DE3490272C2

DE3490272C2 -

Info

Publication number: DE3490272C2
Application number: DE19843490272
Authority: DE
Inventors: Heini Maribo Dk Edberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-06-15
Filing date: 1984-05-25
Publication date: 1990-11-22
Anticipated expiration: 2004-05-26
Also published as: SE8500692L; CA1228896A; FR2548067B1; AU565763B2; DK274283D0; DE3490272T1; AU3017384A; NO850569L; SE8500692D0; GB2156607B; GB2156607A; DK152413B; GB8503548D0; FR2548067A1; FI850602L; DK274283A; WO1985000024A1; FI850602A0; JPS60501548A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuerungsver fahren für den durch den Schweißstromkreis geleiteten Strom bei der WIG-Schweißung gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electronic control system drive in for the current conducted through the welding circuit the TIG welding according to the preamble of claim 1.

Die bekannten Schweißsysteme für WIG-Schweißung lassen sich, je nach der Art der Einleitung des Schweißvorganges in zwei Arten aufteilen. Die erste Art verwendet eine Reibzündung, bei welcher der Lichtbogen dadurch entsteht, daß die Elektrode an dem Schweißwerkstück entlang gerieben wird, bis ein Funken entsteht. Bei dieser Art tritt in dem Material zu Beginn und am Ende ein "Sog" auf, und an dem Schweißmaterial bleibt Wolfram zurück, was bedeutet, daß die Schweißung nicht fachgerecht er scheint. Hinzu kommt, daß die Schweißelektrode häufig herausge nommen und geschliffen werden muß. Bei der zweiten Art findet eine kontaktlose Einleitung mit Hilfe eines Hochspannungsgene rators statt, der durch Funkenüberschlag zu dem Schweißwerk stück den Lichtbogen auslöst. Ein Nachteil eines solchen Systems besteht darin, daß der Funken sich auf dem Schweißwerk stück in einem Kreis bewegt und man es nicht genau in der Hand hat, wo die Schweißung beginnt. Dazu noch ist dieses System sehr teuer.Let the well-known welding systems for TIG welding depending on the type of initiation of the welding process divide two types. The first type uses friction ignition, in which the arc arises from the fact that the electrode rubbing along the welding workpiece until a spark arises. With this type occurs in the material at the beginning and on End a "suction" and tungsten remains on the welding material back, which means that the weld is not professional seems. In addition, the welding electrode is often out must be taken and ground. The second type takes place a contactless initiation with the help of a high voltage gene rators instead of the flashover to the welding plant triggers the arc. A disadvantage of one Systems is that the spark is on the welding machine piece moved in a circle and you can't hold it exactly in your hand has where the weld begins. In addition, this system is very expensive.

Aus der GB-OS 20 54 293 ist ein Schweißsystem bekannt, mit dem man den Nachteilen der Reibzündung beikommt. Bei diesem System erreicht man eine weiche Einleitung des Schweißvorganges durch Anlegen einer Hochspannung von beispielsweise 400 V über eine eigene Transformatorwicklung an einen zugehörigen Gleich richter, der mit der Hauptfrequenz synchronisiert ist, wonach, wenn der Lichtbogen entstanden ist, auf elektronischem Wege auf einen normalen Anstiegs-Stromkreis mit einem anderen Gleich richter umgeschaltet wird. Indessen ist dies ein ziemlich kost spieliger Weg zur Verbesserung der Reibzündung, worin auch eine teure Drosselspule auftritt. Auch besteht die Möglichkeit, daß der Benutzer, sofern er Füllmetall verwendet, einen elektri schen Schlag erhält.From GB-OS 20 54 293 a welding system is known with which you can overcome the disadvantages of friction ignition. With this System you achieve a smooth initiation of the welding process by applying a high voltage of, for example, 400 V over its own transformer winding to an associated match judge who is synchronized with the main frequency, after which when the arc has arisen, electronically a normal rising circuit with another equal judge is switched. However, this is quite a cost playful way to improve the friction ignition, which also includes a expensive choke coil occurs. There is also the possibility that the user, if he uses filler metal, an electri receives a blow.

Schließlich ist aus der DE-OS 24 59 309 ein Verfahren ge mäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei dem von der Schweißstromquelle zunächst ein niedriger Kurzschlußstrom ge liefert und dann aus der Unterbrechung dieses niedrigen Kurz schlußstromes beim Abheben der Elektrode ein Signal für die Steuerung der Schweißstromquelle in solcher Weise gewonnen wird, daß diese den Strom im Schweißstromkreis augenblicklich auf den für den betreffenden Schweißvorgang voreingestellten Wert bringt. Bei diesem Verfahren kann es jedoch zu einem unzu reichenden Anstieg des Schweißstromes für eine einwandfreie Zündung des Lichtbogens und infolgedessen wiederum zu Wolfram- Verunreinigungen an dem Werkstück kommen. Wenn nämlich an der Schweißstromquelle sehr niedrige Schweißstromwerte eingestellt werden, so ist infolge der verwendeten Phasenanschnittssteue rung trotz des überlagerten Kurzschlußstromes der resultie rende Strom recht unregelmäßig, was zu unregelmäßiger Funken bildung und zu Wolframspitzen führen kann. Wird die Elektrode von dem Werkstück abgehoben, so verhindert die unregelmäßige Funkenbildung in Verbindung mit dem für die erforderliche thermionische Emission von der Elektrodenspitze unzureichenden Stromanstieg eine ordnungsgemäße Zündung des Schweißlicht bogens.Finally, from DE-OS 24 59 309 a method according to the generic term of claim 1, in which the Welding current source first a low short-circuit current ge returns and then from the interruption of this low short final current when lifting the electrode a signal for the Control of the welding power source gained in such a way that the current in the welding circuit is instantaneous to the preset for the welding process in question Brings value. However, this procedure can lead to a sufficient increase in welding current for a flawless Ignition of the arc and consequently turn to tungsten Impurities come on the workpiece. If at the Welding current source set very low welding current values are due to the leading edge control used tion despite the superimposed short-circuit current of the result current is quite irregular, causing irregular sparks education and lead to tungsten tips. Will the electrode lifted from the workpiece, so the irregular prevents Spark formation associated with that required Inadequate thermionic emission from the electrode tip Current rise a proper ignition of the welding light bow.

Durch die beanspruchte Erfindung wird ein elektronisches Steuerungsverfahren für die WIG-Schweißung geschaffen, bei dem ohne Verwendung von Hochspannung ein Elektrodenabbrand weitest gehend vermieden und zudem zu Beginn des Schweißvorganges eine zuverlässige, punktgenaue Zündung erreicht wird. The claimed invention is an electronic Control procedure for TIG welding created in which electrode erosion without using high voltage avoided at all times and also at the beginning of the welding process reliable, precise ignition is achieved.

Nach dem beanspruchten Verfahren kann die Schweißelektrode wiederum auf das Werkstück aufgesetzt werden, ohne daß sogleich ein Schweißlichtbogen entsteht, da zunächst nur der Grundstrom von 3 bis 8 A in die Elektrode gelangt. In dem Augenblick aber, wo die Elektrode von dem Schweißwerkstück abgehoben wird, steigt der Grundstrom auf beispielsweise den doppelten Wert des voreingestellten Schweißstromes an, wodurch nun genügend Ener gie für die zur Zündung des Schweißlichtbogens erforderliche thermionische Emission zur Verfügung steht. Danach fällt der in dem Schweißstromkreis fließende Strom auf einen Normalwert zu rück, wie ihn etwa eine Anstiegsfunktion in der Steuerung für diesen Zeitpunkt vorschreibt, und von da weg regelt die An stiegsfunktion den Strom auf den voreingestellten Schweißstrom wert ein.According to the claimed method, the welding electrode can again be placed on the workpiece without immediately A welding arc arises because initially only the basic current from 3 to 8 A into the electrode. But at the moment where the electrode is lifted from the welding workpiece the base current increases to, for example, twice the value of the preset welding current, so that now enough energy Gie for the necessary to ignite the welding arc thermionic emission is available. Then the falls in current flowing to the welding circuit to a normal value such as an increase function in the controller for prescribes this point in time, and from there the An regulates the current function to the preset welding current worth a.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungsmög lichkeiten des im Anspruch 1 niedergelegten Verfahrens an. So ermöglicht das Merkmal des Anspruchs 2 unter Beibehaltung der mit Anspruch 1 erzielten Vorteile ein sofortiges Wiederzünden, wenn die Elektrode während eines Schweißvorganges einmal verse hentlich das Werkstück berührt hat. Anspruch 3 gibt eine vor teilhafte Bemessung des mit dem Abheben der Elektrode eingelei teten Stromanstiegs für den Fall eines verhältnismäßig niedrig eingestellten Schweißstromwertes an, und das Merkmal des An spruchs 4 verhindert das Auftreten von Wolframspritzern auch bei Beendigung des Schweißvorganges.The subclaims give advantageous design options similarities of the method laid down in claim 1. So enables the feature of claim 2 while maintaining the advantages achieved with claim 1 immediate re-ignition, if the electrode verses once during a welding process has touched the workpiece frequently. Claim 3 specifies one partial dimensioning of the input with the lifting of the electrode current increase in the event of a relatively low set welding current value, and the characteristic of the on Proverb 4 also prevents the occurrence of tungsten splashes at the end of the welding process.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeich nung in Form eines Blockschaltbildes dargestellten Schweißsy stems für die Durchführung des beanspruchten Verfahrens weiter erläutert.The invention is based on a in the drawing Welding system shown in the form of a block diagram stems for the implementation of the claimed method explained.

Das betreffende Schweißsystem ist, wie die Zeichnung zeigt, mit einem thyristor-gesteuerten Schweißgleichrichter verbunden, der einen internen Grundstromkreis aufweist. Die je weilige Schweißart wird mittels eines MODE-Schalters 11 angege ben, der sich für das hier betrachtete Verfahren in der Posi tion "WIG-Schweißung" befindet.The relevant welding system is, as the drawing shows, connected to a thyristor-controlled welding rectifier, which has an internal base circuit. The respective type of welding is indicated by means of a MODE switch 11 , which is in the "TIG welding" position for the method under consideration here.

Zur Einleitung eines Schweißvorganges wird die Wolfram elektrode 6 der Schweißpistole auf das Werkstück aufgesetzt und der Schalter 1 an der Schweißpistole bedient, wobei ein Hal teschaltkreis 2 betätigt wird. Daraufhin wird von einem Gasaus trittsschaltkreis 4 ein Magnetventil 3 betätigt, womit ein zeitweiliger Schutzgasaustritt eingeleitet wird. Nach Beendig gung des Schutzgasaustritts wird ein Ein-Aus-Schalter 5 für den Grundstromkreis betätigt, womit der Grundstrom an die Elektrode 6 angelegt wird. Wird nun die Elektrode ein klein wenig von dem Werkstück abgehoben, um den Schweißlichtbogen zu zünden, so tritt ein Leerlaufspannungsregler 7 in Funktion, was zur Betä tigung eines Startimpulsschaltkreises 8 führt. Dies wiederum hat zur Folge, daß ein Schweißstromschaltkreis 9 den Schweiß strom kurzzeitig anhebt auf einen Wert, der größer ist als der an einer Steuerung 12 eingestellte Schweißstromwert, um so einen stabilen Schweißlichtbogen entstehen zu lassen. Ist dies geschehen, so fällt der Strom auf einen für diesen Zeitpunkt geltenden Normalwert oberhalb des Grundstromwertes zurück.To initiate a welding process, the tungsten electrode 6 of the welding gun is placed on the workpiece and the switch 1 on the welding gun is operated, with a holding circuit 2 being actuated. Then a solenoid valve 3 is actuated by a gas outlet circuit 4 , thus initiating a temporary escape of protective gas. After completion of the protective gas outlet, an on-off switch 5 is actuated for the base circuit, whereby the base current is applied to the electrode 6 . If the electrode is now lifted a little from the workpiece in order to ignite the welding arc, an open circuit voltage regulator 7 comes into operation, which leads to the actuation of a start pulse circuit 8 . This in turn has the consequence that a welding current circuit 9 briefly raises the welding current to a value which is greater than the welding current value set on a controller 12 , so as to produce a stable welding arc. Once this has been done, the current falls back to a normal value for the time above the basic current value.

Gleichzeitig mit dem Enstehen des Lichtbogens beginnt der Leerlaufspannungsregler 7 mit der Regelung des Lichtbogens, in dem er einen Rampenfunktionsgenerator 10 veranlaßt, eine An stiegsfunktion zu bilden. Das wiederum hat zur Folge, daß der Schweißstrom in kurzer Zeit auf den an der Steuerung 12 vorein gestellten Wert anwächst.Simultaneously with the incur the arc of the open-circuit voltage regulator 7 starts to control the arc in which it causes a ramp function generator 10 to form an increased functional An. This in turn has the consequence that the welding current increases in a short time to the value preset on the controller 12 .

Soll der Schweißvorgang beendet werden, so wird der Schal ter 1 an der Schweißpistole ausgeschaltet, wodurch der Rampen funktionsgenerator 10 nun eine Abfallfunktion zu erzeugen be ginnt, um über den Schweißstromkreis 9 den Schweißstrom herun terzuregeln. Ist die Regelung bis herab zu dem Grundstromniveau erfolgt, so wird der Halteschaltkreis 2 rückgestellt, und der Ein-Aus-Schalter 5 des Grundstromkreises schaltet den Grund strom in dem Schweißgleichrichter ab. Zur selben Zeit wird der Gasaustrittsschaltkreis 4 für einen zeitweiligen nachträglichen Schutzgasaustritt tätig.If the welding process is completed, the sound is turned off ter 1 on the welding gun, causing the ramp function generator 10 is now a drop function to generate be gins to terzuregeln Herun the welding current through the welding circuit. 9 If the control has been carried out down to the basic current level, the holding circuit 2 is reset and the on-off switch 5 of the basic circuit switches off the basic current in the welding rectifier. At the same time, the gas outlet circuit 4 operates for a temporary subsequent protective gas outlet.

Wie der vorherige Schutzgasaustritt den Start erleichtert, so wird durch den nachträglichen Schutzgasaustritt ein Oxidie ren der Elektrode beim Abkühlen vermieden.How the previous shielding gas outlet makes starting easier, the subsequent shielding gas outlet thus turns into an oxidizer avoid the electrode when cooling.

Bei Verwendung des Systems zum Heftschweißen wird der MODE-Schalter in die Position "Heftschweißen" gebracht. Die Schweißung erfolgt in der gleichen Weise wie bei "WIG- Schweißung" bis auf den Unterschied, daß die Anstiegs- und Ab fallzeiten sich auf Millisekunden verkürzen.When using the tack welding system, the MODE switch set to the "tack welding" position. The Welding is carried out in the same way as for "TIG Welding "except for the difference that the increase and decrease fall times are reduced to milliseconds.

Bei Verwendung des Systems zum Stabelektrodenschweißen wird der MODE-Schalter in die Position "Elektrodenschweißung" gebracht. Dies bedeutet, daß der Grundstromkreis dauernd in Funktion bleibt. Die Verbindung zwischen dem Rampenfunktionsge nerator 10 und dem Gasaustrittschaltkreis 4 ist dabei unterbro chen. Nun kann ungeachtet des vorausgehend beschriebenen Systems eine normale Stabelektrodenschweißung erfolgen.When using the stick electrode welding system, the MODE switch is set to the "electrode welding" position. This means that the basic circuit remains in operation. The connection between the Rampenfunktionsge generator 10 and the gas outlet circuit 4 is interrupted Chen. Normal rod electrode welding can now be carried out regardless of the system described above.

Claims

1. Electronic control method for the current passed through the welding circuit during TIG welding, a tungsten electrode being brought into contact with the workpiece to be welded briefly in contact to initiate the welding process, a relatively low short-circuit current of z. B. 3 to 8 A is passed through the welding circuit and a signal for triggering the welding current is obtained when the electrode is lifted from the workpiece for the purpose of ignition, characterized in that the welding current is initially briefly raised to a value when the electrode is lifted off is raised above the value specified for the relevant welding process.

2. The method according to claim 1, characterized in that ir a later contact of the tungsten electrode with the welding workpiece during the same welding process is used to the aforementioned introduction state as by making the welding power source the welding current instantaneously to the low short circuit to reduce the current value of, for example, 3 to 8 A.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that, especially for relatively low preset Welding current values, the welding current source through the underr Chung the short-circuit current is controlled so that in the Welding circuit flowing current initially about twice of the preset welding current value is reached.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that at the end of a welding process Welding current gradually to the low short circuit current value of 3 to 8 A, for example, and only then the power supply is switched off.