DE943852C - Verfahren und Vorrichtung zur selbstregelnden Lichtbogensteuerung beim Lichtbogenschweissen mit eingelegten Elektroden - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur selbstregelnden Lichtbogensteuerung beim Lichtbogenschweissen mit eingelegten Elektroden

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DE943852C
DE943852C DEK15232A DEK0015232A DE943852C DE 943852 C DE943852 C DE 943852C DE K15232 A DEK15232 A DE K15232A DE K0015232 A DEK0015232 A DE K0015232A DE 943852 C DE943852 C DE 943852C
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Kraftanlagen AG
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur selbstregelnden Lichtbogensteuerung beim Lichtbogenschweißen mit eingelegten Elektroden Die Erfindung betrifft eine Verbesserung des im Patent 922 9a2 behandelten elektrischen Lichtbogenschweißverfahrens mit eingelegten Elektroden, und der dazu benutzten Vorrichtung. Das Verfahren zur Steuerung der Lichtbogenablenkung nach dem Hauptpatent unter Verwendung eines den Lichtbogen beeinflussenden zusätzlichen regelbaren Magnetfeldes besteht darin, daß die wirksame Stärke dieses zusätzlichen Magnetfeldes in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung bzw. dem Lichtbogenstrom und/oder vom Ort des Lichtbogens geregelt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur selbstregelnden Lichtbogensteuerung beim Lichtbogenschweißen mit eingelegten Elektroden unter Anwendung eines zusätzlichen, die Lichtbogenablenkung steuernden fremderregten Magnetfeldes, dessen wirksame Stärke in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung geregelt wird, nach Patent 922 9o2; die Erfindung besteht darin, daß zur Erzeugung des Magnetfeldes eine Reihenschaltung aus der Magnetwicklung, einem Widerstand und einer Stromquelle konstanter Spannung über den Lichtbogen gleichpolig geschlossen wird und daß die der Schweißspannung entgegengeschaltete Erregerspannung etwa 75 bis 95 0/0, vorzugsweise etwa go°/o, der mittleren. Schwei&sparnnting beträgt, so daß im Erregerstromkreis sich-ein Differenzstrom ausbildet und die Amplituden der durch Schwankungen der Schweißspannung im Erregerstromkreis hervorgerufenen Stromschwankungen einen prozentual hohen Anteil der mittleren Differenzstromstärke darstellen.
  • Bei dem. Verfahren nach dem Hauptpatent, das an sich schon gute Ergebnisse liefert, ist bei Parallelschaltung der Erregung zur Aüsregelung der Lichtbogenschwankungen ein Schnellregler erforderlich, da die normalen Spannungsschwankungen des Lichtbogens in der Größenordnung von etwa ± 3 0/0 liegen und daher zu schwach sind, um bei entsprechenden Änderungen des Erregerstromes ausreichende Wirkungen auf den Lichtbogen, hervorzurufen.
  • Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, die verhältnismäßig geringen Spannungsschwankungen ohne verteuernde Hilfsmittel in ausreichendem Maße nutzbar zu machen. Dabei werden. die Schwankungen der Schweißspannung dem Fremderregerstrom überlagert, so daß also der prozentuale Anteil der Schwankungen des resultierenden Erregerstromes in bezug auf seine mittlere Stromstärke ausreichend hoch wird. Durch diese Maßnahme wird die Schaltung nicht nur einfacher und billiger, sondern sie liefert auch bessere und gleichmäßigere Ergebnisse. Wichtig ist dabei vor allem auch, daß die Schwankungen der Schweißspannung unmittelbar und praktisch verzögerungsfrei auf die Erregung des Steuerfeldes übertragen werden.
  • Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung Schaltungen von vier Ausführungsformen dargestellt, die zur Ausübung des Verfahrens dienen und die als Beispiele vier verschiedene Schaltungsmöglichkeiten zeigen.
  • In allen vier Fällen handelt es sich darum, den Lichtbogen zwischen den beiden Polen i und 2 mittels einer das magnetische Steuerfeld erzeugenden Spule 3 zu beeinflussen. Zur Erzeugung des Schweißstromes dient in allen vier Fällen ein Schweißgenerator 4, an dessen Stelle in bekannter Weise auch ein Schweißgleichrichter verwandt werden kann.
  • Bei dein Ausführungsbeispiel nach Abb. z erhält die -Magnetspule 5 ihren Erregerstrom aus. einer Sammlerbatterie 5, wie es überhaupt erforderlich ist, hierfür eine Stromquelle zu verwenden, deren Spannung auch bei wechselnder Belastung möglichst konstant bleibt. Dieser Erregerstromkreis ist gleichnamig an die beiden Pole des Lichtbogens angeschlossen, wobei in den Kreis noch ein Regulierwiderstand 6 eingeschaltet ist.
  • Es wird somit der Schweißspannung eine konstante Gleichspannung entgegengeschaltet, so daß im Erregerstromkreis sich ein Differenzstrom ausbildet, dessen Stärke durch die Differenz zwischen Schweißspannung und konstanter Gleichspannung der Batterie 5 bestimmt ist. Hierbei hat man es in der Hand, durch Wahl einer genügend hohen Gegengleichspannung zu erreichen, daß die Schwankungen des Erregerstromes einen prozentual hohen Anteil der mittleren Differenzstromstärke darstellen. Gute Wirkungen werden .erzielt, wenn die Gegenspannung etwa 75 bis 95 %t der mittleren Schweißspannung beträgt, und zwar liegt der günstigste Wert-etwa bei 9o 0/0.
  • Bewegt sich der Lichtbogenfußpunkt während des -Schweißvorganges in Richtung auf die Oberkante der Nahtfuge hin, so wird der Lichtbogen länger, und die Schweißspannung steigt. Die Spule 3, deren Selbstinduktion die Zeitkonstante des Erregerstromkreises maßgeblich bestimmt, wird so bemessen, daß diese Zeitkonstante in der Größenordnung von etwa i ms liegt. Bei einer Zeitkonstante dieser Größenordnung folgt der Erregerstrom praktisch verzögerungsfrei einer solchen Änderung der Schweißspannung, und zwar in einer zur Regelung ausreichenden Stärke. Jede Änderung der Schweißspannung, d. h. jede störende Abweichung des Lichtbogenfußpunktes von seiner mittleren Sollage, wird also bereits kurz nach dem Entstehen abgefangen, und bei den die Güte der Schweißraupe noch beeinflussenden Änderungsgeschwindigkeiten der Schweißspannung wird die Regelung einwandfrei wirksam. Andererseits ist diese Regelung aber auch genügend gedämpft, so daß die Spannungsschwankungen höherer Frequenz-bzw. größerer Steilheit beispielsweise bei Tropfenübergängen bei der erfindungsgemäßen Regelung nicht wirksam werden.
  • Da die durch den Generator 4 erzeugte Schweißspannung höher ist als die konstante Gegenspannung der Batterie 5, wird die Batterie von der Seite der Schweißspannung her ständig mehr oder weniger stark geladen. ' Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 verwendet zur Erzeugung der Gegenspannung für den Erregerstromkreis einen Gleichstromgenerator 7 mit Nebenschlußcharakter, der mit konstanter Drehzahl umläuft und mit konstanter Erregung betrieben wird. Unter diesen beiden Voraussetzungen bleibt die Ankerspannung zwischen Leerlauf und Vollast praktisch konstant. Auch hier beeinflußt der innere Widerstand, d. h. also der Widerstand des Ankers einschließlich der Kohlebürsten, die Amplitudenhöhe und Stärke des Steuerfeldes. Bei zu großer Induktivität des Ankers kann die Impedanz durch Parallelschalters eines Kondensators, wie es. in Abb. 4 veranschaulicht ist, = auf das erforderliche Maß herabgesetzt werden.
  • Man kann bei Verwendung eines solchen Nebenschlußgenerators in der Weise vorgehen, daß man ihn durch einen Synchronmotor antreiben läßt. Diese Anordnung hat gegenüber derjenigen mit Batterie nach Abb. i den Vorteil,- daß die Gegenspannung durch Änderung der Gen,erator-Nebenschlußerregung sehr bequem stetig geregelt und bei Bedarf auch selbsttätig völlig konstant gehalten werden kann.
  • Das dargestellte Ausführungsbeispiel arbeitet allerdings etwas anders, und zwar ist dort die Nebenschlußmaschine 7 mit der Schweißmaschine 4 gekuppelt. Die Erregung der Gleichstrommaschine erfolgt mittels einer Batterie 8, in deren Stromkreis wieder ein Regelwiderstand 9 eingeschaltet ist.
  • Abb. 3 zeigt eine andere Schaltung, die für die Erregung des Magnetfeldes ebenfalls wieder eine Batterie 15 verwendet. Um eine stetige Regelung der Gegenspannung zu ermöglichen, ist hier die Batterie 15 durch einen regelbaren Belastungswiderstand io überbrückt. Dieser ist so bemessen, daß mit seiner Hilfe der Spannungsunterschied zwischen zwei Stellungen des Zellenschalters 1 i in dem erforderlichen Maß feinstufig bzw. kontinuierlich ausgeregelt werden kann.
  • Die Schaltung gemäß Abb.4 zeigt, daß die im Hauptpatent ausführlich beschriebene Differentialkompensation sich auch bei der selbstregelnden Lichtbogensteuerung gemäß der Erfindung anwenden läßt. Als Stromquelle für den Erregerstromkreis des Steuerfeldes ist auch hier wieder eine Batterie 12 benutzt, in deren -Stromkreis ein Regelwiderstand 13 eingeschaltet ist. Die Batterie 12 ist durch einen Kondensator 14 verhältnismäßig großer Kapazität überbrückt, so daß durch die Feldspule 3 außer dem durch die Batterie 12 gelieferten Erregerstrom, dem die durch die schwankende Lichtbogenspannung verursachten Stromschwankungen überlagert sind, zusätzlich auch noch der Ladestrom und der Entladestrom des Kondensators 14 fließen, und zwar nach Maßgabe des inneren Widerstands der Batterie 12. Sollte dieser innere Widerstand zu klein sein,. so kann er durch entsprechende Bemessung des regelbaren Widerstands 13 erhöht werden, so daß die Wirkung des Kondensators entsprechend stärker wird.
  • Diese Schaltung soll nur an Hand eines einfachen Beispiels veranschaulichen, daß der im Hauptpatent behandelte Gedanke der Differentialkompensation sich auch für Schaltungen nach der vorliegenden Erfindung in vollem Umfang anwenden läßt. Selbstverständlich können, auch andere bekannte Schaltungen zur Bildung des ersten Differentialquotienten der Regelgrößen, insbesondere auch die Transformatorschaltung, sinngemäß angewandt werden.
  • Allgemein ist zu allen Ausführungsformen des Erfindungsgedankens zu sagen, daß der Lichtbogen gegenüber störenden Einflüssen weitgehend unempfindlich wird. Sorgt man dafür, daß die mittlere Schweißspannung nicht unter einen bestimmten Grenzwert herabgedrückt werden kann und daß der Luftspalt der Schweißnaht je nach räumlicher Neigung der Naht nicht breiter ist als 1 bis 2,5 mm, so wird eine vollständig dichte Schweißraupe erzielt, und es wird auch das »Unterlaufen« der Elektrode vermieden.
  • Für eine bestimmte Eindringtiefe des Schmelzbades in der Nahtfuge kommt es neben der Nahtspaltbreite allein auf eine bestimmte mittlere Stärke des Steuerfeldes an. Der zeitliche Mittelwert des Erregerstromes wird beispielsweise durch Handregelung entweder gemäß A bb. i und 4 durch den feinstufig verstellbaren Vorschaltwiderstand 6 bzw. 13 oder gemäß Abb. 2 rcnd 3 durch Regelung der Gegenspannung so eingestellt, daß die Schweißspannung auf dem Wert gehalten wird, welcher der gewünschten Eindringtiefe entspricht. Bei einem Elektrodendurchmesser von 3,25 mm beispielsweise ist die Schweißspannung zwischen Werkstück und Schweißzange in der angegebenen Weise so einzuregeln, daß sie Werte zwischen etwa 2o bis 22 V annimmt.
  • Es hat sich gezeigt, daß bei Anwendung der Selbstreglung gemäß der Erfindung die räumliche Nahtneigung praktisch ohne Einfluß auf die Schweißspannung ist, sofern auch der Luftspalt der Schweißnaht der Nahtneigung angepaßt wird. Bei waagerechter, senkrechter und auch _ Überkopflage der Naht bleibt die Schweißspannung für eine einwandfreie Wurzelnahf stets innerhalb des genannten Bereichs. Besondere Maßnahmen zur laufenden Nachstellung der Schweißsollspannung sind daher nicht erforderlich. Dieses gilt nicht nur für die Wurzelnaht, sondern es erfolgt auch die Schweißeng der Decknähte innerhalb des angegebenen Spannungsbereichs. Wird mit vollautomatischer Regelung gearbeitet, dann genügt es also, den Sollwert für den astatischen Schnellregler, der dann an die Stelle des regelbaren Handwiderstands 6.der Abb. i tritt, fest einzustellen.
  • Wird das Steuerfeld dadurch beeinflußt, daß sein Kraftlinienfeld durch entsprechende räumliche Bemessung und Anordnung der seinen Verlauf bestimmenden Elemente gelenkt wird, wie es im Hauptpatent für. Schweißnähte von begrenzter Länge erläutert ist, . so brauchen sich die für das wirksame Feld am Lichtbogen erforderlichen Amperewindungen der Feldspulen im Verlauf einer Schweißeng nur wenig zu ändern, und zwar etwa im Verhältnis 1 -:2 bis 1 :3. In diesem Fall kann also auf den Schnellregler verzichtet werden. Für Rundnähte, beispielsweise beim Zusammenschweißen von Rohrenden, genügt es, wenn der magnetische Kreis und der Stromkreis des Steuerfeldes so bemessen werden, daß eine mittlere Spannungsdifferenz von 2 bis 4 V zur Erzeugung der erforderlichen mittleren Amperewindungsza@hl ausreicht. In diesem Fall kann die Lichtbogenspannung um keinen größeren Betrag als um den vorstehend angegebenen Wert von der Gegenspannung abweichen, so daß also die zweckmäßige Lichtbogenlänge und -richteng und damit auch die Eindringtiefe der Wurzelraupe in der Nahtfuge praktisch nur von der Höhe der Gegenspannung abhängen. Diese aber braucht, wie bereits dargelegt, im Verlauf einer Rundnaht nicht geändert zu werden.
  • Um eine zu große Feldstärke am Lichtbogen wegen der zu Beginn einer Schweißeng noch offenen Nahtfuge zu vermeiden, kann bei der ersten Halbrundschweißung die noch offene Gegennaht beispielsweise durch eine keilförmige Eiseneinlage, die lose hineingelegt wird, magnetisch überbrückt werden. Durch einen solchen magnetischen- Nebenschluß wird ein großer Teil der Kraftlinien von der Schweißstelle abgesaugt. Auf diese Weise wird also magnetisch etwa der gleiche Zustand geschaffen, wie er beim Schweißen der zweiten Halbrundnaht infolge der magnetischen Überbrückung durch die bereits geschlossene erste Halbrundnaht besteht.
  • Vorteilhaft ist es, mit eisengeschlossenem Magnetkreis zu arbeiten, weil man dabei mit einem verhältnismäßig schwachen' Erregerstrom auskommt. Im Hinblick auf die zur Verfügung stehende, nur kleine Spannung von 2 bis 3 V ist dieses auch wegen des geringen Ohmschen Widerstands einer solchen Erregerwicklung von großem Vorteil. Um also für die Erzeugung des Steuerfeldes am Lichtbogen mit einer möglichst kleinen Amperewindungszahl auskommen zu können, ist somit der magnetische Widerstand zu verringern, was sich auf wirtschaftliche Weise am besten durch die Verwendung von Ankern und Polschuhen erreichen läßt, wie'es im Hauptpatent ausführlicher behandelt ist.
  • Während bei Anwendung des Elin-Hafergut-Verfahrens Elektroden mit dünnflüssigem Schmelzbad-erforderlich sind, um ein gutes Durchschweißen bis zur Unterlagschiene mit dichter Ausfüllung der B als Gußform für die Nahtwurzel dienenden Rille zu erzielen, sind für das Schweißen nach der Erfindung zähfließende Elektroden vorzuziehen, bei denen das Schmelzbad und die Schlacke schnell erstarren. Solche Elektroden haben den Vorzug, 'daß der Lichtbogen auf die Irppulse des Steuerfeldes einwandfrei anspricht. Es. können allenfalls auch dünnflüssige Elektroden verwandt werden, sofern diese nur eine sehr schnelle Erstarrung der Schlacke aufweisen. In jedem Fall kann man sich bei dünnflüssigen Elektroden auch dadurch helfen, daß sowohl Sehlacke als auch Schmelze zusätzlich gekühlt werden, etwa durch Anblasen mit Kühlluft öder bei Verwendung von Abdeck- und Unterlagschienen mit Wasserkühlung.
  • Hervorzuheben ist, daß der Grundgedanke der Erfindung nicht auf bestimmte elektrische Lichtbogenschweißverfahren beschränkt ist, insbesondere nicht auf das Schweißverfahren mit oberer Abdecksc'hiene nach E 1 i n - H a f e r g.u t, wie es im Hauptpatent als Ausführungsbeispielhauptsüchlich behandelt ist. Eine solche Abdeckschiene ist weder über noch unter der Schweißnaht erforderlich. Wesen'tlic'h istnur, daß dieElektrode inaxialer undiradi.alerRichtung festgelegt wird. Hierzu genügt es vollständig, wenn die Elektrode in der Nähe des abbrennenden Endes beispielsweise in bekannter Weise mittels einer federnden Rolle, gerade so, stark in die Schweißnaht hineingedrückt wird, daß sie dort ausreichend fest anliegt.
  • Die Anwendung des Verfahrens gemäß der -Erfindung ist nicht auf Nähte bestimmter Form und Lage beschränkt. Es ist in gleicher Weise für gerade Nähte, Rundnähte usw. und auch für Nähte an beliebig dicken Blechen geeignet. Es ist nämlich nicht erforderlich, daß die Elektrode in ihrer ganzen Länge in der Schweißnaht liegt. Es genügt vielmehr, wenn sie die Schweißnaht in bekannter Weise nur am abbrennenden Ende berührt, und zwar bei Rundnähten etwa tangential. Diese Tatsache bringt beim Schweißen von Rundnähten den Vorteil mit sich, daß die Elektrode nicht mehr gebogen zu werden braucht. Es können infolgedessen auch Rundnähte von beliebig kleinem Krümmungshalbmesser mittels gerader Elektroden geschweißt werden.
  • Zur Schweißung längerer Nähte werden zweckmäßig Elektroden verwandt, die nur auf ihrer auf die Schweißnaht aufzulegenden Seite durch eine isolierende Hülle bzw. Ummantelung abgedeckt sind, während die Kerndrahtoberfläche auf der äußeren Elektrodenseite um einen geringen Betrag, beispielsweise etwa o,5 mm, über die Umhüllung frei herausragt. Diese Elektroden, die an sich bereits bekannt sind und in Automaten benutzt werden, werden also mit der freien Drahtseite nach oben eingelegt. Die Zuführung des Schweißstromes erfolgt hierbei mittels eines auf die freie Kerndrahtoberfläche aufdrückenden Kontaktes. Dieser wird laufend entsprechend dem Abbrand verschoben, so daß er sich stets in geringem Abstand vor dem Lichtbogen befindet. Als Kontakt für die Zuführung des Schweißstromes zur Elektrode kommt beispielsweise eine kupferne Rolle in Frage, die auf dem außen frei liegenden Kerndraht entlang läuft. Gleichzeitig bewirkt ein solcher Kontakt, beispielsweise die Rolle, das Hineindrücken der Elektrode in die Nahtfuge. Mit dieser beweglichen Anordnung wird zweckmäßigerweise die Vorrichtung zur Erzeugung des Steuerfeldes fest verbunden. Es genügt dann, wenn nur die unmittelbäre Umgebung des Lichtbogens von den Kraftlinien des Steuerfeldes durchdrungen wird, so daß eine ,Ersparnis hinsichtlich der aufzubringenden Feldenergie bzw. Amperewindungeneintritt.
  • Als wesentlicher Vorteil ergibt sich dadurch .weiterhin, daß eine unzulässige Erwärmung der Elektrode auch bei sehr hoher Belastung nicht eintreten kann. Wichtig ist ferner, daß der Spannungsabfall längs der kurzen, Strecke zwischen Kontakt und Lichtbogen nur sehr klein ist und außerdem konstant bleibt. Zum Vergleich sei darauf hingewiesen, daß beim Schweißen nach dem Elin-Hafergut-Verfahren die stromführende Elektrodenlänge sehr stark wechselt und zu Beginn der Schweißung ganz erheblich ist, was einen entsprechenden Spannungsabfall bedeutet. So ergibt sich beispielsweise bei einer Elektrode von 3,25 mm Durchmesser, einem Strom von 15o A und einer stromdurchflossenen Elektrodenlänge von 1 m ein Spannungsabfall von etwa 2 V im kalten Zustand. Die Elektrode erwärmt sich aber sehr rasch.und stark, und es ergibt sich bei etwa 5oo° für. den Spannungsabfall bei gleicher Länge etwa der zwei- bis dreifache Wert. Außerdem bringt die fortlaufend sich verringernde Elektrodenlänge eine weitere Unsicherheit in die Ausreglung des Spannungsabfalles hinein. Da bei Anwendung des Elin-Hafergut-Verfahrens die Spannung immer nur am Zangenende der Elektrode abgenommen werden kann, ändert sich - die scheinbare Sollspannung ständig, und es ist nicht möglich, diese Änderung in jedem Zeitpunkt durch einfache Mittel richtig zu erfassen und zu kompensieren. . Alle diese Nachteile sind bei dem Verfahren zum elektrischen Lichtbogenschweißen mit selbstregelnder Lichtbogensteuerung gemäß der Erfindung vermieden.
  • Aus den vorstehenden Erläuterungen ist zu ersehen, daß der Erfindung folgende allgemeine Überlegungen zugrunde liegen: Es werden gemäß Hauptpatent die Spannungsschwankungen am Lichtbogen zur selbsttätigen Beeinflussung eines Steuerfeldes benutzt. Da diese Schwankungen gegenüber dem mittleren Wert der Lichtbogenspannung prozentual nur sehr gering sind, genügen sie nicht, um bei reiner Parallelschaltung der Steuerfelderregung ohne verteuernde Hilfsmittel eine ausreichend starke Beeinflussung des Steuerfeldes zu erzielen. Infolgedessen besteht der Erfindungsgedanke in seiner allgemeinsten Form darin, eine konstante Gegenwirkung zu erzeugen, so daß gegenüber dem verbleibenden Differenzbetrag die gleichen steuernden Schwankungen prozentual ganz erheblich stärker ins Gewicht fallen. Das vorstehend beschriebene Verfahren verwirklicht diesen Gedanken durch Verwendung einer konstanten Gegenspannung, die im Erregerstromkreis des Steuerfeldes einen Differenzstrom zur Folge hat. Es läßt sich der allgemeine Grundgedanke der Erfindung aber auch in der Weise verwirklichen, daß an Stelle einer solchen Gegenspannung ein Gegenfeld benutzt wird. In diesem Fall besteht die Erfindung in der Verwendung eines weiteren, und zwar eines konstanten magnetischen Feldes, das dem von der vollen Lichtbogenspannung erregten Steuerfeld entgegenwirkt, so daß gegenüber dem nach dieser Kompensation verbleibenden konstanten Grundfeld das überlagerte variable, nämlich in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung geregelte Zusatzfeld dementsprechend im Verhältnis größer ist, wobei die Stärke des Gegenfeldes- am Lichtbogen etwa 9o % der mittleren Stärke des von der Liehtbogenspannung erzeugten Steuerfeldes beträgt. Es treten also am Lichtbogen die gleichen Wirkungen, auf wie bei der oben, beschriebenen Verwendung einer Gegenspannung. Zwar bietet das Arbeiten mit einer Gegenspannung verschiedene Vorteile, insbesondere den der genaueren Dosierung und Regelmöglichkeit. Trotzdem aber kann auch dieser letztgenannte Weg zur Verwirklichung des Grundgedankens der Erfindung in vielen Fällen von Wichtigkeit sein.
  • Bei einer solchen Vorrichtung mit konstantem Zusatzfeld liegen die Verhältnisse also entsprechend dem Grundgedanken der Erfindung folgendermaßen: Das von der Lichtbogenspannung erregte Steuerfeld wird durch das konstante Hilfsfeld zum überwiegenden Teil kompensiert. Bemißt man letzteres so, daß seine Stärke etwa 9o % des mittleren Lichtbogensteuerfeldes ausmacht, so verbleibt von dem Steuerfeld der Lichtbogenspannung im Durchschnitt nur der zehnte Teil. Um also die gleiche Ablenkkraft auf den Lichtbogen zu erzielen, muß die Stärke des am Lichtbogen wirksamen Steuerfeldes in diesem Fall um den zehnfachen Betrag erhöht werden. Nimmt man an, daß die Schwankungen des in Abhängigkeit von der schwankenden Lichtbogenspannung stehenden 'Erregerstromes nur 3 % der mittleren Lichtbogenspannung betragen, wie es etwa den praktischen Verhältnissen entspricht, so ergibt sich, daß die dadurch bewirkten Schwankungen des variablen Erregerfeldes, wenn man diese nunmehr auf den nach Kompensation verbliebenen konstanten Grundteil der Feldstärke bezieht - der nach der gemachten Annahme nur io % der Gesamtfeldstärke betragen möge - etwa 30 % dieses verbliebenen konstanten Feldes ausmachen. Diese Amplituden des variablen Hilfsfeldes. die prozentual also zehn mal so groß sind, genügen aber vollständig, um die Beeinflussung des Lichtbogens in dem gewünschten und erforderlichen Maß zu bewirken.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur selbstregelnden Lichtbogensteuerung beim Lichtbogenschweißen mit ein-' gelegten Elektroden unter Anwendung eines zusätzlichen, die Lichtbogenablenkung steuernden fremderregten Magnetfeldes, dessen wirksame Stärke in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung geregelt wird, nach Patent 922 9o2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Magnetfeldes eine Reihenschaltung aus -der Magnetwicklung, einem Widerstand und einer Stromquelle konstanter Spannung über den Lichtbogen gleichpolig geschlossen wird und daß die der Schweißspannung entgegengeschaltete Erregerspannung etwa 75 bis 95 %, vorzugsweise etwa go%, der mittleren Schweißspannung beträgt, so daß im Erregerstromkreis sich ein Differenzstrom ausbildet und die Amplituden der durch Schwankungen der Schweißspannung im Erregerströmkreis hervorgerufenen Stromschwankungen einen prozentual hohen Anteil der mittleren Differenzstromstärke darstellen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Schweißnaht aufgelegte Schweißelektrode nur auf ihrer Auflageseite durch eine isolierende Hülle abgedeckt ist, während die Kerndrahtoberfläche an der äußeren Elektrodenseite -um einen geringen Betrag, beispielsweise etwa o,5 mm, über die Umhüllung frei herausragt, wobei die Stromzuführung-mittels eines auf die freie Kerndrahtoberfläche in geringem Abstand vor dem Lichtbogen aufdrückenden, sich entsprechend dem Abbrand verschiebenden Kontaktes, beispielsweise einer kupfernen Rolle, erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die- Verwendung zähfließender Schweißelektröden, bei denen das Schmelzbad und die Schlacke schnell erstarren. q..
  4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch - gekennzeichnet, daß als Spannungsquelle für die den Erregerstrom erzeugende Gegenspannung eine solche mit auch bei welchselnder Belastung möglichst konstanter Spannung, beispielsweise eine Sammlerbatterie, dient.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch q. mit Sammlerbatterie, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammlerbatterie durch einen regelbaren Belastungswiderstand ' solcher Bemessung über= brückt ist, daß mittels dieses Widerstandes der Spannungsunterschied zwischen zwei Stellungen des Zellenschalters feinstufig bzw. kontinuierlich ausgeregelt werden kann.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungsquelle ein mit konstanter Drehzahl umlaufender und mit konstanter Erregung betriebener Gleichstromgenerator mit Nebenschlußcharakteristik dient, der vorzugsweise mittels eines Synchronmotors angetrieben wird. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2,-dadurch gekennzeichnet, daB die Vorrichtung zur Erzeugung des Steuerfeldes mit dem verschiebbaren Kontakt fest verbunden ist, und zwar vorzugsweise so, daß die Kraftlinien des Steuerfeldes nur den Lichtbogen und seine unmittelbare Umgebung durchsetzen. B. Verfahren zur selbstregelnden Lichtbogensteuerung beim Lichtbogenschweißen mit eingelegten Elektroden unter Anwendung eines zusätzlichen, die Lichtbogenablenküng steuernden fremderregten Magnetfeldes, dessen wirksame Stärke in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung geregelt wird, nach Patent 922 9022 gekennzeichnet durch die Verwendung eines weiteren, und zwar eines konstanten magnetischen Feldes, das dem 'von der vollen Lichtbogenspannung erregten Steuerfeld. entgegenwirkt, so daß gegenüber dem nach dieser Kompensation verbleibenden konstanten Grundfeld das überlagerte variable, nämlich in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung geregelte Zusatzfeld dementsprechend im Verhältnis größer ist, wobei die Stärke des Gegenfeldes am Lichtbogen etwa 9o % der mittleren Stärke des von der Lichtbogenspannung erzeugten Steuerfeldes beträgt.
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DEK15232A Expired DE943852C (de) 1949-05-12 1952-08-21 Verfahren und Vorrichtung zur selbstregelnden Lichtbogensteuerung beim Lichtbogenschweissen mit eingelegten Elektroden

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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1104638B (de) * 1959-12-18 1961-04-13 Kraftanlagen Ag Vorrichtung zum automatischen Lichtbogenschweissen von Rohren mit aufgelegten umhuellten Elektroden und magnetischen Hilfsfeldern
DE1116841B (de) * 1960-06-25 1961-11-09 Kraftanlagen Ag Geraet zum Lichtbogen-Schweissen mit aufgelegter Elektrode
CA994870A (en) * 1972-05-20 1976-08-10 Motomi Kano Arc welding process
DE102007028956A1 (de) 2007-06-22 2008-12-24 Ruchay, Wilfried, Dipl.-Ing. Verfahren zur Schweißbadbeeinflussung, insbesondere für annähernd waagerechte Schweißnähte mit Schweißspalt

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE740345C (de) * 1938-12-28 1943-10-23 Elin Vorrichtung zum Ausfuehren von Lichtbogenschweissungen mittels ummantelter Elektrode

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE740345C (de) * 1938-12-28 1943-10-23 Elin Vorrichtung zum Ausfuehren von Lichtbogenschweissungen mittels ummantelter Elektrode

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DE896097C (de) 1953-11-26
DE922902C (de) 1955-01-27

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