DE1565596C

DE1565596C - Apparatus for butt welding

Info

Publication number: DE1565596C
Authority: DE
Inventors: Alfred Roscoe Santa Anna Calif Erbe (V St A )
Original assignee: The Sippican Corp , Marion, Mass (V St A)

Description

Die Erfindung betrifft einen Apparat für Stoßschweißung, der aus einer Stromversorgung mit zwei Stoßkondensatoren und aus einer Schweißvorrichtung '". besteht, die eine Halterung für die zu verschweißenden Teile enthält. Während der eine Teil feststeht, ist der andere an einem Magnetkern befestigt und elektromagnetisch auf diesen zu bewegbar. Derartige Lichtbogen-Schweißapparate dienen bekanntlich bei der Stoßschweißung dazu, die Enden der Schweiß-teile zu schmelzen, sie gegeneinanderzudrücken und zu verbinden. Dabei wird im vorliegenden Fall ein transportables Gerät in Form einer Schweißpistole verwendet, die von einer Stromversorgung gespeist wird.The invention relates to an apparatus for butt weld, which consists of a power supply with two shock capacitors and of a welding device. '"That includes a support for the parts to be welded. While one part is fixed, the other is attached to a magnetic core and electromagnetically on Such arc welding devices are known to be used in butt welding to melt the ends of the welding parts, to press them against each other and to connect them .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schweißapparat zu schaffen, der bei hoher Stoßkraft zuverlässig einen Lichtbogen erzeugt. Ferner soll die Bewegung des einen Schweißteiles gegen das andere durch ein Magnetsystem zunächst relativ langsam erfolgen, bis der Lichtbogen überspringt, und dann plötzlich wesentlich hochschnellen. Außerdem sollen die beiden Magnetkernbewegungen einzeln regulierbar sowie Anode und Kathode vertauschbar sein.The invention is based on the object of creating a welding apparatus which, with high impact force reliably creates an arc. Furthermore, the movement of one welding part against the others are initially carried out relatively slowly using a magnet system until the arc jumps, and then suddenly jump up considerably. In addition, the two magnetic core movements should be individually adjustable and anode and cathode can be interchanged.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Wicklungen den Kern umgeben, daß die erste Wicklung mit dem ersten Stoßkondensator verbunden ist, der den Schweißstrom liefert, und daß die zweite Wicklung mit dem zweiten Stoßkondensator derart verbunden ist, daß dessen Strom einen Halter auf dem einen Schweißteil gegen das andere Schweißteil bewegt, bis zwischen diesen der Lichtbogen zündet und dadurch die erste Wicklung erregt wird und dem Halter einen gleichgerichteten Stoß versetzt.According to the invention, this object is achieved in that two windings surround the core the first winding is connected to the first surge capacitor which supplies the welding current, and that the second winding is connected to the second surge capacitor in such a way that its current is a Holder on one welding part moves against the other welding part until the arc is between them ignites and thereby the first winding is excited and the holder a rectified Shock offset.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die in den Kondensatoren zu speichernde Ladung für den Schweißstrom bzw. den Bewegungsimpuls des Kernes mittels Regelwiderständen einstellbar.According to a preferred embodiment of the invention, it is to be stored in the capacitors Charge for the welding current or the movement impulse of the core by means of variable resistors adjustable.

Die Erfindung kann auch dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, daß die Richtung des Schweißstromes mittels einer Umkehrtaste umkehrbar ist, wobei beide Spulenströme ihre Richtung beibehalten.The invention can also be designed advantageously that the direction of the welding current is reversible by means of a reverse key, with both coil currents maintaining their direction.

Die Ausbildung nach der Erfindung weist verschiedene Vorteile auf. Schweißstrom und Stoßkraft lassen sich unabhängig voneinander regeln, so daß der Schweißapparat für verschiedene Materialdicken und Werkstoffe verwendbar ist. Durch die Umkehrung des Schweißstromes wird erforderlichenfalls an den zu; verschweißenden Teilen, die zugleich die Elektroden darstellen, Anode und Kathode miteinander vertauscht, wobei jedoch die Spulenwicklungen stets in gleicher Richtung Stromdurchflossen werden.The training according to the invention has various Benefits on. The welding current and impact force can be regulated independently of each other, so that the Welding apparatus can be used for different material thicknesses and materials. By reversing the If necessary, the welding current is applied to the; welded parts, which also represent the electrodes, anode and cathode interchanged, however, the coil windings always have current flowing through them in the same direction.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung beschrieben, die das Schaltbild der Schweißvorrichtung und ihrer Stromversorgung zeigt.The invention is described using a drawing, which shows the circuit diagram of the welding device and its power supply.

Der Schweißapparat besteht aus der Stromversorgung PS, die z. B. an eine herkömmliche Spannungsquelle angeschlossen ist, und der Schweißvorrichtung WF, die mit der Stromversorgung PS durch die Leitungen Ll bis LS verbunden ist. Stromversorgung PS und Schweißvorrichtung WF haben gemeinsame Masse.The welding machine consists of the power supply PS, which z. B. is connected to a conventional voltage source, and the welding device WF, which is connected to the power supply PS through the lines Ll to LS . Power supply PS and welding device WF have a common ground.

Die Stromversorgung PS besitzt zwei Speicherkondensatoren C1 und Cl, die jeweils verschieden aufladbar sind. Der eine Kondensator ist mit der einen Elektrode der Schweißvorrichtung WF und der andere mit der Wicklung der Spule 5 verbunden, die die andere Elektrode trägt. Das Relais RL 4 der Stromversorgung, das durch die Drucktaste oder den Schalter PB der Schweißvorrichtung WF geschaltet wird, verbindet die beiden Kondensatoren Cl und C 2 mit ihren entsprechenden Schaltelementen in. der Schweißvorrichtung WF, um einen Lichtbogen zwischen den Elektroden und danach ihre Bewegung zueinander zu erzeugen.The power supply PS has two storage capacitors C1 and Cl, each of which can be charged differently. One capacitor is connected to one electrode of the welding device WF and the other to the winding of the coil 5 which carries the other electrode. The relay RL 4 of the power supply, which is switched by the push button or the switch PB of the welding device WF , connects the two capacitors Cl and C 2 with their corresponding switching elements in. The welding device WF to create an arc between the electrodes and then their movement to each other to create.

Im einzelnen geschieht das folgendermaßen: Der Transformator T mit dem Übersetzungsverhältnis 1:1 wird mit seiner Primärwicklung PRI über den Netzschalter SW an die Spannungsquelle 1-1' von z.B. 120 V/60 Hz gelegt und speist mit seiner Sekundärseite SEC drei Einweggleichrichter Dl, D 3 und D 5. In detail this happens as follows: The transformer T with the transformation ratio 1: 1 is connected with its primary winding PRI via the mains switch SW to the voltage source 1-1 'of e.g. 120 V / 60 Hz and feeds three half- wave rectifiers Dl, D with its secondary side SEC 3 and D 5.

Die Schaltelemente sind so dimensioniert, daß an dem Widerstand jRl eine Gleichspannung von etwa 170 V liegt. Der Ladestrom des Kondensators C1 fließt über den Schleifer des Regelwiderstandes R1, die Diode D 2 und den Ruhekontakt des Umschalters rlyl des Relais RLY und kann mittels des Schleifers am RegelwiderstandRl eingestellt werden.The switching elements are dimensioned so that a DC voltage of approximately 170 V is applied to the resistor jRl. The charging current of the capacitor C1 flows through the wiper of the variable resistor R 1, the diode D 2 and the break contact of the switch rlyl of the relay RLY and can be adjusted by means of the wiper on the variable resistor Rl.

In gleicher Weise geschieht die Ladung des Kondensators C2 über den Regelwiderstand R2, die Diode D 4 und den Ruhekontakt des Umschalters rlyl des Relais RLY. Die Schweiß vorrichtung ist über die Leitung Ll mit dem Arbeitskontakt des Umschalters rly 1 sowie über die Leitungen L 2 oder L 5 und die Umkehrtaste K mit dem Arbeitskontakt des des Umschalters rlyl verbunden.In the same way, the capacitor C2 is charged via the variable resistor R2, the diode D 4 and the break contact of the changeover switch rlyl of the relay RLY. The welding device is connected via the line Ll to the normally open contact of the switch rly 1 and via the lines L 2 or L 5 and the reverse key K to the normally open contact of the switch rlyl.

Das Relais RLY wird von der Sekundärwicklung SEC über die Einweggleichrichter D 5 und den Regelwiderstand R 3 mit Strom versorgt und ist über die Leitung L 3 in der Schweißvorrichtung WF ani Masse gelegt.The relay RLY is supplied with current from the secondary winding SEC via the half-wave rectifier D 5 and the variable resistor R 3 and is connected to ground via the line L 3 in the welding device WF.

Bei Anzug des Relais RLY wird zuerst der Umschalter rly 1 betätigt, so daß die Leitungen L 2 und L5 vor der LeitungLl Spannung führen.When the relay RLY is activated, the changeover switch rly 1 is actuated first, so that the lines L 2 and L5 carry voltage before the line Ll.

Die Schweißvorrichtung wird von einer bekannten Schweißpistole gebildet, die hier nur schematisch dargestellt ist. Der Schweißguthalter (Elektrode) H1 ist eine feste Halterung, während Hl an dem axial beweglichen Magnetkern5 befestigt ist. Die Spulenwicklung Wl gibt bei Erregung dem Kern S eine Beschleunigung nach rechts, die Wicklung Wl einen zusätzlichen Stoß in der gleichen Richtung. Die Wicklung Wl liegt einerseits an Masse, andererseits ist sie über die Leitung L 4 entweder mit Leitung L 5 oder Ll verbunden', je nach Stellung der Umkehrtaste K. Eine nicht gezeigte Rückholfeder od. dgl. bringt den Kern 5 in die dargestellte Lage zurück, wenn die Wicklungen Wl und Wl nicht stromdurchflossen sind. Wicklung Wl liegt zwischen Masse und Leitung Ll. -The welding device is formed by a known welding gun, which is only shown schematically here. The weld metal holder (electrode) H1 is a fixed holder, while Hl is attached to the axially movable magnetic core5. When excited , the coil winding Wl gives the core S an acceleration to the right, the winding Wl an additional shock in the same direction. The winding Wl is grounded on the one hand, and on the other hand it is connected via the line L 4 to either line L 5 or Ll ', depending on the position of the reverse key K. A return spring or the like, not shown, brings the core 5 back to the position shown when the windings Wl and Wl are not carrying current. Winding Wl lies between ground and line Ll. -

; Die Halter Hl und Hl nehmen die zu verschweißenden Teile El und El auf.; The holders Hl and Hl take the parts El and El to be welded.

Wird nun die Drucktaste PB von der bedienenden Person betätigt, so spricht das Relais RLY an und schließt den Arbeitskontakt rly 1 kurz vor rlyl. Damit steht der Schweißstrom aus Cl bereit, kann aber noch nicht fließen, da die Schweißteile El und El zu weit auseinanderstehen. Dann schließt der Ar- beitskontaktr/yl, der Kondensator Cl entlädt sich, und die Wicklung Wl wird erregt. Dadurch wird der Kern S mit dem Schweißteil El gegen das Schweißteil £1 gegen das Schweißteil E 2 bewegt mit einer Beschleunigung, die hauptsächlich von der Ladung des Kondensators C1 abhängt. . ·If the operator now presses the pushbutton PB , the relay RLY responds and closes the normally open contact rly 1 just before rlyl. The welding current from Cl is ready, but cannot yet flow because the welding parts El and El are too far apart. Then the working contact closes, the capacitor C1 discharges and the winding W1 is excited. As a result, the core S with the welding part E1 is moved against the welding part £ 1 against the welding part E 2 with an acceleration which mainly depends on the charge of the capacitor C1. . ·

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Sind sich die Teile El und El nahe genug gekommen, so springt der Lichtbogen über, der ihre Enden zum Schmelzen bringt. In diesem Moment wird auch die Wicklung Wl vom Strom durchflossen, wodurch der Kern S einen zusätzlichen Stoß erhält. Der Stromverlauf ist dabei folgender: Masse, Wicklung Wl, Leitung L4, Ruhekontakt kl der Tastet, LeitungL5, HalterH2, SchweißteilE1 und E1, Kern S, Leitung L1, Ruhekontakt k 1 der Taste K zum Kondensator Cl. If the parts E1 and E1 have come close enough, the arc jumps over, causing their ends to melt. At this moment, the winding Wl is also traversed by the current, as a result of which the core S receives an additional shock. The current flow is as follows: ground, winding Wl, line L4, normally closed contact kl of the button, line L 5, holder H 2, welded part E1 and E1, core S, line L1, normally closed contact k 1 of the key K to capacitor Cl.

Sobald die Kondensatoren C1 und Cl entladen sind, hört der Schweißstrom und die Magneterregung auf. Die Taste PB wird losgelassen, das Relais RLY fällt ab, und die verschweißten Teile £1 und El werden aus ihren Haltern genommen. Der Kern 5 kehrt in seine Ausgangslage zurück.Once capacitors C 1 and Cl are discharged, the welding current and the magnetic excitation ceases. The button PB is released, the relay RLY drops out, and the welded parts £ 1 and El are removed from their holders. The core 5 returns to its original position.

Nach dem Abfallen des Relais RLY laden sich die Kondensatoren für den nächsten Schweißvorgang.After the relay RLY has dropped out, the capacitors charge for the next welding process.

Wird ein größerer Schweißstrom und Elektrodendruck gewünscht, so wird der Widerstand R1 entsprechend eingestellt. Eine größere Anfangsgeschwindigkeit des Kernes wird durch Regeln des Widerstandes Rl erreicht.If a higher welding current and electrode pressure is required, the resistance R1 is set accordingly. A greater initial speed of the core is achieved by regulating the resistance Rl .

Bei dieser Schaltung ist der Kondensator C 2 über den Ruhekontakt kl mit der Elektrode El verbunden, sobald das Relais RLY angesprochen hat. Gleichzeitig ist die Wicklung W 2 mit Masse und über den Ruhekontakt k 2 mit E 2 verbunden. Der Strom durchfließt die Wicklung Wl in einer gegebenen Richtung. Ist die Taste K in der dargestellten Stellung, so ist El die Kathode und El die Anode. Ist das Schweißgut derart, daß es vorteilhafter ist, wenn die Elektroden vertauscht sind, so wird die Umkehrtaste K betätigt. Danach ist Cl über den Arbeitskontakt kl mit El als Anode und die Wicklung W1 über den Arbeitskontakt kl mit El als Kathode verbunden. Dabei wird die Wicklung Wl vom Schweißstrom in der gleichen Richtung durchflossen wie bei unbetätigter Taste K. In this circuit, the capacitor C 2 is connected to the electrode El via the normally closed contact kl as soon as the relay RLY has responded. At the same time, the winding W 2 is connected to ground and via the normally closed contact k 2 to E 2. The current flows through the winding Wl in a given direction. If the key K is in the position shown, El is the cathode and El is the anode. If the weld metal is such that it is more advantageous if the electrodes are exchanged, the reverse key K is actuated. Thereafter, Cl is connected to El as the anode via the make contact kl and the winding W1 is connected to El as the cathode via the make contact kl. The welding current flows through the winding Wl in the same direction as when the K button is not pressed.

Claims

Patent claims:

1. Apparatus for butt welding, consisting of a power supply with two surge capacitors and from a welding device which contains a holder for the parts to be welded, one part of which is fixed, while the

. other attached to the magnetic core and electromagnetically movable towards this, characterized in that two windings (W 1, Wl) surround the core (S) , that the first winding (W 1) is connected to the first surge capacitor (C2), which the Welding current supplies, and that the second winding (Wl) is connected to the second surge capacitor (Cl) such that its current moves a holder (Hl) with one welding part (El) against the other welding part (E 2) until between them the arc ignites and thereby the first winding (Wl) is excited and the holder (H 1) gives a rectified shock.

2. Apparatus for butt welding according to claim 1, characterized in that the charge to be stored in the capacitors (Cl, C2) is adjustable by means of variable resistors (R 1, R1).

3. Apparatus for butt welding according to claim 1 or 2, characterized in that the direction of the welding current is reversible by means of a reversing key (K) , both coil currents maintaining their direction.

For this 1 sheet of drawings ObP /