DE2904481A1

DE2904481A1 - Verfahren zum zuenden eines gleichstromschweisslichtbogens, insbesondere beim schutzgaslichtbogenschweissen mit nichtabschmelzender elektrode von leichtmetallen

Info

Publication number: DE2904481A1
Application number: DE19792904481
Authority: DE
Inventors: Max Ing Grad Gillitzer; Walter Ing Grad Kopp
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1979-02-07
Filing date: 1979-02-07
Publication date: 1980-08-21
Also published as: SE8000998L; CH645052A5; GB2042956B; GB2042956A; FR2448411A1; FR2448411B1

Description

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MESSER GRIESHEIM GMBH MG 1173

Kennwort: Pluspolzünden EM 907

Erfinder: Gillitzer, Kopp Ordner: X

Verfahren zum Zünden eines Gleichstromschweißlichtbogens, insbesondere beim Schutzgaslichtbogenschweißen mit nichtabschmelzender Elektrode von Leichtmetallen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zünden eines Gleichstromschweißlichtbogens, insbesondere beim Schutzgaslichtbogenschweißen mit nicht abschmelzender Elektrode von Leichtmetallen, bei dem der Lichtbogen zwischen einer, an einen Minuspol einer Stromquelle angeschlossenen Elektrode und einem, an dem Pluspol der Stromquelle angeschlossenen Werkstück, aufrechterhalten wird.

Mit diesem Oberbegriff wird auf einen Stand der Technik Bezug genommen, wie er beispielsweise aus der von der Anmelderin in Handbuchform herausgegebenen Broschüre 35.0007 "Schutzgasschweißen" auf Seite 84 und 85 bekannt geworden ist. Versuche und Anwendungen mit diesem Gleichstromschweissen von Aluminium mit der Wolfram-Elektrode am Minuspol,

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hat geneigt, daß während des Schweißens trotz Minuspolung der Elektrode die Oxyd-Haut des zu verschweißenden Aluminiums zerstört wird, was auf die hohe Wärmekonzentration, insbesondere bei der Verwendung von Helium oder einem Argon- ^ Helium-Gemisch als Schutzgas zurückgeführt wird. Da darüber hinaus mit diesem Gleichstromschweißverfahren höhere Schweißgeschwindigkeiten, weniger Verzug, kleinere Wärmeeinflußzone gegenüber dem Wechselstromschweißen von Aluminium festgestellt worden sind, eignet sich aufgrund dieser ^ Vorteile das Gleichstromschweißen von Aluminium, insbesondere für das vollmechanisierte Schweißen.

Insbesondere beim vollmechanisierten Schweißen ist jedoch eine einwandfreie Zündung des Gleichstromschweißlichtbogens erforderlich, damit der Automatisierungseffekt durch nichtgezündete Lichtbogen nicht verschlechtert oder gar aufgehoben wird. Die Praxis hat gezeigt, daß beim Gleichstromschweißen von Aluminium mit der Wolfram-Elektrode am Minuspol ein reproduzierbares Zündverhalten nicht erreicht werden kann. Dies wird insbesondere darauf zurückgeführt, daß infolge der zu Beginn eines Schweißvorganges kalten Wolfram-Elektrode und der Minuspolung ein Lichtbogen sich nicht an einem festen Punkt (Elektrodenspitze) ansetzt, sondern der Ansatzpunkt auf der Oberfläche der Elektrode "herumtanzt" und sich von der Elektrodenspitze wegbewegt.

Es wurde versucht, dieses unbefriedigende Zündverhalten durch Änderungen der Elektrodenzusammensetzung, insbesondere durch Erhöhung des in den Wolfram-Elektroden üblicherweise vorgesehenen Thorium-Gehaltes zu verbessern. Wie Untersuchungen gezeigt haben, konnten auch mit derartigen Elektroden keine besseren Zündeigenschaften erzielt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, beim Gleichstromschweißen, insbesondere von Leichtmetallen wie

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Aluminium, mit der WoIfram-Elektrode am Minuspol das Zündverh,alten zu verbessern, insbesondere derart, daß ein Einsatz des Verfahrens in vollmechanisierten Schweißanlagen

möglich wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, daß zum Zünden des Lichtbogens Elektrode und Werkstück kurzzeitig umgepolt werden, derart, daß die Elektrode an dem Pluspol und das Werkstück an dem Minuspol der Stromquelle angeschlossen ist und daß ferner im umgepolten Zustand ein Zündimpuls zwischen Elektrode und Werkstück zugeführt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein sicheres und reproduzierbares Zündverhalten erreicht, was insbesondere darauf zurückgeführt wird, daß infolge der Pluspolung der Elektrode in Verbindung mit dem Zündimpuls ein Lichtbogen sich, an der Spitze der Elektrode ansetzt ohne "herumzutanzen". Dies bewirkt, daß die Elektrode punktförmig in kürzester Zeit erhitzt und die Ausbildung eines stabilbrennenden Lichtbogens ermöglicht wird. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Dauer der Umpolung nur Bruchteile von Sekunden und insbesondere unter einer Sekunde liegt. Die Zeit der Umpolung wird dabei von Schutzgasart und Elektrodendurchmesser sowie dem eingestellten Schweißstrom bestimmt, wobei bei kleinen Schweißströmen und kleineren Elektrodendurchmessern die Dauer der Umpolung kleiner ist als bei kleinen Schweißströmen und Elektroden mit größeren Durchmessern.

In der nachfolgenden Beschreibung wird anhand einer Zeichnung eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens näher erläutert. In der Zeichnung ist mit 10 eine Stromquelle bezeichnet, deren Plus- bzw. Minuspol mit 11 und 12 gekennzeichnet sind. Plus- und Minuspol 11, 12 sind über einen Polumschalter 13 mit einer nicht abschmelzenden Schweißbrennerelektrode 14 und einem Werkstück

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verbunden. Ferner ist an Elektrode 14 und Werkstück 15 ein Zündgerät 16" angeschlossen. Der Aufbau der Stromquelle 10 sowie der Aufbau des Brenners 14 und der des Zündgerätes ist allgemein bekannt und wird deshalb nicht mehr erläutert. ^ Beispielsweise kann als Stromquelle 10 eine von der Anmelderin unter der Bezeichnung MULTIWIG vertriebene Stromquelle verwendet werden. Als Zündgerät kann ein elektronischer Impulsgenerator entsprechend der DE-PS 16 15 363 Anwendung finden. Der Polumschalter 13 weist zwei Schaltkontakte 13a, 13b auf, die em Zeitrelais 17 in Abhängigkeit von Steuerimpulsen (Leitung 18) aus der Stromquelle 10 betätigt werden. Mit 19 ist eine Leitung zur Betätigung des Zündgerätes 16 bezeichnet.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Stellung der Schaltkontakte 13a, 13b ist der Minuspol 11 der Stromquelle mit der Brennerelektrode 14 und der Pluspol 12 der Stromquelle mit dem Werkstück 15 verbunden. Somit befinden sich die

Kontakte 13a, 13b in "Schweißstellung". 20

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zum Zünden des Lichtbogens Elektrode 14 und Werkstück 15 umgepolt, wozu über die Leitung 18 an das Zeitrelais 17 ein Impuls abgegeben wird, wodurch die Kontakte 13a und 13b in die gestrichelte Position gebracht werden (Zündstellung). Zum Auslösen des Zündvorganges wird über die Leitung 19 an das Zündgerät 16 ein entsprechender Impuls gegeben, wodurch dieses betätigt wird und Zündimpulse Elektrode 14 und Werkstück 15 zuführt. Die für die Zündung vorgenommene Umpolung von Elektrode 14 und Werkstück 15 liegt in dem Bereich von Bruchteilen einer Sekünde, wobei diese Umpolzeit beispielsweise am Zeitrelais 17 ■ oder an der Stromquelle 10 einstellbar ist.

Ffm., 21.12.1978
Be/Ack

MG 1173

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BAD ORIGINAL

Claims

Patentansprüche :■

Verfahren zum Zünden eines Gleichstromschweißlichtbogens, insbesondere beim Schutzgaslichtbogenschweißen von Leichtmetallen mit nichtabschmelzender Elektrode^ bei dem der Lichtbogen zwischen einer an einen Minuspol einer Stromquelle angeschlossenen Elektrode und einem an den Pluspol der Stromquelle angeschlossenen Werkstück aufrechterhalten wird, dadurch, gekennzeichnet, daß zum Zünden des Lichtbogens Elektrode und Werkstück kurzzeitig umgepolt werden, derart, daß die Elektrode an den Pluspol und das Werks-tück an den Minuspol der Stromquelle angeschlossen ist und daß ferner im umgepolten Zustand ein Zündimpuls zwischen Elektrode und Werkstück zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch, gekennzeichnet, daß die Dauer der Umpolung unter einer Sekunde liegt.
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3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2,

gekennzeichnet durch eine Stromquelle (10), deren Plusbzw. Minuspol (11 bzw. 12) über einen Polumschalter (13) mit einer nichtabschmelzenden Schweißbrennerelektrode (14) und einem Werkstück (15) in Verbindung steht und ferner durch ein an Elektrode (14) und Werkstück (15) angeschlossenes Zündgerät (16).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Polumschalter (13) ein Zeitrelais (17) aufweist.

Ffm., 21. 12. 1978
Be/Ack
MG 1173

030034/0041