DE1565157A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Lichtbogenschweissen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Lichtbogenschweißen Dia Erfindu,ng--b.efaßt sich mit dem Schweißen mittels Lichtbogen und betrifft insbesondere das Lichtbogenschweißen mit im Schweißstromkreis liegendem Werkstück.
• Zahlreiche Gleichstromschwaißvurrichtungen erfordern die Verwendung einer induktivität im 'Schuceißr-tromkreis, um gute Schweißungen zu erzielen. Ein Beispiol dafür ist das Sunuoilien von rostsicherem Stahl mit ffE=li um-Krihlendioxyd-Artgonma.schungon und <<tjrz,2chluß-Werk:3toff Ubargang. In einem solchen Fall ist eine verhältnismäßig grcGe nduktivität jrfolderlich, um einen stabiler Werksroffühergang bei ge- ringer Spritzerbildung zu erreichen. Der für einen stabilen [Jerkstoffüberganr b-nötigte Induktivität,:-wsrt ist jedoch oft zu groß, um gute Lichtbogenzündbedinc-.ungen au erzielen. Der bei der Lichtbogenziiiidung vorhandene Induktivitätswert sollLe in vielen Fällen geringer als der zur Stabilisierung des Werkstoffübergangs benutzte Induktivitätswert sein.
• Wenn handelsübliche Stromquellen mit indL:t<tivem Schweißstromkreis so eingestellt worden müssen, daß Gute Zündbedingungen geschafF un eLeL:dcn, geht in zahlreichen Fallen die optimale t@orkstof fübeig;sr;@l@:;;t;@k@ t_l i tzt verloren. Wein der Zündstrom ,io niedrig wie E@r@@!@@"@"@ geeignet gshaltc: i wird, unterdrückt Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum elektrischen Lichtbogenschweißen,. bei denen derartige Schwierigkeiten vermieden sind, indem unterschiedliche Zünd- und Arbeitswerte dar Induktivität vorgesehen werden, um sowohl gute Zündbedingungen bei einem Minimum an störenden Spritzern als auch optimale Stabilität des Werkstoffübergangs zu erreichen. Mit der Erfindung wird ein Lichtbogenschweißverfahren mit im Schweißstromkreis liegendem Werkstück unter Vurwendung von Abschmelzelektroden und einer Gleichstromschweißquelle geschaffen, bei dem die Schweißstromc,uelle in Reihe mit der Elektrode und dem Werkstück gelegt wird, die Elektrode in Richtung auf das Werkstück vorgeschoben und zwischen Elektrode und Werkstück ein Lichtbogen gezündet wird und das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Lichtbogen in einem nicht induktiven Stromkreis gezündet und eine Zeitsteuerperiode zur Stabilisierung des Bogens eingeleitet wird, der Schweißstrom während der Zeitsteuerperiade der Elektrode über einen parallel zu einem induktiven Stromkreis liegenden kapazitiven Stromkreis oder über einen Nebenschlußstromkreis des induktiven Stromkreises zuc,eführt und am Ende der Zeitsteuerperiode durch volles Atrladen des kapazitiven Stromkreises oder Öffnen eines Kontakts im Nebenschlußstromkreis über den induktiven Stromkreis geleitet wird. Erfindungsgemäß wird ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen, die eire Drahtvorschubsinrichtung zur Zuführung der Elektrode zum Werkstück und eine in Reihe mit der Elektrode und dem Wc-rkstück geschaltete Schweißstromquelle aufweist und geke!-rizeichnet ist durch eine in Reihe mit der Schweißstromquelle und der Elektrode liegende Induktivität sowie eine paiallel zu der Induktivität geschaltete Zeitsteuerung, die sinan Kondensator oder einen von einem Zeitgeber betätigten Nebenschlußkon-. takt aufweist. Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigt:

  Fig. 1 ein Schaltbild einer Schweißvorrichtung nach der

  Erfindung, und

  Fig. 2 ein Oszillogramm des Stroms bei einem Widerstands-

  belastungstest der Schaltung nach der Erfindung.

  Gemäß Fig. 1 ist eine Gleichstromschwei3quelle 1 über L-eitungen-2, S und 3 mit Klemmen 20 und 21 einer Metall-Lichtbogenschweißeinrichtung mit Abschmelzeloktrode verbunden, die ein Drahtkontakt-Führungsrohr 23 aufweist, durch das hindurch eine Elektrode 24 mittels eines Motors 25 von einer Haspel 26 aus vorgeschoben Wird. Die Elektrode Wird auf das Werkstück 27 zu geführt, so daß ein Lichtbogen 28 zwischen dem Elektrodeneede.und dem Werkstück gezündet wird, wenn Metall von der Elektrode in einem Gaastrom 29 übergeht. In der Leitung 2 liegt eine Induktivit@t 4 mit einer hochinduktiven Ausgangsleitung S, die unmit#'.elbar mit der Klemme 20 verbunden ist, und einer niederinduktiven Ausgangsleitung 6, die über den Kontakt 8 eines Nebenschlußreleis 19 und eine Leitung 7 mit der Klemme 20 in Verbindung steht. Der Kontakt 8 ist normalerweise offen (während des Schweißens) und wird mittels der Wicklung 9 geschlossen, die über Leitungen 10 und 11 und einen Schalter 12 mit einer Stromquelle 13 verbunden ist.-Der Schalter 12 ist normalerweise geschlossen und wird mittels eines Zeitgebers 14 geöffnet, dessen Zeitstouerintervall mittels einer Stellvorrichtung 30 vorgegeben werden kann. Der Zeitgeber 14 ist über Leitungen 15 und 16 und einen normalerweise offenen Kontakt 17 mit einer Stromqualle 22 verbunden. Der Kontakt;, 17 wird mittels eines Stromrelais 18 im Auc,3angsstromkreis der Schweißstromquelle 1 betätigt. Der Kontakt 8 des Nebenschlußrelais 19 .it zunächst geschlossen, während der Kontakt 17 des St--omrelais 18 offen ist, so daß der Zeitgeber 14 nicht errecaK: ist und infolgedessen sein Kontakt 12 geschlossen bleiL,:, und die Relaiswicklung 9 erregt wird. Infolgedessen wird ein niedriger Induktivitätswert in den Schweißstromkrels gelegt, was zu guten Lichtbogenzündbedingungen führt. G?.e Elektrode 24 wird vorgeschoben, bis ihr Ende mit dem Plerkstück 27 in Kontakt kommt. Nach Fließen des Lichtbor;anstroms schließt das Stromrelais 16 den Kontakt 17, wodurch der Zeitgeber 14 erregt wird, der nach einem vorgegebc--@en Zeitintervall den Schalter 1 2 öffnit, wodurch die IUick -.ung 9 des Relais 19 stromlos wird und der Kontakt 8 öffnet. Durch das Öffnen des Kontakts 8 wird der höhere Induktivitätswert über die Leitung 5 in den Schweißstromkreie cAlegt, so daß während des eigentlichen Schweißvorgangs siti stabiler Werkstoffübergang erzielt wird. Das Zeitsteuerintervall des Zeitgebers ''4 kann mittels der Stellvorrichtung 30 zwischen Null und jedem beliebigen vorgegebenen Wert eingestellt werden, der nur von der Wahl des Zeitsteuerintervalls abhängt. Das Stro.mr--lais 18 und der Kontakt 17 können durch einen Kontaktsatz in der Schweißstromquelle 1 ersetze werden. Bai Einschalten der Stromquelle 1 wird dann dar Kontakt 17 sofort geschlossen. Sodann würde die Zeitsteuerschaltung die Indukt;_vität in Reihe mit dem Lichtbogenstromkreis nach einer vorgcggabenen Zeitspanne selbsttätig von dem-niedrigen Wert der Leitung 6 auf den hohen Wert der Leitung 5 bringen. Die Vorrichtung liefert infolgedessen sowohl optimale Zündbedingungen als auch op- timale Schweißbedingungen. Der Zeitsteuerstromkreis kann im Rahmen der Erfindung ohne weiteres auch abgewandelt aufgebaut sein.
• Die folgenden Daten geben ein praktisches Ausführungsbei spiel der Erfindung wieder: Die senkrechten Linien 31 in Fig. 2 entsprechen einem jeweiligen Zeitintervall von 0,1 Sekunden. Bemerkenswert ist die Änderung des prozentualen Anteils'der Welligkeit 32 auf Grund der zusätzlichen Filterwirkung des Schweißinduktivitätswerts. Der Schaltzeitpunkt erscheint in der Stromkurve 34 als negative Spitze 33, und zwar weis. der Strom über die größere Schweißinduhtivität geleitet wird. induktivitätsschaltkreis Wirken. Wesen'. :.ich ist es, daß mit Hilfe einer derartigen Schaltanordn,ing eine unterschiedliche Flankensteilheit des Stromz-instiegs (Zeitkonstante) für den Zünd- und Schweißvorgano erzielt wird. Beispielswaise kann der Schaltkontakt Ei nach Fig. 1 durch einen zunächst ungeladenen Kondensator mit verhältnismäßig großem Kapazitätswert ersetzt werden. Während des Ladezeitraums des Kondensators ergibt sich für die Zündung ein verhältnismäßig niedriger Induktivi.';ätswert, während nach Abschluß des Ladezeitraums (Ende c;gs Zündintervalls) ein verhältnismäßig hoher Induktivitätssert für den Schweißvorgang vorhanden ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche 1. Lichtbogenschweißvorfahren mit im Scht-:gißstromkreis liegendem Werkstück unter Verwendung v#in Abschmelzelektruden und einer Gloi chstromschweißquc I.le, bei dem die Schweißstromquelle in Reihe mit der Elektrode und dem Werkstück gelegt, die Elektrode in Richtung auf das Werkstück vorgeschoben und zwischen Elektrode und Werkstück ein Lichtbogen gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtbogen in einem nicht induktiven Stromkreis gezündet und eine Zeitsteuorperinde zur Stabilisierung das Bogens eingeleitet wird, der Schweißstrom während der Zaits:teuerperiode der Elektrode über einen parallel zu einem induktiven Stromkreis liegenden kapazitiven Stromkreis oder über einen Nebenochlußstromkreie dos induktiven Stromkreises zugeführt Lind am Ende der Zeitsteuerperiode durch volles Aufladen des kapazitiven Stromkrei;3es oder Öffnen eines Kontakts im Nebenschlußstromkreis über den induktiven Stromkreis geleitet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekcrnnzeichnet, daß die Zeitsteuƒrpƒriode eingeleitet wird, indem der anfängliche Lichtbogenstrom über ein Relais ;geleitet wird, das einen Zeitgeber betätigt.
3. 3. Vorrichtung zur.Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Drahtvorschubeinric.'itung zur Zuführung der Elektrode zum 1Jorkstü ck und einer in Reihe mit der Elektrode und dem iJƒrkstück geschalteten Schweißstrotr.-quelle, gekennzeichnet durch eine in F ehe mit der Schweißstromquelie und der Elektrode liegende Induktivität sowie eine parallel zu der Induktivität geschaltete Zeitsteuerungi die einen f,ondensator oder einen von e_.nem Zeitgeber betätigten Nebenschlußkontakt aufweist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,* daß der Zeitgeber über einen Startkontakt, der von einer mit der Schweißstromquelle verbundenen Wicklung betätigbar ist, mit einer Erregerstromquelle verbunden ist und einen zwischen einer Nebenschlußwicklung zur Betätigung des Nebenschlußkontakts und der Erregerstromquelle der Neben- schlußwicklung liegenden Zeitgeberkontakt aufweist, der während der Zeitsteuerperiode schließt und am Ende der Zeitsteu.erperiode öffnet.