DE2119135B2

DE2119135B2 - Schweisstromquelle

Info

Publication number: DE2119135B2
Application number: DE19712119135
Authority: DE
Inventors: Franz 8042 Oberschleiß heim Kolbl Erwin 8000 München HOIj 9 20 Tajbl
Original assignee: Messer Griesheim GmbH, 6000 Frank fürt
Priority date: 1971-04-20
Filing date: 1971-04-20
Publication date: 1973-08-16
Also published as: CH533486A; ZA722358B; FR2133609B1; SE373007B; NL7205256A; US3803382A; AT313426B; NL171676B; NL171676C; GB1338187A; IT952707B; DE2119135C3; JPS5243774B1; DE2119135A1; FR2133609A1

Description

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Schweißstromquelle der besondere Vorteil gegeben, wird infolge der im Vergleich zu einer schwach oder daß beim Wechselstrom-Schweißen eine höhere gar stark pulsierenden Gleichspannung höheren, in Zündspannung als die bisher maximal zulässige ohne die Lichtbogenstrecke eingespeisten Energie eine Verletzung der Sicherheitsvorschriften verwendet bessere Ionisierung der Lichtbogenstrecke und damit werden kann. Den beiden antiparallelgeschalteten 5 Zündung des Lichtbogens erreicht. Das ist insbeson-Gleichrichtern kommt in diesem Sinne die Funktion dere auch von Wichtigkeit beim Schweißen mit kleieiner Schutzschaltung zu. Beim Schutzgasschweißen nen Strömen, insbesondere unter 25 A.
braucht dazu der Schweißstromtransformator nur so Die Herstellung einer annähernd konstanten ausgerichtet zu werden, daß er eine Leerlauf-Wech- Gleichspannung wird in vorteilhafter Weise dadurch selspannung von 70 V bzw. 42 V effektiv an die io erreicht, daß die Ausgangspole der Schweißstrom-Lichtbogenstrecke abgibt. quelle durch ein Glättungsglied, bestehend aus einem Beim Plasmaschweißen unter Verwendung eines Glättungswiderstand und einem zu diesem in Serie Widerstandes zur Erzeugung eines Hilfslichtbogens geschalteten Glättungskondensator, verbunden sind, zwischen Schweißelektrode und einer diese umgeben- Dem Glättungskondensator wird unmittelbar bei der den Gasdüse kann der Schweißstromtransformator so 15 Zündung des Lichtbogens ein leistungsfähiger Zündeingerichtet werden, daß er im Leerlauf eine höhere impuls entnommen, welcher die Zündung zusätzlich Spannung als 70 V effektiv abgibt. Beim Plasma- begünstigt.

schweißverfahren ist, im Gegensatz zum Schutzgas- Zweckmäßigerweise ist der abschaltbare Gleichlichtbogenschweißen, die Schweißelektrode nicht richter ein steuerbarer Gleichrichter, z. B. ein Thyriberührbar, da die Gasdüse eine sehr kleine Öffnung, ao stör oder ein Röhrengleichrichter. Bei Verwendung beispielsweise von 1,6 mm Durchmesser, aufweist. eines Thyristors muß dafür gesorgt werden, daß die-Hingegen ist infolge des an der Gasdüse angeschlos- sem bei Unterschreiten eines Haltestromes, insbesonsenen Widerstandes zur Erzeugung des Hilfslichtbo- dere nach jedem Nulldurchgang des Schweißwechselgens der Schweißer bei Berührung der Gasdüse ge- stromes, Zündimpulse zugeführt werden.
fährdeL Es darf also die Spannung zwischen Gasdüse »5 Eine vorteilhafte Weiterbildung der Schweißstrom- und Werkstück die vorgeschriebenen Werte 70 V quelle besteht darin, daß die Zündelektrode des Thy- bzw. 42 V effektiver Wechselspannung und 100 V ristors mit einem Thyristor-Ansteuergerät verbunden Gleichspannung nicht überschreiten. Dies kann ist, welches eingangsseitig mit einer im Schweißdurch passende Bemessung des Widerstandes er- Stromkreis angeordneten Drossel, z.B. einer Stellreicht werden. 30 drossel, zusammengeschaltet ist. Somit wird in einfa-In besonders hohem Maße fällt der Vorteil der er- eher Weise die beim Fließen des Schweißstromes findungsgemäßen Schutzschaltung beim Wechsel- über der Stelldrossel abfallende Spannung zur Steuestromschweißen in engen Räumen ins Gewicht, da rung des Thyristor-Ansteuergerätes ausgenützt Erder Unterschied zwischen der bisher zulässigen maxi- lischt der Lichtbogen, so sinkt die Spannung über der malen Leerlauf-Wechselspannung von 42 V effektiv 35 Stelldrossel auf den Wert 0, da kein Schweißstrom zur erfindungsgemäß nunmehr verwendbaren Leer- mehr fließt. Dann geht der Thyristor in den nicht leilauf-Gleichspannung von 100 V (Scheitelwert) be- tenden Zustand über und an der Lichtbogenstrecke sonders groß ist; dies gilt auch dann noch, wenn be- liegt erfindungsgemäß die Gleichspannung. Nach rücksichtigt wird, daß eine Effektivspannung von Zündung des Lichtbogens fließt ein Strom im 42 V einer Scheitelspannung von 59 V entspricht, da 40 Schweißstromkreis, der an der Drossel einen Spantrotzdem die Zündspannung beim erfindungsgemä- nungsabfall hervorruft. Dieser Spannungsabfall beßen Verfahren noch um 41V, d.h. um rund 70% wirkt, daß das Thyristor-Ansteuergerät einen Zündgegenüber der bisher zulässigen Scheitelspannung von impuls an den Thyristor gibt, der dadurch leitend 59 V höher ist. wird. Sodann fließt der Schweißwechselstrom im Die erfindungsgemäße Schweißstromquelle ist ins- 45 Schweißstromkreis. An Stelle der Abnahme der besondere zum Wechselstrom-Plasmaschweißen vor- Spannung über der Drossel kann das Ansteuergerät teilhaft verwendbar. auch mit Hilfe eines im Schweißstromkreis angeord-Die Zündung des Lichtbogens wird zusätzlich gün- neten Stromrelais zu dem gleichen Zweck gesteuert stig beeinflußt, wenn das positive Potential der werden.

Gleichspannung auf die Schweißelektrode geschaltet 50 Die Verwendung steuerbarer Gleichrichter hat gewird. Dies gilt insbesondere, wenn Argon als Schutz- genüber rein mechanisch abschaltbaren Gleichrichgas verwendet wird. Auch kann mit der erfindungs- tern den Vorteil geringerer Zeitkonstanten. Beim gemäßen Schweißstromquelle das Schweißen mit übergang vom Schweißbetrieb zum Leerlaufbetrieb kalkbasischen Schweißelektroden verbessert werden. muß die eine Halbwelle der Wechselspannung wegen Ein weiterer Vorteil der Schweißstromquelle be- 55 der eingangs erwähnten Sicherheitsvorschriften so steht darin, daß beim Verlöschen des Lichtbogens schnell unterbrochen werden, daß im Leerlauf des entweder die positiven oder die negativen Halbwellen Schweißstromkreises eine Wechselspannung höchder Schweißwechselspannung selbsttätig abgeschaltet stens 0,2 see lang, also nur einige Halbwellen lang und nach Zündung des Lichtbogens wieder einge- bei einer Frequenz von 50 Hz auftritt. Außerdem unschaltet werden. Somit wird bei jeder Unterbrechung 60 terliegen die steuerbaren Gleichrichter im Gegensatz des Lichtbogens eine pulsierende Gleichspannung zu mechanischen Schaltern keiner Abnutzung,
zum Zünden hergestellt. Nach dem Zünden steht Bei Verwendung mechanisch abschaltbarer wieder die Wechselspannung¹ zum Schweißen zur Gleichrichter ist es zweckmäßig, wenn unmittelbar Verfugung. mit dem abschaltbaren Gleichrichter ein Schalter Besonders wichtig ist, daß die durch die nicht ab- 65 verbunden ist, der durch ein vom Schweißstrom gegeschalteten Halbwellen gebildete pulsierende steuertes Relais schaltbar ist. Bei nicht brennendem Gleichspannung in eine annähernd konstante Gleich- Lichtbogen hält das Relais den Schalter offen, so daß spannung umgewandelt wird. Durch diese Maßnahme an der Lichtbogenstrecke die Gleichspannung liegt.

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Nach Zünden des Lichtbogens beginnt ein Strom zu und dem Werkstück 15 liegt, ist ein Glättungsglied fließen, der durch das Relais den Schalter schließt angeordnet. Dieses besteht aus einem Glättungsund somit den abschaltbaren Gleichrichter und mit widerstand 12 und einem dazu in Serie geschalteten in den Schweißstromkreis einschaltet. Dadurch kann Glättungskondensator 13.
nun der Schweißwechselstrom fließen. 5 Wird der zweipolige Netzschalter 3 geschlossen, so

Die erfindungsgemäße Schweißstromquelle kann liegt an der Sekundärwicklung des Transformators 4 auch in solchen Fallen angewendet werden, in denen eine Wechselspannung, beispielsweise 70 V effektiv, ein Hochfrequenz- oder Impulszündgerät verwendet Da bei nicht brennendem Lichtbogen zwischen der wird. Insbesondere ist dies beim Plasmaschweißen Elektrode 14 und dem Werkstück 15 der Schalter 9 geder Fall, wo die dem Zündgerät entnommene Ener- xo öffnet ist, liegt an der Lichtbogenstrecke eine gegie zur Erzeugung eines Pilot-Lichtbogens zwischen glättete Gleichspannung von rund 98 V zur Zündung der Schweißelektrode und einer Gasdüse verwendet des Lichtbogens. Die Werte des Glättungswiderstandes wird. Die Schweißstromquelle weist in einem solchen 12 und des Glättungskondensators 13 sind so zu be-FaIl Anschlußklemmen zum Anschluß eines Hoch- messen, daß die von beiden Werten gebildete Zeitfrequenz- oder Impulszündgerätes auf. Vorteilhafter- 15 konstante groß gegen die Schwingungsdauer der an weise ist mindestens zwischen einer der Anschluß- den Polklemmen 1 und 2 abgenommenen Netzspanklemmen und dem Zündgerät ein Trennkondensator nung ist. Nach Zündung des Lichtbogens fließt im geschaltet Durch den Trennkondensator wird bei Schweißstromkreis ein Strom, der über die Relais 10 nicht brennendem Lichtbogen die Gleichspannung und 8 den Schalter 9 schließt. Somit kann jetzt im vom Zündgerät getrennt. Ohne Verwendung eines aö Schweißstromkreis ein Schweißwechselstrom fließen. Trennkondensators würde das Zündgerät beschädigt Bei diesem speziellen Schaltungsbeispiel wird der

werden. Gleichrichter 7 mit Hilfe zweier Relais 10 und 8 und

Zweckmäßigerweise ist die Schweißstromquelle zweier Schalter 9 und 11 nach Zündung des Lichtbodurch einen Schalter abschaltbar, der durch ein par- gens eingeschaltet. Es ist auch möglich, insbesondere allel zur Lichtbogenstrecke geschaltetes Relais steu- as bei kleinen Schweißströmen, unter Fortlassung der erbar ist. Dieser Schalter, der vorteilhafterweise als Spannungsquelle 5, des Schalters 11 und des Relais 8 Schaltschütz ausgebildet ist, sorgt dafür, daß im Falle den Schalter 9 direkt durch das Relais 10 im des Versagens - der steuerbaren Gleichrichter die Schweißstromkreis zu schalten.
Schweißstromquelle entsprechend den Sicherheits- In F i g. 2 ist ebenfalls ein Schweißstromtransfor-

vorschriften innerhalb einer Sekunde abgeschaltet 30 mator4 dargestellt, dessen Primärwicklung über wird. einen zweipoligen Netzschalter 3 mit den Polklem-

Die Erfindung ist an Hand der in den Figuren men 1 und 2 eines Stromnetzes verbunden ist. Die Seschematisch dargestellten Ausführungsbeispiele be- kundärwicklung des Transformators 4 ist einerseits schrieben. Es zeigen über eine Stelldrossel 16 zur Regelung des Schweiß-

F i g. 1 bis 3 Schaltungsbeispiele einer Schweiß- 35 stromes und ein Relais 20 mit der Schweißelektrode stromquelle für das Lichtbogenschweißen, 14 und andererseits über zwei antiparallelgeschaltete

Fig. 4 ein Schaltungsbeispiel einer Schweißstrom- Halbleitergleichrichter6 und 17 mit dem Werkstück quelle für das Plasmaschweißen, 15 verbunden. Der Gleichrichter 17 ist ein Thyristor,

F i g. 5 bis 7 Strom- und Spannungsverläufe der dessen Zündelektroden an ein Thyristor-Ansteuerge-Schweißstromquelle nach F i g. 4; in diesen Figuren 40 rät 18 angeschlossen sind. Das Werkstück 15 ist über ist auf den Abszissen die Zeit »i« aufgetragen, auf einen Glättungskondensator 13 und einen dazu in den Ordinaten Spannungen »17« und Ströme»/«. Serie geschalteten Glättungswiderstand 12 an das Gleiche Zeitpunkte auf den Abszissen der F i g. 5 bis Ende der Sekundärwicklung des Transformators 4 7 sind durch senkrecht zu den Abszissen verlaufende angeschlossen, das seinerseits mit der Stelldrossel 16 gestrichelte Linien bezeichnet. 45 verbunden ist. Durch das Relais 20 wird ein Schalter

Die in F i g. 1 dargestellte Schaltungsanordnung 19 geschaltet, das in einer von dem Thyristor-Anbesteht aus einem Schweißstromtransformator 4, des- steuergerät 18 zu demjenigen Ende der Sekundärsen Primärwicklung über einen zweipoligen, vorteil- wicklung des Transformators 4, das mit den beiden haft als Schütz ausgebildeten Netzschalter 3 mit den antiparallelgeschalteten Gleichrichtern 6 und 17 verPolklemmen 1 und 2 eines Wechselstromnetzes ver- 50 bunden ist, liegt.

bunden sind. Der Transformator 4 ist als verstellba- Wird der zweipolige Netzschalter 3 geschlossen, so

rer Streu-Kerntransformator zur Einstellung der ge- liegt an der Sekundärwicklung des Transformators 4 wünschten Schweißstromstärke ausgebildet. Das eine eine Leerlauf wechselspannung von beispielsweise 70 V Ende der Sekundärwicklung des Transformators 4 ist effektiv. Bei nicht brennendem Lichtbogen fließt über ein Relais 10 mit einer Schweißelektrode 14 ver- 55 kein Strom im Schweißstromkreis und der Thyristor bunden. Das andere Ende der Sekundärwicklung des 17 ist gesperrt. Somit liegt zwischen der Schweißelek-Transformators 4 ist über zwei antiparallelgeschal- trode 14 und Werkstück 15 eine Leerlaufgleichspantete Gleichrichter 6 und 7 mit einem Werkstück 15 nung von beispielsweise rund 100 V an, die den verbunden. In den Stromkreis des Gleichrichters 7 ist Lichtbogen zwischen Schweißelektrode 14 und ein Schalter 9 geschaltet, durch den der Gleichrich- 60 Werkstück 15 zündet. Nach Zündung des Lichtboter7 abschaltbar ist. Der Schalter 9 wird von einem gens wird der Schalter 19 durch das im Schweiß-Relais 8 geschaltet, das mit einem weiteren Schalter Stromkreis angeordnete Relais 20 geschlossen, wo-11 und einer Spannungsquelle 5 einen Stromkreis bil- durch das Thyristor-Änsteuergerät 18 Zündimpulse det. Die Spannungsquelle 5 besteht aus einer beson- an die beiden Zündelektroden des Thyristors 17 gibt, deren Primärwicklung des Schweißstromtransforma- 65 Durch diese Zündimpulse wird der Thyristor 17 getors 4. Der Schalter 11 wird durch das Relais 10 im zündet. Danach fließt ein Schweißwechselstrom und Schweißstromkreis geschaltet. Parallel zur Lichtbo- an der Lichtbogenstrecke liegt die Schweißwechselgenstrecke, die zwischen der Schweißelektrode 14 spannung an. Bei einem zufälligen Erlöschen des

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Lichtbogens hört der Schweißwechselstrom auf zu schweißen. Es wird dann, wenn der Lichtbogen er-

fließen und der Thyristor 17 sperrt. Als Folge davon löscht, automatisch eingeschaltet und liegt dann mit

liegt wieder die Gleichspannung zum Zünden des der Gleichspannung an der Lichtbogenstrecke. Nach

Lichtbogens zwischen Schweißelektrode 14 und Zünden des Lichtbogens wird es automatisch wieder

Werkstück 15. Um zu verhindern, daß der Thyristor 5 abgeschaltet. Die übrige Funktionsweise der Schal-

17 bei jedem Nulldurchgang des Schweißwechselstro- rung nach F i g. 3 entspricht der bei F i g. 2 beschrie-

mes sperrt, gibt das Thyristor-Ansteuergerät 18 bei benen Funktionsweise.

jedem Nulldurchgang des Schweißwechselstromes In F i g. 4 ist eine Schaltungsanordnung zum Piasautomatisch Zündimpulse an die Zündelektroden des maschweißen mit Wechselstrom dargestellt. Diese Thyristors 17 ab. xo Schaltungsanordnung stimmt bis auf einige zusätz-

Das in F i g. 3 dargestellte Schaltbeispiel stimmt liehe Schaltelemente mit der in F i g. 2 beschriebenen

mit dem in der F i g. 2 dargestellten Schaltungsbei- Schaltungsanordnung überein. Die zusätzlichen

spiel weitgehend überein. Jedoch ist der eine, dem Schaltelemente bestehen in folgendem:

Glättungskondensator 13 abgewandte Schaltpunkt An die Schweißelektrode 14 und eine diese umge-

des Glättungswiderstandes 12 zwischen die Stelldros- 15 bende Gasdüse 30 für die Zufuhr des Arbeitsgases ist

sei 16 und die Schweißelektrode 14 in den Schweiß- mit Hilfe zweier Anschlußklemmen 28 und 29 ein

Stromkreis gelegt. Impuls-Zündgerät 26 angeschlossen. Zwischen der

Zusätzlich ist zwischen dem Relais 20 und dem Anschlußklemme 28 und dem Impuls-Zündgerät 26 Glättungsglied 12 und 13 ein zweipoliger Umschalter ist ein Trennkondensator 27 geschaltet. Weiterhin ist 24 in den Schweißstromkreis geschaltet. Die beiden 20 die Gasdüse 30 in bekannter Weise zur Erzeugung Umschaltpole des zweipoligen Umschalters 24 sind eines Hilfslichtbogens über einen niederohmigen mit den beiden Ausgangspolen eines Brückengleich- Widerstand 31 mit dem Werkstück 15 verbunden, richters 23 verbindbar. Ein Eingangspol des Brük- Der Widerstand 31 ist durch ein Relais 32 überkengleichrichters 23 ist zwischen der Stelldrossel 16 brückt, das einen Schalter 33 schaltet. Der eine Pol und dem Relais 20 und der zweite Eingangspol des 35 des Schalters 33 ist mit der Polklemme 1 des Strom-Brückengleichrichters 23 ist zwischen den zweipoli- netzes verbunden und der zweite Pol des Schalters 33 gen Umschalter 24 und die beiden antiparallelge- ist über ein Relais 34 mit der Polklemme 2 des schalteten Gleichrichter 6 und 17 in den Schweiß- Stromnetzes verbunden. Das Relais 34 schaltet den Stromkreis geschaltet. Zwischen dem Schaltpunkt des zweipoligen Netzschalter 3. Zwischen der Anschlußzweiten Eingangspoles des Brückengleichrichters 23 30 klemme 29 und dem Relais 20 ist im Schweißstromim Schweißstromkreis und dem einen im Schweiß- kreis eine Hochfrequenzdrossel 25 eingeschaltet. Der Stromkreis befindlichen Pol des zweipoligen Um- Widerstand 31 ist so bemessen, daß, wenn der schalters 24 ist eine Diode 21 eingeschaltet, die Schweißstromtransformator 4 eine Leerlauf-Wechseldurch einen Filterkondensator 22 überbrückt ist. Der spannung von 160 V effektiv liefert, zwischen der Filterkondensator 22 dient zur Unterdrückung einer 35 Gasdüse 30 und dem Werkstück 15 eine Leerlaufunerwünschten Gleichstromkomponente im Schweiß- Gleichspannung von höchstens 100 V liegt. Ein weiwechselstrom. Die Diode 21 dient der Verbesserung terer Teil der Spannung fällt über dem Widerstand der Zündung bei kalter Schweißelektrode 14 und 31 und dem Hilfslichtbogen ab.
kaltem Werkstück 15 und ist so gepolt, daß die erfin- Die Schaltungsanordnung nach F i g. 4 funktioniert dungsgemäß hergestellte Gleichspannung bei nicht 40 wie unter F i g. 2 angegeben. Zusätzlich wird jedoch brennendem Lichtbogen durchgelassen wird. Des wei- dann, wenn auf Grund eines Defektes, beispielsweise teren sind im Schweißstromkreis zwischen dem Glät- eines Versagens des Thyristors 17, die durch die tungsglied 12 und 13 und der Schweißelektrode 14 Sicherheitsvorschriften zugelassenen maximalen bzw. dem Werkstück 15 Anschlußklemmen 28 und Gleich- oder Wechselspannungen überschritten wer-29 zum Anschluß eines Hochfrequenz- oder Impuls- 45 den, der Netzschalter 3 über die Relais 32 und 34 abzündgerätes parallel zur Lichtbogenstrecke angeord- geschaltet. Das Abschalten des Netzschalters 3 ernet. An den beiden Anschlußklemmen 28 und 29 ist folgt innerhalb der erlaubten Zeit von einer Sekunde, ein Impuls-Zündgerät 26 angeschaltet, wobei zwi- In F i g. 5 ist der zeitliche Verlauf einer Spannung sehen der Anschlußklemme 29 und dem Zündgerät Ό1 dargestellt, die in der Schaltung nach F i g. 4 an 26 ein Trennkondensator 27 geschaltet ist. Der 50 den Meßpunkten 35 und 36 abgenommen wird. Der Trennkondensator 27 verhindert, daß bei nicht bren- Meßpunkt 35 liegt zwischen dem Relais 20 und der nendetn Lichtbogen Gleichspannung in das Zündge- Hochfrequenzdrossel 25 im Schweißstromkreis und rät 26 gelangen kann. Eine Hochfrequenzdrossel 25 der Meßpunkt 36 liegt zwischen den Anschlußpunkim Schweißstromkreis sorgt dafür, daß die Hochfre- ten des Glättungskondensators 13 und des Relais 32 quenz aus dem Zündgerät 26 nur in die Lichtbogen- 55 im Schweißstromkreis.

strecke und nicht in die übrige Schaltung eingespeist Die F i g. 5 zeigt im linken Teil die zwischen

wird. Schweißelektrode 14 und Werkstück 15 liegende ge-

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 3 eignet sich glättete Gleichspannung mit einer Frequenz von auf Grund des Filterkondensators 22 besonders gut 50Hz bei nicht brennendem Lichtbogen und im zum Schutzgasschweißen mit nichtabschmelzender 60 rechten Teil die verzerrte Schweißwechselspannung Elektrode, insbesondere mit einer Wolframelektrode. nach Zündung des Lichtbogens. Im linken Teil ist Außerdem ist diese Schaltungsanordnung universell der Verlauf der gleichgerichteten Leerlauf-Wechselverwendbar, da sie mit Hilfe des zweipoligen Um- spannung, aus der die geglättete Gleichspannung herschalters 24 vom Schweißen mit Wechselstrom auch gestellt wird, gestrichelt dargestellt.
auf Schweißen mit Gleichstrom umgeschaltet werden 65 In F i g. 6 ist der zeitliche Verlauf der über dem kann. Widerstand 31 abgenommenen Spannung U 2 darge-

Das Impuls-Zündgerät 26 dient zur Unterstützung stellt. Im linken Teil ist der Verlauf dieser Spannung

des Zündvorganges, insbesondere beim Gleichstrom- bei nicht brennendem Lichtbogen, aber brennendem

Hilfslichtbogen zwischen der Schweißelektrode 14 und der Gasdüse 30 dargestellt. Im rechten Teil der Fig.6 ist die am Widerstand 31 gemessene Spannung dargestellt, die nach Zündung des Lichtbogens entsteht.

Wird mit übertragenem Lichtbogen geschweißt und der Hilfslichtbogen abgeschaltet, so sinkt die Spannung U 2 auf den Wert Null.

In Fig.7 ist der Verlauf des SchweißstromesI dargestellt. Im Unken Teil dieser Figur, dessen zeitliche Dauer der zeitlichen Dauer der in F i g. 5 dargestellten geglätteten Gleichspannung entspricht, hat

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der Schweißstrom den Wert Null, während er nach Zündung des Lichtbogens einen etwa sinusförmigen Verlauf aufweist. Dieser Verlauf ist im rechten Teil der Fig. 7 dargestellt.

Die in den Ausführungsbeispielen der F i g. 1 bis 4 verwendeten Gleichrichter 6, 7, 17 und 21 sind Leistungstypen, die zur Schaltung hoher Schweißströme geeignet sind. Außerdem sind die Gleichrichter 6, 7, 17 und 21 so gepolt, daß bei nicht brennendem Lichtbogen, also bei Leerlauf des Schweißstromkreises, das positive Potential der Gleichspannung auf die Schweißelektrode 14 geschaltet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Vorschriften noch enger. In diesem Falle darf bei Patentansprüche: nicht brennendem Lichtbogen eine Effektivspannung von 42 V nicht überschritten werden. Eine eventuell

1. Schweißstromquelle zum Lichtbogenschwei- auftretende höhere Spannung muß in einem Zeitraum ßen mit Wechselstrom, insbesondere zum Schwei- 5 von 0,2 see auf eine effektive Spannung von 42 V ßen in engen Räumen, mit einem Schweißtrans- herabgesetzt werden. Die Einhaltung der Sicherheitsformator und einem an dessen Sekundärwicklung Vorschriften ist einerseits zum Schutz des Schweißers angeschlossenen Schweißstromkreis, in dem zwei unbedingt erforderlich, hat aber andererseits den antiparallelgeschaltete Gleichrichter angeordnet Nachteil, daß ein sicheres, berührungsloses Zünden sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei io des Lichtbogens nur sehr schwer möglich ist. In beLeerlauf des Schweißstromkreises einer der bei- sonders hohem Maße tritt dieser Nachteil beim den Gleichrichter (6,7) abschaltbar ist. Schweißen mit niedrigen Schweißströmen, beispiels-

2. Schweißstromquelle nach Anspruch 1, da- weise unter 25 A, und/oder bei Verwendung von FU-durch gekennzeichnet, daß die Ausgangspole der terkondensatoren im Schweißstromkreis auf.
Schweißstromquelle mit einem Glättungsglied, 15 Es sind schon zur Vermeidung dieser Nachteile vorzugsweise bestehend aus einem Glättungs- verschiedenartige Schweißstromquellen entwickelt widerstand (12) und einem zu diesem in Serie worden, die aber immer nocht nicht die gewünschte geschalteten Glättungskondensator (13), verbun- Zuverlässigkeit bei einem für eine billige Serienherden sind, stellung erforderlichen einfachen Aufbau aufweisen.

3. Schweißstromquelle nach Anspruch 1 oder ao So sind z. B. Schweißstromquellen bekannt, die eine 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abschaltbare Wechselspannung zum Schweißen und eine Gleich-Gleichrichter (7) ein steuerbarer Gleichrichter, spannung zum Zünden liefern, wobei von einer z. B. ein Thyristor (17), ist. Spannung auf die andere umgeschaltet werden muß.

4. Schweißstromquelle nach Anspruch 3, da- Beim Umschalten steht jedoch jedesmal für kurze durch gekennzeichnet, daß die Zündelektrode des 35 Zeit keine Spannung an der Lichtbogenstrecke zur Thyristors (17) mit einem Thyristor-Ansteuerge- Verfügung, und der Lichtbogen kann in dieser Zeit rät (18) verbunden ist, welches eingangsseitig mit somit nicht brennen. Ein einwandfreies Schweißen ist einer im Schweißstromkreis angeordneten Dros- daher nicht gewährleistet.

sei (16), z.B. einer Stelldrossel, zusammenge- Ferner ist aus dem USA.-Patent 3 526 747 eine

schaltet ist. 30 Einrichtung zum Wechselstromschweißen bekannt,

5. Schweißstromquelle nach Anspruch 1 oder 'mit einem Schweißstromkreis in dem zwei antiparal-2, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar mit lelgeschaltete Gleichrichter angeordnet sind. Diese dem abschaltbaren Gleichrichter (7) ein Schalter Einrichtung dient jedoch lediglich dazu, den beim (9) verbunden ist, der durch ein vom Schweiß- Wechselstromschweißen unter Umständen auftretenstrom gesteuertes Relais (10) schaltbar ist. 35 den Gleichrichtereffekt zu kompensieren.

6. Schweißstromquelle nach einem der An- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sprüche 1 bis 5, mit Anschlußklemmen zum An- Schweißstromquelle zu schaffen, die eine Gleichschluß eines Hochfrequenz- oder Impuls-Zündge- spannung zum Zünden und eine Wechselspannung rates, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zum Schweißen liefert, wobei der Übergang von einer zwischen einer der Anschlußklemmen (28, 29) 40 zur anderen Spannungsart selbsttätig ohne Unterbre- und dem Zündgerät (26) ein Trennkondensator chung erfolgt und die insbesondere als besonders ein-(27) geschaltet ist. fache und zuverlässig wirkende Schutzschaltung aus-

7. Schweißstromquelle nach einem der An- gebildet ist.

Sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Diese Aufgabe wird bei einer Stromquelle der ein-

Schweißstromquelle durch einen Schalter (3) ab- 45 gangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch geschaltbar ist, der durch ein parallel zur Lichtbo- löst, daß bei Leerlauf des Schweißstromkreises einer genstrecke geschaltetes Relais (32) steuerbar ist. der beiden Gleichrichter abschaltbar ist.

Beim Verlöschen des Lichtbogens wird, da der

Schweißstromkreis dann leerläuft, der abschaltbare

30 Gleichrichter automatisch abgeschaltet, wodurch je nach Polung dieses Gleichrichters entweder die posi-

Die Erfindung betrifft eine Schweißstromquelle tiven oder die negativen Halbwellen der Schweißzum Lichtbogenschweißen mit Wechselstrom, insbe- wechselspannung abgeschaltet werden und eine sondere zum Schweißen in engen Räumen, mit einem Gleichspannung erzeugt wird. Der Übergang von Schweißstromtransformator und einem an dessen Se- 55 Wechselspannung auf Gleichspannung erfolgt kontikundärwicklung angeschlossenen Schweißstromkreis, nuierlich, es gibt dabei nicht mehr wie bisher eine in dem zwei antiparallelgeschaltete Gleichrichter an- kurze Zeit, in der keine Spannung von der Schweißgeordnet sind. stromquelle an die Lichtbogenstrecke geliefert wird. Beim Wechselstrom-Lichtbogenschweißen, seien Somit steht zum Zünden des Lichtbogens prompt es Schutzgas- oder Plasma-Schweißverfahren, darf 60 eine Gleichspannung zur Verfügung, wodurch in vorbei nicht brennendem Lichtbogen die Leerlauf- teilhafter Weise ein im Vergleich zur Leerlauf-Wech-Wechselspannung, die zwischen berührbaren Teilen, selspannung sicheres berührungsloses Zünden als beispielsweise zwischen Schweißelektrode und Werk- bisher möglich ist. Die Zündung des Lichtbogens erstück, anliegt und zum Zünden verwendet wird, folgt umso einfacher und zuverlässiger, je höher die aus Sicherheitsgründen einen Effektivwert von 70 V 65 Gleichspannung ist. Da die Sicherheitsvorschriften nicht überschreiten. eine Leerlauf-Gleichspannung beim Schweißen, Beim Schweißen in engen Räumen, beispielsweise auch beim Schweißen in engen Räumen, von maxiin Kesseln oder Rohrleitungen, sind die Sicherheits- mal 100 V erlauben, ist durch die erfindungsgemäße