DE1928757B2 - Schaltungsanordnung zum stabilisieren und zuenden von schweisslichtboegen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Zündimpulsen hoher Leistung für das Stabilisieren von Wechselstrom-Schweißlichtbögen und zum Zünden von Wechselstrom- oder Gleichstrom-Schweißlichtbögen, wobei die Zündimpulse zwischen Elektrode und Werkstück oder zwischen zwei Elektroden übergehen und durch die Entladung eines Zündkondensators erzeugt werden, mit einer Ladestromquelle zum Aufladen des Zündkondensators, mit mindestens einem steuerbaren Halbleiter im Entladekreis des Zündkondensators sowie einem dem Halbleiter zugeordneten Steuerkreis, der synchron zum Schweißstromkreis geschaltet ist, und der einen Steuerkreiskondensator sowie ein spannungsabhängiges Schaltelement im Entladekreis des Steuerkreiskondensators umfaßt.

Eine derartige Schaltungsanordnung, welche beispielsweise aus der BE-PS 7 17 427 bekannt ist, hat insbesondere den Vorteil, daß durch den steuerbaren Halbleiter ein Zündgerät geschaffen wird, mittels dem in einfachster Art und Weise Zünd- bzw. Stabilisierungsimpulse erzeugbar sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, derartige Zündgeräte weiter zu verbessern und insbesondere Zündgeräte 2Oi schaffen, mit denen während einer Schweißstromperiode Zündimpulse gleicher bzw. wechselnder Polarität erzeugt werden können und mit denen zur Zündung des Lichtbogens ein einziger Zündimpuls oder mehrere Zündimpulse in einfachster Weise und geringem s;chaltungstechnischen Aufwand erreichbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß in bekannter Weise die Ladestromquelle zum Aufladen des Zündkondensators als Gleichstromquelle ausgebildet ist und daß des spannungsabhängige Schaltelement eine Triggerdiode ist, deren Ausgangsseite über einen Schalter mit einem Steuerkontakt eines parallel zum Steuerkreiskondensator angeordneten steuerbaren Halbleiters in Verbindung steht.

Wie bei der BE-PS 7 17 427 w.rd durch die Gleichstromquelle erreicht, daß der Zündkondensator stets in einer Richtung aufgeladen wird und somit zwischen der Elektrode und dem Werkstück Zündimpulse stets gleicher Polarität übergehen. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Triggerdiode mit zuschaltbarem

steuerbaren Halbleiter hat den Vorteil, daß bei geöffnetem Schalter die Anzahl der Impulse allein durch die an der Triggerdiode anstehende Leerlar_:fsparinung der Schweißstromquelle bestimmt wird, denn es werden auf Grund der ansteigenden Leerlaufspannung so lange Impulse erzeugt, bis der Lichtbogen zwischen Elektrode und Werkstück gezündet hat. Bei geschlossenem Schalter — also zugeschaltetem steuerbaren Halbleiter _ wird dagegen nur ein einziger Zündimpuls erzeugt.

Eine Trigger-Diode ist ein für den Strom in beiden Richtungen passierbares Halbleiterschaltelement, welches bei Überschreiten einer verhältnismäßig großen Zündspannung von 20 bis 30 V für den Stromdurchgang geöffnet wird und sich bei Unterschreiten eines verhältnismäßig großen Grenzstromes für den Stromdurchgang schließt. Ein Steuerkreis zur Betätigung dieses Schaltelementes ist somit nicht erforderlich. Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke besteht darin, eine solche Trigger-Diode beim Lichtbogenschweißen zur Erzeugung von Zündimpulsen zwischen Elektrode und Werkstück in geeigneter Schaltung anzuwenden. Die erfindungsgemäße Ausführung der Schaltungsanordnung, die auf diesem Gedanken beruht, nämlich die Verwendung der Trigger-Diode im Steuerkreis des die Zündimpulse auslösenden steuerbaren Halbleitergleichrichters hat außerordentliche Vorteile zur Folge.

Diese Vorteile ergeben sich aus einer wohlüberlegten Ausnutzung der natürlichen Eigenschaften einer Trigger-Diode. An dieser liegt hierzu über eine geeignete Potentiometeranordriung eine Spannung, die mit Hilfe eines Trenntransformators am Ausgang der Schweißstromquelle entnommen wird. Wenn die Ausgangsspannung der Schweiß:stromquelle einen bestimmten Wert erreicht, wird die im Steuerkreis liegende Trigger-Diode geöffnet und hierdurch der im Steuerkreis liegende Steuerkreiskondensator über die Trigger-Diode entladen. Dies hat unmittelbar die öffnung des steuerbaren Halbleitergleichrichters, beispielsweise eines Thyristors, im Entladekreis des Leistungskondensators zur Folge, wodurch Stromimpulse stets gleicher Polarität zwischen Elektrode und Werkstück übergehen. Die Sperrung der Trigger-Diode für den Stromdurchgang erfolgt selbsttätig nach Entladung des Steuerkreiskondensators, wenn beim Absinken des Steuerimpulsstromes der Grenzstrom der Trigger-Diode unterschritten wird.

Der beschriebene Vorgang wiederholt sich nach erneuter Aufladung des Steuerkreiskondensaiors so lange, wie die zum Zünden der Trigger-Diode erforderliche Zündspannung in periodischer Folge erreicht wird. Als Ergebnis hiervon gehen zwischen Elektrode und Werkstück in regelmäßigen Abständen, die beim Wechselstromschweißen kleine Bruchteile einer Periode des Schweißwechselstromcs sind, Zündimpulse über. Der außerordentliche Vorteil, der durch die Verwendung der Trigger-Diode gegeben ist, beruht demnach darauf, daß durch eine geeignete einmalige Einstellung der Potentiometeranordnung, die im Ladekreis des Steuerkreis-Kondensators liegt, erreicht werden kann, daß die Zündimpulse genau so lange erzeugt werden, wie der Schweißlichtbogen nicht brennt. Hierzu ist lediglich notwendig, die an der Trigger-Diode liegende Spannung so einzustellen, daß sie bei Leerlaufspannung der Schweißstromquelle über der Zündspannung der Trigger-Diode und bei Schweißspannung unter deren Zündspannung liegt. Bei dieser Einstellung entsteht im Steuerkreis des steuerbarer. Halbleitergleichrichters eine regelmäßige Folge von

Steuerimpulsen — und damit zwischen Elektrode und Werkstück leistungsstarke Zündimpulse —, und zwar so lange, wie der Lichtbogen noch nicht gezündet ist. Sobald der Lichtbogen brennt, fällt die Leerlaufspannung auf die Schweißspannung ab, die an der Trigger-Diode liegende Spar.nung erreicht nicht mehr deren Zündspannung und die Erzeugung von Zündimpulsen ruht, bis der Lichtbogen — beispielsweise beim nächsten Nulldurchgang des Schweißwechselstromes — wieder erlischt. Hierauf beginnt der Zündvorgang erneut. Auf diese Weise wird eine sichere Zündung beliebiger Schweißlichtbögen und eine gute Stabilisierung von Wechselstromschweißlichtbögen erreicht.

Beim Gleichstromschweißen arbeitet die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in gleicher Weise, naturgemäß jedoch nur bei der Erstzündung des Lichtbogens. Während des Anstiegs der Leerlaufspannung beim Einschalten der Anlage werden so lange Zündimpulse erzeugt, wie der Lichtbogen nicht brennt. Sobald sich die Schweißspannung nach der Zündung des Lichtbogens einstellt, unterbleibt die Erzeugung weiterer Zündimpulse für die gesamte Brenndauer des Lichtbogens.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung erzeugt — wie beschrieben — so lange Zündimpulse zwischen Elektrode und Werkstück, wie der Lichtbogen nicht brennt. Im allgemeinen genügt für die Zündung des Lichtbogens jedoch bereits ein Zündimpuls, sofern dieser genau zum richtigen Zeitpunkt erzeugt wird. Die Einstellung des richtigen Zeitpunktes ist mit Hilfe der Potentiometeranordnung ohne weiteres möglich. Andererseits ist es jedoch oft erwünscht oder durch behördliche Vorschriften sogar zwingend erforderlich, die Gesamtleistung der Zündimpulse unterhalb eines gewissen Grenzwertes zu halten. Dies kann leicht dadurch erreicht werden, daß pro Halbwelle des Schweißwechselstromes nur ein Zündimpuls erzeugt wird.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß der Steuerkreis in Parallelschaltung zum Steuerkreiskondensator einen Thyristor enthält, dessen Steuerkontakt mit der Ausgangsseite der Trigger-Diode verbunden ist. Wird in diese Steuerleitung des Thyristors ein Schalter eingebaut, so können wahlweise entweder nur ein Zündimpuls oder eine Folge von Zündimpulsen bis zum Zünden des Lichtbogens erzeugt werden. Bei offenem Schalter arbeitet die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wie bereits beschrieben, d. h. der Thyristor tritt nicht in Funktion. Bei geschlossenem Schalter zündet der Thyristor, sobald die Trigger-Diode zum erstenmal leitend geworden ist, und schließt hierdurch die Steuerspannung kurz. Die Trigger-Diode wird dadurch gesperrt und ihre Zündspannung vor einem erneuten Nulldurchgang des Schweißstromes beim Wechselstromschweißen, also nicht vor Ablauf der begonnenen Halbwelle des Schweißwechselstromes, nicht mehr erreicht. Erst wenn der Stromfluß im Schweißstromkreis verschwindet, beispielsweise beim Nulldurchgang des Schweißwechselstromes, wird der Thyristor für den Stromdurchgang gesperrt, so daß die Trigger-Diode beim Wiederanstieg der Spannung erneut zünden kann. Demnach geht bei geschlossenem Schalter im Steuerkreis des Thyristors lediglich ein Zündimpuls pro Halbwelle des Schweißwechselstromes bzw. beim Einschalten einer Stromquelle für das Glcichstrornschweißen zwischen Elektrode und Werkstück über.

Der Entladekreis des Zündkondensators enthält erfindungsgemäß einen Trennkondensator für die

Löschung des die Zündimpulse auslösenden steuerbaren Halbleitergleichrichters, eine Drossel und die Primärwicklung eines sekundärseitig an Elektrode und Werkstück liegenden Impulstransformators. Diese Primärwicklung, welche parallel zum Z'.ündkondensator vorgesehen ist, ist zusätzlich über eine Diode kurzgeschlossen, wodurch ein Rückschwingen der Zündimpulse verhindert wird. Die Energieversorgung des Zündkondensators erfolgt über einen Transformator, der primärseitig an einer beliebigen Wechselstromiquelle liegt, und gegebenfalls über einen diesem nachgeschaltcten Gleichrichter.

Die bisher beschriebene erfindungsgemäße Schaltungsanordnung liefert stets Zündimpulse gleicher Polarität, da das spannungsabhängige Schaltelement zur Auslösung der Zündimpulse nur einen Stromdurchgang in einer Richtung erlaubt. Es hat sich gezeigt, daß eine solche Verfahrensweise den gestellten Anforderungen im allgemeinen gerecht wird. Erfindungsgemäß kann die Schaltungsanordnung jedoch auch so abgewandelt werden, daß die zwischen Elektrode und Werkstück übergehenden Stromimpulse die gleiche Polarität wie der Schweißwechselstrom aufweisen. Hierzu wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Ladestromquelle als Wechselstromquelle ausgebildet ist, und daß ferner im Entladekreis des Zündkondensators zwei antiparallelgeschaltete steuerbare Halbleiter vorgesehen sind, deren getrennte Steuerkreise Trigger-Dioden als spannungsabhänige Schaltelemente aufweisen.

Entsprechend der FR-PS 15 48 434 wird durch die Wechselstromladequelle vorteilhaft erreicht, daß der Zündkondensator mit wechselnder Polarität aufgeladen wird. Beim Entladen des Kondensators über die erfindungsgemäß vorgesehenen antiparallelgeschalteten steuerbaren Halbleiter gehen abwechselnd einmal positive und negative Impulse zwischen Elektrode und Werkstück über. Dabei werden den steuerbaren Halbleitern so lange Steuerimpulse von den Trigger-Dioden zugeführt, bis ein Lichtbogen gezündet hat.

In vorteilhafter Weiterbildung wird hierzu vorgeschlagen, daß jeder Trigger-Diode ein weiterer steuerbarer Halbleiter zuschaltbar ist, mittels dem nur ein einziger positiver und ein einziger negativer Zündimpuls erreichbar ist. Im übrigen entspricht die Schaltungsanordnung in diesem Fall der bereits beschriebenen Anordnung, d. h. der Entladekreis des Zündkondensators enthält einen Trennkondensator, eine Drossel und die Primärwicklung eines Impulstransformators. Die Energieversorgung des Zündkondensators erfolgt in diesem Fa.ll zweckmäßigerweise vom Schweißstromkreis her. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist es von besonderem Vorteil, wenn die Ladcenergic des Zündkondensators in einem ganzzahligen Verhältnis von 1:1 bis 1 :3 zur magnetischen Energie des primärseitig an die Wechselstromquelle angeschlossenen Trenntransformators im Ladekreis des Zündkondensators steht.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß der Entladekreis des Zündkondensators über einen Impulstransformator mit der Lichtbogenstrecke verbunden ist. Vor allem in denjenigen Fällen, in denen auch Zündimpulst: geringerer Spannung ausreichen, kann der Entladekreis des Zündkondcnsators auch galvanisch oder kapazitiv an Elektrode und Werkstück gekoppelt sein.

Wenn der Ladekreis ties Zündkondensalors an eine beliebige Wedisi:lstr.>mc|iielle angeschlossen ist, was bei der Aiisfuhninpfonn Im Impulse gleicher Polarität ohne weiteres möglich ist, entsteht gegenüber früher verwendeten Schaltungen der außerordentliche Vorteil, daß dem Schweißstromkreis keine Energie zur Erzeugung der 2!ündimpulse entzogen wird. Wenn jedoch im Schweißstromkreis sehr viel Energie zur Verfugung steht, beispielsweise bei leistungsstarken Schweißverfahren wie beim Unterpulverschweißen, kann der Ladekreis des Zündkondensators auch an den Schweißstromkreis angekoppelt werden, was für die Erzeugung

in von Zündimpulsen wechselnder Polarität besonders zweckmäßig ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt

r> Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Zündimpulsen gleicher Polarität zwischen Elektrode und Werkstück;

F i g. 2 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Zündimpulsen wechselnder Polarität

2i) zwischen E'.lektrode und Werkstück.

In Fig. 1 ist eine Schweißstromquelle 1 dargestellt, die an einer Wechselspannung 2 liegt. In der folgenden Beschreibung ist die Schweißstromquelle 1 eine solche für das Wechselstromschweißen, d. h. an Elektrode 3 und Werkstück 4 liegt eine Schweißwcchselspannung. Die durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung erzeugten Zündimpulse, die zwischen Elektrode 3 und Werkstück 4 übergehen, treten in diesem Falle nach jedem Nulldurchgang des Schweißwechselstromes auf Die gleiche Schaltungsanordnung könnte jedoch auch verwendet werden, wenn 1 eine Stromquelle für Gleichstromschweißen wäre, wobei darin allerdings die Zündimpulse lediglich beim Einschalten des Schweißstromes bzw. nach jedem Verlöschen des Lichtbogens aus irgendwelchen Gründen erzeugt werden. In diesem Fall ist der Steuerteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zweckmäßigerweise entweder an einer beliebigen Wechselstromquelle oder in der Schwciöstromquelle vor dem Gleichrichterteil angeschlossen.

Im Schweißstromkreis liegt eine Eisenkerndrossel 5, die zu große Verluste des Impulsstromes in der Schweißstromquelle 1 verhindert.

Die Energieversorgung für den Stromimpulserzeugungsteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung

erfolgt von einer beliebigen Wechselstromquelle 6 über einen Trenntransformator 7 mit nachgeschaltetcm Gleichrichter 8. Bei leistungsstarken Schweißverfahren kann die Wechselstromquelle 6 auch der Schweißstromkreis selbst sein, und zwar immer dann, wenn die zur

■ίο Erzeugung der Zündimpulse benötigte Energie zu keinen oder vernachlässigbaren Störungen de< Schweißvorganges führt. Der Trenntransformator 7 isl nicht unbedingt erforderlich.

Am Ausgang des Gleichrichters 8 liegt der Ladekreis

v> 9 des Zündkondcnsators 10. Der Entladekreis 11 des Zündkondensators 10 enthält einen Trennkondcnsator 12, eine Drossel 13. die Primärwicklung eines Impulstransformalors 14 und einen Thyristor 15. Der Trcnnkondensator 12 ist über einen Entladewiderstarul

ή 16 überbrückt. Die Primärwicklung des linpiilstransformators 14 ist über eine Diodt: 17 kurzgeschlossen. Da die Schaltelemente 12 und Π beide der Löschung des Thyristors 15 dienen, kann jeweils eines von beiden auch entfallen.

'■■ Der Steuerkreis 18 des Thyristors 1^r> isl gleichzeitig der l-ntladekreis des SieuiMkieiskomleiisalors 19. Dieser Htitladekreis 18 enthalt eine Trigger-Diode, die im fuveiehneten AiisliilminL'sbcisniel ein Diac 20 isl,

und einen Begrenzungswiderstand 21. Die beiden Äste des Entlade- oder Steuerkreises 18 sind mit einem Belastungswiderstand 22 überbrückt.

Parallel zum Steuerkreiskondensator liegt ein Thyristor 23 mit einem vorgeschalteten Widerstand 24. Der Steuerkontakt des Thyristors 23 ist über einen Widerstand 25 und einen Schalter 26 mit der Ausgangsseite des Diac 20 verbunden.

Der Ladekreis 27 des Steuerkreiskondensatorb 19 enthält eine Potentiometeranordnung 28 und einen Gleichrichter 29. Der Gleichrichter 29 ist eingangsseitig mit der Sekundärwicklung eines Trenntransformators 30 verbunden, dessen Primärwicklung an die beiden Äste des Schweißstromkreises angeschlossen ist. Der Trenntransformator 30 ist nicht unbedingt erforderlich.

Im Elektrode 3 und Werkstück 4 enthaltenden Impulsstromkreis 33 liegen außer der Sekundärwicklung des Impulstransformators 14 noch ein Trennkondensator 31 und ein Strombegrenzungswiderstand 32.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt:

Die Schweißstromquelle 1 wird mit der Stromquelle 2 und die Primärwicklung des Trenntransformators 7 mit der Stromquelle 6 durch Einschalten verbunden. Hierdurch lädt sich der Zündkondensator 10 über den Gleichrichter 8 auf. Nach Einschalten des Schweißstromkreises entstehen nach jedem Nulldurchgang des Schweißwechselstromes im Steuerkreis 18 Steuerimpulse, deren Erzeugung weiter unten beschrieben wird.

Sobald am Steuerkontakt des Thyristors 15 ein Steuerimpuls auftritt, wird dieser für den Stromdurchgang geöffnet. Bei geöffnetem Thyristor 15 kann sich der Zündkondensator 10 über die Primärwicklung des Impulstransformators 14 entladen. Im Impulsstromkreis 33, der Elektrode 3 und Werkstück 4 enthält, entsteht hierdurch ein Zündimpuls, der zwischen Elektrode 3 und Werkstück 4 übergeht, und dessen Spannung durch das Übersetzungsverhältnis des Impulstransformators 14 bestimmt ist und je nach Bedarf Werte zwischen 300 und 500VoIt aufweist. Die Spitzenwerte der Stromstärke ao der Zündimpulse liegen zwischen 5 und 20 A; ihre Dauer beträgt 1 bis 10 μ5. In denjenigen Fällen, in denen an die Spannung der Zündimpulse geringere Anforderungen gestellt werden, beispielsweise, wenn eine Spannung der Zündimpulse von maximal 1000 V ausreicht, kann der Impulstransformator 14 entfallen und der Impulsstromkreis 33 galvanisch oder kapazitiv an den Entladekreis 11 des Zündkondensators angekoppelt sein.

Der Thyristor 15 bleibt so lange geöffnet, wie im Entladekreis 11 des Zündkondensators 10 Strom fließt. Nach Entladung des Zündkondensators 10 und Aufladung des Trennkondensators 12 endet dieser Stromfluß. Hierdurch wird der Thyristor 15 für den Stromdurchgang wieder gesperrt. In gleicher Weise wird jeder weitere Zündimpuls jedesmal dann erzeugt, wenn am ίί Steuerkontakt des Thyristors 15 ein Steuerimpuls auftritt.

Die Steuerimpulse werden synchron zum Verlauf des Schweißwechselstromes erzeugt. Gleichzeitig mit dem Anstieg der Spannung im Schweißstromkreis steigt bo deshalb die am Diac 20 liegende Spannung an. Dieser Spannungsanstieg am Diac 20 kann mit Hilfe der Potentiometeranordnung 28 in seinem Verlauf eingestellt werden, d. h. der Zeitpunkt, in dem die am Diac 20 liegende Spannung dessen Zündspannung erreicht, kann « in bezug auf den zeitlichen Verlauf des Spannungsanstieges im Schweißstromkreis eingestellt werden. Im allgemeinen wird diese Einstellung so gewählt, daß die zum Zeitpunkt des Zündens des Diac 20 an Elektrode 3 und Werkstück 4 liegende Spannung zur Zündung des Lichtbogens bereits ausreicht.

Bei Überschreiten der Zündspannung des Diac 20 zündet dieser, wodurch sich der Steuerkreiskondensator 19 über den Steuerkreis 18, d. h. über den Steuerkontakt des Thyristors 15 entladen kann. Als Folge hiervon geht ein erster Zündimpuls zwischen Elektrode 3 und Werkstück 4 über. Nach einer bestimmten Zeit nach Auslösung des Steuerimpulses, deren Dauer am Begrenzungswiderstand 21 eingestellt werden kann, unterschreitet die Stromstärke im Steuerkreis 18 den Grenzstrom des Diac 20, so daß sich dieser für den Stromdurchgang wirder schließt. Damit ist der erste Steuerimpuls beendet.

Sofern der Lichtbogen bereits durch den ersten Zündimpuls gezündet wird, was im allgemeinen der Fall ist, entsteht während der begonnenen Halbwelle kein weiterer Steuerimpuls, da wegen des Abfalls der Spannung im Schweißstromkreis auch die Spannung am Diac 20 unter dessen Zündspannung bleibt. Die hierzu erforderliche Einstellung der Schaltung wird an der Potentiometeranordnung 28 vorgenommen. Wenn jedoch der Lichtbogen nach dem ersten Zündimpuls nicht gezündet ist, steigt die Leerlaufspannung im Schweißstromkreis und damit erneut die Spannung am Diac 20 an, was so lange eine weitere Erzeugung von Steuerimpulsen und damit von Zündimpulsen zwischen Elektrode 3 und Werkstück 4 zur Folge hat, bis der Lichtbogen zündet. Die gleichen Vorgänge wiederholen sich nach jedem Nulldurchgang des Schweißwechselstromes. Im Falle des Gleichstromschweißens laufen die beschriebenen Vorgänge nach jedem Verlöschen des Lichtbogens ab.

Es hat sich gezeigt, daß der Lichtbogen fast immer schon beim Übergang des ersten Zündimpulses zündet, vor allem dann, wenn die Auslösung des Steuerimpulses durch den Diac 20 mit Hilfe der Potentiometeranordnung 28 auf einen Zeitpunkt gelegt wird, in dem die Leerlauf-Spannung bereits einen verhältnismäßig hohen Wert erreicht hat. Da überdies oft behördliche Vorschriften hinsichtlich Funk- und Fernsehstörungen eine möglichst geringe Gesamtleistung der Zündimpulse erzwingen, ist es zweckmäßig, dafür zu sorgen, daß pro Halbwelle des Schweißwechselstromes bzw. bei jedem Einschalten eines Schweißgleichstromes ein einziger Zündimpuls zwischen Elektrode 3 und Werkstück 4 übergeht. Hierzu dient der Thyristor 23, dessen Steuerkreis durch den Schalter 26 eingeschaltet werden kann. Bei geschlossenem Schalter 26 wird bei Auftreten des ersten Steuerimpulses der Steuerkreis 18 durch öffnung des Thyristors 23 kurzgeschlossen. Hierdurch wird eine weitere öffnung des Diac 20 so lange unterbunden, wie die begonnene Halbwelle de: Schwcißwechselstromes andauert, da solange de: Thyristor 23 durch Stromfluß geöffnet bleibt. Erst bein folgenden Nulldurchgang des Schweißwechselstrome bzw. beim Erlöschen eines Schweißgleichstrome schließt sich der Thyristor 23, wodurch erneut ei Zündimpuls erzeugt werden kann. Wenn die erfindungs gemäße Schaltungsanordnung ausschließlich für di Erzeugung nur eines Zündimpulses pro Halbwelle de Schweißwechselstromes verwendet werden soll, kör nen der Diac 20 und der Thyristor 23 durch ein bilaterale Vierschichtdiode ersetzt werden, die, einm; geöffnet, erst nach dem Nulldurchgang des Schweil stromes wieder sperrt.

Die in Fi g. 1 gezeigte Schaltung erzeugt Zündimpi

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ίο

se stets gleicher Polarität. In Fig. 2 ist eine Schaltung dargestellt, die zur Anwendung kommt, wenn die Zündimpulse eine mit der Polarität des Schweißwechselstromes übereinstimmende Polarität aufweisen sollen. In Fig. 2 sind diejenigen Schaltelemente, die mit denjenigen der Fig. 1 übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 2a enthält der Entladekreis 11 des Zündkondensators 10 zwei Thyristoren 34 und 35 in Antiparallel ■ schaltung, die auch durch einen Triac ersetzt werden können. Jeder der beiden Thyristoren 34 und 35 besitzi. einen eigenen Steuerkreis 36 bzw. 37. Die Steuerkreise 36 und 37 umfassen jeweils einen Diac 38 bzw. 39, einen Steuerkreiskondensator 40 bzw. 41, einen Begrenzungswiderstand 42 bzw. 43 und einen Belastungswiderstand 44 bzw. 45. Die Ladekreise 46 und 47 der Steuerkreiskondensatoren 40 und 41 umfassen jeweils eine Potentiometeranordnung 48 bzw. 49, die Primärwicklungen von sekundärseitig an Schweißspannung liegenden Trenntransformatoren 50 bzw. 51 sowie eine Diode 52 bzw. 53. Die Dioden 52 und 53 sind in Gegentaktschaltung geschaltet. Die Energieversorgung des Zündkondensators 10 erfolgt bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung durch Anschlüsse an den Schweißstromkreis.

Hierbei ist es möglich, die Sekundärwicklungen dei Trenntransformatoren 50 und 51 auch als Sekundär wicklungen des Trenntransformators 7 auszuführen.
Beim Einschalten des Schweißwechselstromes entste-

"> hen durch die in Fig. 2a dargestellte Schaltung Zündimpulse zwischen Elektrode 3 und Werkstück 4, die wechselnde Polarität entsprechend dem Polaritätswechsel im Schweißstromkreis aufweisen. Die Steuerkreise 36 und 37, die die öffnung der Thyristoren 34 und

ίο 35 bewirken, arbeiten hierbei in der gleichen Weise wie der Steuerkreis 18 der Fig. I. Eine Zusatzschaltung zur Begrenzung der Anzahl der zwischen Elektrode 3 und Werkstück 4 übergehenden Zündimpulse auf einen einzigen Zündimpuls pro Halbwelle des Schweißwechselstromes ist in F i g. 2b eingezeichnet (23,24,25,26).

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann bei sämtlichen Lichtbogenschweiß- oder -schneidverfahren zum Zünden und, bei Verwendung von Wechselstrom, auch zum Stabilisieren der Lichtbogen verwendet werden. Die Anwendung der Schaltungsanordnung ist sehr flexibel, insbesondere durch die Möglichkeit. Anzahl, Zeitpunkt und Zeitdauer der Zündimpulse einzustellen. Ez hat sich gezeigt, daß derartige Vorrichtungen über lange Zeiträume störungsfrei arbeiten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Zündimpulsen hoher Leistung für das Stabilisieren von Wechselstrom-Schweißlichtbögen und zum s Zünden von Wechselstrom- oder Gleichstrom-Schweißlichtbögen, wobei die Zündimpulse zwischen Elektrode und Werkstück oder zwischen zwei Elektroden übergehen und durch die Entladung eines Zündkondensators erzeugt werden, mit einer Ladestromquelle zum Aufladen des Zündkondensators, mit mindestens einem steuerbaren Halbleiter im Entladekreis des Zündkondensators sowie einem dem Halbleiter zugeordneten Steuerkreis, der synchron zum Schweißstromkreis geschaltet ist, und der einen Steuerkreiskondensator sowie ein spannungsabhängiges Schaltelement im Entladekreis des Steuerkreiskondensators umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise die Ladestromquelle als Gleichstromquelle (6, 7, 8) ausgebildet ist, und daß das spannungsabhängige Schaltelement eine Trigger-Diode (20) ist, deren Ausgangsseite über einen Schalter (26) mit einem Steuerkontakt eines parallel zum Steuerkreiskondensator (19) angeordneten steuerbaren Halbleiters (23) in Verbindung steht (F i g. 1).

2. Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Zündimpulsen hoher Leistung für das Stabilisieren von Wechsel-Schweißlichtbögen und zum Zünden von Wechselstrom- oder Gleichstrom-Schweißlichtbögen, wobei die Zündimpulse zwischen Elektrode und Werkstück oder zwischen zwei Elektroden übergehen und durch die Entladung eines Zündkondensators erzeugt werden, mit einer Ladestromquelle zum Aufladen des Zündkondensators, mit J5 mindestens einem steuerbaren Halbleiter im Entladekreis des Zündkondensators sowie einem dem Halbleiter zugeordneten Steuerkreis, der synchron zum Schweißstromkreis geschaltet ist, und der einen Steuerkreiskondensator sowie ein spannungsabhängiges Schaltelement im Entladekreis des Steuerkreiskondensators umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise die Ladestromquelle als Wechselstromquelle (7) ausgebildet ist, und daß ferner im Entladekreis (11) des Zündkondensators (10) zwei antiparallelgeschaltete steuerbare Halbleiter (34, 35) vorgesehen sind, deren getrennte Steuerkreise (36, 37) Trigger-Dioden (38, 39) als spannungsabhängige Schaltelemente aufweisen (F i g. 2a).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsseite der Trigger-Dioden (38, 39) jeweils über einen Schalter (26) mit einem Steuerkontakt eines parallel zum Steuerkreiskondensator (40, 41) angeordneten steuerbaren Halbleiters (23) in Verbindung steht (F i g. 2b).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Entladekreis (U) parallel zum Zündkondensator (10) die Primärwicklung eines Impulstransformators (14) vorgesehen ist und daß w> ferner die Primärwicklung über eine Diode (17) kurzgeschlossen ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Entladekreis (11) des Zündkondensators (10) einen ίϊ Trennkondensator (12) mit diesen überbrückendem Entladewiderstand (16) und/oder eine Drossel (13) aufweist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladekreis (H) des Zündkondensators (10) galvanisch oder kapazitiv an den Schweißstromkreis gekoppelt ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeenergie des Zündkondensators (10) in einem ganzzahligen Verhältnis von 1:1 bis 1:3 zur magnetischen Energie des primärseitig an die Wechselstromquelle angeschlossenen Trenntransformators (7) steht.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladekreis (27 bzw. 46,47) des Steuerkreiskondensators (19 bzw. 40,41) einen Gleichrichter (29 bzw. 52, 53) sowie gegebenenfalls die Sekundärwicklung eines primärseitig an Schweißspannung liegenden Trenntransformators (30 bzw. 50,51) umfaßt.