DE2342710C3 - Verfahren und Stromversorgungsanordnung zum Kurzlichtbogen-Schweißen - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einer Stromversorgungsanordnung zum Kurzlichtbogen-Schweißen mit einem im Kurzschlußzeitintervall niedrigeren Strom ab im LichtbogenzeitintervalL

Das Lichtbogenschweißen mit Werkstoffübergang unter Kurzschlußbildung ist durch eine Folge von sich wiederholenden Kurzschlüssen zwischen dem abschmelzenden Elektrodendraht und dem Werkstück gekennzeichnet Bei herkömmlichen Anordnungen steigt sobald die Elektrode in physikalischen Kontakt mit dem Werkstück kommt, der Strom mit hoher Geschwindigkeit an, bis ausreichend Energie erzeugt ist, um die das Ende der Elektrode und das Werkstück verbindende schmelzflüssige Brücke elektromagnetisch zu unterbrechen. Der Wert, auf den der Strom ansteigt, bis eine zwangsweise Unterbrechung des Kurzschlusses erfolgt, wird als elektromagnetischer Stoßstromwert bezeichnet Die Unterbrechung ist von einer plötzlichen Freisetzung einer erheblichen Energiemenge begleitet, die bewirkt, daß flüssiges Metall im Bereich der Arbeitsstelle verspritzt wird. Eine solche Spritzerbildung stellt nicht nur einen Verlust an Schweißgut dar; die Spritzer sind auch schwierig zu beseitigen und gelangen in das Innere des Brenners, bis sie diesen schließlich verstopfen.

Es wurden erhebliche Anstrengungen unternommen, die Spritzerbildung beim Schweißen zu unterbinden oder mindestens in tragbaren Grenzen zu halten, ohne das Betriebsverhalten in anderer Weise nachteilig zu beeinflussen. So ist es bekannt (US-PS 32 75 797), die Größe des Kurzschlußstromes im Augenblick des unter Kurzschlußbildung erfolgenden Werkstoffübergangs auf einen Wert zu begrenzen, der unter dem Lkhtbogenstrom liegt Da in einem solchen Falle der Kurzschlußstrom an einem Anstieg bis auf den Wert des elektromagnetischen Stoßstroms gehindert wird, steht für eine explosionsartige Verdampfung des flüssigen Metalls keine ausreichende Energie zur Verfugung Stau dessen soll der Werkstoffübergang allein aul Grund der Oberflächenspannung und der Schwerkraft stattfinden. Mit Hilfe dieses Verfahrens konnte zwar die Spritzerbildung in gewissem Umfang unterbunden werden; das Verfahren war aber im Betrieb zu unberechenbar, um einen praktischen Einsatz zu erlauben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eir Schweißverfahren und eine dafür geeignete Stromver sorgungsanordnung zu schaffen, die nicht nur die Spritzerbildung wesentlich herabsetzen, sondern aucl zu einem in hohem Grade verläßlichen und reproduzier

baren Schweißbetrieb führen. Außerdem sollen die Lichtbogenenergie und damit die der Schweißung zugeführte Wärme nach Bedarf beeinflußt werden können, um die Fließfähigkeit des Schweißbades beherrschen zu können.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Lichtbogenschweißen, bei dem ein Lichtbogen zwischen einer abschmelzenden Elektrode und einem Werkstück gebildet, die Elektrode ständig mit solcher Geschwindigkeit in Richtung auf das Werkstück vorgeschoben wird, daß die Elektrode mit dem Werkstück wiederholt in Kurzschhißkontakt kommt, und bei dem der während des KurzschhißintervaHs fließende Stoßstrom niedriger ist als im Lichtbogenintervall und zu einem Schmelzen und einer gegenseitigen Trennung der einander berührenden Teile und damit zum Wiederzünden des Lichtbogens führt

Erfindunijsgemäß wird der Kurzschlußschweißstrom auf eine unterhalb des Stoßstromwertes liegende Größe begrenzt, werden die Kurzschlußzeitintervalle überwacht, wird eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Beginn jedes Kurzschlußzeitintervalls ein Bezugszeitsignal erzeugt, wird der Schweißstrom bei Ermitteln dieses Bezugssignals innerhalb eines Kurzschlußzeitintervalls auf den Stoßstromwert erhöht und wird der Schweißstrom auf Grund einer Ermittlung des Endes des Kurzschlußintervalls auf eine unterhalb des Stoßstromwertes liegende Größe vermindert.

Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung können die Lichtbogenzeitintervalle überwacht werden und kann eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Beginn jedes Lichtbogenzeitintervalls ein Bezugszeitsignal erzeugt der Schweißstrom auf Grund einer Ermittlung dieses Bezugssignals innerhalb eines Lichtbogenzeitintervalls vermindert und der Schweißstrom bei Ermitteln des Endes des Lichtbogenintervalls auf den Stoßstromwert erhöht werden.

Vorzugsweise wird die Größe des Stroms sowohl während des Lichtbogenintervalls als auch während des Kurzschluß Intervalls überwacht; falls das Lichtbogenintervall über ein Bezugslichtbogenzeitintervall hinausreichen sollte, wird der Strom auf einen vorbestimmten Wert abgesenkt, bis ein Kurzschluß hergestellt ist; die Größe den Stroms wird im Augenblick des unter KurzschluGibiidung erfolgenden Werkstoffübergangs auf einen Wert begrenzt, der unter dem Stoßstromwert liegt, bei dem die Tröpfchen aus geschmolzenem Metall elektromagnetisch auseinandergetrieben -vürdcn; falls das Kurzschlußzeitintervall ein Bezugskurzschlußzeit-Intervall überschreiten sollte, wird der Strom bis auf den erforderlichen elektromagnetischen Stoßstromwert erhöht, um den Kurzschluß zu beseitigen.

Die Erfindung umfaßt ferner eine Stromversorgungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.

Ein Aasführungsbeispiel .der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 typische Kurven für uen Verlauf des Stroms und der Spannung in Abhängigkeit von der Zeit für das herkömmliche Lichtbogenschweißverfahren mit Werkstoff übergang unter Kmrzschlußbildung,

F i g. 2 ein schematisches Schaltbild einer mit einer Elektrode und dem Werkstück verbundenen Stro.nver- 6s sorgungsanordnung nach der Erfindung,

F i g. 3 die Strom-Spannungs-Kennliniem einer Stromversorgungsanordnung nach der Erfindung und

F i g. 4a und 4b typische Kurven für den Verlauf der Spannung und des Stroms in Abhängigkeit von der Zeit bei dem Verfahren und der Stromversorgungsanordnung nach der Erfindung.

Das herkömmliche Metall-Lichtbogenschweißverfahren mit Werkstoffübergang unter Kurzschlußbildung ist in Fig. 1 an Hand der Kurven dargestellt, die den Verlauf der Spannung und des Stroms in Abhängigkeit von der Zeit zeigen. In dem Augenblick, in dem die Elektrode mit dem Werkstück mechanisch in Kontakt kommt und die Stromquelle kurzgeschlossen wird, fällt die Spannung sofort nahezu auf Null ab, worauf der Strom ansteigt, bis die die Elektrode und das Werkstück verbindende schmelzflüssige Brücke unterbrochen wird. Die Geschwindigkeit des Stromanstiegs ist nur durch den Innenscheinwiderstand der Stromquelle und einen gegebenenfalls in Reihe mit der Stromquelle geschalteten Hilfsscheinwiderstand begrenzt Wenn der Kurzschluß beseitigt ist springt die Spannung auf die volle Leerlaufspannung oder infolge des Scheinwiderstandes auf eine etwas darüberliegende Spannung, wobei der Lichtbogen erneut gezündet wird. Der zur zwangsweisen Unterbrechung der schmelzflüssigen Brücke erforderliche Mindeststrom der vorliegend als »Stoßstrom« bezeichnet wird, hängt von zahlreichen Faktoren ab, so unter anderem von der Stromdichte, der Lichtbogenenergie, dem Einfluß der Schwerkraft und der Oberflächenspannung und dergleichen; er liegt jedoch stets über einem Wert von ungefähr 300 A.

Mit der vorliegenden Erfindung wird das herkömmliche Verfahren dadurch grundlegend geändert, daß die Größe des Stroms während des Kurzschlusses — außer unter bestimmten, im folgenden näher erläuterten Umständen — auf einen vorbestimmten Wert unterhalb des Stoßstromwertes begrenzt wird, der, wie oben ausgeführt, mindestens ungefähr 300A beträgt Der Stoßstromwert kann für jede beliebige Schweißanlage durch eine einfache Messung bestimmt werden. Vorzugsweise werden ferner sowohl die Lichtbogen- als auch die Kurzschlußzeitintervalle überwacht wodurch die Lichtbogenenergie und die Wärmezufuhr zur Schweißung eingestellt werden können, um bei allenfalls sehr geringfügiger Spritzerbildung Schweißleistungen sicherzustellen, die den unter Anwendung des herkömmlichen Verfahrens erzielten Schweißleistungen mindestens ebenbürtig sind.

Bei der in F i g. 2 veranschaulichten Anordnung wird eine abschmelzende Elektrode E von einer Spule 10 aus in Richtung auf ein zu schweißendes Werkstück W vorgeschoben. Die Stromversorgungsanordnung umfaßt beispielsweise eine herkömmliche Schweißstromquelle 20, die in Serie mit zwei Widerständen R_A und Rs zwischen die Elektrode E und das Werkstück Vv geschaltet ist

Eine Detektorsteuerung 22 ist über Rückführleitungen 24, 26 an die Elektrode und das Werkstück angeschlossen, um das Vorliegen eines Kurzschlusses bzw. das Vorhandensein eines Lichtbogens zu ermitteln. Bei jedem Übergang von einem Kurzschluß zu einem Lichtbogen und umgekehrt geht ein Ausgangsimpuls gleichzeitig an Schaltungsstufen 28, 30, 32 und 34 Detektorschaltungcn zur Unterscheidung zwischen einem kurzgeschlossenen und einem offenen Stromkrei? sind bekannt. Die Kurzschluß und die Lichtbogen Stromsteuerung 30 bzw. 32 sind symbolisch durch funktionsmäBig äquivalente Schalter 51 bzw. 57 dargestellt. Die Schall er liegen normalerweise geschlos sen parallel zu den Widerständen /?.ybzw. Ra-

Obwohl der Einfachheit halber Schalter veranschaulicht sind, umfassen die Stromsteuerungen vorzugsweise Festkörperschaltungskomponenten, beispielsweise Vicrschichtschaltdioden oder Vierschichttrioden, die über herkömmliche logische Schaltungsanordnungen gesteuert werden. Die Betätigung der Schalter erfolgt in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Detektorsteuerung 22 sowie der Ausgangssignale der Bezugszeitgeber 28 bzw. 34 in einer im folgenden näher erläuterten vorbestimmten Abfolge. Spezielle logische Schaltungsanordnungen sind nicht veranschaulicht, da derartige Anordnungen zum Fachwissen des Elektronikingenieurs gehören.

Des weiteren können auch zahlreiche andere Schaltungstechniken benutzt werden, um die Schaher 51, 52 in der erfindungsgemäß erforderlichen Weise zu betätigen. Beispielsweise kann die Detektorsteuerung 22 mit einem Operationsverstärker versehen sein, der ein Ausgangssignal mit positiver oder negativer Polarität abgibt, wobei eine positive Polarität den Kurzschlußzustand und eine negative Polarität einen offenen Stromkreis oder den Lichtbogenzustand darstellt. Das positive Ausgangssignal kann dann der Kurzschlußstromsteuerung 30 zugeführt werden, um den Schalter 51 zu öffnen. Wenn das Ausgangssignal der Detektorsteuerung 22 beim Obergang vom Kurzschlußauf den Lichtbogenzustand negativ wird, wird die Kurzschlußstromsteuerung 30 gesperrt, das heißt, der Schalter 51 in die normale Schließstellung zurückgebracht. Die Kurzschlußzeitdauer wird durch den KurzschlußbezugszeitgeLer 28 begrenzt. Falls der Kurzschluß nicht innerhalb einer vorbestimmten Bezugszeitdauer beendet wurde, die mittels eines einstellbaren Steuergliedes 61 vorgegeben wird, übermittelt der Bezugszeitgeber 28 an die Kurzschlußstromsteuerung 30 einen Impuls, der den Schalter 51 in die normale Schließstellung zurückbringt. Der von der Stromquelle 20 zugeführte Strom steigt dann in der herkömmlichen Weise steil an, bis der Kurzschluß unterbrochen wird.

Nachdem der Kurzschluß behoben ist, steht die volle Leerlaufspannung der Schweißstromquelle 20 zur Verfügung, um den Lichtbogen erneut zu zünden. Die Lichtbogenzeitdauer wird mittels des Lichtbogenbezugszeitgebers 34 gesteuert. Kommt es nicht innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls, das mittels eines einsteilbaren Steuergliedes 62 vorgegeben wird, erneut zum Kurzschluß, wird auf Grund eines vom Bezugs^eitgeber 34 an die Lichtbogenstromsteuerung 32 gehenden Impulses der Schalter 52 geöffnet, wodurch der Widerstand R_A in den Schweißstromkreis gelegt wird. Die Lichtbogenstromsteuerung 32 spricht auf die Ausgangssignale sowohl der Detektorsteuerung 22 als auch des Lichtbogenbezugszeitgebers an; es müssen beide Signale vorhanden sein, um den Schalter 52 zu öffnen. Wenn der Widerstand Ra im Stromkreis iegt, wird der von der Stromquelle kommende Strom auf einen vorbestimmten Wert abgesenkt, was zur Folge iat, daß sich sofort wieder ein Kurzschluß ausbildet. Das \usgangssignal der Detektorsteuerung 22 wird nach Ermitteln des Kurzschlusses wieder positiv, wodurch die Jchtbogenstromsteuerung 32 gesperrt und der Schalter >2 freigegeben wird. Gleichzeitig wird die Kurzschlußtromsteuerung 30 betätigt und infolgedessen das Arbeitsspiel erneut eingeleitet.

Der Widerstand R_s bleibt also während der Kurzchlußzeitdauer im Stromkreis, falls diese Zeitdauer icht die am Bezugszeitgeber 28 eingestellte Zeitdauer übersteigt. Wird die Bezugszeitdauer überschritter ohne daß der Kurzschluß beseitigt wurde, wird dei Widerstand /?sunwirksum gemacht.

Während der Lichtbogendauer liegt keiner dei Widerstände Rs, Ra im Stromkreis, falls die Lichtbogen Zeitdauer nicht die am Bezugszeitgeber 34 eingestellte Zeitdauer überschreitet. Wird diese Zeitdauer überschritten, wird der Widerstand Ra in den Stromkreis eingeschaltet, bis der Kurzschluß erneut hergestellt ist.

ίο Bei den Bezugszeitgebern 28 und 34 handelt es sich vorzugsweise um herkömmliche Festkörper-Zeitgeber, beispielsweise um monostabile Multivibratoren.

Fig. 3 zeigt typische Stromspannungskennlinien für die Stromversorgungsanordnung nach Fig. 2. Der Punkt A stellt den normalen Lichtbogenarbeitspunkt dar, bei dem keiner der Widerstände R_A und Rs im Stromkreis liegt und bei dem der Strom den Wert 1_A und die Spannung den Wert V_A hat. Die Kennlinie 1 ist so gewählt, daß die gewünschten Lichtbogenbedingungen er-

halten werden. Beim Kurzschluß wird der Widerstand Rs in den Stromkreis eingeschaltet; der Strom fällt auf den Kurzschlußstrom l_c ab, wobei der Punkt C den betreffenden Arbeitspunkt darstellt. Der Punkt C liegt im Schnittpunkt zwischen der Kuntschlußbelastungslinie und der Stromspannungskennlinie 3. Wenn die Lichtbogenzeitdauer die Bezugslichtbogenzeitdauer überschreitet, wandert der Arbeitspunkt zunächst vom Punkt A auf der Kennlinie 1 zum Punkt B auf der Kennlinie 2 und dann, nach Eintritt des Kurzschlusses.

zum Punkt Cauf der Kennlinie 3. Ist die Kurzschlußzeitdauer länger als die eingestellte Bezugszeitdauer für den Kurzschlußzustand, wandert in entsprechender Weise der Arbeitspunkt vom Punkt Czum Punkt D sowie dann nach Wiederzünden des Lichtbogens zurück zum Punkt

A. Es versteht sich, daß die Kennlinien 1, 2 bzw. 3 geändert werden können; insbesondere können die Kennlinien 2 und 3 vertauscht, näher zusammengelegt oder weiter auseinandergerückt werden, indem die Widerstände /?₄ und R_s entsprechend eingestellt werden.

Im Rahmen der Erfindung können für /?sund/oder R_A auch mehrere Widerstände und zugeordnete Schaltanordnungen vorgesehen werden, um während der Kurzschluß- bzw. Lichtbogenzeitintervalle variierende Stromwerte zu erhalten, solange nur im Augenblick des Werkstoffübergangs der Strom ausreichend niedrig ist.

um die Spritzerbildung weitestgehend zu unterdrücken.

Die Fig.4a und 4b zeigen die Änderungen von

Spannung und Strom in Abhängigkeit von der Zeit für

so eine vorgegebene Einstellung der Widerstände Ra und Rs. die zu den Stromspannungskennlinien nach F i g. 3 führt. Es sind vier Arbeitsspiele veranschaulicht, die willkürlich ausgewählt sind, um alle möglichen Bedingungen darzustellen. Die Spannungs- und Stromwerte sind nicht maßstabsgerecht aufgetragen.

Während des Arbeitsspiels 1 sind der Lichtbogenstrom und die Spannung durch den Arbeitspunkt A auf der Kennlinie 1 der Fig.3 bestimmt. Das Lichtbogenintervall ist mit »normal« bezeichnet, das heißt die Elektrode f kommt mit dem Werkstück W innerhalb einer Zeitspanne in Kontakt, die kleiner als das Bezugslichtbogenzeitintervall ist. Sobald der Kurzschluß eintritt, wird der Widerstand Rs in den Stromkreis gelegt. Dadurch kommt es zu dem Stromwert Ic. der in diesem Falle kleiner als der Lichtbogenstromwert l_A ist. Der Strom Ic könnte statt dessen durch geeignete Einstellung des Widerstandes Rs auch auf jeden anderen vorbestimmten Wert

gebracht werden, vorausgesetzt nur, daß der Widerstand Rs so gewählt ist, daß der Strom auf einen Wert unterhalb des Stoßstromwertes In im Augenblick des Werkstoffüberganges begrenzt ist.

Die Größe des Stroms /(-bestimmt in erster linie den Umfang der auftretenden Spritzer, weil es sich bei der während des Kurzschlusses auftretenden Energie vorwiegend um Stromwärme (I²R-Energie) handelt. Durch Verringerung des Kurzschlußstromes kann infolgedessen die Spritzerbildung wesentlich verringert und bei einem ausreichend niedrigen Kurzschlußstrom während des Werkstoffübergangs theoretisch vollständig vermieden werden.

Bei Begrenzung der Energiezufuhr während des Kurzschlußintervalls ist jedoch für die Dauer des Lichtbogenintervalls mehr Energie erforderlich, wenn der Flüssigkeitsgrad des Schweißbades ähnlich demjenigen bei Anwendung von herkömmlichen Verfahren sein soll. Dies wird bei dem vorliegenden Verfahren automatisch erreicht, weil der normale Lichtbogenstrom verhältnismäßig hoch und im wesentlichen konstant ist, falls in den Stromkreis keine Hilfsinduktiv ität eingeschaltet ist. Dafür kann auch mit mehr als einem Widerstand Rs gesorgt werden. Anders als das herkömmliche Verfahren, bei dem der normale Lichtbogenstrom abfällt, um die Abschmelzgeschwindigkeit Heiner als die Vorschubgeschwindigkeit werden zu lassen und auf diese Weise für einen Kurzschluß zu sorgen, wird bei dem vorliegenden Verfahren der Kurzschlußzustand auf andere Weise sichergestellt, wie dies an Hand des Arbeitsspiels 2 in Fig.4 veranschaulicht ist.

Bei dem Arbeitsspiel 2 ist angenommen, daß die Energiezufuhr während ι ines Lichtbogenintervalls die Abschmelzgeschwindigkeit nicht unter die Vorschubgeschwindigkeit absinken läßt. Dazu kann es gekommen sein, wenn das Lichtbogenintervall das Be/ugsliehtbogenzeitinterval! übersteigt. Das Bezugslichtbogenzeitintervall kann auch herangezogen werden, um die Gesamtenergiezufuhr während des Lichtbogenintervalls zu beeinflussen. Wenn das Bezugslichtbogenzeitintervall erreicht ist, wird, wie oben ausgeführt, der Widerstand Rs in den Stromkreis eingeschaltet, wodurch der Strom auf den Wert I_B fällt- Dies verringert die Energiezufuhr und die Abschmelzgeschwindigkeit noch mehr. Die Größe des Widerstandes R* bestimmt. wie lange es dann dauert, bis ein Kurzschluß eintritt. 1st der Strom I_B hinreichend klein, tritt der Kurzscnluß fast augenblicklich ein.

Bei dem Arbeitsspiel 3 ist angenommen, daß der Übergang vom Lichtbogen auf den Kurzschluß normal erfolgt, daß jedoch keine ausreichende Energie zur Verfügung steht, um den Kurzschluß aufzuheben. Wenn der Kurzschlußstrom auf einem zu niedrigen Wert gehalten wird, ist keine Gewähr dafür gegeben, daß der Kurzschluß innerhalb jedes einzelnen Arbeitsspiels unter dem Einfluß von in erster Linie der Oberflächenspannung und der Schwerkraft behoben wird. Falls das Kurzschlußzeitintervall das Bezugskurzschlußzeitintervall überschreitet, wird der Widerstand Rs unwirksam gemacht, so daß der Kurzschluß in der üblichen Weise beseitigt wird, wobei der abgegebene Strom bis zur Aufhebung des Km /Schlusses ansteigt. Der abgegebene > Strom kann auch durch das Einspeisen eines Impulses erhöht weiden. Es versteht sich, daß ein Kur/schkißstrom. der im Augenblick des Werkstoffübergangs cine /.u geringe Größe hat. so daß der Kurzschluß innerhalb jedes Arbeitsspiels durch Steigerung des abgegebenen Stromes beseitigt werden muß, zu einer übermäßig starken Spritzerbildung führen würde.

Das Arbeitsspiel 4 zeigt den Fall, daß sowohl d;is Lichtbogen- als auch das Kurzschlußinlervall das betreffende Bezugsintervall übersteigt.

Aus der vorstehenden Beschreibung folgt, daß im Rahmen des beschriebenen verbesserten Verfahrens zum Lichtbogenschweißen mit Werksiulfübergang unter Kurzschlußbildung jede herkömmliche Schweißstromquelle benutzt werden kann, mittels deren geeignete Stromspannungskennlinien erzielt werden können. Das Verfahren ist außerdem in gleicher Weise für Ein- oder Dreiphasenbetrieb geeignet. Während an Hand der F i g. 2 eine bevorzugte Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung erläutert wurde, können die einzelnen Verfahrensschrittc auch in anderer Weise ausgeführt werden. Beispielsweise können die Stromwerte über Magnetverstärker auf der Wechselspannungsseite der Stromquelle anstatt auf der Gleichspannungsseite gesteuert werden. Auch können transistorisierte Schaltungen oder andere bekannte Schaltungseinrichtungen vorgesehen werden, um die Spannungs- und Stromwerte am Lichtbogen zu steuern.

Die Verringerung der Spritzcrbildung erfolg' dadurch, daß am Abschluß jedes unter Kurzschlußbildung stattfindenden Werkstoffübergangs für einen begrenzter. Strom gesorgt wird. Ausgehend von dieser Grundbedingung kann der Schweißer in relativ weiten Grenzen und auf flexible Weise die Wärmezufuhr einstellen und den Flüssigkeitsgrad des Schweißbades beeinflussen. Nur gelegentlich kommt es dazu, daß der abgegebene Strom zwecks Beseitigung des Kurzschlusses in denjenigen Fällen erhöht wird, in denen die Schwerkraft und die Oberflächenspannung un/ureichend sind, so daß die Spritzerbildung nicht wesentlich vermehrt wird.

Während die vorliegend vorgesehenen Bezugs/eher die Kurzschluß- bzw. die Lichtbogenzeitintervalk darstellen, brauchen sie zeitlich nur mit dem Auftretet des Kurzschlußzustandes bzw. des Lichtbogenzustande verknüpft zu sein, das heißt die Bezugszeiten können au andere Weise ausgelöst werden und von jede beliebigen Dauer sein, die mit der tatsächliche! Kurzschluß- und Lichtbogenzeitdauer nicht in Bezie hung steht, vorausgesetzt, daß eine reproduzierbar zeitliche Beziehung zwischen den Bezugszeiten un dem Beginn der Kurzschlußperioden bzw. der Lichtbc genperioden besteht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

7051617/2

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kurzlichtbogen-Schweißen mit einem im Kurzschlußzeitintervall niedrigeren Su om S als im Lichtbogenzeitintervall, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußschweißstrom auf eine unterhalb des Stoßstromwertes liegende Größe begrenzt wird, die Kurzschlußzeitintervalle überwacht werden, eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Beginn jedes Kurzschlußzeitintervalls ein Bezugszeitsignal erzeugt wird, der Schweißstrom bei Ermitteln dieses Bezugssignals innerhalb eines Kurzschhißzeitintervalls auf den Stoßstromwert erhöht wird und der Schweißstrom auf Grund einer Ermittlung des Endes des Kurzschlußintervalls auf eine unterhalb des Stoßstromwertes liegende Größe vermindert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtbogenzeitintervalle über- wacht werden, eine vorbestimmte Zeitspanne nach dem Beginn jedes Lichtbogenzeitintervalls ein Bezugsjeitsignal erzeugt, der Schweißstrom auf Grund einer Ermittlung dieses Bezugssignals innerhalb eines Lichtbogenintervalls vermindert und der Schweißstrom bei Ermitteln des Endes des Lichtbogenintervalls auf den Stoßstromwert erhöht wird.

3. Stromversorgungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Schweißstromquelle, die eine solche Strom-Spannungskennlinie hat, daß nach einem Kontakt zwischen Elektrode und Werkstück ein Stromstoß ausreichender Größe erzeugt wird, um den Kontakt zu unterbrechen und den Lichtbogen wieder zu zünden, gekennzeichnet durch eine in Reihe mit der Schweißstromquelle (20) liegende Impedanzeinrichtung (R₁), die mit einer Uberbruckungsschaiteinrichtung (Sl) ausgestattet ist, einen Detektor (22), der bei Vorliegen jedes Kurzschlußzeitintervails ein Ausgangssignal liefert, einen Zeitgeber (28), der durch das Ausgangssignal des Detektors angestoßen wird und eine vorbestimmte Zeitspanne danach ein Signal abgibt, und eine Kurzschlußstromsteuerung (30), die bei Ermitteln eines Signals des Zeitgebers bei gleichzeitiger Ermittlung eines das Vorliegen eines 4s Kurzschlusses kennzeichnenden Ausgangssignals des Detektors die Oberbrückungsschalteinrichtung schließt.

4. Stromversorgungsanordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine in Reihe mit der so Schweißstromquelle (20) liegende zweite Impedanzeinrichtung (Ra), die mit einer zweiten Oberbrükkungsschalteinrichtung (52) ausgestattet ist, einen zweiten Detektor (22), der in Abhängigkeit von dem Vorliegen jedes Lichtbogenzeitintervalls ein Ausgangssignal liefert, einen zweiten Zeitgeber (34), der durch das Ausgangssignal des zweiten Detektors angestoßen wird und eine vorbestimmte Zeitspanne danach ein Signal abgibt, und eine Lichtbogenstromsteuerung (32), die bei Ermitteln eines Signals des zweiten Zeitgebers und gleichzeitiger Ermittlung eines das Vorliegen eines Lichtbogens kennzeichnenden Ausgangssignals des Detektors die zweite Überbrückungsschaheinrichtung öffnet und die auf Grund eines das Ende des Lichtbogens anzeigenden Ausgangssignals des Detektors die zv/eite Überbrückungsschalteinrichtung schließt

5. Stromversorgungsanordnung nach Anspruch 3

oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Uberbrukkungsschalteinrichtung (51, 52) zur Überbrückung mindestens eines Widerstandes fÄüÄ^ausgelegt ist

6. Stromversorgungsanordnung nach Anspruch 3. 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daB der Detektor (22) ein Ausgangssignal in Form eines Impulses zu Beginn und am Ende jedes ermittelten Intervalls abgibt

7. Stromversorgungsanordnung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (22) ein Ausgangssignal der einen Polarität während der Kurzschlußzeitintervalle und ein Ausgangssignal der anderen Polarität während der Lichtbogenzeitintervalle abgibt