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STROMQUELLE DER PALSMASCHWEISSEN Die Erfindung bettrifft die Elektroschweißung,
genauer genommen aber Stromquellen für die Plasmaschweißung, Es ist eine Wechselstromquelle
für Plasmaschweißung von Beichmetallen (Aluminim, Magnesium) und Legierungen bekannt,
bei der die sinusförmigen Spannungsimpulse verschiedener Polarität mit einer Versogungsnetzfrequenz
so der Elektrode und der Brennerduso zugeführt werden, daß das Werkst4ck ab -wechselnd
die Rolle einer Katode spielt (dabei entsteht ein umgekehrt gepolt er Lichtbogen
und es erfolgt die Zer -störung der Oberflächenoxydfilme) oder einer Anode (dabei
entsteht ein normalgepolter Lichtbogen und es erfolgt die Schmalzung des Metalls).
Die erwähnte Stromquelle ermöglich es nicht, und Frequenz der aer t o von normalgepoltenhzw.
umgekehrtgepolten Stromimpulsen zu regeln,was zum
der Metallschmelzgeschwindigkeit
und des Reinigung grades der Oberflache von Oxydfilmen erforderlich ist.
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Es ist auch eine Stromquelle für Plasmaschweißung bekannt die eine
Gleichstromquelle enthält, deren Pluspol mit dem Werkstück, der Minuspol abe, über
reihen - und gleichsinnig geschaltete Thyristor und Diode mit der Brennerelektrode
ge -schaltet wird (siehe Urheberschein Nr. 221189, 19bo,UdSSR).
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Mit Hilfe einer solchen Stromquelle kann die Dauer nur von normalgepolten
Impulsen sowie von Pausen geregelt worden d.h. man kann die Schmelzgeschwindigkeit
von Eisen - bzw.
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Buntmetall, das keinen schwerschmelzbaren Oxydfilm aufweist, regulieren.
Jedoch kann mit dieser Stromquelle keine schweißung von Aluminium ausgeft3:hrt werden.
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Die Erfindung bezweckt die Beseitigung des erwahn"ten Mangels.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,eine solche die Stromquelle
für Plasmaschweißung zu entwickeln,die mit Gleichstrom betrieben wird und bei der
im Betrieb während des Schweißvergängsaufen dem Werkstück abwechselnd ein positives
und ein negatives Potential zugefuhrt wird,wobei eine Regu -lierung der Dauer und
Frequenz des Potentialzeichenwechsels erfolgt Diese Aufgabe wird dadurch gelöst,
daß die erfindungsge -maße Stromquelle mit einer zweiten Gleichstromquelle ausge
-stattet ist, deren Leerlaufspannung zum Aufrechterhalten
eines
stabilen umgekehrtgepolten Lichtbogens ausreicht und deren Pluspol mit der Brennerdüsse,
deren LIinuspol über reihen - und gleichsinnig geschaltete Thyristor und Diode aber
mit dem Werkstück geschaltet ist, wobei die gleichnamigen Thyristor - Leistungs
elektriden über Kondensatoren miteinander verbunden sind.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispielles
und der beigelegten Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung ist der elektrische
Prinzipschaltplan der erfindungsgemäßen Stromquelle für die Plasma -schweißung dargestellt.
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Die in der Zeichnung dargestellte Stromquelle für die Plasmaschweißung
enthalt: die Gleichstromquelle 1 (mit Leer -laufspannung U1) zur : speisung des
normalgepolten Licht -bogens zwischen dem Werkstück 2 (Anode) und der Brennerelektrode
3 (Katode), @@t@@@, wobei der Pluspol der Gleich -stromquelle 1 direkt mit dem Werkstück
2,ihr Minuspol aber über die reinhen - und gleichsinnig geschaltete Thyristor 4
und Diode 5 mit der Brennerelektrode 3 geschaltet ist,und die zweite Gleichstronquel,e
6 (mit Leerlaufspannung V2) zur speisung der umgekehrtgepolten Lichtbogens zwischen
dem Werkstück 2 (Katode) und der Brennerdüsse 7 (Anode) , Der Pluspol der Stromquelle
6 ist direkt mit der Brennerdüse 7, der Minuspol aber über die reihen- und gleichsinnig
geschaltete Thyristor 8 und Diode 9 mit dem Werk -stück
2 geschaltet.
Die gleichnamigen Leistungselektroden der Thyristoren 4 und 8 sind miteinander über
die Kondensatoren 10 und 11 geschaltet.
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Der Betrieb der Stromquelle verlauft in folgender Weise.
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Zwischen der Elektrode 3 und der Brennerdüse 7 brennt ununterbrochen
ein von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Einzelstromquelle erzeugter Wachlichtbogen
(Hilfslichtbogen)(mit Spannung) U3). Ein von einer (in der Zeichnung ebenfalls nicht
dargestellten) Thyristoren - Anlaßeinheit erteiltes Signal öffnet den Thyristor
4, wobei die Stromquelle 1 den normagepolten Licht -bogen zündet. Dabei fließt der
Schweißstrom im Kreis: Plus -pol der Stromquelle 1, Werkstück 2, Lichtbogen, Brennerelektrode
3, Diode 5,Thyristor 4. Minuspol der Stromquelle 1. Gleich -zeitig erfolgt: die
Aufladung des Kondensators 10 bis zu einer Spanllung,die derjenigen des normalgepolt-en
Lichtbogens von der Stromquelle 1 gleich ist,im Kreis:Pluspol der Strom -quelle
1, Diode 9, Belänge des Kondensators 10, Thyristor 4, Minuspol der Stromquelle 1
und die Aufladung des Kondensators 11 durch die Quelle 6 bis sur 1 Differenz der
Spannungen U2 - U3, und zwar im Kreis: Pluspol der Stromquelle 6, Düse 7, Wachlichtbogen,
Elektrode 3, Diode 3, Thyristor 4, Belänge des Kondensators 11, Minuspol der Strom
-quelle 6. In diesem Falle ist die Spannungspolarität an den Kondensatoren 10 und
11 durch die oben angeordneten Zeichen angegeben.
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Somit fließt der Schweitstrom im obenbeschriebenen Fall vom Werkstück
2 zur Elektrode 3.
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Nach Ablauf der vorgegeben Periodenbauer (welche durch die erforderliche
Dauer des normalgepolten Stromimpulses bestimmt wird), öffnet ein von der Thyristoren
- Anlaßeinheit gegebenes Signal den Thyristor 8.1>ie Spannung U2 - U3 am Kondensator
11 addiert mit der Spannung des normalgepolten Lichtbogens am Kondensator 10 wird
am Thyristor 4 in umgekehrter Richtung angelegt und der Thyristor 4 schließt. Dabei
erfolgt eine Entladung des Kondensators 11 über die Stromquelle 1 im Kreis: Pluspol
des Kondensators 11, Stromquelle 1, Diodes, Thyristor 8, Minuspol des Kondensators
11; der Kondensator 10 aber entladtb sich über die Stromquelle 6 im Kreis : Pluspol
des Kondensators 10, Thyristors 8, Stromquelle 6, Wachtlichbogen, Diode 5,Minuspol
des Kondensators 10.Die Kondensatoren 10 und 11 werden so angenommen, daß ihre Entlandungsdauer
ur Wiederherstellungs der Sperreigenschaften des Thyristors 4 in direkter Richtung
ausreicht.
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8 Bei Öffnen des Thyristors in direkter Richtung wird zwischen der
Düsse 7 und dem Werkstück 2 ein umgekehrtge -polter Lichtbogen gezttndet. Jetzt
flieht der Strom von der Stromquelle 6 im Kitjis: Pluspol der Stromquelle 6, Düse
7, Werkstück 2, Diode 9, Thyristor 8, Minuspol der Strom -quelle o.
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Jetzt wird der Kondensator 11 von der Stromquelle 1 bis zur Spannung
U1 aufgeladen u.zw. im Kreis : Pluspol der
Stromquelle 1, Diode
9, Thyristor 8, Beläge des Kondensators 11, Minuspol der Stromquelle 1. Xondensator
10 aber wi-d von der Stromquelle 6 bis 1. Der einer zu auigeladen,die der Differenz
zwischen der Spannung an umgekehrtgepolten Licht -bogen und der Spannung U3 am Wachlichtbogen
gleich ist, u.zw.
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im Kreis : Pluspol der Stromquelle 6, Waschlichtbogen, Diode 5, Be-Iäge
des Kondensators 10, Thyristor 8, Minusj:ol des Stromquelle 6.
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In diesem Falle ist die Spannungspolatität ag den Konden satoren
10 und 11 durch die unten angeordneten eichen ange -geben.
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umgekehrt) Nach dem Ablauf der Solldauer des @ gepolten Strom -impulses
öffnet ein von der Thyristoren - Anlaßeinheit gegebeneste Signal den Thyristor 4.
Dabei wird die Spannung U1 am Kondensator 11 auddiert mit der Differenzspannung
(Spannung des um':eiCehrtgepolten Lichtbogens minus Spannung U3) am Kondensator
10 dem Thyristor 8 in umgekehrter Richtung zu -geführt. Der Thyristor 8 wird geschlossen.
Der Strom des umge -kertgepolten Lichtbogens wird unterbrochen und ein normalge
-polter Lichtbogen entsteht. Der Kondensator 10 wird über Thyristor 4,Stromquelle
1 und Diode 9 entladen; der Kondensa -tor 11 aber über Stromquelle 6, Wachlichbogen,
Diode 5 und Thyristor 4. Die Schaltung kehrt in den Ausgangs uatand zurück.
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Die Dioden 5 und 9 verhindern die Möglichkeit einer Entladung der
Kondensatoren 10 und 11 auf den normal - bzw.
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umgekehrtgepolten Lichtbogen, d.h. die Dioden 5 und 9 be -wahr"leisten
eine luverlassige Zündung und stabiles Brennen der Lichtbogen.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin,daß diese Strom -quelle zur
Schweigung in kontinuierlichem Brennbetrieb so -wie in gleichpoligem und in einem
durch verschiedene Polari tat gekennzeichneten Impulsbennbetrieb des Lichtbogens
be -nutzt werden kami0Die erfindungsgemaße Stromquelle ermöglicht es,sowohl bein
gleichpoligen als auch bei einem durch ver -schiedene Polarität gekennzeichneten
Lichtbogenbrennbetrieb die Dauer und Folgefrequenz der Stromimpulse zu regeln. Die
erfindungsgemäße Stromquelle kann für automatische und Handschweißung von Nichteisen
-, Bunt - und Leichtmetallen (Aluminium, Magnesium) geringer Dicken benutzt werden.