DE1565357C

DE1565357C - Electric welding device

Info

Publication number: DE1565357C
Authority: DE
Inventors: Robert Charles Hellam Pa. Swengel (V.StA.)
Original assignee: AMP Inc
Current assignee: TE Connectivity Corp
Publication date: 1972-08-31

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum elektrischen Schweißen mit einem durch Schließen eines Leistungsschalters an zwei Schweißelektroden anschließbaren Leistungskreis, mit einem Hilfsleistungskreis, der einen relativ energiearmen Lichtbogen zündet, nachdem die Elektroden voneinander getrennt worden sind, und mit einem Steuerkreis zum Schließen des Leistungsschalters und zum dadurch erfolgenden Auslösen eines energiereichen Schweißlichtbogens nach dem Zünden des relativ energiearmen Lichtbogens.The invention relates to a device for electric welding with a by closing a circuit breaker to two welding electrodes connectable power circuit, with a Auxiliary power circuit that ignites a relatively low-energy arc after the electrodes are apart have been separated, and with a control circuit for closing the circuit breaker and for this triggers a high-energy welding arc after the relative has been ignited low-energy arc.

Das am weitesten verbreitete Verfahren zum Zünden eines Lichtbogens zwischen zwei Schweißelektroden besteht darin, daß die beiden Elektroden direkt miteinander kurzgeschlossen werden, so daß der starke Strom dazu führt, daß eine oder beide Elektroden an ihrem Ende verdampfen und ein Lichtbogenplasma erzeugt wird. Dies führt jedoch häufigThe most widely used method of igniting an arc between two welding electrodes is that the two electrodes are short-circuited directly to each other, so that the high currents cause one or both electrodes to vaporize at their end and create an arc plasma is produced. However, this often results

ίο zu einer Berührungsschweißung, so daß der Lichtbogen gelöscht wird und der Stromquelle sehr starke Ströme entnommen werden. Die Verbindung muß dann getrennt werden, und die Erzeugung einesίο to a touch weld so that the arc is extinguished and very strong currents are drawn from the power source. The connection must then be separated, and the creation of a

. Lichtbogenplasmas muß wiederholt werden. Ferner ist nachteilig, daß zum Zünden des Lichtbogens sehr starke Ströme erforderlich sind, und daß unter bestimmten Umständen die Enden der miteinander zu verbindenden Metallteile durch die starken Ströme beschädigt werden.. Arc plasma must be repeated. A further disadvantage is that to ignite the arc very strong currents are required, and that under certain circumstances the ends of each other too connecting metal parts can be damaged by the strong currents.

Ferner sind automatische Vorrichtungen zum Zünden eines Bogens zwischen Schweißelektroden bekannt (deutsche Patentschrift 963 363), die den eingangs genannten Vorrichtungen entsprechen und bei denen der Zündvorgang z. B. durch manuelles Schließen eines elektrischen Schalters zu einem Zeitpunkt eingeleitet wird, zu dem die Elektroden in Berührung miteinander stehen. Daraufhin fließt zunächst ein durch einen Widerstand oder eine Induktivität begrenzter geringer Strom zwischen den Elektroden. Darauf werden die Elektroden automatisch durch ein Solenoid voneinander getrennt, und es wird ein zunächst energiearmer Lichtbogen gezündet. Der Begrenzungswiderstand wird dann automatisch kurzgeschlossen, so daß der gesamte Strom zwischen den Elektroden fließen kann und der endgültige Schweißlichtbogen hoher Intensität entsteht. Die zeitliche Aufeinanderfolge der vorstehend beschriebenen Vorgänge wird mittels Verzögerungsrelais gesteuert. Derartige Vorrichtungen sind jedoch für elektrisches Handschweißen wenig geeignet; da nämlich der automatisch ablaufende Zündvorgang bereits eingeleitet wird, wenn sich die Elektroden noch in Berührung miteinander befinden, ist die Bedienungsperson von diesem Zeitpunkt an genötigt, innerhalb eines genau begrenzten Zeitintervalls die Schweißelektroden voneinander zu trennen, da sonst die Gefahr besteht, daß die Elektrode ausbrennt, mit dem Werkstück verschweißt oder die Stromquelle auf Grund des Kurzschlusses überlastet wird.Automatic devices for igniting an arc between welding electrodes are also known (German Patent 963 363), which correspond to the devices mentioned above and at where the ignition process z. B. by manually closing one electrical switch at a time is initiated, to which the electrodes are in contact with each other. Thereupon flows first a small current limited by a resistor or an inductance between the electrodes. Then the electrodes are automatically separated from each other by a solenoid, and it is an initially low-energy arc ignited. The limiting resistor is then automatically short-circuited so that all the current between the Electrodes can flow and the final high-intensity welding arc is created. The temporal The sequence of the processes described above is controlled by means of delay relays. Such However, devices are not very suitable for electric manual welding; because that is automatic The ongoing ignition process is initiated when the electrodes are still in contact are with each other, the operator is required from this point on, within one precisely limited time interval to separate the welding electrodes from each other, otherwise there is a risk that the electrode burns out, welded to the workpiece or the power source due to the short circuit is overloaded.

Diese bekannten Vorrichtungen sind daher hinsichtlich des automatisch ablaufenden Zündvorganges für Handschweißgeräte zu wenig flexibel.These known devices are therefore with regard to the automatically running ignition process Not flexible enough for hand-held welding equipment.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Zündung des Schweißlichtbogens in einer auch für das Handschweißen geeigneten flexiblen Weise erfolgt.The object of the present invention is to design a device of the type mentioned at the outset in such a way that that the ignition of the welding arc in a flexible that is also suitable for manual welding Way done.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Steuerkreis einen Impulsgeber aufweist, der so geschaltet ist, daß er auf Grund der Trennung der beiden Schweißelektroden voneinander einen das Schließen des Leistungsschalters bewirkenden Steuerimpuls an den Leistungsschalter abgibt.This object is achieved according to the invention in that the control circuit has a pulse generator, which is switched in such a way that, due to the separation of the two welding electrodes from each other, it has one Closing the circuit breaker causing control pulse to the circuit breaker emits.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung istAn advantageous development of the invention is

dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber aus einem induktiven Schaltelement besteht, das über eine Gleichstromquelle des Hilfsleistungskreises parallel zu den beiden Schweißelektroden geschallet ist und mitcharacterized in that the pulse generator consists of an inductive switching element which has a DC source of the auxiliary power circuit is sonicated in parallel to the two welding electrodes and with

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einer Steuerelektrode des Leistungsschalters verbun- nur Strom, wenn die beiden Elektroden 5 und 7 mit-power is only connected to a control electrode of the circuit breaker if the two electrodes 5 and 7 are

■> den ist. so daß das bei Berührung der Schweißelek- einander in Berührung gebracht und wieder vonein- ■> which is. so that when the welding electrodes touch, it is brought into contact with one another and again from one another.

: troden in dem induktiven Schaltelement aufgebaute ander getrennt worden sind. Mit der Zündeinrich: electrodes built up in the inductive switching element have been separated from each other. With the ignition device

. Magnetfeld auf eine Trennung der Schweißelektroden tung 3 ist eine Spule 6 eines Elektromagneten in Reihe. Magnetic field on a separation of the welding electrodes device 3 is a coil 6 of an electromagnet in series

voneinander hin zusammenbricht und ein Steuerim- 5 geschaltet. Durch diese Spule fließt Strom, wenn dencollapses from each other and a Steuerim- 5 switched. Current flows through this coil when the

puls an die genannte Steuerelektrode abgegeben wird. beiden Elektroden 5 und 7 Leistung zugeführt wird.pulse is delivered to said control electrode. power is supplied to both electrodes 5 and 7.

j Bei dieser Weiterbildung der Erfindung ist der Im- Bei einem Stromfluß durch die Spule 6 zieht einIn this further development of the invention, the im- When a current flows through the coil 6, it pulls in

j pulsgeber in vorteilhaft einfacher und billiger Weise Magnetsystem 9 einen Anker 10 an, so daß die vonj pulse generator in an advantageously simple and inexpensive way magnet system 9 an armature 10, so that the of

j ausgebildet. einer Klemmvorrichtung 8 festgehaltene Elektrode 7j trained. an electrode 7 held in place by a clamping device 8

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Er- io nach links bewegt wird. Wenn die Enden der beidenAnother advantageous development of the erio is moved to the left. When the ends of the two

findung ist dadurch gekennzeichnet, daß das induktive Elektroden 5 und 7 daher durch die Wirkung desFinding is characterized in that the inductive electrodes 5 and 7 therefore by the action of the

Schaltelement als Transformator ausgebildet ist, des- Lichtbogens geschmolzen sind, werden die beidenSwitching element is designed as a transformer, the arc melted, the two

sen Primärwindung in Serie mit der Gleichstrom- Teile miteinander durch die Wirkung des Schlagessen primary winding in series with the direct current parts with each other by the action of the blow

quelle des Hilfsleistungskreises und mit einem deich- verbunden, der durch die Bewegung des Ankers 10source of the auxiliary power circuit and connected to a dike, which by the movement of the armature 10

richter parallel zu den beiden Schweißelektroden ge- 15 erzeugt wird.Richter is generated parallel to the two welding electrodes.

schaltet ist und dessen Sekundärwindung mit der Fig. 3 zeigt nun ein Schaltschema der Zündein-Steuerelektrode des Leistungsschalters verbunden ist, richtung 3, die in den Anordnungen nach den F i g. 1 und daß der Gleichrichter so gepolt ist, daß auf das und 2 verwendet wird. Die Zündeinrichtung besitzt Schließen des Leistungsschalters hin der Steuerkreis einen Leistungskreis mit einer Gleichstromquelle 11. von dem Leistungskreis getrennt wird. Bei dieser 20 der ein Speicherkondensator parallelgeschaltet ist, Weiterbildung wird einer schädlichen Überlastung des und mit einem steuerbaren Siliciumgleichrichter 21 Steuerkreises durch Rückwirkung des Leistungskrei- zum Anlegen der Gleichspannung an zwei Elektroden ses vorgebeugt. 14. Der steuerbare Siliciumgleichrichter 21 hat eine Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Er- Steuerelektrode 13, die durch einen Steuerkreis gefindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke 25 steuert wird, der eine Hilfsgleichstromquelle 16, des Schlagstumpfschweißens eine Spule eines Elek- einen Transformator 18 und einen Gleichrichter 19 tromagneten in Serie mit dem Leistungskreis geschal- besitzt. Der Steuerkreis kann durch einen manuell tet ist und der Elektromagnet geeignet ist, die beiden betätigbaren Schalter 15 ausgeschaltet werden.
Schweißelektroden beim Schließen des Leistungs- Der steuerbare Siliciumgleichrichter 21 ist zuschalters gegeneinander zu schlagen. Diese Weiter- 30 nächst nichtleitend. Wenn die beiden Elektroden 14 bildung ist deswegen vorteilhaft, weil der Leistungs- einander berühren, fließt Gleichstrom, durch eine kreis nur dann stromführend ist, wenn die Schweiß- Primärwicklung 17 des Transformators 18, den elektroden bereits voneinander getrennt sind, so daß Gleichrichter 19 und die Elektroden 14. In dem Kern eine vorzeitige Aktivierung des Elektromagneten aus- des Transformators 18 wird ein Magnetfeld erzeugt, geschlossen ist. 35 Wenn die Elektroden 14 voneinander getrennt wer-Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach- den, wird der Gleichstrom in dem Steuerkreis unterfolgend an Hand der schematischen Zeichnungen brochen und infolge des Zusammenbruchs des in dem beschrieben. In diesen zeigt Kern des Transformators 18 erzeugten Magnetfeldes Fig. 1 eine Anordnung zum Anschweißen eines in der Sekundärwicklung20 des Transformators eine elektrischen Leiters an einen Anschlußteil, 40 Hochspannung induziert, so daß zwischen den Elek-F i g. 2 eine Schlagstumpfschweißanordnung zum troden 14 ein relativ energiearmer Lichtbogen ge-Verbinden von zwei elektrischen Leitern und . zündet wird. Die induzierte Spannung hat eine solche F i g. 3 ein Schaltschema einer erfindungsgemäßen Polarität, daß der steuerbare Siliciumgleichrichter 21 Zündeinrichtung. unter der Wirkung seiner Steuerelektrode 13 leitfähig Gemäß F i g. 1 ist in einem elektrischen Anschluß- 45 und daher die Stromquelle 11 direkt an die beiden teil 1 ein elektrischer Leiter 2 angeordnet. Der elek- Elektroden 14 angelegt wird. Der zunächst zwischen irische Anschlußteil 1 und eine Schweißelektrode 4 den beiden Elektroden 14 erzeugte Lichtbogen gesind mit einer Zündeinrichtung 3 verbunden. Wenn nügt zur Bildung eines Plasmas, welches den zwiman den Anschlußteil 1 und die Elektrode 4 mitein- sehen den Elektroden fließenden, starken Leistungsander in Berührung bringt und wieder voneinander 50 strom leitet.is switched and its secondary winding is now connected to FIG. 3 shows a circuit diagram of the ignition control electrode of the circuit breaker, direction 3, which is shown in the arrangements according to 1 and that the rectifier is polarized so that and 2 is used. When the circuit breaker closes, the ignition device has a power circuit with a direct current source 11. The power circuit is separated from the control circuit. In this 20, which a storage capacitor is connected in parallel, a harmful overload of and with a controllable silicon rectifier 21 control circuit is prevented by the reaction of the power circuit for applying the direct voltage to two electrodes ses. 14. The controllable silicon rectifier 21 has a further advantageous development of the Er control electrode 13, which is found by a control circuit is characterized in that for the purpose 25 is controlled, the an auxiliary direct current source 16, the blow butt welding a coil of an elec- a transformer 18 and a rectifier 19 tromagneten connected in series with the power circuit. The control circuit can be switched off by a manual switch and the electromagnet is suitable for the two actuatable switches 15.
Welding electrodes when closing the power switch The controllable silicon rectifier 21 is to be hit against each other. This next 30 next non-conductive. If the two electrodes 14 formation is advantageous because the power touch each other, direct current flows through a circuit only when the welding primary winding 17 of the transformer 18, the electrodes are already separated from each other, so that rectifiers 19 and the electrodes 14. In the core a premature activation of the electromagnet from the transformer 18, a magnetic field is generated that is closed. When the electrodes 14 are separated from one another according to the exemplary embodiment of the invention, the direct current in the control circuit is broken below with reference to the schematic drawings and as a result of the breakdown of the described in FIG. In this core of the transformer 18 generated magnetic field Fig. 1 shows an arrangement for welding an electrical conductor in the secondary winding 20 of the transformer to a connector, 40 high voltage induced so that between the elec-F i g. 2 a percussion butt welding arrangement for trotting 14 a relatively low-energy arc ge-connecting two electrical conductors and. is ignited. The induced voltage has such a figure. 3 a circuit diagram of a polarity according to the invention, that the controllable silicon rectifier 21 ignition device. Conductive under the action of its control electrode 13 According to FIG. 1 is in an electrical connection 45 and therefore the power source 11 is arranged directly on the two part 1, an electrical conductor 2. The elec- electrode 14 is applied. The arc initially generated between the Irish connector 1 and a welding electrode 4 of the two electrodes 14 is connected to an ignition device 3. If it is sufficient for the formation of a plasma which brings the strong power flowing between the connecting part 1 and the electrode 4 into contact with one another and again conducts electricity from one another.

trennt, wird zwischen den beiden Teilen ein Licht- Der Gleichrichter 19 ist so gepolt, daß im leitfähibogen gezündet und aufrechterhalten, so daß die gen Zustand des steuerbaren Siliciumgleichrichters Enden dieser Teile schmelzen und der elektrische 21 der Steuerkreis von dem Leistungskreis getrennt Leiter 2 mit dem außen angeordneten Anschlußteil 1 ist, um eine Beschädigung des Steuerkreises zu ververbunden wird. 55 hindern.separates, a light is generated between the two parts. The rectifier 19 is polarized so that the conductive arc ignited and maintained, so that the gene state of the controllable silicon rectifier The ends of these parts melt and the electrical 21 disconnects the control circuit from the power circuit Conductor 2 with the externally arranged connection part 1 is to be connected to damage to the control circuit will. 55 prevent.

Fig. 2 zeigt eine Schlagstumpfschweißanordnung Anstelle des steuerbaren Siliciumgleichrichters 21 zum Verbinden von zwei Leiterenden 5 und 7. Die kann jeder geeignete mechanische oder elektronische beiden Leiter 5 und 7 sind als Elektroden mit einer Schalter verwendet werden, wobei jedoch elektroni-Zündeinrichtung 3 verbunden. Wie nachstehend ge- sehe Schalter wegen ihrer Trägheitsarmut im allgenauer beschrieben ist, liefert die Zündeinrichtung 3 60 meinen vorzuziehen sein werden.FIG. 2 shows a percussion butt welding arrangement instead of the controllable silicon rectifier 21 for connecting two conductor ends 5 and 7. The can be any suitable mechanical or electronic both conductors 5 and 7 are to be used as electrodes with a switch, but with electronic ignition device 3 connected. As in the following, see switches in more detail because of their lack of inertia is described, the igniter 3 supplies 60 will be preferable to mine.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for electrical welding with a by closing a circuit breaker Power circuit that can be connected to two welding electrodes, with an auxiliary power circuit, the a relatively low-energy arc ignites after the electrodes are separated from each other have been, and with a control circuit for closing the circuit breaker and thereby occurring triggering of a high-energy welding arc after igniting the relative low-energy arc, characterized that the control circuit has a pulse generator (18) which is connected so that it closes due to the separation of the two welding electrodes (14) from one another of the circuit breaker (21) emits the control pulse to the circuit breaker (21).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pulse generator (18) from consists of an inductive switching element, which is connected via a direct current source (16) of the auxiliary power circuit in parallel to the two welding electrodes (14) is connected and with a control electrode

(13) of the circuit breaker (21) is connected, so that when the welding electrodes are touched

(14) magnetic field built up in the inductive switching element to a separation of the welding electrodes (14) collapses from each other and a control pulse is sent to said control electrode (13) is delivered.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the inductive switching element is designed as a transformer (18), the primary winding (17) of which in series with the direct current source (16) of the auxiliary power circuit and with a rectifier (19) parallel to the two Welding electrodes (14) is connected and its secondary winding (20) with the control electrode (13) of the circuit breaker (21) is connected, and that the rectifier (19) is polarized so that when the circuit breaker (21) is closed, the control circuit is separated from the power circuit will.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that for the purpose of the blow butt welding a coil (6) of an electromagnet (9, 10) in series with the Power circuit is connected and the electromagnet (9, 10) is suitable for the two welding electrodes (5,7) to hit each other when closing the circuit breaker (21).