrode,
der Bogenlänge und dem Bogenstrom oder anderen wesentlichen
physikalischen Daten bestimmt.
Die Frequenz der Impulse kann zwischen 1 und 200 Hz liegen; der Bereich zwischen 5 und 50 Hz wird vorgezogen.
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Die Stärke des mit den Impulsen verbundenen Magnetfeldes
kann 1000 Oe erreichen.
Das Impulstastverhältnis der Impulse kann zwischen 10 und liegen, am günstigesten ist häufig ein Verhältnis von
Vorzugsweise sind Frequenzbereich und/oder Feldstärke
und/oder Impulstastverhältnis einstellbar«
Der Lichtbogenstrom kann beispielsweise mit einer Frequenz '
variiert werden, die gleich der Frequenz der Impulse des elektromagnetischen Feldes ist.
Diese Variation läßt sich erreichen, iaclem einem Gleichstrom, dessen Stromstarke niedrig^r ist als zum Ausführen des Schweißvorgangs
erforderlich IsCf Strom-Impul j dborlagert werden..
Die Sehweißstromimpulse können gleichzeitig mit den M^5 tfeldimpulsen
gegeben werden, sie können aber den Feldimpulsen
auch vor- oder nacheilen. ' ι
Die Erfindung umfaßt ferner eine Lichtbogenschweißeinrichtung
zur Ausübung des vorbeschriebenen Verfahrens; die Einrichtung weist Hilfseinrichtungen zum Erzeugen eines Lichtbogens auf,
Mittel zum Füllen der Schweißstelle (z.B. eine abschmelzende Elektrode oder einen Zusatzstab)» im Bereich des Bogens eine
elektromagnetische Spule und Hilfseinrichtungen, mit denen
die Spule so erregt werden kann, daß sie im Bereich des Bogens
ein pulsierendes Feld erzeugt.
909885/0571 ' ■".' BAD ORIGINAL'
Vorzugswelse führt die Erregereinrichtung der Spule Energie-
mit . ■
impulse konstanter Frequenz zu. Außerdem können Vorrichtungen vorgesehen, sein, mit denen ein Schutzgas an die Schweißstelle herangeführt werden kann.
impulse konstanter Frequenz zu. Außerdem können Vorrichtungen vorgesehen, sein, mit denen ein Schutzgas an die Schweißstelle herangeführt werden kann.
Die Spule kann Bestandteil einer Schweißpistole sein.
Zur Erzeugung des Lichtbogens kann die Stärke des Bogenstroms variiert werden, wobei die Variation der Stromstärke mit der
gleichen Frequenz erfolgt wie die Zuführung von Impulsen zur Spule. Vorzugsweise wird als Speisestrom für den Bogen ein
Gleichstrom zugeführt, dessen Stärke zur Ausführung der Schweißung
nicht ganz ausreicht; es sind dann Einrichtungen vorgesehen, mittels derer diesem Gleichstrom Stromimpulse überlagert
werden können, so daß der Strom periodisch den für die
Schweißung erforderlichen Wert erreicht.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer eriindungsgemäßen
Lichtbogenschweißeinrichtung beschrieben.
Die Einrichtung besteht aus einer üblichen Liehtbogen-Schutzgasschweißeinrichtung
mit einer dem Arbeitsstück kontinuierlich zugeführten abschmelzenden Elektrode. Die Elektrode ist
von einem Magneteisenrohr umgeben, auf dasjdie elektromagnetische Spule gewickelt ist, oder einfach von einer kernlosen
Spule. ·
Die Spule liegt in einem Stromkreis, durch den der Spule ein ' pulsierender Gleichstrom zugeführt wird,' wobei das Impulstastverhältnis
bei etwa 50$ liegt. Das Verhältnis kann auch
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■ zwischen 10 und 70$ einstellbar veränderbar sein. Das von
der Spule an der Schweißstelle erzeugte Feld soll zwischen O und 500 Oe einstellbar sein. Durch.Änderung des Speisestroms
der Spule und der Stromrichtung- in der Spule kann die
Wirkung der Spule umgekehrt werden, sadaß das von der Spule
hervorgerufene Feld dem von dem Sehwsißstrom hervorgerufenen
Feld gleichgerichtet.oder entgegengesetzt .gerichtet.sein kann.
Die Impulse werden in vorbestimmter periodischer Folge gegeben, und. die Frequenz der Impiilse kana 3'wischen 1 imd 200 Hz eingestellt 'werdfcn.
Beim Betrieb der Einrichtung wird der Elektrode der ichweißstrom
zugeführt, und die an der Schweißstelle verfügbare Energie wird so geregelt, daß eine SohweiSung mit Sprühbogen
erzielt wird. Das von der Spule gelieferte pulsierende Feld steuert den Metallübergang von der Elektrode auf das Arbeitsstück, wodurch eine bessere Ausbildung des Schweißstellenumrlsses erzielt und die Zahl der Spritzer-verringert'wird.
Bei Zunahme der von den Impulsen herrührenden Feldstärke wird
die Ausdehnung der Schweißstelle vergrößert.
Das Aussehen einer mit der erfindungsgemäßen Einrichtung nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schweißung ist
dank der gleichmäßigeren Ablagerung des Metalls erheblich verbessert. .
Die schematische Zeichnung dient zur Erläuterung der oben
beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung. .
909885/0571 '
Ein Elektrodendraht 1o wird kontinuierlich in Richtung auf
das Arbeitsstück 11 gefördert} Arbeitsstück und Elektrode
sind mit einer den Schweißstrom liefernden Stromquelle 12 verbunden.
Eine elektromagnetische Spule 15 umgibt das untere Ende des Elektrodendrahts und. einen Teil des Lichtbogens H; die
Spule liegt in einem Stromkreis* der eine Stromquelle 16
urd einen veränderbaren Widerstand 17 aufweist sowie einen
motorisch angetriebenen Stromwender 18, der mit bestimmter Frequenz geöffnet- und geschlossen werden kann.
Die beschriebene Einrichtung kann in Verbindung mit einer Stromquelle benutzt werden, di® des Bogenstrom mit veränderlicher
Frequenz derart pulsieren zu lassen vermag, daß das pulsierende Magnetfeld synchron alt äen Stromimpulsen sich
ändert. Falls erforderlich, können noch Mittel vorgesehen
werden, mit denen die gegenseitige Phasenlage zwischen Magnetfeldimpulsea
und Bogenstromimpulsen zwischen Voreilung und Nacheilung verändert werden kann.
Ein derartiges Gerät zur Verwendung Mm Schweißen mit getauchter
Elektrode ist in der Patentanmeldung L 51 126, VIIId/21h beschrieben.
Pat ent ansprüche:
309885/0571
Claims (15)
1. Lichtbogenschweißverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß dem durch den Schweißstrom erzeugten Feld im Bereich
des Bogens ein pulsierendes elektromagnetisches Feld überlagert wird.
2, Verfahren nach Aaspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Impulse des elektromagnetischen Feldes periodisch auftreten.
3." Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse einseitig gerichtet
sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, daduroii gekeaiis ,. . ■' aet,
daß die Richtung des erzeugten Magnetfeldes mit der des von dem Schweißstrom erzeugten Magnetfeldes übereinstimmt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Impulse zwischen
1 und 200 Hz liegt, vorzugsweise zwischen 5 und 50 Hz.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Impulsen verbundene
Stärke des Magnetfeldes 1000 Oe erreichen kann.
-■'".■-.■./■
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7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenhzelehnet, daß das Impulstastverhältnis der
Impulse zwischen 10 und 70# liegt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche/
dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke des Bogens variiert
wird.
9· Verfahren nach Anspruch 8,r dadurch gekennzeichnet,
daß die Frequenz der Stromvariationen mit der der Impulse des
elektromagnetischen Feldes übereinstimmt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Variation durch Überlagern von Impulsen auf einen Bogen-Gleichstrom hervorgerufen wird,
dessen Stromstärke zum Ausführen des Schweißvorgangs nicht' ausreicht.
11. Lichtbogenschweißeinrichtung zur Ausübung des
Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis to mit Hilfseinrichtungen für die Erzeugung eines Lichtbogens und Mitteln
zum Füllen der Schweißstelle (z.B. mit abschmelzender Elektrode oder Zusatzstab), gekennzeichnet durch eine im Bereich
des Lichtbogens (14) angeordnete elektromagnetische Spule (15) und eine zur Erzeugung eines pulsierenden Feldes im Bereich
des Bogens (H) durch Erregen der Spule (15) dienende Hilfseinrichtung
(16,17,18).
909885/ Q571 . '
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregereinrichtung (i6>tT,18) der Spule (15)
Energieimpulse mit konstanter Frequenz zuzuführen vermag.
13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (15) Wasserkühlung
besitzt,
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis T5,
-dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfseinrichtung (12,1 ο)
zur Erzeugung des Lichtbogens (H) so ausgestaltet ist,
daß dem Bogen Strom wechselnder Stärke zuführbar ist, und daß diese Stromstärke mit der Impulsfrequenz in der Spule (15)
wechselt. .
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfseinrichtung (12,16) zur Erzeugung des Lichtbogens (14) so ausgestaltet ist, daß dem Bogen ein Gleichstrom von.geringerer Stärke zuführbar ist als zur Ausübung
der Schweißung erforderlich 1st, und daß diesem Gleichstrom
Stromimpulse überlagerbar sind, durch die der Gleichstrom periodisch auf die zur Schweißung erforderliche Stärke erhöhbar ist. .
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Leerseite
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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