DE670696C

DE670696C - Einrichtung zum Duennblechschweissen mit elektrischem Lichtbogen

Info

Publication number: DE670696C
Application number: DES123897D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gottfried Stolberg
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1936-08-21
Filing date: 1936-08-21
Publication date: 1939-01-23

Description

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Die Dünnblechschweißung mit dem elektrischen Lichtbogen wird bis jetzt nur bis herab zu Blechstärken, von etwa 1 mm angewandt. Schon bei diesen Blechstärken ist die einwandfreie Schweißung bei Vermeidung des Einbrennens von Löchern nur von einem geübten Schweißer ausführbar. Bei Heineren Blechstärken kommt bis jetzt nur die autogene Schweißung· in Frage.

to Aufgabe der Erfindung ist die Durchbildung eines besonderem Sch weiß Verfahrens, mm den Anwendungsbereich des !elektrischen Lichtbogenschweißens atif dieselben kleinen Blechstärken herab zu erweitern, die sich bisher mir mit dem autogenen Schweißverfahren verarbeiten ließen.

Der Grund, warum die Autogenschweißimg bisher das Schweißen dünnerer Blechstärken erlaubte, als es die elektrische Lichtbogenschweißung zuließ, ist darin zu suchen, daß bei der Autogenschweißung dem Schweißer die Steuerung der zugeführten Wärme mehr in die Hand gegeben ist als bei der Lichtbogenschweißung. Der Autogenschweißer kann durch Nähern und Entfernen der Schweißflamme die Wärmekonzentration im Schweißpunkt den augenblicklichen Erfordernissen anpassen. Beim elektrischen Lichtbogen war eine derartige Steuerung bisher nicht möglieh. Dies hängt damit zusammen, daß zur Erzeugung eines stabilen Lichtbogens bei den kleinen, zur Anwendung bei der Dünnblechschweißung kommenden Stromstärken eine sehr steile Charakteristik des Schweißstromerzeugers benötigt wird, d.h. es muß mit verhältnismäßig hoher Leerlaufspannung gearbeitet Aver den. Unter diesen Umständen werden aber die Änderungen der Schweißstromstärke in Abhängigkeit von der Lichtbogenlänge nur gering ausfallen, wenn überhaupt aus Gründen der Stabilität eine bemerkenswerte Änderung der Lichtbogenspann'ung zugelassen werden kann. Damit werden dann aber auch die Änderungen der Schweißleistung gering, so daß dem Elektroschweißer eine Steuerung des Schweißprozesses nicht in ähnlicher Weise möglich ist wie dem Autogenschweißer.

Um nun dieselbe weitgehende Steuerung des Lichtbogenschweißverfahrens wie beim Autogenschweißen zu erreichen, Avird gemäß der Erfindung dem Sclrweißgenerator mit einstellbarer abfallender Charakteristik und mit einer Leerlaufspannung, die nur unwesentlich höher liegt als die normalen Schweißspannungen, ein Hilfsstromkreis mit Stabilisierungsinduktivität, der von einer genügend hohen, aber noch ungefährlichen Gleichspannung gespeist wird, parallel geschaltet.

Die Anordnung ist derart bemessen, daß die Kennlinie bei Lichtbogenspannungen über den normalen Schweißspannungen sehr steil

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

Dipl.-Ing. Gottfried Stolberg in Berlin-Charlotlenburg.

Claims

«70 verläuft, dagegen bei Lichtbogenspannunge.n gleich den gebräuchlichen Schweißspannungen imd darunter einen flachen Verlauf aufweist. Fig. ι zeigt beispielsweise den Verlauf der Kennlinie. Bei den kleinen Stromstärken im stellen Bereich kann also der Lichtbogen verhältnismäßig lang gezogen werden. Dabei sind die Stromstärken in diesem Bereich so klein, daß eine wesentliche Schweißwirkung ίο nicht in Erscheinung tritt. Diese kleinen Stromstärken des steilen Bereiches dienen im wesentlichen nur zur' Aufrechterhaltung' des Lichtbogens. Sobald man bei geeignetem Abstand der Schweißelektrode vom Werkstück is mit der Lichtbogenspannung in die Gegend der normalen Schweißspannungen kommt, nimmt der Schweißstrom Werte an, die zur Durchführung des_ Schweißens geeignet sind. Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß man bei Vorhandensein einer solchen Charakteristik des Schweißstromkreises den Schweißvorgang in weitgehender Weise steuern kann. Wird nämlich der Lichtbogen lang gehalten, so dient der schwache Strom nur zur Aufrechthaltung des Lichtb ogenzustandes: Schweiß-. Wirkungen treten nicht auf. Nähert der Schweißer in schwingender Bewegung die Elektrode dem Werkstück, so tritt, wenn die Lichtbogenlänge einen solchen Wert erreicht hat, daß normale Schweißspannungen .auftreten, ein erhöhter Strom auf, der nun die Schweißwirkimg hervorruft Und der so lange anhält, als der Schweißer den Lichtbogen kurz hält. Der Schweißer kann also den Verlauf der Wärmeentwicklung an der Schweißstelle in genau der gleichen Weise steuern wie der Autogenschweißer. Zur Erzeugung der gewünschten Charakteristik kann beispielsweise die in Fig. 2 dargestellte Anordnung dienen. Den eigentlichen Schweißstrom erzeugt der SchweißgeneratorG mit abfallender Charakteristik. Der Generator braucht nur für eine Spannung ausgelegt zu sein, die nicht wesentlieh über den normalen Schweißspannungen liegt. Parallel zum Lichtbogen liegt der Hilfsstromkreis II. Er besteht aus einer Strom-.quelle genügend hoher, aber noch ungefährlicher Gleichspannung (etwa 60 Volt) und einer eingeschalteten Drosselspule hoher Induktivität D, gegebenenfalls .auch noch aus einem einstellbaren Regelwiderstand R. Um das Eindringen des Hüfsstromes in den Kreis des Schweißgenerators bei Lichtbogenspannungen, die über dem Lcerlaufspannungswcrt des Schweißgenerators liegen, zu vermeiden, ist zwischen dem Generator G und dem Lichtbogen ein Gleichrichter G1 eingeschaltet. Hierdurch wird eine Charakteristik erzielt, die der in Fig. ι dargestellten entspricht. Führt jetzt beispielsweise der Schweißer schwingende Bewegungen mit der Elektrode aus, so daß sich der Abstand Imm der Elektrode vom -Werkstück und damit die Lichtbogenlänge und die Lichtbogenspannung gemäß Fig. 3 periodisch ändern, so erhält man den in Fig. 4 aufgezeichneten Schweißstromverlauf. Es ist also offenbar, daß es· dem Schweißer durch entsprechende Bewegung der Elektrode möglich ist, den Verlauf des Schweißstromes 'und damit den Verlauf des Schweißprozesses in beliebiger Weise zu steuern. X5A TEN TA N SPRÜCHE:

1. Einrichtung zum Dünnblechschweißen mit elektrischem Lichtbogen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schweißgenerator mit einstellbarer abfallender Charakteristik und mit einer Leerlauf spannung, die nur unwesentlich höher liegt als die normalen Schweißspannungen, ein Hilfsstromkreis mit Stabilisierungsinduktivität, der von einer genügend hohen, aber noch ungefährlichen 'Gleichspannung gespeist wird, parallel geschaltet ist, derart, daß die Kennlinie bei Lichtbogenspannungen über den normalen Schweißspannungen sehr steil verläuft, dagegen bei Lichtbogenspannungen gleich den gebräuchlichen Schweißspannungen Und. darunter einen flachen Verlauf aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gleichrichter in der Zuleitung zwischen Lichtbogen und Schweißgenerator, der das Eindringen der niedrigen Stabilisierungsströme in den Generatorstromkreis verhindert.

3. Einrichtimg nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Regelwiderstand im Hilfsstromkreis zur Einstellung der Stärke des StabilisierungsstiOmes gemäß den Erfordernissen beim Schweißen verschiedener Blechstärkcn.

4. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steilheit des Verlaufs der statischen Charakteristik des Schweißgenerators je nach der Blechstärkc einstellbar ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen