DE2156381C3

DE2156381C3 - Device for pulse arc welding

Info

Publication number: DE2156381C3
Application number: DE19712156381
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Osaka Okada (Japan)
Original assignee: Osaka Transformer Co Ltd Osaka Japan
Current assignee: Osaka Transformer Co Ltd Osaka Japan
Priority date: 1970-11-13
Filing date: 1971-11-12
Publication date: 1977-09-08

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Impuls-Lichtbogenschweißen mit einem Gleichstrom, dem ein aus periodisch aufeinanderfolgenden, durch Pausen getrennten Impulsen bestehender Strom überlagert ist, und mit einer Schaltungsanordnung zur Regelung des zeitlichen Mittelwertes der einzelnen Impulse durch Vergleich eines Signals, das jeweils durch Messung des zeitlichen Mittelwertes eines mit der Größe der Impulse zusammenhängenden Parameters abgeleitet ist, mit einer einstellbaren Bezugsgröße.The invention relates to a device for pulse arc welding with a direct current, the one from periodically successive, through pauses separate pulses of existing current is superimposed, and with a circuit arrangement for regulating the Temporal mean value of the individual impulses by comparing a signal obtained by measuring the temporal mean value of a parameter related to the size of the pulses is derived, with an adjustable reference value.

Beim Impuls-Lichtbogenschweißen mit einem Gleichstrom, wobei dem Gleichstrom der Impulsstrom periodisch überlagert wird, soll der Impulsstrom eine starke elektromagnetische Kontraktionskraft auf das schmelzende Material am Ende einer Schweißelektrode ausüben und es in feinkörniges Material verwandeln, so daß es sich auf dem Grundmetall absetzt. Dabei muß die Intensität des Impulsstromes größer sein als ein Mindestwert, der von der Beschaffenheit des Materials, der Größe des verwendeten Elektroclendrahtes und der Intensität des Schweißstromes abhängt. Wenn jedoch der Impulsstrom übermäßig groß wird, wird der Elektrodendraht stärker abgeschmolzen und der Lichtbogen zu lang, so daß der Schweißvorgang behindert wird. Daher muß die Intensität des Impulsstromes jederzeit auf einem geeigneten Wert gehalten werden. Im allgemeinen gilt die Beziehung I=(V₁;- V_n)ZZ, wobei /der Impulsstrom, V₅ die Spannung der Spannungsquel-Ie, Vt die Lichtbogenspannung und Zdie Impedanz des Stromkreises bedeuten. Änderungen der Versorgurigsspannung V_s der Lichtbogenspannung V, oder der SiroüikreiSirnpedänit Zandern den impuissirom /. Auch muß die Lichtbogensipannung, selbst wenn ein Draht von gleichem Material, gleicher Beschaffenheit und gleicher Größe verwendet wird, erneut auf einen geeigneten Wert eingestellt werden, wenn die Spannung der Stromquelle od. dgL geändert wurde, so dal dann auch der Impulsstrom wieder auf einen geeignetei Wert eingesteUl: werden muß.In pulse arc welding with a direct current, the pulse current being periodically superimposed on the direct current, the pulse current is intended to exert a strong electromagnetic contraction force on the melting material at the end of a welding electrode and transform it into fine-grained material so that it is deposited on the base metal. The intensity of the pulse current must be greater than a minimum value, which depends on the nature of the material, the size of the electrical wire used and the intensity of the welding current. However, if the pulse current becomes excessively large, the electrode wire will be more melted and the arc too long, so that the welding operation will be hindered. Therefore, the intensity of the pulse current must be kept at a suitable value at all times. In general, the relationship I = (V ₁ ; - V _n ) ZZ applies, where / is the pulse current, V _{5 is} the voltage of the voltage source Ie, Vt is the arc voltage and Z is the impedance of the circuit. Changes in the supply voltage V _s, the arc voltage V, or the SiroüikreiSirnpedänit Zandern den impuissirom /. Even if a wire of the same material, quality and size is used, the arc voltage must be set again to a suitable value when the voltage of the power source or the like has been changed, so that the pulse current then also returns to a suitable value Value setUl: must be.

So ist aus der DT-OS 19 54 517 eine Vorrichtung de eingangs genannten Art mit Leitungsspannungschwan kungs-Kompensation bekannt geworden, bei welchei eine relativ kurze Lichtbogenlänge, d.h. eine relativ geringe Lichtbogenspannung unabhängig von Netz Spannungsschwankungen konstant gehalten wird. Dabe werden die Netzspannungsschwankungen, die sich au den Impulspegel auswirken, durch einen Vergleichskreü festgestellt, der mit den entsprechenden Triggerventiler über Dioden verbunden ist, wobei ein Eingang de; Vergleichskreises mit einer Ausgangspegelvorrichtunf verbunden ist Diese Schaltungsanordnung zur Festste! lung des Smpulspegels ist jedoch von der Schweißelektrode und dem Werkstück durch Leistungsgleichrichter getrennt und kann daher nicht auf Schwankungen der Lichtbogenspannung, beispielsweise bedingt durch das Elektroden- und Werkstückmaterial oder durch die Lichtbogenlänge, ansprechen und regelt somit den zeitlichen Mittelwert der einzelnen Impulse nur in Abhängigkeit von der Leitungsspannung.Thus, from DT-OS 19 54 517 a device de initially mentioned type with line voltage fluctuation compensation has become known, in which a relatively short arc length, ie a relatively low arc voltage is kept constant regardless of network voltage fluctuations. The mains voltage fluctuations, which affect the pulse level, are determined by a comparison circuit which is connected to the corresponding trigger valve via diodes, an input de; Comparison circuit is connected to an output level device This circuit arrangement to the fixed! development of Smpulspegels but is separated from the welding electrode and the workpiece by power rectifier and can not therefore to variations in the arc voltage, for example caused by the electrode and workpiece material, or by the arc length, address, and thus controls the time average of the individual pulses only in response to the line voltage.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung zum Impuls-Lichtbogenschweißen der eingangs beschriebenen Art den zeitlichen Mittelwert des Impulsstroms unabhängig von Schwankungen der Netzspannung, der Lichtbogenspannung und anderer Parameter konstant zu halten.In contrast, the invention is based on the object of a device for pulse arc welding of the type described above, the mean value of the pulse current over time regardless of To keep fluctuations in mains voltage, arc voltage and other parameters constant.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Signal vom zeitlichen Mittelwert der einzelnen Impulse abgeleitet ist und die Schaltungsanordnung den zeitlichen Mittelwert der Impulse auf einen konstanten Wert regelt. Dadurch wird erreicht, daß das zeitliche Integral der Einzelimpulse über die Impulsfolge hinweg konstant gehalten wird.According to the invention, this object is achieved in that the signal is based on the time average of the individual Pulses is derived and the circuit arrangement sets the average value of the pulses over time to a constant Value regulates. This ensures that the time integral of the individual pulses over the pulse train is kept constant.

Aus der US-PS 35 56 928 ist es zwar an sich bekannt, ein Steuersignal aus dem Gesamtschweißstrom abzuleiten, das einer Regelschaltung zur Konstanthaltung des Gesamtschweißstromes zugeführt wird. Ein Impuls-Lichtbogenschweißen ist jedoch mit dieser bekannten Vorrichtung keinesfalls möglich, vielmehr sollen gerade jegliche Stromschwankungen durch die Regelschaltung vermieden werden.From US-PS 35 56 928 it is known per se derive a control signal from the total welding current, which is fed to a control circuit to keep the total welding current constant. A pulse arc welding however, is by no means possible with this known device, rather should be straight any current fluctuations can be avoided by the control circuit.

In vorteilhafter Weise ist zur Erzeugung des Signals im Impulssiromkreis ein Impulsstromdetektor vorgesehen. Dieser Impulsstromdetektor kann als Nebenschlußwiderstand oder als Stromtransformator ausgebildet sein.A pulse current detector is advantageously provided for generating the signal in the pulse circuit. This pulse current detector can be designed as a shunt resistor or as a current transformer being.

Patentschutz wird nur begehrt für die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 allein oder in Kombination mit der Gesamtheit der Merkmale eines oder mehrerer der Unteransprüche einschließlich deren Rückbeziehung. Patent protection is only sought for the entirety of the features of claim 1 alone or in combination with the entirety of the features of one or more of the subclaims including their back-reference.

Die Erfindung wird im folgendien anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing

F i g. 1 eine Schaltungsanordnung einer üblichen Vorrichtung zum Impuls-Lichtbogenschweißen,
F i g. 2 eine Schaltungsanordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung undF i g. 1 shows a circuit arrangement of a conventional device for pulse arc welding,
F i g. 2 shows a circuit arrangement of a device according to the invention and

F i g. 3 bis 6 Schaltungsanordnungen für verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Bei einer üblichen Vorrichtung zum impuis-Lichtbogenschweißen gemäß F i g. 1 sind eine Elektrode 2 und ein Grundmaterial 3 mit der Ausgangsseite einer zum Lichtbogenschweißen geeigneten Gleichstromquelle 1 verbunden, um zwischen ihnen einen Lichtbogen 4 zuF i g. 3 to 6 circuit arrangements for different exemplary embodiments of a device according to the invention.
In a conventional device for pulse arc welding according to FIG. 1, an electrode 2 and a base material 3 are connected to the output side of a direct current source 1 suitable for arc welding to form an arc 4 between them

:rzebgen. Der Impulsstrom zwischen der Elektrode 2 and dem Grundmaterial 3 wird von einer impulserzeu- »enden Einrichtung 5 geliefert.: rzebgen. The pulse current between electrode 2 The base material 3 is supplied by a pulse-generating device 5.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Schaltungsanordnung ist mit 1 die Leistungs-Gleidistromquelle für das Schweißen und mit 2 und 3 die Elektrode und das Basismaterial bezeichnet, die mit den Ausgangsklemmen la und 16der Gleichstromquelle 1 verbunden sind. Mit £ ist die Steuervorrichtung zum Steuern des zeitlichen Mittelwerts des zusätzlich anzuwendenden Impulsstromes bezeichnet, deren einer Ausgang mit der Elektrode 2 und deren anderer Ausgang über den Impulsstromdetektor 7 mit dem Basismaterial 3 verbunden ist Der Ausgang des Impulsstromdetektors 7 ist über eine Rückkopplungsleitung 8 zur Impulssteuervorrichtung 6 rückgekoppelt. Die Impulssteuervorrichtung umfaßt Mittel zur Impulserzeugung, Einstellmittel zum Einstellen der Impulsstromstärke und auf das Ausgangssignal des Impulsdetektors als Regelsignal ansprechende Regelmitte! zum Beeinflussen der Einstellmittel derart, daß der zeitliche Mittelwert des Impulsstromes auf einem festen Wert bleibtIn the case of the in FIG. 2 shown circuit arrangement is with 1 the power source for the Welding and denoted by 2 and 3 the electrode and the base material connected to the output terminals 1 a and 16 of the direct current source 1 are connected. With £ is the control device for controlling the time average of the additionally to be applied Pulse current, one output with the Electrode 2 and its other output via the pulse current detector 7 with the base material 3 The output of the pulse current detector 7 is via a feedback line 8 to the pulse control device 6 fed back. The pulse control device comprises means for pulse generation, setting means for setting the pulse current strength and on the output signal of the pulse detector as a control signal appealing rule center! to influence the setting means in such a way that the time average of the Pulse current remains at a fixed value

Fig.3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel. Wie in F i g. 1 sind mit 1 bis 3 die Gleichstromquelle, die Elektrode und das Grundmaterial bezeichnet. Die Impulssteuervorrichtung 6 umfaßt einen Transformator 600 als Stromquelle und Thyristor 601 als impulserzeugende Einrichtung. An die primärseitigen Klemmen 600a und 6i00f> des Transformators 600 ist eine (nicht dargestellte) Wechselstromquelle angeschlossen. Der Transformator 600 ist mit zwei Sekundärwicklungen versehen, wobei das eine Ende 600c der ersten Sekundärwicklung über den Thyristor 601 mit der Elektrode 2 verbunden ist während ihr anderes Ende 60Od über einen aus dem Impulsstromdetektor 7 bestehenden Nebenschluß 70 mit dem Grundmaterial 3 verbunden ist Ein Gleichrichter 602 ist mit jedem Ende 60Oe und 600/ der zweiten Sekundärwicklung des Transformators 600 verbunden; zwischen die beiden Ausgänge 602;i und 602/> des Gleichrichters ist eine die Spannung konstant haltende Diode 604 geschaltet, und parallel zu der Diode ist eine Zündphasensteuerschaltung für den Thyristor geschaltet. Diese Zündphasensteuerschaltung ist mit einem als Einstellmittel dienenden veränderbaren Widerstand 60S versehen, der zum Einstellen des Sollwertes des Impulsstromes dient und parallel zu der Diode 604 geschaltet ist. Der verschiebbare Abgriff des veränderbaren Widerstandes 605 ist über einen Kondensator 606 und einen Widerstand 607 mit der Basis des Transistors 608 verbunden. Der Emitter des Transistors ist direkt mit dem einen Ende des veränderbaren Widerstandes 605 verbunden, während der Kollektor über den Widerstand 609 und den Kondensator 610 mit dem anderen Ende des veränderbaren Widerstandes 605 verbunden ist. Der Emitter eine:s Unijunctiontransistoirs 611 ist im Verbindungspunkt des Widerstandes 609 und des Kondensators 610 verbunden. Eine Basis des Transistors ist mit der Kathode der Diode 604 über den Widerstand 612 verbunden, während die andere Basis über die Primärwicklung 613a einen Impulstransformator 613 mit dem gemeinsamen Punkt des Kondensators 610 und der Anode der Diode 604 verbunden ist. Die Sekundärwicklung 6!3fc des Inipulstranformatnrs ist als Steuereinrichtung zwischen die Steuerelektrode des Thyristors (Wl und dessen Kathode geschaltet. Ein Anschluß des Nebenschlusses 70 im Impulsstromdetektor 7 ist mit dem Schiebeabgriff des veränderbaren Widerstandes 605 verbunden, während der andere Anschluß des Nebenschlusses über einen Widerstand 614 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Koiidensatoi 606 und dem Widerstand 607 verbunden ist
Bei der beschriebenen Anordnung wird der mit dem Emitter des UnijunctiontransisKors 611 verbundene Kondensator 610 durch den Kollektorstrom des Transistors 608 aufgeladen; wenn die Klemmenspannung des Kondensators die Zündspannung des Unijunc-3 shows a preferred embodiment. As in Fig. 1, 1 to 3 denote the direct current source, the electrode and the base material. The pulse control device 6 comprises a transformer 600 as a power source and a thyristor 601 as a pulse generating device. An alternating current source (not shown) is connected to the primary-side terminals 600a and 6i00f> of the transformer 600. The transformer 600 is provided with two secondary windings, one end 600c of the first secondary winding being connected to the electrode 2 via the thyristor 601 while its other end 60Od is connected to the base material 3 via a shunt 70 consisting of the pulse current detector 7 A rectifier 602 is connected to each end 60Oe and 600 / of the second secondary winding of the transformer 600; A diode 604 keeping the voltage constant is connected between the two outputs 602; i and 602 /> of the rectifier, and an ignition phase control circuit for the thyristor is connected in parallel with the diode. This ignition phase control circuit is provided with a variable resistor 60S serving as a setting means, which is used to set the setpoint value of the pulse current and is connected in parallel with the diode 604. The displaceable tap of the variable resistor 605 is connected to the base of the transistor 608 via a capacitor 606 and a resistor 607. The emitter of the transistor is connected directly to one end of the variable resistor 605, while the collector is connected to the other end of the variable resistor 605 via the resistor 609 and the capacitor 610. The emitter of a unijunction transistor 611 is connected at the connection point of the resistor 609 and the capacitor 610. One base of the transistor is connected to the cathode of the diode 604 via the resistor 612, while the other base is connected to the common point of the capacitor 610 and the anode of the diode 604 via the primary winding 613a of a pulse transformer 613. The secondary winding 6! 3fc of the Inipulstranformatnrs is connected as a control device between the control electrode of the thyristor (Wl and its cathode is connected to the connection point between the Koiidensatoi 606 and the resistor 607
In the described arrangement, the capacitor 610 connected to the emitter of the unijunction transistor 611 is charged by the collector current of the transistor 608; if the terminal voltage of the capacitor exceeds the ignition voltage of the unijunc-

>o tiontransistors erreicht hat, wird ein Steuerimpuls in der Sekundärwicklung 6136 des impulstransformators 613 erzeugt und dadurch der Thyristor 601 leitfähig gemacht Somit wird ein Impulsstrom, dessen Frequenz gleich der der Wechselstromquelle ist zusätzlich zu dem von dem Gleichstrom-Schweißgerät erzeugten Schweißstrom zur Verfügung gestellt, um das Irnpuls-Lichtbogenschweißen durchzuführen. Der zeitliche Mittelwert des Impulsstromes ist bestimmt durch die Phase, in welcher der Transistor 611 die Steuerimpulse> o tion transistor has reached a control pulse in the Secondary winding 6136 of pulse transformer 613 generated and thereby made the thyristor 601 conductive. Thus, a pulse current, its frequency is equal to that of the AC power source in addition to that Welding current generated by the direct current welding machine is made available for the impulse arc welding perform. The mean value of the pulse current over time is determined by the Phase in which the transistor 611 the control pulses

μ erzeugt Die Phase, mit der diese Steuerimpulse erzeugt werden, ist ihrerseits abhängig vom zeitlichen Mittelwert des Kollektorstromes des Transistors, die wiederum vom zeitlichen Mittelwert des Basisstromes des Transistors abhängt, so daß der zeitliche Mittelwert des Impulsstromes durch Einstellen des veränderbaren Widerstandes 605 eingestellt werden kann.μ generated The phase with which these control pulses are generated is in turn dependent on the time average value of the collector current of the transistor, which in turn depends on the time average of the base current of the transistor, so that the time average of the Pulse current can be adjusted by adjusting the variable resistor 605.

Der zeitliche Mittelwert des zusätzlich 2:um Schweißstroni erzeugten Impulsstromes wird gemessen durch den Spannungsabfall im Nebenschlußwiderstand 70, wobei die dem Impulsstrom proportionale Spannung zu beiden Enden des Kondensators 606 rückgekoppelt wird. Entsprechend wird der Basisstrom des Transistors 608 gesteuert durch die Differenz zwischen der Spannung, die einem durch Einstellung des veränderba-The time average of the additional 2: um welding strobes generated pulse current is measured by the voltage drop in the shunt resistor 70, wherein the voltage proportional to the pulse current is fed back to both ends of the capacitor 606 will. Accordingly, the base current of transistor 608 is controlled by the difference between the Tension created by setting the changeable

3:5 ren Widerstandes 605 vorgegebenen Wert des Impulsstromes entspricht, und der an beiden Enden des Kondensators 606 rückgekoppelten Spannung. Hierdurch kann der zeitliche Mittelwert des Impulsstromes normalerweise auf einem im wesentlichen konstanten Wert gehalten werden.3: 5 ren resistor 605 corresponds to the predetermined value of the pulse current, and that at both ends of the Capacitor 606 fed back voltage. This allows the mean value of the pulse current over time normally be held at a substantially constant value.

Wenn der Impulsstrom unter den eingestellten Wert abfällt, entweder durch Anstieg der Lichtbogenspannung oder durch Abfall der Versorgungsspannung, wird die Ausgangsspannung des Nebenschlußwiderstandes 70 kleiner, wodurch auch die Spannung am Kondensator 606 niedriger wird und der Kollektorstrom des Transistors 608 entsprechend zunimmt. Da das Zeitintervall, währenddessen der Kondensator 610 bis zur Zündspannung des Unipolartransistors 611 aufgeladen wird, kürzer wird, wird die Phase, mit der die Steuerimpulse erzeugt werden, beschleunigt, wodurch auch die Zündphase des Thyristors 601 beschleunigt wird; hierdurch wird der Impulsstroni erhöht und geht auf seinen ursprünglichen Wert zurück. Wenn andererseits der Impulsstrom entweder durch ein Abfallen der Lichtbogenspannung oder durch ein Ansteigen der Versorgungsspannung sich vergrößert, wird die Spannung an den Klemmen des Kondensators 606 vergrößert und der Kollektorstrom des Transistors 608 fällt ab. Hierdurch wird die Phase, mit der die Steuerimpulse erzeugt werden, verzögert, so daß dei Impulsstrom abnimmt und auf den eingestellten Wer' zurückkehrt.If the pulse current falls below the set value, either due to an increase in the arc voltage or when the supply voltage drops, the output voltage of the shunt resistor becomes 70 is smaller, as a result of which the voltage on capacitor 606 is also lower and the collector current of the Transistor 608 increases accordingly. Since the time interval during which the capacitor 610 up to Ignition voltage of the unipolar transistor 611 is charged, becomes shorter, the phase with which the Control pulses are generated, accelerated, whereby the ignition phase of the thyristor 601 accelerated will; this increases the pulse rate and goes to its original value. On the other hand, if the pulse current either by a drop in the If the arc voltage increases or if the supply voltage increases, the voltage is increased at the terminals of the capacitor 606 increases and the collector current of the transistor 608 falls off. As a result, the phase with which the control pulses are generated is delayed, so that the Pulse current decreases and returns to the set who '.

Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel bei der eir Gleichstromtransformator 71 in Form eines sättigbarei Reaktors verwendet wird. Bei dieser Ausführungsforn hat der Transformator 6Wl) drei Sekundärwicklunger Ein Ende 600c der ersten Sekundärwicklung de4 shows an embodiment in which a direct current transformer 71 in the form of a saturable Reactor is used. In this embodiment, the transformer 6Wl) has three secondary windings One end 600c of the first secondary winding de

Transformators 600 ist, wie bei der Anordnung nach F i g. 3, über das Thyristor 601 mit der Elektrode 2 verbunden. Das andere Ende 60Od der Sekundärwicklung ist über die Eingangswicklung 71a des Transformators 71 mit dem Grundmaterial 3 verbunden. Ferner sind, wie bei Fig.3, beide Enden 60Oe und 600/der zweiten Sekundärwicklung mit dem Gleichrichter 602 verbunden, dessen Ausgänge über den Widerstand 603 mit der die Spannung konstant haltenden Diode 604 und der Zündphasensteuerschaltung verbunden sind. Der Stromtransformator 71 hat zwei Ausgangswicklungen 716 und 71c; die in Serie zueinander, jedoch entgegengesetzt gerichtet, geschaltet sind. Das eine Ende der in Serie geschalteten Ausgangswicklungen ist mit einem Ende 600g der dritten Sekundärwicklung des Transformators 600 verbunden, während das andere Ende der Ausgangswicklung des Stromtransformators mit einer Eingangsquelle 615a eines Gleichrichters 615 verbunden ist, dessen anderer Eingang 615c/ mit dem Ende 600Λ der dritten Sekundärwicklung verbunden ist. Der Widerstand 617 ist über einen Widerstand 616 mit dem Ausgang defs Gleichrichters verbunden, wobei der Spannungsabfall am Widerstand 617 den beiden Enden des Kondensators 606 aufgeprägt werden kann.Transformer 600 is, as in the arrangement according to F i g. 3, connected to electrode 2 via thyristor 601. The other end 60Od of the secondary winding is connected to the base material 3 via the input winding 71a of the transformer 71. Furthermore, as in FIG. 3, both ends 60Oe and 600 / of the second secondary winding are connected to the rectifier 602, the outputs of which are connected via the resistor 603 to the diode 604, which keeps the voltage constant, and to the ignition phase control circuit. The current transformer 71 has two output windings 716 and 71c; which are connected in series with one another, but directed in opposite directions. One end of the output windings connected in series is connected to one end 600g of the third secondary winding of the transformer 600, while the other end of the output winding of the current transformer is connected to an input source 615a of a rectifier 615, the other input 615c / end 600Λ of the third Secondary winding is connected. The resistor 617 is connected to the output of the rectifier via a resistor 616, it being possible for the voltage drop across the resistor 617 to be impressed on the two ends of the capacitor 606.

Bei der /beschriebenen Vorrichtung wird der dem Impulsstrdm entsprechende Magnetfluß durch die Eisenkerne jeder !der Ausgangswicklungen des Stromtransformators 71 zugeführt; auf der Seite, auf der dieser MagnetfluJ3 dem von der dritten Sekundärwicklung erzeugten Magnetfluß gleichgerichtet ist, ist der Eisenkern gesättigt, wodurch die Impedanz der Ausgangswicklung sich verringert. Die dem Impulsstrpm entsprechende Spannung erscheint dann in derjenigen Ausgangswicklung des Transformators, die auf der nicht gesättigten Seite des Eisenkerns gewickelt ist, wodurch diese Spannung den Kondensator 606 auflädt. Somit wird auchbei der Anordnung gemäß Fig 4 der ermittelte Wert des Impulsstromes zu den Klemmen des Kondensators 606 rückgekoppelt, wie bei der Anordnung gemäß Fig.3, wodurch der Impulsstrom, auf dem eingestellten Wert konstant gehalten wird.In the / described device, the magnetic flux corresponding to the pulse flow is through the Iron cores are supplied to each of the output windings of the current transformer 71; on the side on which this magnetic flux corresponds to that of the third secondary winding generated magnetic flux is rectified, the iron core is saturated, reducing the impedance of the Output winding is reduced. The pulse rate corresponding voltage then appears in that output winding of the transformer which is wound on the unsaturated side of the iron core, this voltage causing the capacitor 606 charges. Thus, also in the arrangement according to FIG. 4, the determined value of the pulse current becomes the Terminals of the capacitor 606 fed back, as in the arrangement according to FIG. 3, whereby the pulse current, is kept constant at the set value.

Fig.5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei mit 1 bis 6 die gleichen Teile wie in den Fig.2 bis 4 bezeichnet sind. Der Transformator 600 hat zwei Sekundärwicklungen, wobei der eine Abgriff 600c' der einen Sekundärwicklung ein Schiebeabgriff ist, der über eine Diode 618 als impulserzeugendes Mittel mit der Schweißelektrode verbunden ist. Das andere Ende 600c/ ist über die Eingangswicklung des Stromtransformators 71, der wie in Fig.4 ausgebildet ist, mit dem Grundmaterial 3 verbunden ist. Beide Enden der beiden in Serie geschalteten Ausgangswicklungen des Stromtransformators 71 sind über die beiden Enden 600g und 600Λ der anderen Sekundärwicklung des Transformators 6OC mit den Eingangsklemmen des Gleichrichters 615 verbunden, wie bei der Anordnung gemäß F i g. 4. Ein Widerstand 619 liegt parallel zum Ausgang des Gleichrichters 615, und eine Serienschaltung aus einer Drossel 620 und einem Widerstand 621 ist parallel zum Widerstand 619 geschaltet. Eine Serienschaltung aus einer veränderbaren Gleichspannungsquelle 622 als Einstellmittel und der Läuferwicklung M eines Motors 623 ist parallel zum Widerstand 621 angeordnet. Der Schiebeabgriff 600c'des Transformators 600 wird durch den sich drehenden Gleichstrommotor 623 verschoben (Regelvorrichtung), um den zeitlichen Mittelwert des zwischen der Elektrode und dem Grundmaterial zugeführten Impulsstromes m steuern.FIG. 5 shows a further exemplary embodiment, the same parts as in FIGS. 2 to 4 being denoted by 1 to 6. The transformer 600 has two secondary windings, one tap 600c 'of the one secondary winding being a sliding tap which is connected to the welding electrode via a diode 618 as a pulse-generating means. The other end 600c / is connected to the base material 3 via the input winding of the current transformer 71, which is designed as in FIG. Both ends of the two series-connected output windings of the current transformer 71 are connected to the input terminals of the rectifier 615 via the two ends 600g and 600Λ of the other secondary winding of the transformer 6OC, as in the arrangement according to FIG. 4. A resistor 619 is connected in parallel to the output of the rectifier 615, and a series circuit comprising a choke 620 and a resistor 621 is connected in parallel with the resistor 619. A series circuit comprising a variable DC voltage source 622 as the setting means and the rotor winding M of a motor 623 is arranged parallel to the resistor 621. The sliding tap 600c 'of the transformer 600 is shifted by the rotating direct current motor 623 (regulating device) in order to control the mean value of the pulse current m supplied between the electrode and the base material.

Bei der beschriebenen Einrichtung erscheint die dem gemessenen Impulsstrom entsprechende Spannung an den beiden Enden des Widerstandes 621, und die Differenz zwischen dieser Spannung und der Klemmenspannung der Gleichspannungsquelle 622 wird dem Läufer M des Motors aufgeprägt. Die Klemmenspannung der Gleichspannungsquelle 622 wird entsprechend dem Sollwert des Impulsstromes eingestellt. Wenn der Impulsstrom gleich dem Sollwert ist, wird dem Läufer M keine Spannung aufgeprägt, so daß der Schiebekontakt 600c nicht bewegt wird. Ändert sich der Impulsstrom, so wird eine dieser Änderung proportionale Differenzspannung dem Läufer aufgeprägt. Der Schiebekontakt 600c' wird dadurch verschoben, und zwar z. B. in der Richtung, in der der Ausgangsstrom verkleinert wird, falls die momentane Stromintensität größer ist als der eingestellte Wert. Somit hält der Motor den Impulsstrom auf dem eingestellten Wert durch Rotation entsprechend der Differenzspannung bis auf Null. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Glättungsschaltung, die aus dem Widerstand 619 und der Drossel 620 besteht, weggelassen werden, wenn die Trägheit des Gleichstrommotors in einem gewissen Ausmaß vergrößert wird. Der durch den Motor angetriebene Schiebeabgriff des Transformators 600 kann auch auf der Primärseite vorgesehen sein, und ferner kann anstelle eines Schiebeabgriffs am Transformator ein veränderbarer Widerstand in den Stromkreis für den Schweißstrom geschaltet werden, dessen verschiebbarer Abgriff durch den Motor betätigt wird.In the device described, the voltage corresponding to the measured pulse current appears at the two ends of the resistor 621, and the difference between this voltage and the terminal voltage of the DC voltage source 622 is impressed on the rotor M of the motor. The terminal voltage of the DC voltage source 622 is set in accordance with the setpoint value of the pulse current. When the pulse current is equal to the target value, no voltage is impressed on the rotor M , so that the sliding contact 600c is not moved. If the pulse current changes, a differential voltage proportional to this change is impressed on the rotor. The sliding contact 600c 'is thereby moved, namely z. B. in the direction in which the output current is reduced if the current intensity is greater than the set value. The motor thus keeps the pulse current at the set value by rotating according to the differential voltage down to zero. In this embodiment, the smoothing circuit composed of the resistor 619 and the reactor 620 can be omitted if the inertia of the DC motor is increased to some extent. The motor-driven sliding tap of the transformer 600 can also be provided on the primary side, and instead of a sliding tap on the transformer, a variable resistor can be switched into the circuit for the welding current, the sliding tap of which is actuated by the motor.

F i g. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei anstelle eines Thyristors oder eines Regeltransformators ein magnetischer Verstärker zur Steuerung des Impulsstromes verwendet wird. In Fig.6 weist der Transformator 600 vier Sekundärwicklungen auf. Ein Ende 600c der ersten Sekundärwicklung ist mil der Elektrode 2 und das andere Ende 600c/ mit dem Grundmaterial 3 verbunden, und zwar über einen aus der Eingangswicklung des Stromtransformators 71, der Ausgangswicklung des Magnetverstärkers 624 (Regelvorrichtung) und der als Impulserzeuger dienenden Diode 625 bestehenden Serienschaltung. Die beiden Enden der Ausgangswicklung des Transformators 71, der in gleicher Weise wie in Fi g. 4 und 5 ausgebildet ist, sind mit den Eingängen des Gleichrichters 615 über die zweite Sekundärwicklung des Transformators 600 in der gleichen Weise wie in Fig.4 und 5 verbunden. Ein Widerstand 626 ist zwischen die Ausgangsklemmen des Gleichrichters 615 geschaltet. Eine Serienschaltung aus einer Diode 627 und einem als Einstellmittel dienenden veränderbaren Widerstand 628 zum Einstellen des Sollwertes des Impulsstromes ist zwischen die Enden 600/ und 600y der dritten Sekundärwicklung des Transformators geschaltet, wobei der Widerstand 626 und die Steuerwicklung eines magnetischen Hilfsverstärkers 629 in Serie zwischen dem Schiebekontakt des veränderbaren Widerstandes 628 und der Transfcrmatorklemme 600/ liegen. Ein Ende 624a der Steuerwicklung des magnetischen Verstärkers 624 ist mit einem Ende 629a der Ausgangswicklung des magnetischen Hilfsverstärkers über die Diode 630 und den Widerstand 631 verbunden. Das andere Ende 6246 der Steuerwicklung des magnetischen Verstärkers 624 ist mit dem anderen Ende 6296 der Ausgangswicklung des magnetischen Hilfsverstärkers verbunden, und zwar über die vierte Sekundärwicklung des Transformators.F i g. 6 shows a further exemplary embodiment, in which case a thyristor or a regulating transformer is used instead a magnetic amplifier is used to control the pulse current. In Figure 6, the Transformer 600 has four secondary windings. One end 600c of the first secondary winding is mil the Electrode 2 and the other end 600c / connected to the base material 3, through one of the input winding of the current transformer 71, the output winding of the magnetic amplifier 624 (control device) and the existing series circuit 625 serving as a pulse generator. The two Ends of the output winding of the transformer 71, which in the same way as in Fi g. 4 and 5 is designed, are connected to the inputs of the rectifier 615 via the second secondary winding of the transformer 600 in the connected in the same way as in Fig. 4 and 5. A Resistor 626 is connected between the output terminals of rectifier 615. A series connection a diode 627 and a variable resistor 628 serving as setting means for setting the The nominal value of the pulse current is between the ends 600 / and 600y of the third secondary winding of the Transformer switched, the resistor 626 and the control winding of a magnetic auxiliary amplifier 629 in series between the sliding contact of the variable resistor 628 and the Transfcrmatorklemme 600 / lie. One end 624a of the control winding of the magnetic amplifier 624 is connected to a End 629a of the output winding of the magnetic auxiliary amplifier via the diode 630 and the resistor 631 connected. The other end 6246 of the control winding of the magnetic amplifier 624 connects to the other end 6296 of the output winding of the magnetic auxiliary amplifier connected via the fourth secondary winding of the transformer.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung wirdIn the arrangement described above,

die Differenz zwischen der Ausgangsspannung des veränderbaren Widerstandes 628 (Spannung zwischen dem Schiebekontakt und der Klemme 6Ο0χ> und der Klemmenspannung des Widerstandes 626 der Steuerwicklung des magnetischen Hilfsverstärkers 629 aufgeprägt. Da die Klemmenspannung des Widerstands 626 proportional zu dem vom Transformator 71 gemessenen Impulsstrom ist und die Ausgangsspannung des veränderbaren Widerstandes 628 dem Sollwert des Impulsstroms proportional ist, zeigt die Differenzspannung das Ausmaß der Abweichung des zusätzlich den Schweißelektroden zuzuführenden Impulsstromes vom Sollwert an.the difference between the output voltage of the variable resistor 628 (voltage between the sliding contact and the terminal 6Ο0χ> and the Terminal voltage of the resistor 626 of the control winding of the magnetic auxiliary amplifier 629 impressed. Since the terminal voltage of resistor 626 is proportional to that measured by transformer 71 Pulse current and the output voltage of the variable resistor 628 corresponds to the setpoint of the Pulse current is proportional, the differential voltage shows the extent of the deviation in addition to the Welding electrodes to be supplied pulse current from the target value.

Wenn der Impulsstrom unter den eingestellten Sollwert abfällt, entweder durch Ansteigen der Lichtbogenspannung oder durch den Abfall der Versorgungsspannung, verringert sich die Ausgangsspannung des Transformators 71, wodurch die der Steuerwicklung des magnetischen Hilfsverstärkers 629 zugeführte Differenzspannung ansteigt und diese in der Wicklung des »o Magnetverstärkers 624 erscheinende Spannung den Eisenkern in Richtung auf geringere Sättigung beeinflußt. In der nächsten Halbperiode ist die Impedanz der Ausgangswicklung hoch, da der Eisenkern des magnetischen Hilfsverstärkers 629 ungesättigt wird, da der Ausgangswicklung kein Strom zugeführt wird, wenn die in der vierten Sekundärwicklung des Transformators induzierte Spannung der Ausgangswicklung des magnetischen Hilfsverstärkers aufgeprägt wird. Da jedoch die Integrationszeit der der Ausgangswicklung des magnetischen Hilfsverstärkers ausgeprägten Spannung gleich dem für die Umkehr des magnetischen Flusses zwischen den Halbperioden geltenden Wert ist, wird der Eisenkern des magnetischen Hilfsverstärkers 629 gesättigt und die Impedanz der Wicklung dadurch verringert, so daß ein Strom in der Steuerwicklung des Hauptmagnetverstärkers 624 fließt, um den Eisenkern des Hauptmagnetverstärkers in den ungesättigten Zustand umzupolen. Die Zeit, die verstreicht, bis der Strom in der Steuerwicklung des Hauptmagnetverstärkers fließt, ist proportional zu dem Ausmaß, in welchem der Eisenkern des magnetischen Hilfsverstärkers während der vorhergehenden Halbperiode vormagnetisiert wurde. Je größer die Abweichung nach unten des gemessenen Impulsstromes vom eingestellten Wert ist, desto geringer wird der umzupolende Betrag des Hauptmagnetverstärkers. In der nächsten Halbperiode, in welcher der Hauptmagnetverstärker in die ungesättigte Richtung gepolt wurde, wird der Hauptmagnetverstärker leitfähig, wenn das zeitliche Integral der der Ausgangswicklung aufgeprägten Spannung einen Wert erreicht hat, der dem in der vorhergehenden Halbperiode umzupolenden Magnetfluß entspricht. Die Phase der Leitfähigkeit wird zeitlich um so mehr vorgeschoben als der Betrag der Umpolung des Hauptmagnetverstärkers kleiner wird. Wenn somit der gemessene Impulsstrom abnimmt, rückt die Leitfähigkeitsphase des Hauptmagnetverstärkers entsprechend vor, wodurch der Impulsstrom angehoben wird. Dies setzt sich solange fort, bis die Differenzspannung Null geworden ist, wodurch der Impulsstrom auf dem eingestellten Wert gehalten wird. Wenn der Impulsstrom über den eingestellten Wert angestiegen ist, rückt die Leitfähigkeitsphase des magnetischen Hilfsverstärkers 629 aufgrund der entgegengesetzten Vorgänge als vorstehend beschrieben zeitlich vor, wodurch die Leitfähigkeitsphase des Hauptmagnetverstärkers verzögert wird, was eine Verringerung des Impulsstromes ergibt, so daß dieser auch in diesem Fall auf dem eingestellten Wert gehalten wird.If the pulse current falls below the setpoint value, either by increasing the arc voltage or when the supply voltage drops, the output voltage of the Transformer 71, as a result of which the differential voltage fed to the control winding of the magnetic auxiliary amplifier 629 increases and this voltage appearing in the winding of the magnetic amplifier 624 Iron core influenced towards lower saturation. In the next half cycle the impedance is the Output winding high because the iron core of the auxiliary magnetic amplifier 629 becomes unsaturated because the Output winding no current is supplied when that is in the fourth secondary winding of the transformer induced voltage of the output winding of the magnetic auxiliary amplifier is impressed. However, since the The integration time of the voltage developed in the output winding of the magnetic auxiliary amplifier is equal is the value applicable for the reversal of the magnetic flux between the half-periods, the Iron core of the magnetic auxiliary amplifier 629 saturated and the impedance of the winding as a result is decreased so that a current flows in the control winding of the main magnetic amplifier 624 to the iron core of the main magnetic amplifier in the unsaturated state. The time that passes before the Current in the control winding of the main magnetic amplifier flows is proportional to the extent to which the iron core of the auxiliary magnetic amplifier was biased during the previous half cycle. The greater the downward deviation of the measured pulse current is of the set value, the lower the polarity of the Main magnetic amplifier. In the next half cycle, in which the main magnetic amplifier in the unsaturated Direction has been polarized, the main magnetic amplifier becomes conductive when the time integral of the Output winding impressed voltage has reached a value that in the previous half-cycle Corresponds to the magnetic flux to be reversed. The phase of conductivity is all the more advanced in time than the amount of polarity reversal of the main magnetic amplifier becomes smaller. If thus the measured pulse current decreases, the conductivity phase of the main magnetic amplifier advances accordingly, whereby the pulse current is raised. This continues until the differential voltage has become zero, whereby the Pulse current is kept at the set value. When the pulse current is above the set value has risen, the conductivity phase of the magnetic auxiliary amplifier 629 advances due to the opposite Processes ahead of time as described above, whereby the conductivity phase of the Main magnetic amplifier is delayed, which results in a reduction in the pulse current, so that this also in this case is kept at the set value.

Als Detektor für den Impulsstrom kann anstelle eines Nebenschlußwiderstandes oder eines Stromtransformators auch ein Hall-Generator verwendet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht nur dann anwendbar, wenn die Frequenz des zusätzlich zu erzeugenden Impulsstromes gleich der Frequenz der VersorgungSipannung ist, sondern auch dann, wenn diese Frequenz einen ganzzahligen Bruchteil oder ein Vielfaches der Versorgungsfrequenz ist. Beispielsweise kann in F i g. 3 ein Mittelabgriff an der ersten Sekundärwicklung des Transformators 600 vorgesehen sein, die mit dem Nebenschlußwiderstand 70 verbunden ist; die Anoden von zwei Thyristoren können zwischen den beiden Enden 600c und 600d der ersten Sekundärwicklung liegen; wenn man die Kathoden der beiden Thyristoren mit der Elektrode 2 verbindet, erhält man einen Impulsstrom, dessen Frequenz das Zweifache der Frequenz der Versorgungsspannung ist.A shunt resistor or a current transformer can be used as a detector for the pulse current a Hall generator can also be used. The inventive device is not only applicable if the frequency of the additional pulse current to be generated is equal to the frequency of the SupplySipvoltage is, but also when this frequency is an integer fraction or a Is a multiple of the supply frequency. For example, in FIG. 3 a center tap on the first Secondary winding of the transformer 600, which is connected to the shunt resistor 70, may be provided is; the anodes of two thyristors can be between the two ends 600c and 600d of the first secondary winding lie; if you connect the cathodes of the two thyristors to the electrode 2, you get a pulse current, the frequency of which is twice the frequency of the supply voltage.

Durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung wird der zeitliche Mittelwert des Impulsstromes konstant gehalten, falls die Lichtbogenspannung oder die Versorgungsspannung sich während des Schweißens ändern. Es ist deshalb nicht nötig, den Impulsstrom bei jeder dieser Spannungsänderungen neu einzustellen. Man erhält somit den Vorteil eines gleichmäßigeren Schweißvorganges.By means of a device according to the invention, the mean value of the pulse current over time is kept constant, if the arc voltage or the supply voltage change during welding. It is therefore not necessary to readjust the pulse current for each of these voltage changes. Man thus has the advantage of a more even welding process.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 709 636/16 For this purpose 3 sheets of drawings 709 636/16

Claims

Patent claims:

1. Device for pulse arc welding with a direct current, the one from periodically successive, separated by pauses Pulses existing current is superimposed, and with a circuit arrangement for regulating the Temporal mean value of the individual impulses by comparing a signal, which in each case is measured derived from the time mean value of a parameter related to the size of the pulses is, with an adjustable reference variable, characterized in that the signal from time mean value of the individual pulses is derived and the circuit arrangement the time Controls the mean value of the impulses to a constant value

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that for generating the signal in Pulse circuit a pulse current detector (7) is provided

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the pulse current detector (7) as Shunt resistor (70) is formed.

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the pulse current detector (7) as Current transformer (71) is formed.