DE958231C - Vorrichtung zur Regelung der Lichtbogenspannung beim automatischen Schweissen mit einer abschmelzenden Elektrode unter Verwendung von Verstaerkern mit veraenderlichem Verstaerkungs-Faktor - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 14. FEBRUAR 1957

INTERNAT. KLASSE H 05b

A2i743VIIId/2ih

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Bogenspannung beim automatischen Schweißen mit einer abschmelzenden Elektrode in einer Schutzgasatmosphäre durch Regelung der Vorschubgeschwindigkeit der Elektrode, bei welcher die Bogenspannung durch einen elektrischen oder magnetischen Verstärker verstärkt und an eine Vorrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit des Motors für den Elektrodenvorschub aage--ίο legt wird, wobei dieser Verstärker einen Verstärkerfaktor aufweist, welcher zunimmt, wenn sich die Bogenspannung von der einzustellenden Bogenspannung entfernt oder wenn die Spannung des Schweißbogens die Regelspannung um einen bestimmten Wert übersteigt.

Die üblichen Vorrichtungen zur Regelung der Lichtbogenlänge, bei welchen der Motor für den Vorschub der Elektrode durch die Lichtbogenspannung gespeist wird, arbeiten "bei einer Speisung mit Schutzgas nicht einwandfrei oder erfordern die Benutzung von komplizierten Apparaturen, welche schwer regelbar sind, da der Zusammenhang zwischen der Spannung und der Bogenlänge von dem beim Schweißen in Luft ver-

schieden ist und weil die Stromdichte und die Vorschubsgeschwindigkeiten des Drahtes viel größer sind und daher eine empfindliche und kräftige Regelung erfordern.

Es sind daher Vorrichtungen bekanntgeworden, bei welchen die Feldwicklung des Motors mit Gleichstrom konstanter Spannung erregt und der Anker ebenfalls mit Gleichstrom konstanter Spannung betrieben wird. Bei diesen Vorrichtungen soll ίο die Regelung dadurch erfolgen, daß eine zusätzliche Feldwicklung über einen Eisen-Wasserstoff-Widerstand parallel zum Lichtbogen gelegt ist. Der Eisen-Wasserstoff-Widerstand soll hierbei eine zu starke Beaufschlagung der zusätzlichen Feld'wicklung vermeiden. Es ist auch grundsätzlich bekannt, daß sich die Drehzahl von Motoren auf Grund der Spannung.des. Felderregerstromes regeln läßt.

Zur Erhöhung der Empfindlichkeit der Regelung hat man weiterhin Vorrichtungen vorgeschlagen, die einen elektronischen Verstärker für die Lichtbogenspannung und eine mit gittergesteuerten Röhren versehene Vorrichtung zur Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit der Elektrode in Abhängigkeit von der so verstärkten Bogenspannung aufweisen. Diese Vorrichtungen· weisen aber erhebliche Nachteile auf, erstens weil der elektronische Verstärker auf den Motor über ein mechanisches System wirkt, das eine Trägheit besitzt, die sehr groß sein kann, und zweitens infolge der zufälligen Schwankungen der Netzspannung. Dies wieder würde die Benutzung zusätzlicher Vorrichtungen zum Stabilisieren der Spannung erforderlich machen, welche sehr kostspielig sind.

Zur Vermeidung dieser Nachteile besteht die Erfindung darin, daß bei der Regelvorrichtung ein Stromkreis mit regelbarer Zeitkonstante in denjenigen Teil des Verstärkers eingeschaltet ist, in welchem die Lichtbogenspannung als Gleichspannung vorliegt und hierbei die Ausbildung so getroffen, daß dieser Stromkreis die plötzlichen kurz dauernden Schwankungen der Bogenspannung mit einer regelbaren Schwächung und Verzögerung überträgt. Hierdurch wird erreicht, daß kurzzeitige Spannungsschwankungen keinen Einfluß mehr auf den Transport der Elektrode ausüben. Dies bedeutet, daß die Elektrode" ruhiger gehalten wird als bisher, was für die Herstellung einer sauberen Schweißnaht unbedingt erforderlich ist. Durch die Regelung der Zeitkonstante und damit die Regelung der Ansprechzeit des Bogens kann die Vorrichtung nach der Erfindung an mechanischen Geräten mit sehr verschiedener Trägheit benutzt werden; denn falls die Trägheft groß ist, kann die Berichtigung der Geschwindigkeit des Motors entsprechend der Bogenspannung nicht so schnell erfolgen als wenn die mechanische Trägheit klein ist, und außerdem wird hierdurch die Wirkung von zufälligen schnellen Schwankungen der Bogenspannung um einen Mittelwert unterdrückt. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird der· Stromkreis mit regelbarer Zeitkonstante durch einen regelbaren Widerstand und einen Kondensator gebildet, die in dem Teil des Stromkreises eingeschaltet sind, in welchem die Lichtbogenspannung als Gleichspannung vorliegt, z. B. im Ein- gang des Verstärkers beim Schweißen mit Gleichstrom. In dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung nach der Erfindung besonders einfach und billig herzustellen.

Zweckmäßig wird die Bogenspannung zwischen das Gitter und die Kathode einer Elektronenröhre gelegt, deren Anode in· Reibe mit der Kathode oder den Kathoden eines elektronischen Oszillators geschaltet ist, dessen erzeugte Wechselspannung an die Primärwicklung eines Transformators angelegt wird, dessen sekundäre Wicklung an einen Gleichrichter angeschlossen ist, wobei die gleichgerichtete Spannung an eine mit Gitter gesteuerten' Röhren ausgerüstete Vorrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit des Motors für den Elektrodenvorschub angelegt wird, wobei gegebenenfalls die Anode einer zweiten Elektronenröhre der Anode der ersten Röhre parallel geschaltet wird, während die Kathode der zweiten Röhre über einen Widerstand mit dem Schweißstück verbunden ist, wobei ein Teil der Bogenspannung an das Gitter der zweiten Röhre angelegt wird, welches eine solche Vorspannung besitzt, daß die Röhre bei einem normalen Wert der Bogenspannung eine jenseits der Abschaltspannung liegende Vorspannung hat.

Es ist auch möglich, die Bogenspannung an einen Zerhacker anzulegen, der die Gleichspannung in eine zu ihr proportionale Wechselspannung umformt, die an das Gitter einer Elektronenröhre angelegt wird, das eine Spannung erhält, welche durch den Unterschied einer festen negativen Spannung und einer zu dem Unterschied zwischen der Lichtbogenspannung und einer festen Spannung proportionalen positiven Spannung, welcher z. B. durch Gleichrichtung der Wechselspannung in Gegenschaltung mit einer festen Spannung erhalten wird, gebildet wird.

Die Umformung der Bogenspannung in eine Wechselspannung bietet den Vorteil, daß die Speisung des Motors für den Vorschub der Elektrode und der ihn speisenden gasgefüllten, gittergesteuerten Röhren unmittelbar an das Wechselstromnetz angeschlossen werden kann, so daß der kostspielige Leistungstransformator gespart werden kann, dessen Magnetkreis sehr reichlich bemessen werden muß, da die Wellenform von der Sinusform stark abweicht und die Sekundärwicklung von einer Gleichstromkomponente durchflossen wird, wenn die Vorrichtung zur Regelung der _ Geschwindigkeit! eine einzige gasgefüllte, gittergesteuerte Röhre aufweist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Wechselspannung, die gleich der Differenz zwischen der Lichtbogenspannung und einer festen Spannung ist, deren Wert kleiner als die gewünschte Bogenspannung ist, an das Gitter einer Röhre mit veränderlicher Steilheit angelegt, welches eine positive Spannung erhält, die dem Absolutwert der Differenz zwischen der wirklichen Bogenspannung und einer der gewünschten Bogenspannung gleichen Spannung proportional ist.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielishaliber erläutert.

Fig. ι ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 ist eine Kurve, welche die Geschwindigkeit des Motors für den Vorschub der Elektrode in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung bei einem Stromkreis der Fig. ι darstellt; Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer

ίο anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 ist die Kurve der Verstärkung einer Röhre in Abhängigkeit von der angelegten Gitterspannung;

Fig. 5 ist eine Kurve, welche die Geschwindigkeit des Vorschubs der Elektrode in Abhängigkeit von der Spannung bei der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung zeigt;

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung eines Teils der Schaltung der Fig. 3;

Fig. 7 zeigt die Schaltung einer anderen Ausführungsfo'rm der Erfindung;

Fig. 8 ist eine Kurve der Vorschubgeschwindigkeit der Elektrode in Abhängigkeit von der Lichtbogenspannung bei dem Stromkreis der Fig. 7.

Die auf Fig. 1 dargestellte Schweiß vorrichtung enthält eine abschmelzende Elektrode 1, welche durch von einem Elektromotor 3 angetriebene Rollern 2 angetrieben wird. Zwischen der Elektrode ι und einem Schweiß stück 4 geht ein Lichtbogen in einer Schutzgasatmosphäre über, welche durch eine Düse 5 um das Ende der Elektrode geleitet wird. Die Elektrode ist mit einem längs eines Spannungsteil Widerstandes 7 verstellbaren Schieber 6 verbunden. Das Ende 9 des Widerstandes ist mit der negativen Klemme einer Gleichspannungsquelle 10 verbunden, deren positiver Pol mit dem Schweißstück verbunden ist. Die Gleichspannungsquelle hat vorzugsweise eine stabilisierte Spannung, deren Wert zweckmäßig höher als die Lichtbogenspannung ist und z. B. 100 V beträgt, so daß die Spannungs Schwankungen einen verhältnismäßig kleinen Wert gegenüber der Lichtbogenspannung haben. Das Gitter 12 einer Elektronenröhren ist mit der regelbaren Anzapfung J_a des Widerstands 7 über einen regelbaren Widerstand 13 verbunden, während ihre Kathode über einen Widerstand 14 mit der Erde 15 verbunden ist, die ihrerseits mit dem Schweißstück 4 verbunden ist. Ein zwischen den Schieber des regelbaren Widerstands 13 und die Erdleitung des Verstärkers geschalteter Kondensator I3_ß bildet mit dem Widerstand 13 einen Stromkreis mit regelbarer Zeitkonstante, welcher die plötzlichen kurzdauernden Schwankungen der Lichtbogenspannung abschwächt und sie mit einer regelbaren Verzögerung überträgt. Die Verzögerung und die Abschwächung sind um so größer, je größer die Zeitkonstante des Stromkreises ist. ■ Die Anode 16 dieser Röhre ist mit den Kathoden 17, 18 von zwei als symmetrischer Oszillator geschalteten Elektronenröhren 19, 20 verbunden, deren Anoden 21, 22 mit den Enden der Primär-,wicklung eines Transformators 23 verbunden sind, dessen Mittelpunkt mit einer geeigneten Gleichspannungsquelle 24 verbunden ist. Die Gitter der Röhren 19, 20 sind an Zwischenanzapfungen' der Primärwicklung des Transformators 23 angeischlossen. Die art den Klemmen der Sekundärwicklung 25 des Transformators 23 erzeugte Wechselspannung wird durch den Gleichrichter 26 und den Widerstand 2J gleichgerichtet und durch den Kondensator 28 gefiltert. Die an den Klemmen des Widerstandes 27 erscheinende Gleichspannnung wird an eine Vorrichtung 29 zur Regelung der Geschwindigkeit des Motors 3 für den Vorschub der Elektrode angelegt. Diese Vorrichtung weist eine übliche Bauart auf und enthält ^:z. B. gasgefüllte, gittergesteuerte Röhren, welche den Motor 3 so speisen, daß seine Geschwindigkeit etwa der an den Eingang des Kastens 29 angelegten Gleichspannung proportional ist. Infolge der Umwandlung der Lichtbogengleichspannung in Wechselspannung unter Benutzung des Transformators 23 ist die Steuerspannung der mit gittergesteuerten Röhren versehenen Vorrichtung von dem Schweißstück und der Schweißelektrode isoliert, so daß der Motor 3 unmittelbar aus dem Wechselstromnetz 30 ohne Zwischentransformator gespeist und der erhebliche Preis und das erhebliche Gewicht eines derartigen Transformators gespart werden kann. Da der Transformator 23 nur eine äußerst kleine Leistung go zu übertragen hat, sind sein Preis und sein Gewicht sehr klein.

Die Anzapfung 7_a idea Spannungs*eiterwiderstandes 7 ist so geregelt, daß die Spannung des Gitters 12 gegenüber der Kathode um einen Wert negativ ist, welcher einem richtigen Betriebspunkt der Röhre 11 entspricht. Diese Röhre arbeitet als veränderlicher Widerstand in dem kathodischen-Stromkreis der Oszillatorröhren 19 und 20, so daß die an den Klemmen des Transformators 25 erzeugte Wechselspannung etwa der Lichtbogenspannung proportional ist.

Zur Herstellung einer größeren Verstärkung der Bogenspannung, wenn diese die Regelspannung überschreitet, wird eine zweite Elektronenröhre 31 benutzt, deren Anode 32 zu der Anode der ersten Röhre 1 parallel geschaltet ist, während ihre Kathode mit der Erde 15 des Verstärkers verbunden ist, die ihrerseits mit dem Schweißstück 4 verbunden ist. Zwischen die Kathode 34 und der Erde 15 kann ein Widerstand 33 geschaltet sein. Das Gitter 35 der Röhre 1 ist mit einer regelbaren Anzapfung 36 des Spannungsteilerwiderstandes 7 verbunden, und zwar gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Vorspannung 37, welche das Gitter 35 negativer als die Anzapfung 36 macht und einen solchen Wert hat, daß die Spannung des Gitters 35 niedriger liegt als die Spannung, bei welcher die Röhre keinen Strom führt, d. h., die »Abschaltspannung«, wobei dieser Wert so be- iao messen ist, daß die Röhre nur Strom liefert, wenn die Bogenspannung die Regelspannung um einen gewissen Wert übersteigt, z. B. um 5 V. Man kann auch das Gitter 35 unmittelbar an eine Anzapfung 36 anschließen, welche so liegt, daß die Spannung um einen der Abschaltspannung der Röhre 31

gleichen Wert niedriger als die Spannung des Schweißstückes ist. Wenn die Bogenspannung die Regelspannung um den obigen Wert übersteigt, ist die Röhre31 zu der Röhren parallel geschaltet, so daß die Verstärkung der Vorrichtung zunimmt. Der Elektromotor 3 kann durch einen Motor beliebiger anderer Bauart und eine die Geschwindigkeit dieses Motors regelnden elektrischen Regelvorrichtung ersetzt werden,, z. B. einen hydrau-Mischen oder Druckgasmotor und durch ein die Durchflußmenge des Druckmittels regelndes Elektroventil. In diesem Fall kann eine weniger große elektrische Leistung benutzt und die Vorrichtung mit glittergesteuerten Röhren, z. B. durch einen einfachem Verstärker, ersetzt werden.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform erfolgt die Umformung der Lichtbogengleichspannung in einer Wechselspannung mittels eines Zerhackers. Ein Teil der Lichtbogenspannung wird durch einen zwischen die Elektrode 1 und das Schweißstück 4 geschalteten Spannungsteilerwiderstand 39 abgenommen. Ein längs des Widerstandes 39 verstellbarer Schieber 40 ist mit einer beweglichen Zunge 41 eines Zerhackers 42 verbunden. Die festen Kontakte des Zerhackers sind mit den Enden der Primärwicklung 45 eines Transformators 46 verbunden, dessen Mittelpunkt mit dem Schweißstück 4 verbunden ist. Ein Ende der Sekundärwicklung 47 ist mit dem negativen Pol 48 einer Gleichspannungsquelle 49 mit der Spannung U₂ verbunden, deren positiver Pol mit der Erde 50 des Verstärkers verbunden ist, welche ihrerseits mit dem Schweiß stück 4 verbunden ist, Das andere Ende 51 der Sekundärwicklung 47 ist über einen Kondensator 52 mit dem Gitter 53 einer Elektronenröhre 54 mit veränderlicher Steilheit verbunden. Die Klemme 51 ist auch mit einem Gleichrichter verbunden, dessen Ausgang mit zwei in Reihe geschalteten Widerständen 56, 57 verbunden ist, wobei das Ende des Widerstandes 57 an das Gitter 53 angeschaltet ist. Der den beiden Widerständen 56, 57 gemeinsame Punkt 58 ist mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle 59 mit der Spannung U₃ verbunden, welche durch einen Kondensator 60 überbrückt wird und deren negativer Pol mit dem negativen Pol 48 der Gleichspannungsquelle 49 verbunden ist. Die Anode 61 der Röhre 54 ist über einen Widerstand 62 mit einer Anodenspannungsquelle 63 verbunden, und ein Gleichrichter 65 in Brückenschaltung ist durch Kondensatoren 64 und 66 mit der Anode 61 bzw. der Erde des Verstärkers verbunden. Die an den Klemmen des Gleichrichters erscheinende gleichgerichtete Spannung wird an die Eingangsklemmen 67, 68 eines mit gasgefüllten, gittergesteuerten Röhren ausgerüsteten Verstärkers 29 gelegt, welcher den Motor 3 für den Elektrodenvorschub speist.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen!: Ein Teil der zwischen dem Schieber 40 und dem Schweißstück 4 vorhandenen Lichtbogenspannung wird durch den Zerhacker 42 in Wechselstrom umgewandelt, der durch die Primärwicklung des Transformators 46 fließt, welcher an den Klemmen seiner Sekundärwicklung eine Wechselspannung erzeugt, die an das Steuergitter 53 der Elektronenröhre 54 angelegt wird, deren Gitter durch die Spannungsquellen 49 und 59 und durch den Gleichrichter 55 eine Vorspannung U_x erhält. Wenn die Wechselspannung an den Klemmen der Sekundärwicklung 47 kleiner als der Wert ist, für welchen die gleichgerichtete Spannung an den Klemmen des Kondensators 60 kleiner als die Spannung U₃ der Gleichstromquelle 59 ist, ist die Vorspannung U₁ des Gitters 53 in bezug auf die Erde 50 gleich, einer Spannung U₂ weniger U₃. Dieser Wert bestimmt einen gewissen Verstärkungsfaktor der Röhre 54, wejlcher von der Steilheit der auf Fig. 4 dargestellten Kennlinie abhängt, welche den Strom in Abhängigkeit von der Gitterspannung der Röhre darstellt.

Wenn die Lichtbogenspannung über den Wert steigt, welcher einer von dem Gleichrichter 55 gleichgerichteten Spannung mit einem über U₃ liegenden Wert entspricht, zieht sich die gleichr gerichtete Spannung von der Vorspannung ab, und das Gitter erhält die Vorspannung U₁', was dem Betriebspunkt 69 der Kurve der Fig. 5 entspricht, an welchem die Steilheit der Röhre größer als an dem der Vorspannung U₁ entsprechenden Punkt ist. Der Wert U₂-U₃ bestimmt den Betriebspunkt der Röhre 54 und damit die mittlere Verstärkung der Röhre. Die Spannung U₃ bestimmt die Bogenspannung, oberhalb welcher der Verstärkungsfaktor zunimmt.

Man kann natürlich auch mehrere aufeinanderfolgende Verstärkungsstufen mit Röhren 54 benutzen, wobei die Gittervorspannung für alle diese zusätzlichen Röhren die gleiche sein kann. Die an der Anode 61 der Röhre 54 erscheinende verstärkte Wechselspannung wird an einen Gleichrichterkreis angelegt, z. B. in Brückenschaltung, und die Gleichspannung wird an den Verstärker zur Regelung der Geschwindigkeit des Motors angelegt, welcher z. B. eine mit gasgefüllten, gittergesteuerten Röhren ausgerüstete Vorrichtung ist, welche die Geschwindigkeit proportional zu der an die Klemmen 67, 68 angelegten Eingangsspannung regelt.

Die Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Bogenspannung kann durch Fig. 5 dargestellt werden. Die Geschwindigkeit ist der Lichtbogenspannung U₁ etwa proportional, welche gleich oder größer als die gewünschte Bogenspannung Ud sein kann. Gemäß Fig. 6 kann auch die Änderung der Verstärkung der Röhre dadurch vergrößert werden, daß an das Gitter 53 nur ein Bruchteil der an den Klemmen der Sekundärwicklung 47 erzeugten Wechselspannung durch einen Spannungsteiler 70 angelgt wird, welcher zwischen einem Ende der Sekundärwicklung 47 und dem Kondensator 52 vorgesehen ist, wobei das Gitter 53 mit. dem Schieber 71 dieses Spannungsteilers verbunden ist.

Bei der Schaltung der Fig. 7 erhält man für die Ausgangsspannung des Verstärkers und somit für die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Bogenspannung die auf Fig. 8 dargestellte Kurve.

Wie man sieht, ist die Steilheit der Kurve, d. h. die Verstärkung der Vorrichtung, an der Stelle 72 am kleinsten, welche einer Bogenspannung in der Nähe der gewünschten Regelspannung Ud entspricht, während, wenn die Bogenspannung mehr oder weniger von diesem Wert abweicht, -die Verstärkung zunimmt, d: h. die Geschwindigkeit ändert sich schneller als bei der gewünschten Bogenspannung.

Dieses Ergebnis wird z.B. durch den Stromkreis der Fig. 7 erhalten. Der zwischen die Schweißelektrode 1 und das Schweißstück 4 geschaltete Spannungsteiler 73 besitzt einen regelbaren Schieber, welcher mit einem Zerhacker 74 und der Primärwicklung eines Transformators 75 verbunden ist, wobei eine Gleichspannungsquelle 76 mit der Spannung CT₄ der Lichtbogenspannung entgegengescbaltet äst, so daß die an der Sekun*- därwicklung yy erhaltene Spannung eine Wechselspannung ist, welche zu der Differenz zwischen der Bogenspannung und U₄ proportional ist. Diese Spannung wird an das Gitter 53 einer Elektronenröhre 54 mit veränderlicher Steilheit angelegt.
Ein zweiter Spannungsteilerwiderstand 78 ist zwischen die Schweißelektrode und das Schweißstück geschaltet. Ein längs dieses Widerstandes verstellbarer Schieber 79 ist mit einem Zerhacker

80 verbunden, welcher mit einem Transformator

81 und einer der Lichtbogenspannung entgegengeschalteten Gleichspannungsquelle 82 mit der Spannung U₅ zusammengeschaltet ist. Die an den Klemmen der Sekundärwicklung 83 dieses Transformators erhaltene Spannung ist somit eine Spannung, welche zu U bis U₅ proportional ist, wobei U die Spannung zwischen dem Schieber 79 und der Erde ist.

Ein Ende der Sekundärwicklung dieses Transformators ist mit dem negativen Pol einer Gleichspannungsquelle 49 mit der Spannung U₃ verbunden. Die andere Klemme der Sekundärwicklung 83 ist mit einem Gleichrichter verbunden, der z. B. einen Trockengleichrichter 55 aufweist, welcher über Widerstände 56, 57 mit dem Gitter 53 der Röhre 54 verbunden ist. DeV Stromkreis des Gleichrichters 55 schließt sich über den Widerstand 85, der durch einen Kondensator 84 zur Filterung des gleichgerichteten Stromes überbrückt ist. Die an den Klemmen des Anodenwiderstandes 62 erscheinende verstärkte Wechselspannung wird

z. B. durch einen Gleichrichter 65 in Brückenschalung gleichgerichtet, und die so erhaltene Gleichspannung wird an die Klemmen 67, 68 eines Verstärkers üblicher Bauart angelegt, welcher z. B. gasgefüllte, gitterges teuer te Röhren, aufweist und den Motor 3 für den Vorschub der Elektrode so speist, daß seine Geschwindigkeit zu der an den Eingang angelegten Gleichspannung proportional ist.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Der

Wert der Spannung U₄ bestimmt die Lage der Kurve der Fig. 8 in bezug auf die Achsen, d. h. die Lage des Schnittpunktes dieser Kurve mit der die Bogenispaonungen darstellenden Abszissenachse.

Die Spannung U₅ bestimmt den Wendepunkt der Kurve, an welchem die Verstärkung den kleinsten Wert hat. Die entsprechende Bogenspannung muß gleich der gewünschten Lichtbogenspannung sein. Die Verstärkung der Vorrichtung für diesen Wert hängt von der Spannung der Spannungsquelle 49 ab. Die Regelung dieser Spannung gestattet somit die Anpassung der Vorrichtung an die Kenngrößen des Bogens, d. h. an den Durchmesser der Elektrode und den Schweiß strom.

Wenn in der Zeichnung beispielshalber Ausführungsformen der Erfindung mit elektronischen Verstärkern dargestellt sind, so können nach der Erfindung selbstverständlich auch Verstärker anderer Art, beispielsweise magnetische Verstärker entsprechenden Aufbaues benutzt werden.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur Regelung der Lichtbogenspäniiung beim automatischen Schweißen mit einer abschmelzenden Elektrode in Schutzgasatmosphäre durch. Regelung der Vorschubgeschwindigkeit der Elektrode, bei welcher die Bogenspannung durch einen elektrischen oder magnetischen Verstärker verstärkt und an eine Vorrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit des Motors für den Elektrodenvorschub angelegt wird, wobei dieser Verstärker einen Verstärkungsfaktor aufweist, welcher zunimmt, wenn sich die Bogenspannung von der einzustellenden Bogenspannung entfernt oder wenn die Spannung des Schweißbogens die Regelspannung um einen bestimmten Wert übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromkreis , mit regelbarer Zeitkonstante in den Teil des Verstärkers eingeschaltet ist, in welchem die Lichtbogenspannung als Gleichspannung vorliegt, wobei die Ausbildung so getroffen ist, daß dieser Stromkreis die plötzlichen kurz dauernden Schwankungen der Bogenspannung mit einer regelbaren Schwächung und Verzögerung überträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis mit regelbarer Zeitkonstante durch einen regelbaren Widerstand (13) und einen Kondensator (13«) gebildet wird, welche in den Teil des Stromkreises eingeschaltet sind, in welchem die Lichtbogenspannung als Gleichspannung vorliegt, z. B. am Eingang des Verstärkers beim Schweißen mit Gleichstrom.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenspannung zwischen das Gitter und die Kathode einer Elektronenröhre (11) gelegt wird, deren Anode (16) in Reihe mit der Kathode oder den Kathoden (17, 18) eines elektronischen Oszillators geschaltet ist, dessen erzeugte Wechselspannung an die Primärwicklung eines Transformators (23) angelegt wird, dessen Sekundärwicklung an einen Gleichrichter (26) angeschlossen ist, wobei die gleichgerichtete Spannung an eine

mit gittergesteuerten Röhren ausgerüstete Vorrichtung (29) zur Regelung der Geschwindigkeit des Motors (3) für den Elektrodenvorschub angelegt wird, wobei gegebenenfalls die Anode einer zweiten Elektronenröhre (31) der Anode der .ersten Röhre (11) parallel geschaltet wird, während die Kathode der zweiten Röhre über einen Widerstand (33) mit dem Schweißstück (4) verbunden ist, wobei ein Teil der Bogenspannung an das Gitter der zweiten Röhre (31) angelegt wird, welches eine solche Vorspannung besitzt, daß die Röhre (31) bei einem normalen Wert der Bogenspannung eine jenseits der Äbschaltspannung liegende Vorspannung hat. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenspannung an einen Zerhacker (42) angelegt wird, der die Gleichspannung in eine zu ihr proportionale Wechselspannung umformt, die an das Gitter (53) einer Elektronenröhre (54) angelegt wird, das eine Spannung erhält, welche durch den Unterschied einer festen, negativen Spannung (48) und einer zu dem Unterschied zwischen der Lichtbogenspannung und einer festen Spannung proportionalen positiven Spannung, welche z. B. durch as Gleichrichtung der Wechselspannung in Gegenschaltung mit einer festen Spannung (59) erhalten, wird, gebildet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechselspannung, die gleich der Differenz zwischen der Lichtbogenspannung und einer festen Spannung ist, deren Wert kleiner als die gewünschte Bogenspannung ist, an das Gitter einer Röhre mit veränderlicher Steilheit angelegt wird, welches eine positive Spannung erhält, die dem Absolutwert der Differenz zwischen der wirklichen Bogenspannung und einer der gewünschten Bogenspannung gleichen Spannung proportional ist.

■;' In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 741 249;
. Üselzmänn, »Industrielle Elektronik«, 1950, S.135 und 168.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©6W576/+31 7.56 (609 797 2. 57)