DE1910400B2 - Schaltungsanordnung zum Lichtbogenschweißen mit lichtbogenspannungsgeregeltem Elektrodenvorschub und kontaktfreier Lichtbogenzündung - Google Patents

Description

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und dem eigentlichen Schweißgerät, sondern auch als len Thyristoren mit folgendem Grätzgleichrichter elektromagnetische Strahlung oder elektrostatische oder einer voll- oder halbgesteuerten Brücke mit Beeinflussung zu der in bekannter Weise aas einer Thyristoren bestehen kann. Das Leistungssteuer-Regeleinheit und einem Leistungssteuerglied beste- glied 8 regelt die Stromversorgung des Motors ö so, henden Phasenanschnittssteuerung gelingen. 5 daß die Lichtbogenlänge konstant bleibt.

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß alle Für diesen Zweck ist die Regeleinheit 9 der aus Störungen abgeschirmt werden können, wenn in der Regeleinheit und Leistungssteuerghed 8 bestehenden Regelvorrichtung erfindungsgemäß eine Diodenkette Phasenanschnittssteuerung 8, 9 über die ist Wertgegen die Störimpulse aus der Drahtvorschubeinheit Leitung 10 mit der Drahtelektrode 2 verbunden, d. n., und ein Tiefpaß gegen die Störimpulse vom Lichtbo- io über die Ist-Wert-Leitung 10 wird die Lichtbogengen vorgesehen sind. Besonders günstig ist es hierbei, spannung in die Regeleinheit9 eingerührt. Als weiwenn die Diodenkette zwischen Regeleinheit und tere Größe für die Regelung wird der Kegeleinheit, Leistungssteuerglied der Phasenanschnittssteuerung vom Motor 6 über die Lastwertleitung 11 em Lasteingeschaltet ist und der Tiefpaß vor der Regelein- wert zugeführt, beispielsweise eine Gegenspannung heit in der Ist-Wert-Leitung von der Elektrode zur 15 am Anker des Motors 6, die proportional der auf den Regeleinheit liegt. Antrieb wirkenden Last und damit drehzahlabhängig

Es wurde darüber hinaus gefunden, daß durch ist. Durch die Berücksichtigung des Lastwenes in der einen Kondensator, über den das Leistungssteuer- Regeleinheit 9 werden Verfälschungen des Regelyorglied überbrückt ist, eine weitere Verbesserung der ganges durch Lastschwankungen vermieden. Schließ-Abschirmung gegen Störimpulse erreicht werden 20 lieh ist die Regeleinheit 9 noch mit einem emstellbakann. Dieser Kondensator fängt gegebenenfalls ver- fen Soll-Wert-Geber 12 verbunden, an dem die gebleibende Spannungsspitzen aus der Schweißanlage wünschte Lichtbogenlänge eingestellt wird,
auf. Schließlich ist es noch von Vorteil, wenn die ka- Erfindungsgemäß ist die dargestellte Schweißvorpazitive Ankopplung des Getriebes der Drahtvor- richtung durch mehrere zusammenwirkende Maßschubeinheit an den Vorschubmotor durch eine elek- 25 nahmen gegen Störungen durch Impulse hoher Spantrische Isolierung zwischen diesen beiden Maschinen- nung und gegebenenfalls hoher Frequenz geschützt, elementen herabgesetzt wird. welche von dem an der Drahtelektrode 2 und am

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Werkstück 3 liegenden Zündgerät 13 ausgehen. Stör-Hand des in der Figur schematisch dargestellten impulse, die vom Motor 6 über die von der Strom-Ausführungsbeispieles beschrieben. 30 quelle 7 kommenden Leitungen zur Regeleinheit 9

In dieser als Schemaschaltbild gezeichneten Figur gelangen können, werden hierbei durch die zwischen ist mit 1 eine Schweißstromquelle bezeichnet, deren Regeleinheit 9 und Leistungssteuerglied 8 liegende Ausgang Gleichstrom oder Wechselstrom liefern Diodenkette 14 unterdrückt, während die vom Elekkann. Die Schweißstromquelle 1 liegt an der Draht- trodendraht 2 über die Ist-Wert-Leitung 10 kommenelektrode 2 und am Werkstück 3. Die Drahtelek- 35 den Störimpulse durch einen Tiefpaß 15 vor der Retrode 2 wird von der Vorratsrolle 4 mit Hilfe des geleinheit 9 weggefiltert werden.
Fördergetriebes 5 abgezogen und in Abhängigkeit Einen zusätzlichen Schutz der Regelvorrichtung von der Drehzahl des Vorschubmotors 6 mit einer gegen Störimpulse bildet der Kondensator 16, der in bestimmten Geschwindigkeit zum Werkstück 3 hin einer Umgehungsleitung um das Leistungssteuerbewegt. 40 glied 8 liegt und insbesondere Spannungsspitzen auf-

Der Motor6 der Drahtvorschubeinrichtung 5, 6 fängt. Schließlich hat es sich noch als zweckmäßig wird von einer Stromquelle 7 versorgt. Zwischen der erwiesen, den Motor 6 und das Fördergetriebe 5 Stromquelle 7 und dem Motor 6 liegt das Leistungs- durch eine Isolation 17, beispielsweise eine Kunststeuerglied 8, das beispielsweise aus zwei antiparalle- stoffwelle, kapazitiv voneinander zu trennen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

ι 2 vorrichtung für den Drahtvorschub, mit deren Hilfe Patentansprüche: die Lichtbogenlänge konstant gehalten werden kann. Bei diesen Regelvorrichtungen v.ird von der Tat-

1. Schaltungsanordnung zum Lichtbogen- sache Gebrauch gemacht, daß die Lichtbogenlange schweißen, insbesondere Lichtbogen-Schutzgas- 5 ungefääir der Lichtbogenspannung proportional ist, schweißen oder Unterpulverschweißen, mit ab- d.h., die Lichtbogenspannung wird als Ist-Wert m schmelzender Elektrode und kontaktfreier Zün- die Regeleinheit eingegeben und dort mit einem eindung des Lichtbogens mittels Impulsen hoher stellbaren Soll-Wert verglichen. Die Ist-Wert/Soll-Spannung, bei welcher die Geschwindigkeit des Wert-Differenz wird in geeigneter und im einzelnen Drahtvorschubs in Abhängigkeit von der Licht- io bekannter Weise zur Beeinflussung der Drehzahl des bogenspannung geregelt ist dadurch ge- Antriebsmotors für den Drahtvorschub verwendet,
kennzeichnet, daß der Motor(6) der Bekannt geworden ist beispielsweise eine Vorrich-Drahtvorschdbeinheit (5, 6) mit einer von der tung zum Lichtbogenschweißen dieser Art, bei der Lichtbogenspannung beeinflußten und im we- die Lichtbogenspannung über die Regeleinheit direkt sentlichen aus gesteuerten Halbleitern bestehen- 15 auf die Ankerspannung des Antriebsmotor wirkt. den Phasenanschnittssteuerung (8, 9) verbunden Diese Vorrichtung hat jedoch einen geringen Regelist, welche gegen aus der Drahtvorschubeinheit bereich, ist zeitlich träge und hat einen hohen Lei-(5, 6) kommende Störimpulse durch eine Dioden- stungsverlust. Außerdem ist sie lastabhängig, d. h., kette (14) und gegen vom Lichtbogen kommende die RegeJung wird durch die wechselnde Belasiune Störimpulse durch einen Tiefpaß (15) geschützt 20 des Motors, beispielsweise durch Klemmen der ist. Drähte oder verschiedene Drahtgewichte auf der

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Vorratsrolle, gestört. Diese Nachteile könnten durch kennzeichnet, daß die Diodenkette (14) zwischen eine Regelvorrichtung beseitigt werden, die trägheitsdie Regeleinheit (9) und das Leistungssteuer- los arbeitet und die beispielsweise halbleitergesteuert glied (8) der Phasenanschnittssteuerung (8, 9) ge- 25 sein könnte. Eine solche Regeleinrichtung wurde jeschaltet ist. doch bisher nicht verwendet, da die im Lichtbogen

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- übergehenden Impulse hoher Spannung, die für die durch gekennzeichnet, daß der Tiefpaß (15) zwi- erwünschte kontaktfreie Zündung des Lichtbogens sehen den Lichtbogen und die Regeleinheit (9) (Erstzündung und Wiederzündung beim Wechselder Phasenanschnittssteuerung (8, 9) geschaltet 30 stromschweißen) benötigt werden, eine solche Regelist, vorrichtung erheblich stören und unbrauchbar ma-

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 chen. Aus diesem Grunde wurden halbleitergesteubis3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lei- erte Regelvorrichtungen für den Drahtvorschub bei stungssteuerglied (8) der Phasenanschnittssteue- Schweißvorrichtungen mit Impulszündhilfe bisher rung (8, 9) über einen Kondensator (16) über- 35 nicht verwendet.

brückt ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

5. Vorrichtung nach einem oaer mehreren der trägheitslose und lastunabhängige Regelvorrichtung Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Lichtbogenlänge zu entwickeln, die auch bei Motor (6) und Fördergetriebe (5) der Drahtvor- Schweißvorrichtungen mit kontaktfreier Zündung schubeinheit (5, 6) elektrisch gegeneinander iso- 40 mittels Impulsen hoher Spannung zuverlässig arbeiliert sind. tet.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Mo-Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß tor der Drahtvorschubeinheit mit einer von der die Phasenanschnittssteuerung (8, 9) von einer Lichtbogenspannung beeinflußten und im wesentlilastabhängigen Größe aus dem Motor (6) der 45 chen aus gesteuerten Halbleitern bestehenden Pha-Drahtvorschubeinheit (5, 6) beeinflußt wird. senanschnittssteuerung verbunden ist, welche gegen

aus der Drahtvorschubeinheit kommende Störimpulse durch eine Diodenkette und gegen vom Lichtbogen kommende Störimpulse durch einen Tiefpaß

50 geschützt ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelingt es, durch die kombinierte Anwendung verschiedener Mittel eine trägheitslose und lastunabhängige Rege-

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung lung für die Lichtbogenlänge zu schaffen, die wesentzum Lichtbogenschweißen, insbesondere Lichtbo- 55 lieh besser als die bisher bekannten Vorrichtungen gen-Schutzgasschweißen oder Unterpulverschweißen, für diesen Zweck ist und darüber hinaus sicher und mit abschmelzender Elektrode und kontaktfreier zuverlässig arbeitet. Hierbei wurde zunächst gefun-Zündung des Lichtbogens mittels Impulsen hoher den, daß die erfindungsgemäß verwendete, im we-Spannung, bei welcher die Geschwindigkeit des sentlichen aus gesteuerten Halbleitern aufgebaute Drahtvorschubs in Abhängigkeit von der Lichtbo- 60 Phasenanschnittssteuerung, die als solche auf andegenspannung geregelt ist. ren technischen Gebieten bekannt ist und deshalb

Beim Lichtbogenschweißen mit abschmelzender hier nicht näher beschrieben zu werden braucht, den Elektrode ist es erforderlich, die Lichtbogenlänge gestellten Anforderungen in vorteilhafter Weise gewährend des Schweißens konstant zu halten. Abgese- nügt, allerdings nur dann, wenn es gelingt, alle Störhen von den Konstantspannungsverfahren, bei denen 65 impulse, die durch die Impulszündhilfe verursacht sich die Lichtbogenlänge selbsttätig regelt, benötigen werden, von der Regelvorrichtung fernzuhalten, die Vorrichtungen für das Lichtbogenschweißen mit Diese Störimpulse können nicht nur über alle leitenabschmelzender Elektrode deshalb stets eine Regel- den Verbindungen zwischen der Regelvorrichtung