DE1615366A1

DE1615366A1 - Method and device for arc welding with superimposed current pulses

Info

Publication number: DE1615366A1
Application number: DE19671615366
Authority: DE
Inventors: Franz Tajbl
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1967-08-14
Filing date: 1967-08-14
Publication date: 1970-05-14
Also published as: FR1576981A; DE1615366C3; CH474317A; DE1615366B2

Description

(H 377) LINDE AKTIENGESELLSCHAFT(H 377) LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

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10. August 1967 Sm/BAugust 10, 1967 Sm / B

"Verfahren und Vorrichtung zum Lichtbogenschweißen mit überlagerten Stromimpulsen""Process and device for arc welding with superimposed current pulses"

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lichtbogenschweißen, insbesondere Lichtirogen-Schutzgasschweißen, mit ™ abschmelzender Elektrode und einem kurzseftLußfreien,, sprihregenartigen Schweißgutübergang mit einem Schweißstrom, der sich aus Stromimpulsen, während denen der Schweißgutübergang stattfindet, und einem Haltestrom> der den Lichtbogen zwischen den Stromimpulsen aufrechterhält und höchstens das Elektrodenende ohne Schweißgutübergang schmilzt, zusammensetzt und bei dem die, Summe der Stromimpulsbreiten pro Zeiteinheit einstellbar ist.The invention relates to a method and a device for arc welding, in particular arc shielded gas welding, with ™ Melting electrode and a short-lived, spray-like, liquid-free Weld metal transition with a welding current, which is made up of current pulses during which the weld metal transition takes place, and a holding current> the arc between the current pulses maintains and at most the electrode end melts without weld metal transition, and in which the, sum of Current pulse widths can be set per unit of time.

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Den bekannten Schweißverfahren dieser Art, die auch unter dem Namen "Pulsed-Acc-Verfahren" bekannt geworden sind, liegt die Aufgabe zugrunde, das Schweißen mit einem kurzschlußfreien, sprühregenartigen .Schweißgutübergang auch bei niedrigen Effektivwerten des Schweißstromes zu ermöglichen (DAS 1 149 472). Bekanntlich tritt dieser stets in Elektrodenrichtung verlaufende Sprühübergang des Schweißgutes beim Lichtbogenschweißen mit abschmelzender Elektrode dann auf, wenn die Schweißstromdichte einen gewissen kritischen Wert überschreitet. Sprühlichtbögen sind stabiler als Lichtbögen, die bei Stromdichten unterhalb des kritischen Wertes arbeiten und bei denen das Schweißgut häufig großtropf ig und ungerichtet übergeht.The well-known welding processes of this type, which have also become known under the name "Pulsed-Acc-Process", is based on the task of welding with a short-circuit-free, spray-like .Schweißgutübergang even with low effective values of the welding current (DAS 1 149 472). It is known that this spray transition occurs in the direction of the electrode In arc welding with a consumable electrode, weld metal occurs when the welding current density has a certain critical value exceeds. Spray arcs are more stable than arcs that occur at Current densities operate below the critical value and at which the weld metal often passes over in large droplets and in an undirected manner.

In der Lichtbogenschweißtechnik ist es häufig erwünscht, die Vorteile des Sprühüberganges auszunutzen und gleichzeitig dessen Nachteile, nämlich den durch Überhitzung der Schweißnaht bedingten tiefen Einbrand, zu vermeiden. Besonders bei Zwangslagenschweißung und der Schweißung dünner Querschnitte ist das Schweißen mit sprühregenartigem Schweißgutübergang wegen der starken Verflüssigung des SchweiSbades nur dann möglich, wenn es gelingt, den Effektivwert der Schweißstromstärke niedrig zu halten und dabei trotzdem im Sprühbereich zu bleiben.In arc welding technology it is often desirable to utilize the advantages of the spray transition and at the same time its disadvantages, namely those caused by overheating of the weld seam to avoid deep penetration. Especially with out-of-position welding and the welding of thin cross-sections is the welding with a spray-like weld metal transition because of the strong liquefaction of the welding pool is only possible if it is possible to keep the effective value of the welding current strength low and still use the To remain spray area.

Diese Bedingungen werden durch ein Schweißverfahren erfüllt, bei dem der Schweißstrom dem Lichtbogen im wesentlichen in Form von Impulsen zugeführt wird, während der zwischen den Schweißstromimpulsen fließende Strom einen Wert besitzt, der lediglich den Lichtbogen aufrechterhält. In diesen Schweißstromimpulsen erreicht die Schweißstromstärke zeitweilig so große Werte, daß die Stromdichte im Bereich des Sprühüberganges liegt. Da jedoch die große Schweißstromdichte nur während des Auftretens der Stromimpulse vorliegt,These conditions are met by a welding process in which the welding current is essentially in the arc Form of pulses is supplied, while the current flowing between the welding current pulses has a value that only Maintains the arc. Achieved in these welding current pulses the welding current intensity is sometimes so high that the current density is in the area of the spray transition. However, since the large welding current density only exists during the occurrence of the current pulses,

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zwischen diesen Stromimpulsen jedoch lediglich ein kleiner Haltestrom fließt, ist der Effektivwert des Schweißstromes so klein, daß die Temperatur des Schweißbades verhältnismäßig niedrig bleibt.however, only a small holding current between these current pulses flows, the rms value of the welding current is so small that the The temperature of the weld pool remains relatively low.

Grundsätzlich ist es beim Schweißen wichtig, daß der Effektivwert des Schweißstromes eingestellt und damit den spezifischen Schweißaufgaben angepaßt werden kann. Beim Lichtbogenschweißen mit überlagerten Stromimpulsen wurde für diese Einstellung des Effektivwertes, der bei diesem Verfahren von der Summe der Stromimpulsbreiten pro Zeiteinheit abhängt, vorgeschlagen, den zeitlichen Abstand der Schweißstromimpulse voneinander einstellbar zu machen (DAS 1 149 472). Bei einer bekanntgewordenen Ausführungsform dieses Verfahrens werden Stromimpulse verwandt, die aus gleichpoligen Halbwellen eines Einphasenwechselstromes bestehen. Die Impulse haben dabei einen Abstand voneinander, der einer ganzen Zahl von Halbwellen des Wechselstromes entspricht. Bei einem 60 Hz-Wechselstrom beispielsweise beträgt demnach die mögliche Frequenz der Stromimpulse 60, 40, 30, 24, 20 oder 15 Hz, bei einem 50 Hz-Wechselstrom 50, 25, 20 oder 10 Hz,When welding, it is fundamentally important that the The effective value of the welding current can be set and thus adapted to the specific welding tasks. When arc welding with For this setting, the superimposed current pulses became the effective value, which in this method is the sum of the current pulse widths per unit of time depends, proposed the time interval of the To make welding current pulses adjustable from each other (DAS 1 149 472). In one embodiment of this method that has become known Current pulses are used, which consist of homopolar half-waves of a single-phase alternating current. The impulses have one Distance from each other, which corresponds to an integer number of half-waves of the alternating current. For example, for 60 Hz alternating current, accordingly the possible frequency of the current pulses 60, 40, 30, 24, 20 or 15 Hz, with a 50 Hz alternating current 50, 25, 20 or 10 Hz,

Dieses bekannte Schweißverfahren mit überlagerten Stromimpulsen ist durchaus geeignet, die eingangs gestellte Forderung nach sprühregenartigem Schweißgutübergang bei gleichzeitig niedrigem Effektivwert der .Schweißstromstärke zu erfüllen. Dennoch besitzt es in der beschriebenen Ausführungsform noch einige Nachteile, deren Beseitigung wünschenswert erscheint.This known welding process with superimposed current pulses is quite suitable for the requirement made at the beginning spray-like weld metal transition with a simultaneous low effective value of the welding current. Still it owns In the embodiment described, there are still some disadvantages which it appears to be desirable to eliminate.

Zunächst ist hierbei darauf hinzuweisen, daß die Einstellbarkeit des Effektivwertes der Schweißstromstärke, d. h. der Summe der Stromimpulsbreiten pro Zeiteinheit, durch Variation des zeitlichenFirst of all, it should be noted that the adjustability the rms value of the welding current, d. H. the sum of the current pulse widths per unit of time, by varying the time

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Abstandes der Impulse in der beschriebenen Weise einen erheblichen schaltungstechnischen Aufwand erfordert. Bekanntgeworden ist beispielsweise eine Schaltung, bei der ein Haltestrom dem Lichtbogen durch einen Transformator mit nachgeschalteten Gleichrichtungs- und Drosselelementen zugeführt wird, wobei diesem Haltestrom Stromimpulse überlagert werden, die ebenfalls aus dem Transformator stammen und über Gleichrichter und magnetische Verstärker zu Elektrode und Werkstück gelangen. Die Erzeugung der Stromimpulse erfolgt durch eine Steuerung der Leitfähigkeit der magnetischen Verstärker mit Hilfe eines Transistor-Stromverstärkungselementes, das seinerseits durch ein elektronisches Impulsgeneratorelement gesteuert wird. Mit Hilfe dieser zuletzt genannten Einheit kann die gewünschte Impulsfrequenz eingestellt werden, jedoch ist diese Einstellbarkeit mit einem großen schaltungstechnischen Aufwand verbunden, der das bekannte Gerät zum Schweißen mit überlagerten Stromimpulsen verhältnismäßig unwirtschaftlich macht. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß durch die Variation der Impulsfrequenz in Schritten, die einer Änderung des Impulsabstandes in Einheiten entsprechend einer ganzen Zahl von Halbwellen des Wechselstromes gleich sind, lediglich eine unstetige Änderung der Summe der Stromimpulsbreiten pro Zeiteinheit möglich ist.The distance between the pulses in the manner described is considerable requires circuitry effort. For example, a circuit has become known in which a holding current is applied to the arc is fed by a transformer with downstream rectifying and choke elements, this holding current being supplied with current pulses are superimposed, which also come from the transformer and via rectifiers and magnetic amplifiers to the electrode and workpiece. The current pulses are generated by controlling the conductivity of the magnetic amplifiers with the aid of a transistor current amplification element, which in turn is controlled by an electronic pulse generator element. With the help of this last-mentioned unit, the desired pulse frequency can be set, but this can be set with a great circuit complexity associated with the known device for welding with superimposed current pulses relatively makes it uneconomical. Another disadvantage of the known method is that by varying the pulse frequency in steps which are equal to a change in the pulse spacing in units corresponding to an integer number of half-waves of the alternating current, only a discontinuous change in the sum of the current pulse widths per unit of time is possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren zum Lichtbogenschweißen mit überlagerten Stromimpulsen bei mindestens gleichbleibender Qualität der Schweißergebnisse zu vereinfachen und damit wirtschaftlicher zu machen.The invention is based on the object of the known method for arc welding with superimposed current pulses To simplify the welding results and thus to make them more economical while maintaining at least the same quality.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem die Summe der Stromimpulsbreiten pro Zeiteinheit durch VariationThis object is achieved by a method in which the sum of the current pulse widths per unit of time is varied

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der Breite der Stromimpulse eingestellt wird. Unter Impulsbreite wird wie üblich die zeitliche Dauer der Impulse verstanden.the width of the current pulses is set. Below pulse width as usual, the duration of the impulses is understood.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt zunächst die gleichen Eigenschaften wie das bekannte Verfahren, bei dem der Effektivwert der Schweißstromstärke durch Variation der Impulsfrequenz eingestellt wird, hat jedoch gegenüber diesem den Vorteil, daß es mit wesentlich einfacheren Mitteln durchführbar ist. Dieser Umstand hat zur Folge, daß die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Geräte wesentlich unkomplizierter gebaut und hierdurch störunanfälliger und billiger herzustellen sind als die be- λ The method according to the invention initially has the same properties as the known method in which the effective value of the welding current intensity is set by varying the pulse frequency, but has the advantage over this that it can be carried out with much simpler means. This has the consequence that the information necessary for carrying out the process equipment built much less complicated and thus less interference and less expensive to manufacture than the loading λ

kannten Geräte. Das Schweißen mit überlagerten Stromimpulsen wird hierdurch wirtschaftlicher, wobei darauf hinzuweisen ist, daß Geräte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in ihrem Preis nicht wesentlich über den Schweißgeräten üblicher Bauart, d_o h„ solchen mit konstanter Schweißstromstärke, liegen.knew devices. Welding with superimposed current pulses is thus economic, wherein it should be noted that apparatus for performing the method according to the invention in its price is not significantly over the conventional welding equipment type d _o h "such, are at a constant welding current strength.

Das erfindungsgemäße Verfahren macht von dein schon bekannten Gedanken Gebrauch^ das Schweißen im Bereich des sprühregenartigen Schweißgutüberganges auch für niedrige Effektivwerte der Schweißstromstärke dadurch au ermöglichen, daß der Bcliweißstrom aus einem Haltestrom kleiner Stromstärke und überlagerten ^tromim» pulsen, deren Stromstärkemaximum bereits Stromdichten im" Sprühbereich ergibt, zusammengesetzt ist. Während nun beim bekanntem Verfahren, nachdem die Grundidee erkannt war, durchaus folgerichtig, d.h. in konsequenter Weiterentwicklung des Grundgedankens, die Einstellung des Effektiv wertes, d»h. der Summe der Stromimpulsbreiten pro Zeiteinheit, durch Variation der Impulsfrequenz als nächstliegendes Mittel gewählt wurde, besteht der Erfindungsgedanke derThe method according to the invention makes use of your already known idea - welding in the area of the drizzle Weld metal transition also for low effective values of the welding current strength by the fact that the welding current from a holding current of low amperage and superimposed ^ tromim » pulses, the current intensity of which is already current densities in the "spray area results, is composed. While now with the known method, after the basic idea was recognized, quite logically, i.e. in consistent further development of the basic idea that Setting of the effective value, i. the sum of the current pulse widths per unit of time, by varying the pulse frequency as the closest Medium was chosen, the inventive idea consists of

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vorliegenden Erfindung darin, daß das gleiche Ziel auch durch eine Variation der Impulsbreite erreicht werden kann. Die Realisierung dieses Gedankens bringt überraschenderweise eine erhebliche Vereinfachung des Verfahrens mit sich, die sich vor allem im Umfang der notwendigen Schaltmittel zeigt. Als zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich, daß ohne besonderen Schaltaufwand eine stufenlose Einstellung der Summe der Stromimpulsbreiten pro Zeiteinheit und damit eine Feineinstellung möglich wird, die trotz des umfangreichen Aufwandes mit den bekannten Verfahren nicht durchgeführt werden kann. Bei diesen kann z. B. bei einem 50 Hz-Wechselstrom nur die grobstufige Einstellung 50, 25, 20, 10 Hz vorgenommen werden.present invention is that the same goal by a Variation of the pulse width can be achieved. The realization of this idea brings surprisingly a considerable simplification of the process, which is particularly evident in the scope of the necessary switching means. As an additional advantage of the invention The result of the method is that a stepless adjustment of the sum of the current pulse widths per Time unit and thus a fine adjustment is possible, which despite the extensive effort is not carried out with the known methods can be. In these z. B. with a 50 Hz alternating current only the coarse setting 50, 25, 20, 10 Hz is made will.

Von besonderer Bedeutung ist hierbei ein bestimmter Impulsbreitenbereich, bei dessen Einhaltung die besten Schweißergebnisse erzielt werden. Wird die Breite der Stromimpulse in Beziehung zu dem sie erzeugenden Wechselstrom gesetzt, so liegt dieser Bereich bei Impulsbreiten, die sich zur Periodendauer des Wechselstromes wie 1 : 5 biü 1 : 2 verhalten.A certain pulse width range is of particular importance here, if this is observed, the best welding results are achieved. Will the width of the current pulses in relation to the If the alternating current that generates them is set, then this range is at pulse widths that correspond to the period of the alternating current behave like 1: 5 to 1: 2.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird besonders einfach, wenn für die feste Frequenz der Stromimpulse die Netzfrequenz der Schweißstromquelle, beispielsweise 60 oder 50 Hz, gewählt wird. Als Schweißstromquelle wird zweckmäßigerweise ein üblicher Schweißgleichrichter verwendet, so daß der Haltestrom ein Gleichstrom ist, dem die Stromimpulse mit gleicher Polarität überlagert werden.The method according to the invention is particularly simple if the mains frequency of the for the fixed frequency of the current pulses Welding power source, for example 60 or 50 Hz, is selected. as A conventional welding rectifier is expediently used so that the holding current is a direct current, on which the current pulses with the same polarity are superimposed.

Die Einstellung der Summe der Stromimpulsbreiten pro Zeiteinheit durch Variation der Breite der Stromimpulse erfolgt erfindungsgemäß beispielsweise durch Beeinflussung des magnetischenThe setting of the sum of the current pulse widths per unit of time by varying the width of the current pulses takes place according to the invention for example by influencing the magnetic

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Flusses einer von den Stromimpulsen durchflossenen Drossel, Zweckmäßigerweise wird hierzu für die Drossel eine Ramey-Schaltung verwendet. Flow of a throttle through which the current pulses flow, expediently a Ramey circuit is used for this purpose for the throttle.

Besondere Vorteile besitzt das erfindungsgemäße Verfahren beim Schweißen unter einer Schutzgasatmosphäre, die aus Argon oder einem argonhaltigen Mischgas besteht. Bei Verwendung eines solchen Schutzgases können beispielsweise mit niedrig belasteten Schweißdrähten dünne Bleche aus Aluminium, Kupfer oder auch aus Kohlenstoffstahl hervorragend verschweißt werden. Das gleiche gilt für Schweißungen dieser Metalle in Zwangslage, wobei noch besonders hervorzuheben ist, daß das Schweißen mit verhältnismäßig niedrig belasteten Schweißdrähten besonders in einem solchen Falle wesentlich leichter durchzuführen ist.The method according to the invention has particular advantages when welding under a protective gas atmosphere consisting of argon or a mixed gas containing argon. When using such a protective gas, for example, welding wires with low loads thin sheets of aluminum, copper or carbon steel be excellently welded. The same applies to welds of these metals in out-of-position, being especially It should be emphasized that the welding with relatively low loads Welding wires is much easier to carry out, especially in such a case.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Zusammenhang mit einem in der Abbildung schematisch dargestellten Ausfühnmgsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.Further details of the invention are given in connection with an exemplary embodiment shown schematically in the figure an apparatus for performing the method according to the invention is described.

In dieser Abbildung ist mit 1 ein Schweißgleichrichter üblicher Bauart bezeichnet, während 2 eine Impulseinheit ist. Der Schweißgleichrichter 1 erzeugt einen Haltestrom, dessen Stromstärke einen Wert besitzt, der gerade ausreicht, den Lichtbogen aufrechtzuerhalten und höchstens das Elektrodenende etwas abzuschmelzen, jedoch noch keinen Schweißgutübergang zuläßt. Mit Hufe der Impulseinheit 2 werden diesem Haltestrom Stromimpulse einer festen Frequenz überlagert, deren Stromstärke Werte erreicht, bei denen das Schweißgut im Lichtbogen kurzschlußfrei und sprühregenartig übergeht. In this figure, 1 denotes a welding rectifier of conventional design, while 2 is a pulse unit. Of the Welding rectifier 1 generates a holding current, the current strength of which has a value that is just sufficient to maintain the arc and at most melt the end of the electrode a little, however does not yet allow weld metal transition. With the hooves of the pulse unit 2, this holding current becomes current pulses of a fixed frequency superimposed, the current intensity of which reaches values at which the weld metal passes over in the arc without short-circuits and like spray.

Der Schweißgleichrichter 1 ist an eine Drehstromquelle 3The welding rectifier 1 is connected to a three-phase current source 3

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angeschlossen und besitzt einen Hauptschalter 4, mit dem das gesamte Gerät ein- und ausgeschaltet wird. Der Transformator 5 besitzt an seinen Primärwicklungen Anzapfungen, die in der Abbildung bei 6 schematisch angedeutet sind. Mit Hilfe dieser Anzapfungen kann die Stromstärke des Haltestromes stufenlos oder auch in einer bestimmten Anzahl von Stufen eingestellt werden. Die Sekundärwicklungen des Transformators 5 sind mit einem Drehstrombrückengleichrichter 7 verbunden, dessen Ausgangsseite zu Elektrode 8 und Werkstück 9 führt.connected and has a main switch 4, with which the entire Device is switched on and off. The transformer 5 has taps on its primary windings, which are shown at 6 in the figure are indicated schematically. With the help of these taps, the Amperage of the holding current can be set continuously or in a certain number of steps. The secondary windings of the Transformer 5 are connected to a three-phase bridge rectifier 7, the output side of which faces electrode 8 and workpiece 9 leads.

Zwischen dem Netzschalter 4 und dem Transformator ist der Anschluß der Impulseinheit 2 vorgesehen, die damit an einer bestimmten Wechselspannung liegt und über Leitungen 10 und 11 mit dem Schweißgleichrichter 1 verbunden ist. An diesen Leitungen 10, liegt in der Impulseinheit 2 zunächst ein Drehtransformator 12, mit dem die Imp'ulshöhe stufenlos eingestellt werden kann. Der Drehtransformator 12 ist sekundärseitig mit einem Übersetzungstransformator verbunden, in dem die Stromimpulse erzeugt werden.Between the power switch 4 and the transformer, the connection of the pulse unit 2 is provided, which is thus to a certain AC voltage is and via lines 10 and 11 with the welding rectifier 1 is connected. On these lines 10, there is initially a rotary transformer 12 in the pulse unit 2 which the pulse height can be continuously adjusted. The rotary transformer 12 is on the secondary side with a translation transformer connected, in which the current pulses are generated.

Die Sekundärwicklung des Übersetzungstransformators liegt im Impulsstromkreis. Dieser enthält außer der Sekundärwicklung des Übersetzungstransformatorsl3 einen Einweggleichrichter 14, die Elektrode 8, das Werkstück 9, die Drossel 22 und die Hauptwicklung 16 einer Eisenkerndrossel· 15. Die Eisenkerndrossel 15 besitzt außerdem eine Nebenwicklung 17.The secondary winding of the translation transformer is in the pulse circuit. In addition to the secondary winding, this includes of the translation transformer 13 a half-wave rectifier 14, the electrode 8, the workpiece 9, the choke 22 and the main winding 16 of an iron core choke 15. The iron core choke 15 also has a secondary winding 17.

Die Eisenkerndrossel 15 ist Teil einer sogenannten Ramey-Schaltung, mit deren Hilfe der magnetische Fluß der Eisenkerndrossel 15 stufenlos eingestellt werden kann. Diese Schaltung besitzt zwei Stromkreise, die wahlweise durch den Umschalter 18 be-The iron core choke 15 is part of a so-called Ramey circuit, with the help of which the magnetic flux of the iron core choke 15 can be continuously adjusted. This circuit has two circuits, which can be optionally operated by the switch 18

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nutzt werden können. In beiden Stromkreisen liegt der Gleichrichter 19, der stets in derjenigen Halbperiode des Wechselstromes einen Stromfluß in einem der beiden Stromkreise der Ramey-Schaltung erlaubt, in der der Stromfluß im Impulsstromkreis gerade durch den Gleichrichter 14 gesperrt ist.can be used. The rectifier 19 is in both circuits, which always allows current to flow in one of the two circuits of the Ramey circuit in that half cycle of the alternating current, in which the flow of current in the pulse circuit is blocked by the rectifier 14.

In der in der Abbildung dargestellten Stellung a des Umschalters 18 fließt der Strom von der Sekundärwicklung des Übersetzungstransformators 13 über die Hauptwicklung 16 der Eisenkerndrossel 15, den Einstellwider stand 20, den Umschalter 18.und den Gleichrichter 19 zurück zur Sekundärwicklung des Übersetzungstransformators 13. In der Stellung b des Umschalters 18 fließt der Strom von der Sekundärwicklung des Übersetzungstransformators 13 über den Einstellwiderstand 21, die Nebenwicklung 17 der Eisenkerndrossel 15, den Umschalter 18 und den Gleichrichter 19 zurück zur Sekundärwicklung des Übersetzungstransformators 13. Wie ersichtlich fließt demnach der Strom, mit dessen Hilfe der magnetische Fluß der Eiserikerndrossel 15 eingestellt wird, je nach der Stellung des Umschalters 18, in der einen oder in der anderen Richtung durch die Eisenkerndrossel 15. Der Umschalter 18 dient demnach dazu, den magnetischen Fluß der Eisenkerndrossel im Sinne einer Zu- oder Abnahme einzustellen, während mit HiHe der Einstellwiderstände 20, 21 der Betrag der gewünschten Flußänderung eingestellt werden kann.In position a of the switch shown in the figure 18 the current flows from the secondary winding of the translation transformer 13 on the main winding 16 of the iron core choke 15, the setting resistor was 20, the switch 18. and the Rectifier 19 back to the secondary winding of the translation transformer 13. In the position b of the switch 18, the current flows from the secondary winding of the translation transformer 13 via the setting resistor 21, the secondary winding 17 of the iron core choke 15, the changeover switch 18 and the rectifier 19 back to the secondary winding of the translation transformer 13. As can be seen accordingly flows the current, with the help of which the magnetic flux of the Eiserikerndrossel 15 is set, depending on the position of the switch 18, in one or the other direction through the iron core choke 15. The switch 18 is therefore used to the magnetic flux of the iron core choke in the sense of an increase or decrease set, while the amount of the desired flux change can be set with HiHe of the setting resistors 20, 21.

Als besonders günstig hat.es sich erwiesen, wenn die Einstellung der Einstellwiderstände 20, 21 so getroffen wird, daß sich die Impulsbreite zur Periodendauer des in den Leitungen 10, 11 fließenden Wechselstromes wie 1:5 bis 1 : 2 verhält. Insbesondere für das Schweißen unter Argon oder argonhaltigen Mischgasen ist eineIt has proven to be particularly favorable when the setting resistors 20, 21 are set in such a way that the pulse width is related to the period of the alternating current flowing in the lines 10, 11 as 1: 5 to 1: 2. In particular for welding under argon or mixed gases containing argon is one

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Impulsbreite von Vorteil, die sich zu der genannten Periodendauer wie 1:4 bis 1 : 2,8 verhält. Bei einer Wechselstromfrequenz von 50 Hz bedeutet dies eine Impulsbreite von ungefähr 5 bis 7 msec.Pulse width of advantage that to said period of time such as 1: 2 behaves, 8: 4 to first At an AC frequency of 50 Hz, this means a pulse width of approximately 5 to 7 msec.

Im Schweißstromkreis und im Impulsstromkreis liegt noch eine Drossel 22, deren Induktion einstellbar ist. Durch diese Drossel 22 werden Einschnürungen des Haltestromes unmittelbar nach Auftreten der Stromimpulse vermieden. Außerdem ist diese Drossel so konstruiert, daß sie das Abreißen des Lichtbogens durch eine induktive Spitze verhindert.In the welding circuit and in the pulse circuit there is also a choke 22, the induction of which is adjustable. Through this Throttle 22 constrictions of the holding current are avoided immediately after the occurrence of the current pulses. Besides, this choke is Designed to prevent the arc from breaking off by an inductive tip.

Beim Betrieb der beschriebenen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt demnach der Schweißgleichrichter 1 einen Haltestrom, der ein Gleichstrom ist und dessen Stromstärke am Transformator 5 bei 6 eingestellt werden kann. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Stromstärke des Haltestromes so eingestellt, daß der Lichtbogen gerade aufrechterhalten wird, ohne daß Schweißgut von der Elektrode 8 zum Werkstück 9 übergeht. Diesem Haltestrom werden Stromimpulse überlagert, die in der Impulseinheit 2 erzeugt werden. Die Frequenz dieser Impulse entspricht der Frequenz des mit den Leitungen 10, 11 zwischenWhen the device described for performing the method according to the invention is operated, the Welding rectifier 1 has a holding current which is a direct current and the current intensity of which can be set at 6 on the transformer 5. According to the method according to the invention, the amperage of the holding current is set so that the arc is just maintained without the weld metal passing from the electrode 8 to the workpiece 9. Current pulses are superimposed on this holding current, which are generated in the pulse unit 2. The frequency of these pulses corresponds to the frequency of the lines 10, 11 between

dem Netzschalter 4 und dem Transformator 5 abgegriffenen Wechselist Stromes und beträgt beispielsweise 50 Hz. Der Gleichrichter 14/so geschaltet, daß bei jeder positiven Halbwelle ein Stromimpuls zum Lichtbogen gelangt, während bei jeder negativen Halbwelle der Impulsstromkreis für den Stromdurchgang gesperrt ist. Die Breite der von der Elektrode zum-Werkstück übergehenden Stromimpulse hängt vom magnetischen Fluß der Eisenkerndrossel 15 ab. Dieser wird während der einem Stromimpuls vorhergehenden Halbwelle in einstellbarerthe power switch 4 and the transformer 5 are tapped Current and is for example 50 Hz. The rectifier 14 / so switched so that with every positive half-wave a current pulse arrives at the arc, while with every negative half-wave the pulse circuit is blocked for the passage of current. The width of the current pulses passing from the electrode to the workpiece depends on the magnetic flux of the iron core choke 15. This becomes adjustable during the half-wave preceding a current pulse

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Weise mit Hilfe der beschriebenen Ramey-Schaltung aufgebaut. Hierbei kann je nach der Stellung des Umschalters 18, der auf Grund des Durchganges von Stromimpulsen schon vorliegende magnetische Fluß vergrößert oder verkleinert werden. Mit Hilfe der Einstellwiderstände 20, 21 kann auf diese Weise die Breite der Stromimpulse und damit der Effektivwert der Schweißstromstärke stufenlos eingestellt werden. Das bevorzugte Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Lichtbogen-Schutzgasschweißen mit abschmelzender Elektrode, bei dem, wie gezeigt wurde, trotz niedriger Effektivwerte der Schweißstromstärke im Sprühbereich gearbeitet werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch bei anderen Schweißver- IWay with the help of the Ramey circuit described. Here can depending on the position of the switch 18, which is due to the The passage of current pulses already present magnetic flux can be increased or decreased. With the help of the setting resistors 20, 21 can in this way the width of the current pulses and thus the rms value of the welding current intensity can be continuously adjusted. The preferred field of application of the invention The process is gas-shielded arc welding with a consumable electrode, in which, as has been shown, despite low effective values the welding current strength can be worked in the spray area. However, the method according to the invention can also be used with other welding methods

fahren mit Erfolg angewendet werden. Beispielsweise ermöglicht die Anwendung des Schweißverfahrens mit überlagerten Stromimpulsen auf das Unterpulverschweißen die Verwendung von dickeren Schweißdrähten und ergibt hierbei gleichzeitig einen breiteren Einbrand bei geringerem Schweißpulververbrauch. Auch beim Plasmaschweißen kann vorteilhaft mit überlagerten Stromimpulsen geschweißt werden, weil hier der Einbrand bei gleichem Effektivwert der Schweißstromstärke zunimmt. Beim Plasmaschneiden schließlich kann bei gleicher effektiver Schneidstromstärke durch Überlagerung von Stromimpulsen eine beträchtliche Verbesserung der Schneidleistung erzielt werden.driving can be applied with success. For example, the Application of the welding process with superimposed current pulses Submerged arc welding uses thicker welding wires and at the same time results in a wider penetration with less penetration Welding powder consumption. During plasma welding, welding can also be carried out with superimposed current pulses, because this is where penetration occurs the welding current strength increases with the same effective value. With plasma cutting, finally, with the same effective cutting current strength A considerable improvement in cutting performance can be achieved by superimposing current pulses.

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Claims

1. Arc welding methods, in particular gas-shielded arc welding, with a melting electrode and a short-circuit-free, spray-like weld metal transition with a Welding current, which is made up of current pulses, during which the weld metal transition takes place, and a holding current of the Arc maintained between the current pulses and at most the end of the electrode melts without the weld metal transition, and in which the sum of the current pulse widths per unit of time is adjustable, characterized in that the sum of the current pulse widths per unit of time by varying the width of the current pulses is set.

2. The method according to claim 1, characterized in that the width the current pulses are set so that they are related to the period of the alternating current generating the current pulses is 1: 5 to 1: 2, preferably 1: 4 to 1: 2.8.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the The frequency of the current pulses is equal to the mains frequency of the welding power source.

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4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the holding current is a direct current on which the current pulses of the same polarity are superimposed.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the width of the current pulses by influencing the magnetic flux one of the current pulses flowed through Throttle is varied.

6. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized in that argon or a gas containing argon is used as the protective gas.

7. Device for performing the method according to one or several of claims 1 to 6, characterized by a pulse unit connected to a welding rectifier (1) of conventional design (2) with a translation transformer (13), its primary side with an alternating current source and its secondary side Via a half-wave rectifier (14) on the one hand and an iron core choke (15) is on the other hand with electrode (8) and workpiece (9) in connection, the magnetic flux of the iron core choke (15) can be influenced with the aid of a Ramey circuit.

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