DE1615139A1 - Verbesserte Steuerung zum Lichtbogenschweissen - Google Patents

Description

Verbesserte Steuerung «um LiohtbogensehwelAen

Die Erfindung bezieht sich auf Schweiftungen alt sieh verzehrenden Elektroden» bei denen pulsierend· Stromsysterne verwendet werden, und Insbesondere auf Einrichtungen zum Verändern der Stron-Charakterlstik um eine verbesserte Steuerung der Obergabe von Elektroden· material su gewährleisten.

Es ist eind gesteuerte öbergabe-BogensehwelBung bekannt, bei der die Elektrode Mit Stroa versorgt wird» der in vorgegebenen Zeitabschnitten syklisoh von eins« Konstantwert (dor für oln Sch*elaen der Elektrodenspitse ausreicht aber wahrend seiner Wirkdauer keine Obergabe von Elektrodenmaterial zu erzeugen verstag) su eine« höheren Wert angehoben wird, der ein· Obergabe bewirkt. Die Stromversorgung für ein· derartig gesteuerte übergabe

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erfolgt durch einen Gleichstrom- oder gleichgerichteten und teilweise geglätteten Wechselstrom-Konstantwert, der in der Frequenz der Kraftstronversorgung mit .'Impulsen von sinusförmiger Wellenforn Oberlsgert ist.

Die bisherigen Erkllrungen für das AblOsen der Tropfen von der sich versehrenden Elektrode und ihr Abschleudern sum Werkstück wurden Bit den Kräftegleichgewicht begründet, das zwischen den durch den Bogen und die Schwerkraft hervorgerufenen Kräfteneinerseits und deft durch dlo Oberflächenspannung hervorgerufenen Haltel:räften andererseits besteht. Die durch den Lichtbogen bewirkte

hervorgerufen werden Kraft kann durch den "PinoheffektVder durch die Reaktion der querverlaufenden Stromkomponent· ¹JIt den die stromführende, sich versehrende Elektrode !»gebenden kreisförmigen Nagnetfeld bewirkt wird, das oen nittleren Abschnitt dos Tropfens von de« Elektrodenende, an den er ausgebildet wird, wegsubewegen sucht.

Obwohl angenommen wird, daÄ siafc diese "statische Olelohgewichts-"Erklärung für eine unter einer gewissen Schwelle liegende Obergabe aufrechterhalten läAt, d. h., für eine Übergabe von grofteit tröpfchen, dl· selten hauptsächlich unter Qravitatlonkräften herabfallen» reicht ein· auf einem statischen Kräftegleichgewicht aufgebaut· Erklärung nicht aus, die Ablösung oberhalb des kriti^^hen Stromwertes

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in erklären, bei de« eine reine flprehObergab* stattfindet* Bs ist Miauneh— n, da* bei der gprOhlbergabe dae der Kräfte als ein dfnsaismtas tu betraehten 1st und dal es notwendig Ut₉ die Kraft su befflskslehtlgen, die ee lange eine Beschleunigung dee open· liefert ble •ein Astan derartig gro» 1st, de» ein AblOeen erfolgt. Di··· Ansieht wird unteiaaucrt dureh beetiaufte experl-■entclle Briebnleee, dl· das Mlveau des Znpulsstronss, die ulrkssM Dauer des Zapulee· (d. h. den Xeltabeehnltt von Znpulsbeginn ble su de« Augenbllek, an den ein Ablösen für die Obergab· stattfindet) und den Gewicht der Trope dee Qbergebenen Material· verknöpften. Belepleleueiee hat eich für «Ine gjssjBbene Konblnation von Blektrodennaterlal, Drahtstärke und Schutsgas herauesjsstellt, daA, nenn die Amplitude Z der Stwurtsptiise Ober den Ninlnaletron liegt, der nOtlg let, un eine nloht echverkraftbedlngt· BXektrodenObereBbe su vorureaehen, die Besiehung sulsehen der Amplitude Z der 8trosdnpulse ,und der effektiven Dauer T Cnach der oben-* etehenden Definition) der Znpulee durch die Räherungegleiehung

auesedrflekt «erden kann, bei der B ein von atm Ntterial und der QrSAe de· lossulOsenden Tropfens abhängiger

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Eoefflsient 1st imd der Exponent η norBalerwelse zwischen 1,5 und 2,5 liegt. Ein Anwachsen in der TropfengrOfte, der bei einer betrachten Elnapelegeaohwlndlgkeit des sieh veraeiifenden tlektrodendrahtea dureh eine fereinderung der der !■pularepetltionsfrequdna erhalten wird, erfordert nach diesen tintersiiehiingen eine trh0hung der Xapulsstlrke oder der «irkssjatn Xspuisdauer oder von seiden, ua die Sprühübergafc« aufrech tstseyfeai ten. Dieses Ergebnis« dae ■it Xapiilaetroaen bestätigt wurde» die in wesentliehen eine Reehteekwellenfom hatten, in suverllsalgere Brgebnisse bei der Nessung der wirkaaaen Stlrke und Dauer au erhalten, liegt entgegengesetat au den Schlüssen, die aan bei einer auf das statische Oleiehgewieht gegründeten Betraehtunga* weise sieht. Bei der auf daa statische Oleiehgewieht fügenden Betrachtungsweise nflate aan annehmen, daA bei jede« IapuleetroBwert die in de« Lichtbogen herrsehenden Bedingungen und Krlfte in etwa konstant sein würden und daft daher daa dureh Oravitationkrtfte unterstfltate Ablösen grOfterer Tropfen schneller erfolgen würde. Andererseits würde die imehung der lejmlsaWU*· oder die wirkaaa» Xsvuladaaer for die Irhöheig des Tropfengewishta nicht la Widerspruch stehen au einer Erklärung, die atieh diejenige Eraft berücksichtigen würde, die notwendig let, die Mpfeheneaaee so lange au beschleunigen, bis eine AblOsang

erfolgt, da die Trägheitskraft de· ku beschleunigenden Tropfen· entgegen den durch das Gravitationsfeld bedingten Gewicht wirken und letstere überwiegen würde in dem' dynamischen Gleichgewicht von Beschleunigungen.die grOfter sind, als die durch die Gravitationskraft hervorgerufenen. Diese Theorie wird weiterhin durch die Tatsache Untermauert, daß, wenn die Tropf eneasse durch Verminderung der Impulsrepetitlonfrequens oder durch Erhöhung der Hektrodeneinspelsgeschwindlgkeit anwaohsen kann und der Strom so eingestellt 1st, daft er eine bestimmte wirksame Impulsdauer aufrechterhält, es die BrhOhung der Amplitude des Rechteekstromes 1st, die Im wesentlichen proportional von dem Anwachsen der Tropfenmasse abhingt. Auch bei einer betrachteten Tropfenmasse mit einer betrachteten Kombination von Elektrodendraht und SohutsgasatnosphAre fällt die für ein Ablösen der Tropfen erforderliche Xmpulsstromstirke ab, wenn die für das Ablesen sur Verfügung stehende Seitspanne erhöht wird, fir kurve AblOSessiten beispielsweise, die unter 5 Millisekunden liegen, sind starke Strome erforderlich, wffcrend fur StrSm·» 4i» nicht sehr weit fiber den »nimalwert fttr elna aleSit-•ohwerkraftbedingte Obergabe liegen, die Beeohleunliimgen niedrig und die AblOseselten lang sind und sich sehr schftell erhöhen, wenn man sieh diesem minimalen Stromwerft nähert.

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01· Beaehtang der Oeaetinlftlgkeit airlaoheft Stroa and UIt bringt ·1η· Aniahl fön Verteilen Bit tion. Xapule· eehwelfteyeteae arbeiten la allgeaeliien ait einea Xapule-■troa, der durch GlelohrlehteB der ataegabe einer tfeehael· stromquelle «rhalt«n wird. BtI dmrtlflM Blnrlthttaifl·» hat J«d#r Xapul· ·1η· mtlaal· X«ltd«iMr «intr halben

Ptrlod· dtr VtohselitroawelXtafor·, dl· «twa Io mill-

Ahl*

••kund«n b«i ·1η·Β ?o Ri/b««c€ct. In d«r Fraxia ll«gt dl· Zapulsdau«r «twas fiber 6 millMkundan« da ·ο lane· IwIn Stroe flltit« b£i Si· anftltgr^· ^among fiber d#r d·· Boten· lUgt. «·(■» dar relativ linieiaen Anatlagaimd AbfalHeltea dea Xapttlae·, dl· doreb di· ie Wellenftom der Stromsjtahr bedinet sind, lit der Stroe für nieht ^fnaiger ate 9 Nilllaekiaiden etirSrsr als ein Wert, der In der Kitt« ewltoben de· konatanten Stroarart und der lapulaetroMiBitae liegt.

SuitlUgemeiae liegt der Wert worn % XUliMkmtden an eines rankt auf der ftrsasM«is-K«rv·, dl· di· Aaplitvd· und dl· Saltdauffr d·· mmm darateilt, bei dea Steigerungen In der leltdaaer betrlehtliah· Verainderungen (bedingt durch die ftwtsatiiglwit d·· Stroagea«ti··) in der etfoaajiplltud·, die ffir den Erhalt einer Zapul·· induaierten SprOMIbcrgab· es^orderlich ist« aar Ibl©· haben· Da der Stroaflo· flblleeemeise »in·

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hont trlHtaordwm leitet» ist e£ae Te^ia&nraB« auf« «rand dies** Oaeataattigkeit bGehet vorteilhaft, du daderoh die· Aziforderoactn ta das IsBiilsereevgiBigssysten feiaindert «erden« Sin weiterer Verteil ergibt sieh aas dtr iwitertn. frkeoatai·, daA «iat Viviedsveae 4s? Xspole» daasr «utoffislb «inss nenesiwrceis· bsant8%Mi Besmiehs •in· VsrlAdsnmg Ie Ündriaasn dsr. in das Werte*tflek fib«r» Tropfen beeiiitt. linigsmaton

•rslelon lapule« grot·» Aralitttde edt karsMi Wirkdmuem «in bctrfiehtüeb dringM» dss Vtrtcst&ekMi als Itmvl** csrincsrtr alt MitspvaohMid iOiiMMii Vivkdaasni· Dies bedeutet in der Srasia einen cie Torteil, da es bister niebt ■Sflieh «ar in grOAer«» Haft den tlnbraad su veraindem« der «4% iraendeine« beetiaHsen Isaptetert ader Hektreden-üpbfinnMl wam «ar. Ie ist Beispiels· «eise bei nonailea ei>i»sgafngsn ein tiefes lindrinesn evvfjMitnt» das ein veaptoillwftee Btntaaehsn des baoes tier in das «trlnttek hinein aswlhglelite», «thrend bei ebstflletnniiiriieheBtoa «nd aadefen An- «endvBten -ein sgs Binbrennen besätet «erden kann typische Xapvladattern aar Sehaffun« tiefer Einbrennen für Tropf·» in der erSAenordnang des doppelten Draht-

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durchmesser*, bei AlusiniimHirfhten von 1,5*β Durchmesser liegen ta Bereich «wischen 15 und 30' Millisekunden« Diese Werte gehen beträchtlich Über diejenigen hinaus» die dann verwendet werden, wenn die Impulse durch die Halbsyklen der Stromsuleitung geliefert werden.

Sm Erzielen dieser Vorteile ist erfind ungsgemaß außer der Stromquelle for den den Lichtbogen aufrecht erhaltenden Strom und den Mitteln sum periodischen Anheben des Llchtbogenstrons sun Srseugen von Stromlapulsen alt Werten oberhalb des für die Sprühfibergabe erforderlichen Minimalwertes, auch ein Detektor vorgesehen, der das Ablösen der Tropfen von der Elektrode abtastet, sowie auf ein das Ablösen eines Tropfens anseigendes Signal von dem Detektor ansprechende Mittel sum Beenden des Stromlmpulses, der das Ablösen bewirkt hat. Dadurch ergibt sich eine Verlängerung des Stromimpulses über die übliche Zeitdauer hinaus, und «war durch eine einfache Einstellung der Impulsdauer, ta ein tieferes Bindringen su bewirken· Vorteilhaft ist, daß sich aus dieser Einstellung infolge der Gesetzmäßigkeit zwischen der Amplitude und der Zeitdauer eine betriebtHch« Stromreduslerung ergeben kann. Durch diese Einstellung der Amplitude und Zeitdauer wird gewährleistet, daß die Impulsdauer sich nicht wesentlich fiber den Augenblick des SropfenablOsens hinaus erstreckt, was außerdem den Machteil hätte, daft das weiterfliegen des Stroms in dieser ImpulshOhe ein tu starkes Sehmeisen der Elektrode star Folge hatte und so-

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mit die kleinste verwe^fear© ZusteXigeachvin^igkelt begrenzen Hürde« Bin weiterer Vorteil besteht darin, da® die automat lache Beendigung dee IrcpuXase na@h des Ät&Ösesi d©u Tropfens sicherstellt, daß sieh ein® "Synchronisierung* einstellt, d.h., daß jeder Iraptilß nur das Ablesen eines einzigen Tropfens bib? Folge hat, Die Verlängerung &®s Sopulaes zwecke vergrößerter Eindringling ohts© Verringerung der Mpli&wde fee»*« ungenügender Verringerung der- Anplitu&e könnt© siite>©rseit8 das AhlSsen von mehr &lt @in@m
dauer sur Folge haben, v.-ur. *m
Pas Ende öes Impulses soll Mirfersifglieh naeSs seid ü^li0@n stattfind©si_s oder kann awsh feisj mn ablauf eisse-g" t»@stteai@si Seit-

sein* Ber Detektor
Anwachsen der

aiäferitti vesm iss"IfeE§se§s stattt%wM®t ₀ If ksim afeer attf die Schii©ll£gls@£t ete Inslefiii nung ansprechen, mi üsm imgß^l&mk aes Weiterhin lcann aueh b@i @£si@® @%it©iit&&£a@h@n S@hif@iB®n die Elektrode swisslieii eine · Lieüt^ffielle itöl el^e lieht empfl^iiliche Seile angeordnet werden _ΰ m&- swas* Serart» daB> der ss©©fe an der Elektrode hlsigende Tr©p&@n den Uehtpfad Materbrfciife«» lismh de® AfeXöseR de% Tropfte fliltiag liefet auf 4ie Seile-trad* ■ die Jtnderiang im Äusgangsgigüal "uirö. isem Beenden ds-s S^hweißstroiäinißtgise© '«erwetidet _Q B£@ Inordnisng kanr., a«@li s® eetpo'ffen sein» 3?i. der nächste Imp'i-lj, rersSgrert wir«l» bis d@ip

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pfad wiederum .durch die Bildung eines Tropfens am Ende des zugeführten Elektrodendrahtea unterbrochen wird. Dies begünstigt auch das Steuern der Lichtbogenlänge, da bei einem kurzen Lichtbogen unversugerte Stromlmpulse bei einer bestimmten VfeeqttfKMt vorgesehen werden, wShrend beim Verlängern des Lichtbogens die Pulse verzögert wurden. Diese Anordnung ist Insbesondere dann vorteilhaft, wenn beim Metallsehwelften mit einem inerten Schutzgas vom Kaltsustand ausgegangen wird, da in diesel Zustand dia Impulse kontinuierlich sind und ein hoher SehweiSstr©® sum Ingangeetzen des Processes verfügbar ist. Xn ein©r ÄbwaKdlimg kann * der Tropfen bei« Wandern durch den Liehtbogen erfaßt werden, wobei die unterbrechung des Lichtpfades a,n äer Fotozelle dassu verwendet, wird, den Schweißimpuls in einem hmtämten Augenblick nach de» AbIdeen des Tropfens ssa beenden.

;:^'¹' · ·';' üM Impiilselromqnelie so beschaffen, dafi sie skiä& mn etwa Recht^skforai liefert, da Rechteckir H£^%liek auf eine größere Ausnutzung der Impulsperiode wi^lceaear als sinusförmige Impulse Binde

Ein uMsffihrimgsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung siäher erläutert. Es seigern

ι Fig. t ein EiHpliasen-Schaltblld der Sehweißstronquelle,

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Fig· 2 den Inpul»verlauf, und «war die Xnderungen in Strom und Spannung abhängig von der Seit,

. 3 ein Schaltbild des Detektors »im Erfassen dee Impulses,

\ FIg β 4 eine Darstellung des. Zusasaenhangs swisehen der Stromaaplitude teil· der Impulsdauer in Abhängigkeit von der

Bindringtiefe3 un&

Fig. 5 ®ine Abusnäliifig ^®s SehaltblMee gemSS Fig. 1, der Detektor fotoelsktrläeh

Bas iis F%* I ges^ig^® SslsaitbiM @t©IIf ii§ ®±m® Whm® ©ines

€1® beiden maaw&m Ssqsqb na ei^issssBg e© #a& ©i©ts ©in

seehspnasiger gletsfe ι,^^ϋ'ϋ^:■£.,=■' ^,^^.-; ^ :■ jiSfc

' In Fig« 1 liegt di® Spannung und

der Mieklung 12 sines sw@ifaeh einsteilbaren tors und an der Ifist&ung 13 eines weiteren M&otrans Ifermatore zur Qrob- und Feinregelung. Ton-der Wicklung i2 ist eine er-

; ete Spannung an die trlnärwieklung des Transίν ;-raators 14 geführt, und eine svelte Spannung ttird «ua Verbinden mit der

Prleärwlcklung des frtneiOrsators 15 abgenoasien. Die Wicklung

13 hat eine einsige AnsapfUng» so dafi die Prlraärwicklungen der Transformatoren 16 und 17 entweder an die beiden Wicklunge-

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hälft·!! oder Jeweils auch an di· Oesamtwicklung 13 ang·- echloeeen tieren können. Die Sekundärwicklungen dieser Transformatoren sind in Reih· geschaltet, wobei di· Sekundärwicklungen der Transformatoren 16 und 17 1* Volt Jewell· abgeben und die der Transformatoren 1* und 15 eine Sekundärspannung, die frischen KuIl und 28 Volt Verladerlloh 1st. Bine Mittelptmkfcs&fis&pfung der in Reihe geschalteten Sekundärwioklungen 1st mit der Klemme 18 verbunden. Das eine Ende dieser Sekundärwicklungen 1st parallel sur Anode des gesteuerten SilisitssgleiehFiehtere 19 und sur Anode der Diode 20 geschaltet , Der gesteuerte Oleichrichter 19 1st Ober den Reostat 21 an die Ausgangsklesme 22 angeschaltet, an dem auch die Diode 20 aber den Heoetat 23 liegt.

Die Diode 20 let beim Auftreten der Spitsenwerte in den abwechselnden Halbwellen an den Transfdrnatorsekundlrwlcklungen leitfähig, Der Leltsustand des Oleichrichter· 19 ist abhängig von Steuerimpuls am Gitter des Gleichrichter·, also von der Zeitdauer und Frequens des von der Einheit 2* gelieferten Impulses.

Das andere Ende der in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen 1st ebenfalls an die Anoden des gesteuerten Silisiumgleichrlehtera 25 und der Diode 26 gelegt, deren Kathoden mit dar glelohen Klemme 22 über die Reostaten 23 und 21 verbunden sind. Das Steuergerät 2% erseugt ebenfalls Steuerimpulse gleieb«r

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Zeltdauer und Prequens und leitet diese sub bitter des richte** 25«

Sie Diode 26 sowie der 8ä«£ehs»£@!it«g> 25» unter «S@r !"©rails» set sung, daß si* nit e£n@si p&@seii&©3s SspiiXs feMnifseS&ltgfr ist, gerät in den Xteltsustand während der H»S,fefs«X!·, in 'um Diode 20 und der Glalolirlafete* 1$ g^wpwst sis*?. die Diode?» 20 und S6
in den &@ide!S anderen

der

Sende

das ganse

gen bei 300 Hs.

Damit di©

gleich Ut _a
In

Neti abgeleitet.

SO, 25, i£ 2/3, 12 1/2, β i/3 imö 6 £/4 Xapul.©e

einfa@h®F Weise erzeugen
tionsfrequens kann die

B£ndr£ng&iefe erwünscht £st

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»sriafeSM^»

di@

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Xn Pig. 2 gibt die Kurve 27 den Strceroerlauf bei« Sohwelien alt eineis Alunlnlunelektrodendraht und Argon als Schutsgas wieder, wobei die Teile 28 den Konstantwert darstellen und der Abschnitt 29 den Xspulspegel, dessen Lange gleich t 1st. Sis Kuptfc 30 seiet den Llohtbogeiuipannungsvvrlauf wahrend c!@f gleichen Periode· Es ist ersichtlich, da* die Lichtbogenepammgsg von einem ersten Pegel 50* der «or Beginn des Str©«isp»i®©® vorhanden ist, auf den hdheren Pegel 31 ansteigt, minis der Zap&äs ausgelust ist. Bein Ablesen eines Tropfen® ■·■'-· /..ν:- &ieh at% Spitse 32 in I^annungsveriauf ®&n. Dies® SpiögQ ύ@ΐ? Spaaiittsig wi^d ton der Abtasttlnl!®! ■ 33 in

Pig · i ©ifSä ο le-i dies c*c9lMhtiii₉ ·ο gifet di#

33 ain itGisc^sIgisal an isc ierSfe s«^ il-.-'Si'Uttg der

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gibt auch ander« ULehtbog«i»p«j»i»aetteIiimfiSninsen» di· dtüreh

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ein ähnlich einfaches System erfaßt werden können, und die nicht notwendigerweise eine Tropfenübergabe anseigen· Beispielsweise ewigen sieh beim Auftreten ein·· Kuraaehluaaea, was für gewöhnlich nioht erwünscht iat, grÖAere Spannungsan-•tiege an Kurseehlußkreis auf Lichtbogenspannungspegel bein Unterbrechen des Kursschlussea. Diese können durch eine Vorspannung aa Netswerk für die Durchschnitt»Spannung auf beispielsweise 20 Volt ausgesiebt werden. Außerdem könnte noeh eine weitere Vorspannung Verwendung finden, die auf der verhältnismäßig lang andauernden Durchschnittsliohtbogenspannung mit einer Zeitkonstante T2 beruht, die durch R2 und C2 gegeben 1st. Finden somit dlaae Vorspannungen in den oben beschriebenen Netswerk Verwendung, so müssen die su erfassenden scharfen Spannungsanstiege bei einem Pagal auftreten» der oberhalb der Vorspannung (20 Volt),bsw. über dar langsei tigen Durchschnittelichtbogenspannung (von R2 C2) liegt, und «war Je nach dem, welches der gröler« Wert 1st. Typische Werte sind die folgenden: Eine Zeitkonetante in dar OrOAan-Ordnung von 0,1 Sek. für die langseltige Vorspannung, wo- y bei R2 und C2 etwa 100 Ohm und 1,000 Mikrofarad betragen. Ferner eine Zeltkonstante von 0,01 Sek. für das Netswerk für die durchschnittliehe Lichtbogenspannung, wobei Xl und Cl 100 Ohm und 100 Mikrofarad betragen. Ferner eine Zeitkonetante von 0,001 Sek. für das messende bsw. differenslerende Netswerk, wobei C3 und R3 0,1 Mikrofarad und 10 Kilo Ohm betragen. Der Zweck, der durch die Dioden D gegebenen su-

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•fitallchen Vorspannung let, die Schaltung gegen kleinere Schwankungen der Llehtbogenspannung und gegen einen Anstieg der Llohtbegenspannung am Beginn des Impulses unempfindlich tu Bachen · Ist die anfängliche Anstiegsgesehwlndigkelt dee Stroms hoch, so tritt ein bedeutender Sprung nach oben In der Llchtbogenipannung ein, der In dem dl ff ©rentierenden Ketswerk festgestellt werden kann. Die Dioden vermeiden fenlerbafte Ausgangssignale» in-dem sie «wischen d@r durch» sohnittliehen Liohtbogenspannung und dem LiGhtbogenspannungssprung eine ausreichende Vorspannung vorsehen» so daß dieser Wechsel in den transienten Detektorkreis nicht auftritt. Andererseits könnte es dadurch unmöglich gemacht werden» den Impuls innerhalb von einer Millisekunde» beispielsweise der Zeitdauer des Stromimpulses zu beenden.

Die Wirkung der Verlängerung der Impulsdauer über ihren normalen Wert hinaus ist klar aus Flg. 4 ersichtlich· Dort ist das Verhflltnls von den. Amplituden der Stromimpulse und deren Impulsdauer dargestellt» Außerdem die tür verschiedene Iapulsseiten erreichte Eindringtiefe. Die verbesserte Eindringtiefe wird dadurch erreicht» daß die Impulsdauer aber den.fib-Hohen Wert von etwa 5 Millisekunden hinaus vergrößert wird.» und dadurch, daß die Stromreduslerung, die diesen Anstieg in der Zeltperlode vor dem Ablösen sur Folge hat» groß ist, und «war infolge der Gesetzmäßigkeit zwischen Amplitude und Impulsdauer ·

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Fig. 5 seigt so nematisch ein fotoelektrisch·· Detektor sy st en. Die Lichtquelle 4o liegt auf der einen Seit« des Tropfens und ein Fotodetektor 41 auf der anderen Seit·· Der Versttrker 42 liefert auf der Leitung 43 einen Ausgang» der anzeigt, daß Licht von der Quelle 40 auf den Fotodetektor 41 als Folge des Ablösen* eines Tropfens vom Elektrodendraht 44 fällt. Dieses Signal wird sur Steuerung der Beendigung des Steuerimpulses für den gesteuerten Sllisiunglelehrlehter wie in FIg. 1 gezeigt, benutzt» In dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel liefert Jedoch der Verstärker 42 ein weiteres Ausgangssignal auf der Leitung 45» wenn das Licht von der Lampe 40 wiederum durch das Ende des Elektrodendrahtes oder des an ihm gebildeten Tropfens abgedeckt wird, wobei dieses Signal anzeigt> daft das System bereit ist, um einen weiteren Stromimpuls zum Ablösen eines weiteren Tropfens vom Ende des Blektrodendrahtes zu empfangen. Das Signal auf der Leitung 45 bildet somit ein frequensabhänglges Steuersignal, das die gesteuerten SillziUngleichrichter über die Steuereinheit 24 in den Leitsustand versetzt, wenn zufriedenstellende Bedingungen zum Ablesen eines weiteren Tropfens beim Auftreten eines Impulses vorhanden sind. Die Vorteile dieser Einrichtung zum Steuern der Longe des Lichtbogens und ausgehend vom kalten Zu-. stand sind bereits erörtert worden. .

Der Bereich der gewünschten Änderungen beim Schweiften mit

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Aliwlniuodraht in Argon sollte für die Anplitudensteuerung der Stroeiapulie etwa «wischen 100 ·» 600 A betragen. Dadurch ergeben sieh Veränderungen in der Impulsdauer zwisehen etwa 3 Millisek. und 50 Nillisek. Allgemein sind Impulsseiten «wischen 10 und 50 Hillieek. erwünscht* für fläenlges Sehweiten kann es Jedoch notwendig sein, eine Impulsdauer unterhalb 10 Milllsek, und für gewOhnlleh sogar weniger als 5 Hillieek. vorzusehen«.

Die Steilheit der Stroainpulse wird dureh den Qlelehrlehter 19 eingestellt · Im allgemeinen 1st sine Steilheit zwischen * 2 Volt/100 A und 5 Volt/100 A auereichend, um bei einer etwa konstanten EtoktrodenBustellgeeehwindigkelt eine Selbst* einstellung des Lichtbogens su erhalten*

Die Stromquelle kann auf 0Kuielies»idi Moim &lüg@li»dsrt werden,

beispielsweise j indem nan verschiedene Str>^ii«£@ll8^ für den

Konstantwert und die Impulse vorsieht« Benut et smn Jedoch

eine geaeinssae Stronquelle, so ist auch vorteilhafter Weise

die Leerlauf spannung für die beiden Strome gleich. i

Xn Pig. 5 sollte die Lichtquelle in ihren Spektralbereich gröfter als der Lichtbogen sein, um eine klare Silhouette der Elektrodenspltse su liefern. Zu diesem Zweck kann ein Hellue-Meon-Qaslaser Verwendung finden· Das dargestellte fotoelektrische System ist dann zweckmäßig, wenn der Elektrodendraht

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j,0 , 1616139

Atti einem McUIl besteht, da* nicht die £a Flg. 2 geseilte Spitüe im Spangsungsverlauf st& lieferit vtmg« Beispielswei~ ie liefern einige niedriger legiert* Stthle nicht notwendigerweise tine ausgeprägte Spits« mim Ablöten. Bagegen lsi. bei AluKlnlust, Kupfer oder rostfreie» Stahl dl· Spits· ist Spannuagsfwlauf bein Ablösen ausreichend auißeprÄft, na . duTQ3i die in Fis« 3 geieitft· Abtaiteinheit er fallt «ti werden. Bei ?«rweüiiieg des optischen Systeas ist es nicht not «endig, da* die vollBtftßdiß© Ablösung vor Beenttigung des Xttpu3.ee· eintritt« Hlfc nnderen Körten »pielt es keine BoSiZe₄ wenn ein Signal an 41e Stigiaerainheät ith· die Impulsdauer geliefert wird, *8iif*dM noch ein dünner Hals des Metalles swiechen der Llehtquell» w& der Potosell· besteht* Rat das Verdrängen des fropifens van Hauptkörper des Drahtee einaal einen bestlMrten Betrag erreieht, so erfolgt das vollständige Ablesen in tuirerfaeid&arer Weise«

Mit den in FJg. Ißese igten Schaltkreis set et der Impuls an einen Punkt ein, in dem eine bestirnte Phase und ein beetinn«· ter Gleichrichter leitfähig «erden, wobei der !«puls für eo viele nachfolgende leitffihige Perloden an den einander folgenden Phasen aufrecht erhalten wird, wie erforderlich 1st. V/erden beispielsweise die einseinen Phasen, die aufeinanderfolgende Spitzenwerte von einer oder der anderen Polarität liefern mit A, 6, C, D, E und F bezeichnet, so kann der Impuls durch Auftreten eines Steuerimpulses an den gesteuer«·

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ten Slllsluaglelchrlehter in der Schaltung K ausgelöst und durch die an den gesteuerten Sllisluagleichriobtern in den Schaltungen B und C auftretenden Steuerlapulse aufrecht erhalten werden· Wird angenomien» da* die Steuer lapulie dann aufhören, so weist der Ztepuls dann eine Dauer von etwa £3 Hillieek. Del eine» Nets mit SO Ss auf. SoU die lapuledauer noch weiter verlängert werden, »o werden auch Steuerimpulse auf die gesteuerten Sillsiuegleiohrichter in den Schaltungen O, E und F geleitet· Die Anstiegs* und Abf&llselten, in den sioh ergebenden Gesaatlapuls tind klein gegenüber der gesanten Impulslänge. OewOntchtenfalli kann eine Dreiphasenbrücke Verwendung finden, in der die eine Bllfte der Qleiebriebter gesteuert 1st·

Sinkt der Ausgang der Stromquelle fOr den Konstantwert su stark ab und ist der Stroaimpulf niedrig, so reicht der gesamte verfügbare KurssehluSstrQet nlaht aus,, ue den kalten, Elektrodendraht rasch für die Einleitung eines Lichtbogens bei Beginn der Arbelt suaaBUMnsusohaelsen, insbesondere bei niedrigen Inpulirepititiontfrequensen. Sur Behebung dlMev Schwierigkeit kann eine susltallene Stromquelle parallel gesehaltet werden, um su Beginn den Xurssohlujlstrosi iu Ils**

Die dargestellte Stromquelle kann aueh dureh Halbleltvr ersetst werden, wobei eine Ansahl von gleichen Halbleltereebal-

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Claims (5)

British Welding Research Association . ι» VIttrey Square, London, W. 1 /England 18, Hart i§6j (Anweltsakte %f IM) FatcntansprOche

1. Ilnrlebtung mm Llchttogsnichwolaon dur«h SprflbObergabe von Material einer Elektrode an dee tferkstOck» ait einer Stromquelle sur Erseugtmg elnee de« Lichtbogen aufrecht erhaltenden Stroaee deren das VerketOok anil die Elektrode, und alt Mitteln nt sykllschen Anheben dea Llohootr ■ei gor Vergrößerung der Dlftereni svleehen de« aaxlealen und deai Minimalen Stroapegel nai Erteuejen eines obwbalb des für die Sprühwiedergab« erforderlieben Hlnlaalwerte· liegenden «axliealen Fegel, gekewwelehnet dttreb einen Detektor sui Abtasten dee Abilene eines Tropfens von des» Elektrode und duven auf den Detektor ansprechende MIttel sur WtsnflIgung dee anoben Stresfog#ls in Aehingl4> keit «Mi der Tropfenablötunß.

2· Elnrlohtung nach Anspmeh I₉ dadureh gekennselehnet, da* der Detektor epannungeabblnglg aasgeblldet 1st und das Anwachsen der Lichtbogenspannung neeh Ablöse» de· Tropfens anseigt, so da* der Stro« auf seine» den Lichtbogen

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aufrecht erhaltenden Wert zurückfUhrbar ist»

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft der Detektor auf die beim Ablösen «Ines Tropfens vergrößerte Llchtbogenspaiuiungs&nderung anspricht, UM den Strott auf seinesi den Lichtbogen aufrecht erhaltenden Wert zurückzuführen.

*. Einrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daft der Detektor aus einer Lichtquelle und einer lichtempfindlichen Zelle besteht» die derart angeordnet sind, daft das von der Quell· ausgesandte Lieht auf die Seile gerät bzw. infolge AblOecns eines trfte» von der Elektrode unterbrochen 1st.

5. Einrichtung nach Ansprueh 4, dadurch gekennzeichnet, daft der Wechsel des auf die liehteep findUohe Stile Infolge der Bildung eines «eiteren Tropfens am Ende der Elektrode fallenden Lichtes W Einleiten einer «eiteren Periode zum Anheben des Llohtbogenetroapcgele vewnet 1st· <

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