DE642945C - Einrichtung zum elektrischen Lichtbogen- und Widerstandsstumpf- bzw. Abschmelzschweissen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum elektrischen Lichtbogen- und Widerstandsstumpf- bzw. Abschmelzschweißen.

Bei derartigen Einrichtungen ist es wünschenswert, den fließenden Schweißstrom möglichst konstant zu halten. Es sind für diese Zwecke bereits elektromagnetische Regeleinrichtungen oder ähnliche Anordnungen vorgeschlagen worden, welche im allgemeinen aber einen komplizierten Aufbau haben und träge ansprechen.

Gemäß der Erfindung wird eine Regeleinrichtung zum elektrischen Lichtbogen- und Widerstandsstumpf- bzw. Abschmelzschweißen verwendet, bei der die Größe des Schweißstromes mit Hilfe von gittergesteuerten Entladungsstrecken selbsttätig konstant gehalten wird und die praktisch trägheitslos arbeitet und vorteilhafterweise keine beweglichen Teile (Kontakte) im Starkstromkreis besitzt. Erfindungsgemäß wird die Steuergitterspannung der mittelbar oder unmittelbar in den Schweißstromkreis eingeschalteten Entladungsstrecken mit Lichtbogenentladung an einem, vom Schweißstrom durchflossenen Widerstand (Scheinwiderstand) abgegriffen, derart, daß sich die Höhe der Steuergitterspannung mit der Stärke des Schweißstromes ändert.

Von besonderem Vorteil ist es oft, ein vom Schweißstrom abhängiges Relais außer der Vorrichtung zur Veränderung der Spannungen an der Steuerelektrode vorzusehen, welches die Sperrung des Entladungsstromes beim Erreichen der oberen Grenze des zugelassenen Intervalles der Schweißstromstärke bewirkt.

Durch die Regelanordnung gemäß der Erfindung wird die Konstanz des Schweißstromes weitgehend sichergestellt. Das ist beispielsweise wesentlich bei einer Lichtbogenschweißung mit von Hand geführter Elektrode. Die Regeleinrichtung gemäß der Erfindung spricht auf jede Änderung der 4-5 Schweißstromstärke sofort an. Sie arbeitet ohne Zeitverzug, was für ein gleichmäiSiges Kompensieren der schnellen beim Schweißen auftretenden Änderungen wesentlich ist. Es können somit durch die Erfindung einwandfreie Schweißungen erzielt werden. Die Verwendung von gesteuerten Entladungsstrecken mit Lichtbogenentladung gemäß der Erfindung bietet somit gerade in schweißtechnischer Hinsicht große Vorteile.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar in Abb. 1 in Anwendung auf Lichtbogenschweißung und in Abb. 2 in Anwendung auf Stumpf- bzw. Abschmelzschweißung.

In Abb. ι bedeutet ι einen Schweißtransformator mit der Primärwicklung 2 und der Sekundärwicklung 3. Zwischen dem Transformator ι und den Schweißelektrode» 5" und 6 liegt in Reihe geschaltet ein Schein^ widerstand 4. Die Schweißelektroden 5 und-.6. können ein von Hand oder selbsttätig bewegter Schweißstab und ein Arbeitsstück oder auch andere ähnliche Schweißanordnungen sein.

Die Frequenz des dem Transformator 1 der Schweißanordnung zugeführten Stromes beträgt zweckmäßig 50 Hz. Die verwendeten Ströme und Spannungen sind weitgehend abhängig von der Größe und den Eigenschaften des Schweißstabes, der Schweißeinrichtung oder des Arbeitsstückes.

Der Scheinwiderstand 4 ist als Reaktanz dargestellt: jedoch ist es oft auch vorteilhaft, Ohmsche Widerstände in Verbindung mit Blindwiderständen zu verwenden. In erster Linie dient der .Scheinwiderstand 4 dazu, den durchfließenden Strom unterhalb eines gewünschten Wertes zu halten. Parallel zu dem veränderlichen Scheinwiderstand sind zwei gegensinnig parallel geschaltete gesteuerte Entladungsstrecken mit lichtbogenartiger Entladung vorgesehen. Die Entladungsstrekken 10 und 11 werden so gesteuert, daß die Größe des die Schweißelektroden durchfließenden Stromes selbständig konstant gehalten wird. Die Steuereinrichtungen für die Entladungsstrecken sind im einzelnen nicht dargestellt. Falls das Nachführen des Schweißstabes und bzw. oder des Werkstückes selbsttätig bewirkt wird, kann mit einem gleichförmigen Bewegen des Schweißstabes gleichzeitig die konstante Energiezufuhr zum Scheinwiderstand und damit zu den Schweißelektroden erreicht werden. In gleicher Weise kann diese Anordnung bei Widerstandsschweißungen angewendet werden, wie es beispielsweise ähnlich in Abb. 2 dargestellt ist. Die gleichmäßige Energiezufuhr führt zur Bildung äußerst gleichmäßiger Schweißungen.

Das Gefäß 10 enthält eine Kathode 12, eine Anode 13 und ein Gitter 14, das die Anode vollkommen umgibt. In ähnlicher Weise enthält das Gefäß 11 eine Kathode 15, eine Anode 16 und ein Gitter 17. Für die Kathoden sind im vorliegenden Falle Glühkathoden gewählt, die in üblicher Weise geheizt werden und bei einer bestimmten Temperatur wirksam sind. Die Gefäße enthalten eine Gasfüllung, so daß beim Anlegen einer Wechselspannung zwischen Kathode und Anode der Mittelwert des Entladungsstromes abhängig ist von der Gitterspannung und, wenn die Spannung negativer ist als die sog. kritische Spannung, kein Strom durch die Röhren fließen kann. Die kritische Spannung kann sowohl positiv als auch negativ sein. Die Steuerung kann bewirkt werden, indem "■eine Wechselspannung nach Größe oder Phase ■geändert wird.

'. Im Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 sind die Gitterspannungen der Entladungsstrekken 10 und n von der Spannung am Scheinwiderstand 4 abhängig gemacht. Zu diesem Zweck ist an den Scheinwiderstand 4 ein Phasenschieber 20 angeschlossen, dessen Ausgang mit den Gittern 13 und 17 verbunden ist. Wenn sich der Widerstand der Schweißstelle aus irgendeinem Grunde ändert, so daß beispielsweise der Schweißstrom größer wird, so ändert sich auch die Spannung am Scheinwiderstand 4. Der Phasenschieber soll nun so eingerichtet sein, daß dann die Entladungsstrecken infolge der Änderung der Steuer- spannung erst etwas später freigegeben werden und somit einen kleineren Strom führen. Auf diese Weise können Änderungen des Schweißstromes weitgehend ausgeglichen werden.

Bei der Anordnung nach Abb. 1 liegt die Regeleinrichtung im Sekundärkreis des Transformators. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, sie wegen der geringeren Stromstärke im Primärkreis anzuordnen, wie das an Hand einer in Abb. 2 dargestellten Einrichtung für Widerstandsstumpf- bzw. Abschmelzschweißung gezeigt ist. Ein Schweißtransformator 23 mit der Primärwicklung 24 und der Sekundärwicklung 25 dient zum Schweißen der Werkstücke 26, die beispielsweise die Form von Stangen, Winkeleisen oder Rohren haben können. Die Werkstücke werden in Einspannvorrichtungen 27 und 28 gehalten. Die Einspannvorrichtung 27 ist verstellbar und mit einem Vorsprung 29 versehen, der durch eine Nockenscheibe 30 die für eine Stumpfschweißung erforderlichen Bewegungen bewirkt. Bei der Herstellung einer solchen Schweißung werden die Werkstücke zunächst mit einer langsamen Bewegung ein wenig miteinander in Berührung gebracht, bis die Enden auf die erforderliche Schweißtemperatur erhitzt werden, worauf die Stücke aufeinandergepreßt und der ,Strom abgeschaltet wird.

In den Primärkreis ist eine veränderliche Induktivität 31, die Arbeitswicklung 32 eines Relais 33 sowie ein Widerstand 34 eingeschaltet. Die veränderliche Induktivität 31 enthält induktiv verkettete Wicklungen 35 und 36, welche auf einem gemeinsamen Kern angeordnet sind. Die Sekundärwicklung 36 kann durch die Entladungsgefäße 38 und 39 kurzgeschlossen werden und steuert dadurch den im Primärkreis des Transformators 23 befindlichen Widerstand. Die Gitter der Gefäße 38 und 39 sind mit den Kontakten des

Relais über die Leiter 40 und 41 verbunden. Während des anfänglichen Erwärmens arbeiten die Gefäße 38 und 39, um den den Werk-'stücken zugeführten Strom im wesentlichen konstant zu halten. Dabei werden die Gefäßedurch die Schaltvorrichtung 42 gesteuert, die im Nebenschluß zum Widerstand 34 Hegt. Die Anordnung und die Wirkungsweise dieser Einrichtung stimmt im wesentlichen mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 1 überein. Die Schaltvorrichtung 42 ist mit den Gittern der Gefäße 38 und 39 mittels der Leitungen 43 und 44 verbunden. Wenn die Werkstücke zusammengepreßt werden, um die Schweißung zu vervollständigen, betätigt das Wachsen des Stromes das Relais 33 und legt an die Gitter der Gefäße 38, 39 eine negative Spannung, wodurch der Strom unterhalb einer bestimmten Grenze gehalten wird.

Wenn es erforderlich ist, kann das Relais mit einer Sperrung versehen sein, um die Anordnung in dieser Stellung festzuhalten. Das Relais kann aber auch so eingerichtet werden, daß es den Stromkreis des Schweißtransformators vollkommen öffnet.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum elektrischen Lichtbogen- und Widerstandsstumpf- bzw. Abschmelzschweißen, bei der die Größe des Schweißstromes mit Hilfe von gittergesteuerten Entladungsstrecken selbsttätig konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergitterspannung der mittelbar oder unmittelbar in den Schweißstromkreis eingeschalteten Entladungsstrecken mit Lichtbogenentladung an einem vom Schweißstrom durchfiossenen Widerstand (Scheinwiderstand) abgegriffen wird, derart, daß sich die Höhe der Steuergitterspannung mit der Stärke des Schweißstromes ändert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Schweißstrom abhängiges Relais außer der Vorrichtung zur Veränderung der Spannungen an der Steuerelektrode vorgesehen ist, das die'Sperrung des Entladungsstromes beim Erreichen der oberen Grenze des zugelassenen Intervalles der Schweißstromstärke bewirkt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen