DE606549C - Einrichtung zum maschinellen Lichtbogenschweissen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
5. DEZEMBER 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVe 606549 KLASSE 21h GRUPPE 3(>i7

Elin" Akt.-Ges. für elektrische Industrie in Wien*)

Einrichtung zum maschinellen Lichtbogenschweißen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Mai 1929 ab

Beim niascninellenLichtbog'ensch.weißen werden die Kohlen- oder Drahtelektroden in der Regel mittels eines Motors gegen das Werkstück bewegt mit der Absicht, die Elektrode · in gleichem Maß vorzuschieben, als sie durch den Lichtbogen abbrennt. Bekannt sind mehrere Verfahren, um den Nachschub annähernd richtig zu gestalten. Beim einen wird ein Motor, beispielsweise ein Reihenschlußmotor, parallel zum Lichtbogen angeschlossen, der bei der richtigen Lichtbogenspannung normale Nachschubgeschwindigkeit bewirkt und dessen Geschwindigkeit sich gleichsinnig mit der Spannung ändert. Ein selbsttätiges Zurückziehen der Elektrode findet dabei nicht statt, und dies wird als schwerer Übelstand empfunden, wenn das Werkstück Unebenheiten zeigt, weil es dann vorkommt, daß eine erhöhte Stelle des Werkstückes die Elektrode vollkommen berührt, so daß der Lichtbogen erlischt. Schon bei der Kohlenelektrode ist dies nachteilig; bei einer Drahtelektrode aber kann das Berühren zwischen Werkstück und Elektrode zum Zusammenschmelzen der beiden führen, so daß das Schweißen nur nach Durchschneiden der Elektrode mittels einer Zange fortgesetzt werden kann. Das Anschmelzen oder Ankleben kann aber auch ohne Unebenheiten im Werkstück dadurch erfolgen, daß der Nachschubmotor einen Moment lang schneller läuft, als es dem Abbrand entspricht. Es gibt mancherlei Gründe dafür, die im Drahte selbst gelegen sein können, denn der Motor besorgt auch durch Walzen ein Geraderichten des Drahtes, und der Widerstand, den der Draht dem Geraderichten entgegensetzt, kann je nachdem, ob eine Stelle verkrümmt oder gerade, hart oder weich, etwas stärker oder schwächer ist, ganz verschieden sein, so daß der Motor auch bei gleichbleibender Lichtbogenspannung schneller oder langsamer laufen kann. Der Nachschub des Drahtes in der Sekunde ist aber meist ein Vielfaches der normalen Lichtbogenlänge, so daß eine geringe Unregelmäßigkeit in der Geschwindigkeit einerseits zum Ankleben, andererseits zu so bedeutender Verlängerung des Lichtbogens führen kann, daß der Lichtbogen erlischt und dann eine Unterbrechung der Schweißnaht bis zur neuerlichen Zündung er-•folgt. -

Das zweite bisher bekannte Verfahren verwendet einen umsteuerbaren Nachschubmotor mit annähernd gleichbleibender Geschwindigkeit, die man so wählen mußte, daß sie giäßer war als der normale Abbrand der Elektrode. Die Umsteuerung wurde in der Regel mittelbar durch ein Relais veranlaßt, das bei

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Bmanuel Rosenberg in Wetz, Österreich.

zu hoher Lichtbogenspannung den Motor auf Vorwärtsbewegung einschaltete, bei zu 'niedriger Spannung ihn ausschaltete und bei noch ■niedrigerer Spannung ihn umschaltete. Der Nachteil dieses Verfahrens- ist, daß der Motor während der Ausschaltperiode nur die natürliche, unkontrollierbare und ungleichmäßige Bremsung durch dem mechanischen Widerstand der Elektrode erfährt und daß das Omschalten zu spät kommen kann, nachdem die Elektrode schon auf das Werkstück aufgetroffen ist. Bei Drahtelektroden kann dies bedeuten, daß schon ein Zusammenschmelzen und Erkalten der Schmelzstelle stattgefunden hat, ehe der Motor den Draht nach rückwärts zieht, und daß er vielleicht gar nicht mehr die Kraft entwickeln kann, die zum Abreißen des erkalteten Drahtes notwendig ist. Auch in einem solchen Fall ist dann ein Abschneiden des Drahtes mit Zange notwendig.

Bei 'einem dritten bekannten Verfahren wurde als Nachschubmotor ein Gleichstrommotor verwendet, dessen Erregung in Abhängigkeit von der Spannung oder dem Strom des Lichtbogens selbsttätig verändert wird. Nach einem Vorschlag geschah dies durch elektrisch betätigte Schützen; nach einem anderen Vorschlag wurde ein Motor mit zwei einander entgegenwirkenden Erregerspulen verwendet und der Erregerstrom in einer Spule mit Steuerung durch eine Elektronenröhre verändert. Die Stromänderung in einer Erregerspule des Nachschubmotors, gleichgültig ob sie in dieser Art oder durch einen normalen Kontaktregler geschieht, hat aber folgende Nachteile: Für die Umsteuerung der Drehrichtung des Motors ist ein Übergang von positiver zu negativer Erregung notwendig, und dieser Übergang kann nur durch Null hindurch erfolgen. Bei schwachem Feld hat ein Motor die Tendenz, eine sehr hohe Geschwindigkeit anzunehmen, wenn nicht große Widerstände im Ankerstromkreis vorgeschaltet sind und wenn er nicht durch große Belastung am Durchgehen verhindert ist. In jedem Fall tritt aber ein sehr hoher Strom auf, der evtl. bei festgebremstem Anker den Kollektor schädigt. Motor und Vorgelege werden sowohl elektrisch als auch mechanisch sehr ungünstig beansprucht, und der Übergang von einer Drehrichtung zur anderen erfolgt mit unerwünschter Unstetigkeit.

In der vorliegenden Erfindung ist dies dadurch vermieden, daß in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung die Erregung einer den Anker eines Nachschubmotors speisenden Steuerdynamo (Leonard-Schaltung) verändert wird_; derart, daß bei Erhöhung der Lichtbogenspannung ein verstärkter Vorschub, bei Verringerung der Lichtbogenspannung ein verlangsamter Vorschub, völlige Stillsetzung oder Rückbewegung mit starken Beschleunigungs- oder Verzögerungskräften erzielt wird, die die Massenwirkung des Motors und Getriebes wirksam bekämpfen und eine angeklebte Elektrode vom Werkstück abziehen.

Hat man im Schweißstromkreis keinen nennenswerten Widerstand, so wird durch die Erfindung auch die Schweißdynamo auf konstaute Spannung geregelt, wenn der Nachschubmotor die Lichtbogenspannung konstant erhält. Die Anordnung stellt also eine indirekte Regelung einer Dynamomaschine auf konstante Spannung dar, durch Beeinflussung der Länge des von ihr gespeisten Schweißlichtbogens.

Die Einrichtung ist auch imstande, den Nachschub der Schweißelektroden mit stark verschiedener Geschwindigkeit je nach ihrem Abbrand durchzuführen, so daß derselbe automatische Schweißapparat mit rasch und langsam abschmelzenden Drähten und mit Drähten verschiedenen Durchmessers gut funktionieren kann. ·

Der Anker des Gleichstromnachschubmotors wird durch 'eine kleine Steuerdynamo mit Strom versorgt. Erregerstromkreis von Motor und Dynamo werden zweckmäßig von einer besonderen Erregerdynamo gespeist. Die Erregung der Steuerdynamo wird mittels selbsttätigen Reglers so beeinflußt, daß sie von Null aus sowohl auf einen positiven als auch auf einen begrenzten negativen Wert gebracht werden kann. Bleibt die Spannung der Erregermaschjne konstant, so wird der Nachschubmotor Mm so schneller laufen, je stärker die Erregung der Steuerdynamo ist. Läuft er mit bestimmter Geschwindigkeit und wird die Erregung der Steuerdynamo verstärkt, so findet eine Beschleunigung statt. Wird die Erregung der Dynamomaschine geschwächt, so findet 'eine Verzögerung statt. Wird die Erregung der Dynamomaschine umgekehrt, so können das Bremsmoment und die Verzögerung sehr bedeutend werden, und der Motor hat die Tendenz, sich in verkehrtem Sinne zu drehen. Die Beschleunigungs- und Bremskräfte, die auf. diese Art hervorgerufen werden können, sind so bedeutend, daß die Wirkung no der Massen von Motor und Getriebe dadurch wirksam bekämpft wird.

Der selbsttätige Regler wird am besten als Schnellregler ausgeführt, beispielsweise als Zitterregler. Er kann auch aus einer von ng anderen elektrischen Anlagen bekannten Säule von Kohlenplatten bestehen, die je nach dem ausgeübten Druck geringen oder größeren Übergangswiderstand zeigen. Die Spannungsspule des Reglers ist mit oder ohne Vor- schaltwiderstand parallel zum Lichtbogen geschaltet und wird zweckmäßigerweise so ein-

gestellt, daß die Umkehrung der Polarität der Steuerdynamo bei weitaus kleinerer als der Normalspannung erfolgt. Beim Schweißen mit Eisendraht wird beispielsweise die Normalspannung auf 16 Volt eingestellt, so daß der Erregerstrom der Steuerdynamo erhöht oder vermindert und damit der Nachschubmotor beschleunigt oder verzögert wird, wenn die Lichtbogenspannung den Wert von 16 Volt

ίο nur wenig über- oder unterschreitet. Eine Umkehr des Erregerstromes der Steuerdynamo, soll erst bei einem viel tieferen Wert, z. B. 6 Volt, erfolgen. Wird bei zu niedriger Lichtbogenspannung, die zwischen 16 und 6VoIt liegt, die Erregung der Steuerdynamo auf Null gebracht, so bleibt der Nachschubmotor stehen, ohne daß durch Steuerdynamo- und Motoranker ein großer Strom ginge. Irgendeine Schädigung ist daher vermieden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung ium maschinellen Lichtbogenschweißen mit selbsttätiger Bewegung einer Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung die Erregung einer den Anker eines Nachschubmotors speisenden Steuerdynamo (Leonard-Schaltung) verändert wird derart, daß bei Erhöhung der Lichtbogenspannung ein verstärkter Vorschub, bei Verringerung der Lichtbogenspannung ein verlangsamter Vorschub, völlige Stillsetzung oder Rückbejvegung mit starken Beschleunigimgs- oder Verzögerungskräften erzielt wird, die die Massenwirkung des Motors und Getriebes wirksam bekämpfen und eine angeklebte Elektrode vom Werkstück abziehen.