DE2939045A1 - Schweisspannungsquelle fuer wechselstromschweissen - Google Patents

Description

• Schweissspannungsquelle für Wechselstromschweissen
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schweissspannungsquelle für Wechselstromschweissen und zielt insbesondere auf die Verbesserung der Zündfähigkeit beim Wechselstromschweissen mit niedriger Leelaufspantiung.
• Man hat neuerdings Wechselstromschweissvorrichtungen für hochgefährliche Verhältnisse wie zum Beispiel für heisse und feuchte Räumlichkeiten und für das Innere von J3ehältern mit leitenden Wänden eittwickelt, bei denen aus Sicherheitsgründen mit niedriger Leerlaufspannung - je nach Vorschriften, Normen und Empfchlungen in den verschiedenen Ländern mit 12 bis 50 V - gearbeitet werden muss.
• Einsatz derartiger Vorrichtungen ergibt sich bei Verwendung gewisser Schweissstäbe eine Schwierigkeit: Schlichte Zündfähigkeit, bedingt durch den auf die niedrige Leerlaufspannung zurückzuführenden geringen Startstrom. Mit der vorliegenden Erfindung soll dieses Problem beseistift wurden.
• Charakteristisch für die Erfindung ist, dass eine Gleichspannungs- und eine Wechselspannungsquelle parallelgeschaltet sind, und dass im Last-Stromkreis Spannungs- oder Stromfühlglieder vorhanden sind, die, Je nachdem ob der Lichtbogen gezündet hit oder nicht, dafür sorgen, dass die Schweisswechselspannung auf Last geschaltet oder losgekopperlt wird.
• Die Grundidee der Erfindung ist also, dass zum Zünden des Lichtbogens Gleichspannung verwendet wird, für die auch unter hochgefährjichen Verhältnissen eine höhere Leerlaufspannung zulässig ist, nämlich ;ie nach Welligkeit der Spannung 80 oder 100 V. Unmittelbar nach dem Zünden des Lichtbogens wird der Schweissstrom zu Wechselstrom.
• Zum Schalten der Wechselspannung kann ein mit der Last in Reihe geschalteter Schalter dienen der von den Last-Strom oder die Last-Spannung fühlenden Gliedern zum Beispiel iiber ein llelais gesteuert wird. Bedarfsfalls kann die Gleichspannungsquelle mit Schalten der al Wechselspannung auf Last losgekoppelt werden, jedoch ist dies nicht erforderlich, sofern die Gleichspannungsquelle eine gentigend hohe innere Impedanz aufweist.
• Im folgenden sollen die Erfindung und ihre @onstigen Merkmale und Details an Hand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beirrefügte Zeichnung näher beschrieben werden, in der Fig. 1 das Schaltschema der erfindungsgemässen Schweissspannungsquelle, Fig. 2 als Beispiel einen Stromfiihlkreis und den von diesem gesteuerten Schalter, und Fig. 3 entsprechend einen Spannungsfühlkreis, der ebenfalls zur Steuerung eines Schaltersdient, zeigt.
• In Fig. 1 bezeichnet Ac eine steuerbare oder nicht steuerbare Wechselspannungsquelle, DC entsprechend eine steuerbare oder nicht steuerbare Gleichspannungsquelle. SI bezeichnet einen Schalter, U ein Spannungsfühlglied und I ein Stromfiihlglied. Die Last, das heisst die Schweisselektrode und das zu schweissende Objekt, wird an die durch Pfeile bezeichneten Pole angeschlossen.
• Die Idee der Erfindung besteht nun darin, zum Zünden des Lichbogens die Gleichspannungsquelle DC, für die unter gefährlichen Verhältnissen eine höhere Spannung als für Wechselspannung zulässig ist, zu benutzen. Das Einsetzen der Belastung, das heisst das Zunden des Lichtbogens, wird als plötzlicher Spannungsabfall oder als plötzlicher Stromanstieg registriert, und in Abhängigkeit davon wird der Schalter SI so gestellt, dass eine Schaltung der Wechselspannungsquelle AC auf Last erfolgt sobald der Lichtbogen zündet.
• Das Stromfühlglied kann zum Beispiel geifläss dein Schaltschema in Fig.
• 2 konzipiert sein. Dabei wird der Last-Strom uiit Hilfe des Nebenschlusswiderstandes (Shuntes) Sh auf bekannte Weise in Eingangsspannung des Differentialverstärkers Al umgewandelt. Die versI,-ärkte Spannung wird im zweiten Differentialverstärker A2 am Referenzwert Vref. verglichen, und sobald der Last-Strom, das heisst die Shunt-Spalmung den durch die Bezugsspannung bestimmten Schwellenwert überschreitet, macht die .tustrittsspal ung des Verstärkers A2 den Transistor T1 über die Diode D1 und deren Widerstand R3 leitend, so dass das an den Kollektor von T1 angeschlossene Relais anzieht und dabei den Schalter S1 so betätigt, dass der AC-Krcis auf Last geschaltet wird.
• Fig. 3 zeigt eine entsprechende Schaltung für einen Spannungsfühlkreis.
• Bei hoher Last-Spannung bleibt der Transistor 9?2 infolge des durch die Diode D3 und die Zenerdiode D4 fliessenden Basisstromes leitend. Der relaisgesteuerte Schalter S2 ist hierbei geöffnet (Relais hat angezogen), und entsprechend auch der Schalter 51. 13ei Abfallen der Spannung mit dem Zünden des Lichtbogens wird der Transistor T2 nicht leitend. S2 schliesst sich mit Abfallen ine'a Relais, und der Schalter S1 schliesst sich infolge Anziehens seines Steucrrelais.
• Der Schalter S1 kann natürlich auch so angelogt sein, dass er die Last alternativ auf die DC-euelle oder die AC-Quelle schaltet, das heisst so, dass die Gleichstromquelle abgeschaltet und die Wechselstromquelle gleichzeitig eingeschaltet wird. Allerdings ist ein Abschaltern der Gleichstromquelle nicht erforderlich, wenn ihre innere Impedanz bedeutend grösser als die der Wechselstromquelle ist, wobei dann nach Zünden des Lichtbogens die Gleichstromquelle nur in gaiiz geringfügigem Masse am Schweissstrom b@teiligt@i ist. E ist auch klar, dass der Schalter kein elektromechanischer Schalter, wie zum Beispiel ein Relaisschalter, zu sein braucht, sondern ebenso gut vollclektronisch sein kann.
• Schluss ist noch festzustellen, dass die Wechselspannungsquelle mit Hilfe von Strom- oder Spannungsfühlgliedern so steuerba@ ein kann, dass kein eigentlicher Schalter vorhanden ist, soniern dass die Spannung der Wechselspannungsquelle AC mit Zinden des Lichtbogens erhöht bezichungsweise eingeschaltet wird. In diesem Falle existiert dann keine klare Grenze zwischen den Spannungssteuergliedern und den eigentlichen Schaltelementen.

Claims (7)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Schweissspannungsquelle für Wechselstromsch@eissen, d a d u r gekennzeichnet, dass bei ihr eine Gleichspannungsqueile (DC) und eine Wechselspannungsquelle (AC) parallel geschaltet sind, und das im Last-Stromkreis spannung oder stromfühlende @ Glieder U; I) vorhanden sind, die je nachdem, ob der Lichtbogen gezündet hat oder nicht, bewirken, dass die Schweisswechselspa@nung auf Last geschaltet oder abgeschaltet wird.
2. 2. Schweissspannungsquelle nach Anspruch 1, d a d u r c h gekenn zeichnet, dass zum Schalten der Schweisswechselspannung ein mit der Last in Reihe geschalteter Schalter (Sl) dient, der von die Last-Spannung oder den Last-Strom fiihlenden Gli@dern (U; I) über c;in Relais gesteuert wird.
3. 3. Schweissspannungsquelle nach Anspruch 1, bei der die Wechselspannungsquelle (AC) auf einen verhältnismässig niedrigen Sponnungswert eingestellt werden kann, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die snannungs- oder stroinfiihlendeii Glieder (U; T) so eingerichtet sind, dass sie die Wechselspannung mit Zünden des Lichtoogens auf ihren Betriebswert anheben.
4. 4. Schweissspannungsquelle nach irgendeinem der obigen Ansprüche, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Gleichspaunungsquelle (DS) so eingerichtet ist, dass sie mit Einschalten der Wechselspannungs-Last oder nach Ablauf einer Verzögerungszeit abgeschaltet wird0
5. 5. Schweissspannungsquelle nach Anspruch 4, d a d u r c h gekennzeichnet, dass ein und dieselben Schaltelemente sowohl zum Schalten der Wechselspannungsouelle (AC) auf Last als aucrl zum Abschalten der Gleichstromquelle (I)C) dienen.
6. 6. Schweissspannungsquelle nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Gleichspannungsquelle (Dc) ständig eingeschaltet und ihre innere Impedauz so gross ist, dass die Gleichspannung nach Zünden des Licht@ogens und Ansteigen des Stromes von null auf seinen Betriebswert keinen wesentlichen Einfluss auf das Schweissgescbehen hat.
7. 7. Schweissspannungsquelle nach irgendeinem der obigen Ansprüche, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Gleichspannungsquelle (DC) und die Wechselspannungsquelle tAC) auf an sich bekannte Weise zuin Teil von gemeinsamen Komponenten gebildet werden.