DE2838471A1 - Verbesserter lichtbogenschweissapparat - Google Patents

Description

4.September 1978 * ' OQQQ/7

10417 Η/Ε. * . 2538471

Priorität: 6.September 1977
Great Britain Nr. 37073/77

Svejsemaskinefabrikken Migatronic A/S Aggersundvej 33, DK-9690 FJERRITSLEV/Dänemark

Verbesserter Lichtbogenschweissapparat

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Gleichstrom-Lichtbogens chweissapparate/ und speziell auf einen Lichtbogenschweissapparat, in dem der Schweisstrom von einem Wechselstromnetz oder -generator geliefert wird.

Der Strom von dem Wechselstromnetz oder -generator fliesst durch einen normalen, geregelten Frequenzrichter, der in hohem Grade die Frequenz des Wechselstroms erhöht, und dann durch einen Transformator und einen Gleichrichter zur Bildung des Schweisstroms in der Form eines pulsierenden Gleichstroms. Ein Schweissapparat der angegebenen Art hat mehrere Vorteile, beispielsweise gute Regelbarkeit der Schweissparameter, geringe

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Gestehungskosten und geringen Kraftverbrauch sowie niedriges Gewicht. Die einzige ernstliche Unzuträglichkeit eines solchen Apparates liegt darin, dass der den Elektroden zugeführte pulsierende Schweisstrom störende Geräusche einer solchen Intensität hervorruft, dass dieser Apparat bisher nur in begrenztem Umfang zur Verwendung kam.

Die vorliegende Erfindung sucht diese störenden Geräusche beim Schweissen zu vermindern oder zu beseitigen, während die oben genannten Vorteile beibehalten werden. Gegenstand der Erfindung ist ein Gleichstrom-Lichtbogenschweissapparat, dessen Schweisselektroden mit pulsierendem Gleichstrom gespeist werden, der von einer Wechselstromquelle herrührt, wobei der Strom von dieser Stromquelle durch einen geregelten Frequenzrichter fliesst, der in hohem Grade die Frequenz des Wechselstroms erhöht, und danach durch einen Transformator und einen Gleichrichter zur Bildung des Schweisstromes in der Form eines pulsierenden Gleichstroms, wobei ein Glättfilter zum Glätten des pulsierenden Stromes von dem Gleichrichter zwischen dem Ausgang des Gleichrichters und den Schweisselektroden eingeschaltet ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden einige Beispiele des erfindungsgemässen Apparates im folgenden im Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt den allgemeinen Aufbau des Apparates mit dem Stromzufuhrnetz, dem Frequenzrichter, dem Transformator, dem Gleichrichter und den Stromregelungsorganen in Serieschaltung.

Fig. 2-7 zeigen verschiedene Lösungen des oben angegebenen, durch die Erfindung gelösten Problems in der Form von Schaltbildern des Apparates mit Ausgangspunkt vom Sekundärteil des Transformators.

Jede der Fig. 2-7 zeigt den Sekundärteil 1 des Transformators, den Gleichrichter 2 und einen der Stromzufuhr zu den Schweisselektroden parallel—geschalteten Kondensator 3, der geeignete

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Kapazitanz hat, um die Komponenten des pulsierenden Stromes in solchem Grad zu glätten, dass das Ergebnis aus akustischem Gesichtspunkt gutgeheissen werden kann.

In den Schaltbildern der Fig. 2-7 kommt weiterhin zwischen dem Kondensator und der Schweisselektrode je eine Drossel 5 mit solcher Induktanz vor, dass die Schweisseigenschaften nicht schädlich beeinflusst werden, sowie eine zusätzliche Drossel 4, die den Kondensator daran hindert, den Gleichrichter oder den Frequenzrichter zu beschädigen oder in anderer Weise nachteilig zu beeinflussen. Die Kapazitanz des Kondensators 3, der vorzugsweise einstellbar ist, wird nach Bedarf für jeden Schweissapparat im Hinblick auf das gewünschte Ergebnis und die Arbeitswirkung gewählt. Ein gewöhnlicher Wert für den Kondensator liegt oberhalb 500 F, vorzugsweise 1000 - 5000 /u. F für einen Apparat mit Schweisströmen von 200 - 400 A. Die Induktanz der Drossel 5 beträgt etwa 50 - 200/u H und ist dem Wert des Kondensators 3 angepasst, damit der Kondensator 3 und die Drossel 5 zusammen als Glättungsfilter wirken. In sämtlichen Fig. 2-7 wird schliesslich noch der Schweissarbeitsspalt 6 gezeigt.

Die Ausführungsform der Fig. 3 ist grundsätzlich gleichwertig der gemäss Fig. 4. In der letztgenannten ist jedoch die in Fig. 3 selbständige Drossel 4 in den Transformator 1 eingebaut, wodurch eine besonders gedrängte Bauweise des Apparates erhalten wird. Das gleiche Verhältnis besteht zwischen den Ausführungsformen der Fig. 5 und 6. In diesen Ausführungsformen ist jedoch der Gleichrichter in Brückenkonstruktion ausgeführt. In allen diesen Ausführungsformen besteht die zusätzliche Drossel vorzugsweise aus zwei einzelnen Drosseln.

Fig. 7 zeigt eine alternative Lösung gemäss der Erfindung, bei der statt des Kondensators 3 und den Drosseln 4 und 5 ein Tiefpassfilter 7 der aktiven Type zur Dämpfung der pulsierenden Komponenten des Schweisstroms auf einen akustisch annehmbaren Wert vorgesehen ist. Zur Erzielung optimaler Schweisseigenschaften in jedem einzelnen Fall können die Parameter des Filters stetig

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geregelt werden.

Der Ausdruck "aktiv" bezieht sich auf die Tatsache, dass ein solches Filter aktive elektronische Bestandteile enthält, d.h. Transistoren, Dioden, Thyristoren, usw., sowie auch passive Bestandteile, wie Widerstände, Kondensatoren, Induktanzen, usw.

Auch im Falle der Fig. 7 kann natürlich der Gleichrichter als Brückenschaltung wie in den Fig. 5 und 6 ausgeführt sein. Es ist weiterhin klar, dass das aktive Filter 7 nur die Funktionen der Filter 3,5 der Fig. 2-6 auszuüben braucht, während die Drossel 4 als ein Teil mit nur passiven Komponenten beibehalten wird, oder umgekehrt. Vorzugsweise repräsentiert das Filter 7 die Funktionen aller Teile 3, 4, 5.

Wenn das Filter- 7 einstellbar ausgeführt ist, liegen die Betätigungsorgane zweckmassigerweise nahe oder in der Schweisstation, vorzugsweise auf dem eigentlichen Schweisshandgriff. Dies setzt die Bedienungsperson instand, unmittelbar die Folgen einer Einstellung des Filters zu beurteilen. Sie braucht nicht die Schweisstation zu verlassen, um die erforderliche Einstellung vorzunehmen. Die Tatsache, dass das Filter 7 stetig geregelt werden kann, ermöglicht es der Bedienungsperson, optimale Schweissergebnisse zu erzielen. Das Filter 7 kann auch vorteilhafterweise so angeordnet sein, dass es automatisch seine Parameter für jeden gewünschten, vorbestimmten Schweisstrom einregelt.

Die Einzelheiten der Konstruktion und Anwendung der oben beschriebenen Stromkreise und des oben genannten aktiven Filters dürften dem Verständnis jedes Fachmannes auf diesem speziellen technischen Gebiet zugänglich sein und von ihm bestimmt werden können.

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Claims (7)

1. Verbesserter Lichtbogenschweissapparat

   Patentansprüche

   IJ Gleichstrom-Lichtbogenschweissapparat, dessen Schweisselektroden mit pulsierendem Gleichstrom gespeist werden, der von einer Wechselstromquelle herrührt, wobei der Strom von dieser Stromquelle durch einen geregelten Frequenzrichter fliesst, der in hohem Grade die Frequenz des Wechselstroms erhöht, und danach durch einen Transformator und einen Gleichrichter zur Bildung des Schweisstromes in der Form eines pulsierenden Gleichstroms, dadurch . gekennzeichnet,-dass ein Glättfilter zum Glätten des pulsierenden Stromes von dem Gleichrichter zwischen dem Ausgang des Gleichrichters und den Schweisselektroden eingeschaltet ist.
2. 2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Glättfilter einen Kondensator umfasst, der zwischen dem zu der ersten Schweisselektrode leitenden

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   Ausgang des Gleichrichters und der zweiten Schweisselektrode eingeschaltet ist, und eine Drossel, die zwischen dem genannten Ausgang des Gleichrichters und der ersten Schweisselektrode eingeschaltet ist.
3. 3. Apparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schweisselektrode über eine weitere Drossel an den Mittelpunkt der Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen ist.
4. 4. Apparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schweisselektrode an den Mittelpunkt der Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen ist und dass der Apparat zusätzliche Drosselorgane umfasst, die zwischen den Endpolen der Sekundärwicklung des Transformators und dem Gleichrichter eingekoppelt sind.
5. 5. Apparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter brückengeschaltet ist und zusätzliche Drosselorgane enthält, die zwischen den Endpolen der Sekundärwicklung des Transformators und dem Gleichrichter eingekoppelt sind.
6. 6. Apparat nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Drosselorgane mit dem Transformator vereinigt sind.
7. 7. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein aktives Filter zwischen dem Ausgang des Gleichrichters und den Schweisselektroden eingekoppelt ist.

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