DE1540939A1 - Verfahren zur Lichtbogenschweissung und Einrichtung zur Ausuebung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Lichtbogenschweissung und Einrichtung zur Ausuebung des Verfahrens

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DE1540939A1
DE1540939A1 DE19651540939 DE1540939A DE1540939A1 DE 1540939 A1 DE1540939 A1 DE 1540939A1 DE 19651540939 DE19651540939 DE 19651540939 DE 1540939 A DE1540939 A DE 1540939A DE 1540939 A1 DE1540939 A1 DE 1540939A1
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Germany
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arc
current
pulses
welding
coil
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Application number
DE19651540939
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Sevenco Alexander Jura
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Lincoln Electric Co Ltd
Original Assignee
Lincoln Electric Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/06Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
    • B23K9/073Stabilising the arc
    • B23K9/0737Stabilising of the arc position

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

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.
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. .
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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:
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Claims (15)

Patentansprüche
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).
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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
DE19651540939 1964-12-24 1965-12-23 Verfahren zur Lichtbogenschweissung und Einrichtung zur Ausuebung des Verfahrens Pending DE1540939A1 (de)

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