DE19921051A1 - Verfahren zur Durchführung des Lichtbogenschweißens sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Durchführung des Lichtbogenschweißens sowie Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
- Publication number
- DE19921051A1 DE19921051A1 DE1999121051 DE19921051A DE19921051A1 DE 19921051 A1 DE19921051 A1 DE 19921051A1 DE 1999121051 DE1999121051 DE 1999121051 DE 19921051 A DE19921051 A DE 19921051A DE 19921051 A1 DE19921051 A1 DE 19921051A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- welding
- operating voltage
- working voltage
- arc welding
- transformer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/06—Arrangements or circuits for starting the arc, e.g. by generating ignition voltage, or for stabilising the arc
- B23K9/073—Stabilising the arc
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/09—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage
- B23K9/091—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits
- B23K9/092—Arrangements or circuits for arc welding with pulsed current or voltage characterised by the circuits characterised by the shape of the pulses produced
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
Würde beim bekannten Lichtbogenschweißen das Plasma beim Übergang von der positiven zur negativen Halbwelle der Arbeitsspannung jeweils erkalten, führte dies zu schlechter Qualität der angestrebten Schweißnaht. Die deshalb nötige Überhöhung der Arbeitsspannung hat hohen Energieaufwand und dadurch schlechten Wirkungsgrad der aufgewendeten, elektrischen Energie zur Folge sowie eine Überhitzung des Lichtbogengasplasmas mit Blasenbildung im Metall im Schweißbereich. Hierdurch werden heiße Metallpartikel verspritzt, und es entsteht eine porenreiche Schweißnaht geringer Qualität. DOLLAR A Das Neue soll bei Verbesserung der Schweißnaht Erhöhung des Wirkungsgrads des Verfahrens und der Vorrichtung erbringen. DOLLAR A Hierzu wird beim Schweißverfahren eine impulsförmige Arbeitsspannung (5) mit möglichst steilen Flanken zwischen den Spitzenwerten der Arbeitsspannung von höchstens 1500 nsec Dauer verwendet. DOLLAR A Es ergeben sich die Vorteile, daß man bei erheblich geringerem Einsatz an elektrischer Energie mit kleinerem Aufwand an elektrischen Bauteilen und damit erheblich geringerer Masse und Größe der Schweißvorrichtung auskommt. Dadurch kann man kleinere und leichter handhabbare Schweißgeräte bauen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Durchführung
des Lichtbogenschweißens sowie eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, Lichtbogenschweißen mit Gleichstrom oder
Wechselstrom durchzuführen. Sinusförmige Wechselspannung bei
einer Netzfrequenz von 50 Hz in Europa oder 60 Hz in
Nordamerika wird vor allem bei aufwendigerem Schweißen mit
hohem Energieverbrauch, beispielsweise von Aluminium,
angewandt. Hierbei muß eine höhere Arbeitsspannung zur
Verfügung gestellt werden, als an sich zum Schweißen nötig
wäre, damit das Plasma beim Wechsel von der einen Halbwelle
der Arbeitsspannung zur nächsten nicht erkaltet, und ein
kontinuierliches Schweißen möglich ist. Würde das Plasma beim
Übergang von der positiven zur negativen Halbwelle der
Arbeitsspannung jeweils erkalten, führte dies zu schlechter
Qualität der angestrebten Schweißnaht. Die deshalb nötige
Überhöhung der Arbeitsspannung hat hohen Energieaufwand und
dadurch schlechten Wirkungsgrad der aufgewendeten,
elektrischen Energie zur Folge sowie eine Überhitzung des
Lichtbogengasplasmas mit Blasenbildung im Metall im
Schweißbereich. Hierdurch werden heiße Metallpartikel
verspritzt, und es entsteht eine porenreiche Schweißnaht
geringer Qualität.
Für viele Anwendungen weist die Schweißnaht deshalb keine
ausreichende Festigkeit auf, sie ist nicht stark belastbar
und daher minderwertig. Bei Anwendung des bekannten
Verfahrens braucht man bei Industrieschweißgeräten in der
Regel einen Energieaufwand in der Größenordnung von 5 kW.
Aus der WO 96/27471 ist ein, hochfrequente Arbeitsspannung
nutzendes Verfahren zum Lichtbogenschweißen bei Frequenzen
zwischen 1 und 1,5 MHz bekannt. Es hat aber den Nachteil, daß
die hierzu erforderliche Stromversorgung aufwendig ist und
deshalb hohen Kosteneinsatz bedingt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs
genannten Gattung so weiterzubilden, daß bei Verbesserung der
Schweißnaht jeweils der Wirkungsgrad des Verfahrens und der
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens erhöht wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen
1 und 2 aufgeführten Merkmale gelöst.
Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf,
daß man bei erheblich geringerem Einsatz an elektrischer
Energie mit kleinerem Aufwand an elektrischen Bauteilen und
damit erheblich geringerer Masse und Größe der
Schweißvorrichtung auskommt. Dadurch kann man kleinere und
leichter handhabbare Schweißgeräte bauen. Gegenüber
herkömmlichen Vorrichtungen erfolgt das Zünden des
Lichtbogens wesentlich leichter. Das Verfahren des Schweißens
kann wesentlich gleichmäßiger durchgeführt werden, und man
erhält qualitativ höherwertige Schweißnähte. Dabei bleibt die
Schweißelektrode relativ kalt, was die Verletzungsgefahr beim
Arbeiter senkt. Die Schweißelektrode bleibt beim Schweißen
deshalb relativ kalt, weil beim erfindungsgemäßen Verfahren
mit niedrigerem Schweißstrom gearbeitet wird, als bei
bekannten Schweißvorrichtungen. Es besteht eine relativ viel
kleinere Abhängigkeit des Schweißprozesses vom Abstand
zwischen der Schweißelektrode und dem Werkstück sowohl
hinsichtlich des Zündens des Lichtbogens, wie auch beim
Schweißen selbst, als bisher.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus
den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung
hervor.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand von
Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Diagramm mit sinusförmigem Impulsverlauf der
Arbeitsspannung und damit des Schweißstroms bei bekannten
Schweißvorrichtungen,
Fig. 2 ein Diagramm mit dem Impulsverlauf der Arbeitsspannung
und damit des Schweißstroms bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
Fig. 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung, bestehend aus einer
Stromversorgung sowie eine Schweißelektrode und ein
Werkstück,
Fig. 4 einen blockschaltbildmäßigen Stromlaufplan der
erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 3.
Bekannte Schweißvorrichtungen verwenden eine sinusförmige
Arbeitsspannung (Fig. 1), die einem entsprechenden Verlauf
des Schweißstroms entspricht. In dem Diagramm stehen die
Bereiche 1, 11, also die zwischen den Spannungen Ua1 und Ua2
bzw. zwischen den Spannungen -Ua1 und -Ua2 liegenden
Bereiche, für den jeweils optimalen Schweißprozeß mit der
besten Schweißnaht. Bereiche 2, 12, die bis zu den hohen
Spannungen Uh bzw. -Uh reichen, stellen Überhitzungsbereiche
dar. Diese sind nur dazu notwendig, damit das Plasma beim
Wechsel von der einen Halbwelle der Arbeitsspannung 4 zur
nächsten nicht erkaltet, und ein kontinuierliches Schweißen
möglich ist. Bereiche 3, 13 sind Bereiche der Arbeitsspannung
4, in denen das für das Lichtbogenschweißen nötige Plasma
nicht leitfähig wäre, gäbe es nicht die als
Überhitzungsbereiche bezeichneten Bereiche 2, 12.
Beim erfindungsgemäßen Schweißverfahren (Fig. 2) wird eine
impulsförmige Arbeitsspannung 5 mit möglichst steilen Flanken
zwischen den Spitzenspannungen +Ua und -Ua verwendet. Die
Flanken, also sowohl die Anstiegs-, wie auch die
Abstiegsflanken der impulsförmigen Arbeitsspannung 5, sollen
möglichst 1500 nsec nicht übersteigen, besser sogar kürzer
sein. Es handelt sich also um eine nichtsinusförmige
Arbeitsspannung. Die Flanken der impulsförmigen
Arbeitsspannung 5 müssen so steil sein, daß das Schweißplasma
nicht abreißen und das erhitzte Plasma beim Übergang von
einer Halbwelle zur nächsten Halbwelle der Schweißspannung
bzw. des Schweißstroms nicht erkalten kann. Dabei sind
konkrete Kurvenform und konkrete Frequenz der
Schweißspannung, wie auch die jeweilige Form der
Impulsspitzen 6, 16 nicht entscheidend, sondern vielmehr die
Steilheit der Flanken beim Übergang von der einen Halbwelle
zur nächsten Halbwelle der Schweißspannung.
Beim Schweißen von Aluminium wird höhere Spannung verwendet,
damit der Oxidfilm auf der Oberfläche des Aluminiumteils
durchbrochen werden kann. Der Energieaufwand ist hierbei
nicht höher, als beim Schweißen von Stahl, weil die
Temperatur der Aluminiumschmelze relativ niedrig ist.
Die erfindungsgemäße Schweißvorrichtung wird anhand der
Fig. 3 der Zeichnungen erläutert. Über Anschlüsse 23, 24 ist
eine Stromversorgung 20 an ein (in den Zeichnungen nicht
dargestelltes) elektrisches Netz angeschlossen. Die
Stromversorgung 20 liefert über Leitungen 21, 22 die
Arbeitsspannung für das Lichtbogenschweißen. Die eine Leitung
21 führt zu einem Halter 7 für eine Schweißelektrode 8 zum
Schweißen. Die andere Leitung 22 ist an ein metallisches Teil
14 angeschlossen. Beim Schweißen entsteht in an sich
bekannter Weise ein Lichtbogen 9 in einem Schweißbereich 10.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung betrug der
Widerstand des Lichtbogengasplasmas 0,1 Ω bis 2 Ω.
Die Stromversorgung 20 (Fig. 4) der erfindungsgemäßen
Vorrichtung umfaßt einen Gleichrichter 25, von dem ein
Inverter 26 Strom erhält. Dem Inverter 26 ist ein
Transformator 27 nachgeschaltet, der einen Gleichrichter 28
speist. Letzterem ist ein Impulsformer 29 nachgeschaltet, der
die impulsförmige Arbeitsspannung 5 (Fig. 2) erzeugt und über
die Leitungen 21, 22 dem Halter 7 (Fig. 3) und dem Teil 14
liefert.
Der Transformator 27 dient der Erhöhung der Sicherheit beim
Schweißen zur galvanischen Trennung vom Netz auch als
Trenntransformator. Der Transformator 27 dient auch zur
Absenkung der elektrischen Spannung für den Gleichrichter 28
und damit den Impulsformer 29. Beim Schweißen von Aluminium
dient der Transformator zur Erreichung der dafür nötigen,
höheren Spannung.
1
Bereich
2
Bereich
3
Bereich
4
Arbeitsspannung
5
Arbeitsspannung
6
Impulsspitze
7
Halter
8
Schweißelektrode
9
Lichtbogen
10
Schweißbereich
11
Bereich
12
Bereich
13
Bereich
14
Teil
16
Impulsspitze
20
Stromversorgung
21
Leitung
22
Leitung
23
Anschluß
24
Anschluß
25
Gleichrichter
26
Inverter
27
Transformator
28
Gleichrichter
29
Impulsformer
Claims (4)
1. Verfahren zur Durchführung des Lichtbogenschweißens,
dadurch gekennzeichnet, daß beim Schweißverfahren eine
impulsförmige Arbeitsspannung (5) mit möglichst steilen
Flanken zwischen den Spitzenwerten der Arbeitsspannung (5)
von höchstens 1500 nsec Dauer verwendet wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Gleichrichter (25),
das einen Inverter (26) mit Strom versorgt, einen dem
Inverter (26) nachgeschalteten Transformator (27), einem
daran angeschlossenen Gleichrichter (28), dem ein
Impulsformer (29) nachgeschaltet ist, der die impulsförmige
Arbeitsspannung (5) an Leitungen (21, 22) abgibt, die zur
Schweißelektrode (8) und zu dem das Werkstück bildenden Teil
(14) führen, umfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Transformator (27) ein Trenntransformator ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Transformator (27) der Herstellung
der erforderlichen Schweißspannung dient.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999121051 DE19921051A1 (de) | 1999-05-09 | 1999-05-09 | Verfahren zur Durchführung des Lichtbogenschweißens sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999121051 DE19921051A1 (de) | 1999-05-09 | 1999-05-09 | Verfahren zur Durchführung des Lichtbogenschweißens sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19921051A1 true DE19921051A1 (de) | 2000-11-16 |
Family
ID=7907285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999121051 Ceased DE19921051A1 (de) | 1999-05-09 | 1999-05-09 | Verfahren zur Durchführung des Lichtbogenschweißens sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19921051A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10161743A1 (de) * | 2001-12-15 | 2003-07-10 | Huettinger Elektronik Gmbh | Hochfrequenzanregungsanordnung |
-
1999
- 1999-05-09 DE DE1999121051 patent/DE19921051A1/de not_active Ceased
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10161743A1 (de) * | 2001-12-15 | 2003-07-10 | Huettinger Elektronik Gmbh | Hochfrequenzanregungsanordnung |
DE10161743B4 (de) * | 2001-12-15 | 2004-08-05 | Hüttinger Elektronik GmbH & Co. KG | Hochfrequenzanregungsanordnung |
US7161818B2 (en) | 2001-12-15 | 2007-01-09 | Huttinger Elektronik Gmbh + Co. Kg | High frequency excitation system |
US7440301B2 (en) | 2001-12-15 | 2008-10-21 | Huettinger Elektronik Gmbh & Co. Kg | High frequency excitation system |
US7652901B2 (en) | 2001-12-15 | 2010-01-26 | Huettinger Elektronik Gmbh + Co. Kg | High frequency excitation system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0325785B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Inertschutzgas-Lichtbogenschweissen | |
DE202014010590U1 (de) | Polaritätsvariabler Impuls mit konstanter Tröpfengrösse | |
DE202014010580U1 (de) | Elektrolichtbogenschweissgerät, das mit Hochfrequenzimpulsen und negativer Polarität arbeitet | |
DE2501928A1 (de) | Verfahren zum zuenden des lichtbogens beim schweissen mit abschmelzenden drahtelektroden | |
EP3138649B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum kondensatorentladeschweissen | |
EP1671737B2 (de) | Verfahren und Netzteil zum Erzeugen eines elektrischen Lichtbogenstromes sowie Anlage zum Kurzzeit-Lichtbogenbolzenschweissen | |
DE2804605A1 (de) | Verfahren und ofen fuer thermochemische behandlung von metallen | |
EP0064570B1 (de) | Elektrische Energiequelle für eine Widerstandsschweissmaschine | |
DE19921051A1 (de) | Verfahren zur Durchführung des Lichtbogenschweißens sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE69807175T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Plasmalichtbogenschweissen mit variabeler Polarität | |
DE102005007464A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Fügen von Werkstücken mit Kondensator-Entladungsschweißen | |
AT406242B (de) | Schweissverfahren und -vorrichtung | |
DE2017229C3 (de) | Umschmelzofen | |
DE3781266T2 (de) | Hochfrequenz-energieversorgungs-vorrichtung. | |
DE1471803A1 (de) | Verfahren zum Lochen von Glas | |
CH676340A5 (en) | Arc weld repair process | |
CH444336A (de) | Verfahren zum Wechselstrom-Lichtbogenschweissen von Leichtmetall unter Schutzgas und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens | |
DE3707436A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum auftragsschweissen sowie zur instandhaltung metallischer oberflaechen | |
EP1640100B2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Metall-Schutzgas (MSG)-Lichtbogenschweissen | |
DE2839544A1 (de) | Stromprogramm fuer das schweissen mit magnetisch bewegtem lichtbogen | |
AT464U1 (de) | Schweissvorrichtung | |
DE2333594A1 (de) | Einrichtung zum schutzgaslichtbogenschweissen mit gleich- und wechselstrom | |
DE1615366A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Lichtbogenschweissen mit ueberlagerten Stromimpulsen | |
DE10128793A1 (de) | Verfahren zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Laserstrahl | |
DE6608316U (de) | Anordnung zum verschweissen von mit isolation versehenen teilen. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8131 | Rejection |