DE2606854C3

DE2606854C3 - Schaltungsanordnung zum Zünden eines Lichtbogens für das elektrische Lichtbogenschweißen

Info

Publication number: DE2606854C3
Application number: DE19762606854
Authority: DE
Inventors: Arno 7032 Sindelfingen Altpeter; Horst 7000 Stuttgart Troike
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-02-20
Filing date: 1976-02-20
Publication date: 1981-01-08
Also published as: DE2606854B2; DE2606854A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Zünden eines Lichtbogens, insbesondere eines Gleichstrom-Lichtbogens, für das elektrische Lichtbogenschweißen von Werkstücken mit Dauerelektrode unter Schutzgas, wobei in die die Dauerelektrode zentrisch aufnehmende Schutzgasdüse mit geringem Abstand von der Dauerelektrode eine Hilfselektrode zur Bildung eines die Zündung des Hauptlichtbogens fördernden Hilfslichtbogens zwischen Hilfselektrode und Dauerelektrode eingesetzt ist, wobei ferner die Dauerelektrode an eine Stromquelle angeschlossen ist und wobei zwischen Dauerelektrode und Werkstück sowie an der Hilfselektrode je ein Hochfrequenz-Zündgerät zur Zündung eines Lichtbogens geschaltet ist.

Beim derartigen Lichtbogenschweißen mit einer nicht abschmelzenden Hauptelektrode dient der Hilfslichtbogen zwischen Hilfselektrode und Dauerelektrode dazu, die Zündung bzw. Entstehung des Hauptlichtbogens zwischen der Dauerelektrode und dem Werkstück zu erleichtern und zu sichern, denn Zündverzögerungen oder gar Ausfall der Zündung des Hauptlichtbogens' führen gerade bei automatischen Fertigungsvorgängen zu erheblichen Störungen des FertigürtgsflUsses und zu höhen Ausschußquoten.

Aus der DEOS 20 46 235 ist eine Schaltungsanordnung zum Zünden eines Lichtbogens bekannt, welche ein vom Hauptzündsystem völlig unabhängiges zweites Zündsystem zur Zündung eines Hilfslichtbogens verwendet. Nachteilig bei einer derartigen Schaltungsanordnung ist der hohe apparative und schaltungstechnische Aufwand zur unabhängigen Regelung des Hilfslichtbogens.

Eine weitere Schaltungsanordnung gemäß der DE-OS 22 50 288 hat den Nachteil, daß keine unabhängige Zündung des Hauptüchtbogens sowie des Hilfslichtbogens möglich ist.

Bei einer Elektrodenausbildung des Gegenstandes gemäß der DE-OS 21 61 900 ist als Verschleißteil des Brenners ein ringförmiger, leicht auswechselbarer Einsatz vorgesehen, der jedoch nicht der gleichmäßigen Ausbildung eines ringförmigen Hilfslichtbogens durch

ι⁵ optimale Ionisierung des Schutzgases dient

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehenden Nachteile zu beseitigen und insbesondere eine Schaltungsanordnung zu schaffen, bei welcher auf besonders einfache Weise mit nur einer Stromquelle und ohne zusätzlichen schaltungstechnischen Aufwand eine unabhängige Regeibarkeit eines Hiifsiichtbogens erreicht wird. Aufgabe ist weiterhin eine einfache Handhabbarkeit und eine Vermeidung von Zündverzögerungen oder gar das Ausbleiben der Zündung.

Diese Autgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Hochfrequenz-Zündgerät zur Zündung des Hauptlichtbogens von der Strrmquelle durch ein dieser unmittelbar nachgeschaltetes Tiefpaßfilter entkoppelt ist, daß die Hilfselektrode in die Brennerdüse integriert und gegenüber dieser isoliert ist und als metallener, die Hauptelektrode zentrisch umgebender Ring ausgebildet ist und daß das weitere Hochfrequenz-Zündgerät zur Zündung des Hilfslichtbogens zwischen Dauerelektrode und Hilfselektrode geschaltet ist und zumindest bis zur Zündung des Hauptlichtbogens eingeschaltet bleibt.

Diese Maßnahme hat die Wirkung, daß die Zündung und Stromversorgung für den Hilfslichtbogen vollkommen unabhängig von der Zündung und Arbeit des Hauptüchtbogens ist, so daß eine £,jenseitige Beeinflussung bzw. Abhängigkeit sowie daraus mögliche Störungen vermieden sind. Die durch das weitere Hochfrequenz-Zündgerät für die Hilfselektrode mögliche Stromversorgung reicht aus, um den Hilfslichtbogen aufrecht zu erhalten zumindest bis zu dem Augenblick.

in dem der Haup lichtbogen mit Hilfe des Hochfrequenz-Zündgerätes für die Dauerelektrode gezündet ist. Dann kann normalerweise das Hochfrequenz-Zündgerät für den Hilfslichtbogen abgeschaltet werden, um es nicht mehr als unbedingt nötig zu beanspruchen und eine besondere Kühlung für die Hilfselektrode zu vermeiden.

Zweckmäßigerweise wird die Schaltungsanordnung so getroffen, daß beide Hochfrequenz-Zündgeräte gleichzeitig einschaltbar sind. Dies führt dazu, daß über den zunächst gezündeten Hilfslichtbogen das aus der Schweißdüse austretende Schutzgas ionisiert wird, was schließlich die Zündung des Hauptüchtbogens ermöglicht. Diese lonisationswirkung wird aber durch die gleichzeitig zwischen Dauerelektrode und Werkstück anstehende Zündspannung noch unterstützt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung findet vorteilhafterweise bei einer WlG(WolfranvInert*Gas)< Schweißanlage Verwendung, ·
Durch die Ausbildung der Hilfselektrode als Ring

ergibt es sich, daß der Hilfslichtbogen zwischen Dauerelektrode Und Hilfselektrode um die Dauerelektröde wandert, wodurch die Zündung des Hauptlichtbo^ gens erleichtert bzw. beschleunigt wird. Weiterhin

vorteilhaft erscheint die Ausbildung des Tiefpaßfilters mit einer Drossel und einem Kondensator, wodurch eine besonders günstige Verhinderung einer Beeinträchtigung des in der Gleichstromquelle enthaltenen Gleichrichters durch die Hochfrequenzspannung erfolgt

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung, auf der die Schaltungsanordnung zusammen mit der Schweißdüse vereinfacht dargestellt ist für eine Gleichstromanlage. ίο

Die Zeichnung zeigt eine Brennerdüse t, durch die Schutzgas in Richtung auf das Werkstück 2 strömt In der Brennerdüse 1 sitzt zentrisch eine Dauerelektrode 3. Die Dauerelektrode ist an den negativen und das Werkstück 2 an den positiven Pol einer Gleichstromquelle 4 angeschlossen. Parallel zu dieser Gleichstromquelle 4 ist ein Hochfrequenz-Zündgerät 5 zwischen Elektrode 3 und Werkstück 2 geschaltet, das die für die Zündung eines Lichtbogens zwischen der Dauerelektrode 3 und dem Werkstück 2 erforderliche hochfrequente Wechselspannung lieferL Ein der Gleiehspannungsqüel-Ie 4 unmittelbar nachgeschaltetes Tiefpaßfiltti mit einer Drossel 6 und einem Kondensator 7 verhindert eine Beeinträchtigung des in der Gleichstromquelle 4 enthaltenen Gleichrichters durch die Hochfrequenzspannung.

Die Schweißdüse 1 weist außerdem eine Hilfselektrode 8 auf, die als sich konzentrisch um die Dauerelektrode 3 erstreckender Kreisring ausgebildet ist und von dem übrigen Körper der Düse 1 galvanisch getrennt ist Zwischen Dauerelektrode 3 und Hilfselektrode 8 ist ein weiteres Hochfrequenz-Zündgerät 9 geschaltet.

Werden nun die Hochfrequenz-Zündgeräte 5 und 9 vorzugsweise gleichzeitig eingeschaltet, so entsteht zunächst ein Hilfslichtbogen zwischen der Hilfselektrode 8 und der Dauerelektrode 3, da diese einen relativ geringen Abstand voneinander haben. Durch d^;e ringförmige Ausbildung der Hilfselektrode 8 wandert der Hilfslichtbogen um die Dauerelektrode 3. Durch den Hilfslichtbogen wird das die Düse 1 in Richtung auf das Werkstück 2 durchströmende Schutzgas ionisier!, so daß es nun mit Hilfe des Hochfrequenz-Zündgerätes 5 zur Ausbildung des Hauptlichtbogens zwischen Dauerelektrode 3 und Werkstück 2 kommt. Ist dieser Hauptlichtbogen gezündet, so kann das Hochfrequenz-Zündgerät 9 abgeschaltet werden, bis beim nächsten Werkstück 2 od. dgl. der Zündvorgang tür den Hauptlichtbogen wiederholt werden muß.

Wie ersichtlich, ist die Zündung des Hilfslichtbogens, zu dessen Aufrechterhaltung der vom Hochfrequenz-Zündgerät 9 gelieferte Strom ausreicht, vollkommen unabhängig von der Zündung des Hanptlichtbogens zwischen Dauerelektrode 3 und Werkstück 2 sowie dessen Aufrechterhaltung durch die Gleichstromquelle 4, so daß hier eine gegenseitige Be. ;iträchtigung bzw. ο toning IHCi it stattimucn iCEnn.

Neben der erwähnten Abschaltung des Hochfrequenz-Zündgerätes 9 nach Zündung des Hauptlichtbogens ist es selbstverständlich auch möglich, das Zündge^rät 9 eingeschaltet und damit den Hilfslichtbogen zwischen Elektrode 8 und Elektrode 3 weiier bestehen zu iassen, wenn dies beispielsweise für solche Fälle erwünscht ist, in denen kurze Taktzeiten zwischen Schweißzeit und Ausfallzeit auftreten, weil dann auch der Schutzgasstrom nicht unterbrochen wird, es also deshalb nicht zu Verunreinigungen der Elektroden durch Weiterbestehen des Hilfslichtbogens kommen kann. In diesem Falle ist allerdings in bekannter Weise eine zusätzliche Kühlung für die Hilfselektrode 8 erforderlich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Zünden eines Lichtbogens, insbesondere eines Gleichstromlichtbogens, für das elektrische Lichtbogenschweißen von Werkstücken mit Dauerelektrode unter Schutzgas, wobei in die die Dauerelektrode zentrisch aufnehmende Schutzgasdüse mit geringem Abstand von der Dauerelektrode eine Hilfselektrode zur Bildung eines die Zündung des Hauptlichtbogens fördernden Hilfslichtbogen zwischen Hilfselektrode und Dauerelektrode eingesetzt ist, wobei ferner die Dauerelektrode an eine Stromquelle angeschlossen ist und wobei zwischen Dauerelektrode und Werkstück sowie an der Hilfselektrode je ein Hochfrequenz-Zündgerät zur Zündung eines Lichtbogens geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfrequenz-Zündgerät (5) zur Zündung dfb Hauptlichtbogens von der Stromquelle durch ein dieser unmittelbar nachgeschaitetes Tiefpaßfilter entkoppelt ist, daß die Hilfselektrode (8) in die Brennerdüse (1) integriert und gegenüber dieser isoliert ist und als metallener, die Hauptelektrode (3) zentrisch umgebender Ring ausgebildet ist, und daß das weitere Hochfrequenz-Zündgerät (9) zur Zündung des Hilfslichtbogen zwischen Dauerelektrode (3) und Hilfselektrode (8) geschaltet ist und zumindest bis zur Zündung des Hauptlichtbogens eingeschaltet bleibt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß beide Hochfrequenz-Zündgeräte (5,9) gleichzeitig einschaltDar sind.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung in einer WIG(WoIfram-Inert-Gas)Sehweißanlage.