DE2459289A1

DE2459289A1 - Einrichtung zum lichtbogenschweissen, plasmaschweissen und/oder schneiden

Info

Publication number: DE2459289A1
Application number: DE19742459289
Authority: DE
Inventors: Guenter Hahn
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1974-12-14
Filing date: 1974-12-14
Publication date: 1976-06-16

Description

Kenn-ort: Diodenentkopplung bei HF-zündung Einrichtung zum Llchtbogenschweißen, Plasmaschweißen und/oder Schneiden Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Lichtbogenschweißen oder Plasmaschweißen und/oder-schneiden mit einer Stromquelle, die über einen Schweißstromkreis mit einer Elektrode und dem Werkstück oder einer Gegenelektrode verbunden ist, und mit einem Zündgerät, welches einen an den Schweißstromkreis angeschlossenen Zündstromkreis aufweist.
Mit diesem Oberbegriff wird auf eine Einrichtung zum Lichtbogenschweißen Bezug genommen, wie sie beispielsweise aus dem US-Patent 3 253 184 bekannt geworden ist.
Bei diesen bekannten Einrichtungen sind im Schweißstromkreis Induktionsspulen vorgesehen, die verhindern, daß der Hauptteil der Zündimpulsenergie über den Schweißstromkreis abgeleitet wird.
Von Nachteil ist dabei, daß über die Induktionsspulen weiterhin ein gewisser Anteil der erzeugten Zündlmpulsenergie fließt und somit das Zündgerät entsprechend größer dimensioniert werden muß.
Ferner ist bei den bekannten Einrichtungen von Nachteil, daß beispielsweise im Schweißstromkreis auftretende Spannungs- und Stromspitzen in den Zündstromkreis gelangen können, wodurch eine Belastung des Zündgerätes und damit eine Beschädigung oder ein schneller Verschleiß der Bauelemente im Zündstromkreis hervorgerufen wird.
Aufgabe der vorliegenden E rfirldung ist es eine Einrichtung der einen genannten Art zu schaffen, die die oben genannten Nachteile nicht aufweist und die insbesondere eine nahezu rerlustfreie Cbertragun der erzeugten Zündimpulscnergie zu Elektrode und Werkstück oder Gegenelektrode ermöglicht, bei gleichzeitiger minimaler Belastung des Zündgerätes durch Veränderungen im Schweißstromkreis.
Die Erfindung besteht darin, daß im Schweißstromkreis zur Sperrung der Zündimpulsenergle una/oder im Zündstromkreis zur Sperrung der Schweißenergie jeweils ein Gleichrichter vorgesehen ist, wobei die Gleichrichter bezüglich der jeweils zu sperrenden Energie in Sperrichtung gepolt sind.
Durch die beiden Gleichrichter wird erfindungsgemäß erreicht, daß einerseits die Zündimpulsenergie (Zündimpulse) nur zwischen Elektrode und Werkstück oder Gegenelektrode wirksam wird und kein Ableiten der Zündimpulsenergie über den Schweißstromkreis möglich ist.
Andererseits wird durch den Gleichrichter im Zündstromkreis erreicht, daß die Schweißenergie (Schweißspannung/Schweißstrom) und insbesondere eventuell auftretende Schweißstromspitzen keine Beeinflussung des Zündgerätes bewirken.
Die Erfindung ist fr Einiciitungen mit Gleich- oder Wechselstrom-Schweißstromquellen geeignet und hat sich als besonders vorteilhaft bei Schweißstromquellen herausgestellt, bei denen die Verstellvorrichtungen für Schweißstrom und/oder Schweißspannungen nahezu vollständig aus Halbleiterbauelementen aufgebaut sind. Derartige Stromquellen sind auch unter der Bezeichnung "Elektronische Stromquellen bekannt.
Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf weitere vorteilhafte Merkmale sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es veranschaulicht: Fig. 1 eine Ausfilhrungsform der Erfindung mit einer Gleichstrcrfl-Schweißstromquelle in Verbindung mit einem Plasmaschweiß und/oder- schneidbrenner.
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer Wechselstrom-Schweißstromquelle in Verbindung mit einem WIG Schwelßbrenner.
Die Einrichtung 10 gemäß Fig. 1 ist zum Plasmaschneiden und/oder Plasmaschweißen mit Gleichstrom geeignet und weist einen an sich bekannten Plasmabrennr 11, eine transistorisierte Gleichstromquelle 12 sowie ein Gleichstrom-Zündgerät 13 auf.
Die Gleichstromquelle 12 ist über einen Schweißstroinkreis 14 mit der Plasmabrennelektrode 15 und dem Werkstück 16 sowie der Gegenelektrcde (Brennerdüse) 17 verbunden. Das Zündgerät 13 weist einen Zündstromkreis 18 auf, welcher an Elektrode 15 und Düse 17 und somit an dem Schweißstromkreis 14 angeschlossen ist.
Erfindungsgemäß ist im Schweißstromkreis 14 zur Sperrung der Zündimpulsenergie und im Zündstromkreis 18 zur Sperrung der Schweißenergie jeweils ein Gleichrichter 19, 20 vorgesehen.
Die Gleichrichter 19,20, welche bezüglich der jeweils zu sperrenden Energie in Sperrichtung gepolt sind, sind als Sperrschichthalbleiter (Dioden) ausgebildet, deren Sperrspannung und Sperrstrom entsprechend den Kenndaten von Stromquelle 12 und Zündgerät 13 als Hochspannungsdicden ausgelegt sind. Dadurch wird vorteilhaft eine Zerstörung der spannungsempfindlichen Schalt-/Regeltransstoren für die Schweißstromeinstellung bzw. -veränderung in der Gleichstromquelle verhindert.
Die in Fig. 2 veranschaulichte Einrichtung 21 ist zum WiG-Wechselstromschweißen geeignet und weist einen an sich bekannten Schutzgasbrenner 22 mit nichtabschmelzender Elektrode 23, eine Wechselstromquelle 24 sowie ein Wechselstrom-Zündgerät 25 auf.
Die Wechselstromqulle 21t ist Ube einen Schwelßstromkreis 26 mit der Elektrode 23 und dem a:erkitUek 27 verbunden. Das Zündgerät 25 ist in einem Zündstromkreis 28 angeordnet, welcher an Elektrode 23 und werkstück 27 und somit an den Schweißstromkreis 26 angeschlossen ist.
Gemäß der Erfindung sind im Schweißstromkreis 26 und im Zündstromkreis 28 jeweils zwei antiparallel geschaltete steuerbare Glelchrichter 29,30; 31, 32 vorgesehen, die bevorzugt als Hoehspannungs-Thyristoren ausgebildet sind. Dabei ist während der positiven bzw. der negativen Schweißstromhalbwelle sowie des positiven bzw.
negativen Zündimpulses jeweils ntr einer der antiparallel geschalteten Thyristoren geöffnet bzw. geschlossen und zwar entweder sind die Thyristoren 29 und 31 oder die Thyristoren ,0 und 32 geöffnet bzw. geschlössen. Dabei ist es selbstverständlich vorteilhaft möglich mittels der Hochspannungsthyristoren auch die Schweißstromstärke bzw. die Zündimpulsenergie zu verändern. In diesem Fall können entsprechende Einstellorgane in der Schweißstromquelle vorteilhaft entfallen. Damit ergibt sich, daß in jeder Schweißstromhalbwelle die Thyristoren 29; 31 bzw. 30; 32 bezüglich der jeweils zu sperrenden Energie (Schweißenergie, Zündenergie) in Sperrichtung gepolt sind. Die Thyristoren 29 bis 32 sind entsprechend den jeweiligen Kenndaten von Stromquelle und Zündgerät ausgelegt und werden über an sich bekannte, nicht dargestellte Ansteuereinheiten geöffnet.
3ei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und 2 sind jeweils die ZUndstrcmkreise 18, 28 parallel zu den Schweißstromkreisen 14, 26 geschaltet. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, die Erfindung bei Einrichtungen anzuwenden, bei denen Schweiß- und Zündstromkreis in Reihe liegen. Ferner ist es vorteilhaft möglich, anstelle der genannten Halbleiterbauelemente (Dioden und Thyristoren) entsprechend äquivalente Bauelemente einzusetzen, wie beispielsweise Selengleichrichter, Thyrat ron und dergleichen. Ein näheres Eingehen auf die genannten Stromquellen und Zündgeräte ist nicht errorderlich, da deren Aufbau und Wirkungsweise allgemein bekannt ist. Die Erfindung ist bei allen Lichtbogensohweißelnrichtungen, wie MIG h G WIG und UP-Schweißeinrichtungen vorteilhaft anwendbar, wobei die erfindungsgemäße Sperrung der Zündimpulsenergie gegenüber der Schweißstromquelle auch dann arorteilhaft erreicht wird, wenn ein eventuell in die Schweißstromquelle vorhandener Ausgangsgle ichrichter aus Hochspannungsgleichrichtern aufgebaut ist.

Claims

Ansprüche

1. Einrichtung zum Lichtbogenschweißen, Plasmaschweißen, und/oder schneiden mit einer Stromquelle, die über einen Schweißstromkreis mit der Elektrode und dem Werkstück oder einer Gegenelektode verbunden ist, und mit einem Zündgerät, welches einen an den Schweißstromkreis angeschlossenen Zündstromkreis aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Schweißstromkreis (14>26) zur Sperrung der Zündenergie und/oder im Zündstromkreis (18,28) zur Sperrung der Schweißenergie jeweils ein Gleichrichter (19,20; 29 bis 32) vorgesehen st, wobei die Gleichrichter (19,20; 29 bis 2) bezüglich der jeweils zu sperrenden Energie in Sperrichtung gepolt sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle als Gleichstromquelle 12) ausgebildet und daß als Glexchrichter Dioden (19,20) vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle als Wechselstromquelle (24) ausgebildet ist und daß als Gleichrichter jeweils zwei antiparallel geschaltete steuerbare Gleichrichter vorzugsweise Thyristoren (29,30 bzw. 31,32) vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (12, 24) zur Veränderung von Schweißstrom und/oder Schweißspannung Verstellvorrichtungen aufweist, welche nahezu vollständig aus Halbleiter-Bauelementen aufgebaut sind.