DE959040C - Anordnung zum Lichtbogenschweissen mit auf das Werkstueck aufgelegter Elektrode unter Verwendung eines den Lichtbogen beeinflussenden Aussenfeldes - Google Patents

Anordnung zum Lichtbogenschweissen mit auf das Werkstueck aufgelegter Elektrode unter Verwendung eines den Lichtbogen beeinflussenden Aussenfeldes

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DE959040C
DE959040C DEK17399A DEK0017399A DE959040C DE 959040 C DE959040 C DE 959040C DE K17399 A DEK17399 A DE K17399A DE K0017399 A DEK0017399 A DE K0017399A DE 959040 C DE959040 C DE 959040C
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Kraftanlagen AG
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/14Arc welding or cutting making use of insulated electrodes
    • B23K9/142Drag welding, the arc length being determined by an insulated layer between the welding electrode and the welding spot or seam
    • B23K9/145Drag welding, the arc length being determined by an insulated layer between the welding electrode and the welding spot or seam the insulated welding electrode being laid along the seam

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Description

  • Anordnung zurrt Lichtbogenschweißen mit auf das Werkstück aufgelegter Elektrode unter Verwendung eines den Lichtbogen beeinflussenden Außenfeldes Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Lichtbogensch.weißen mit auf das Werkstück aufgelegten oder in die Schweißfuge eingelegter Elektrode, und zwar ist sie durch die kombinierte Anwendung folgender an sich bekannter Merkmale gekennzeichnet: a) Es wird ein magnetisches Hilfsfeld verwendet, das im wesentlichen oberhalb des Werkstückes quer zur Schweißnaht und im Bereich des Lichtbogens etwa parallel zur Werkstücksoberfläche verläuft; b) das Hilfsfeld hat eine solche Polarität, daß der Lichtbogen in Richtung auf die Schweißnaht hin bzw. gegen den Vorderteil der Elektrode gelenkt wird. Die Anwendung magnetischer Hilfsfelder beim Lichtbogenschweißen ist an sich in verschiedenen Formen bekannt, jedoch gestattet keine der vorbekannten Anordnungen die Erzielung einer völlig gleichmäßigen Schweißraupe unabhängig von deren räumlicher Lage. Dieses w@i@rd vielmehr erstmalig durch die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht.
  • Unter den vorbekannten Anordnungen sind zur Klarstellung des Standes der Technik insbesondere folgende zwei erwähnenswert, die die beiden Kombinationsmerkmale der erfindungsgemäßen Anordnung je für sich allein verwirklichen: Bei der einen der vorbekannten Anordnungen wird ein magnetisches Hilfsfeld benutzt, das im wesentlichen oberhalb des Werkstückes quer zur Schweißnaht und im Bereich des Lichtbogens etwa parallel zur Werkstücksoberfläche verläuft. Hierbei handelt es sich um. ein Schweißen mit isoliert eingelegten Elektroden großen Querschnitts mit sehr großen Stromstärken, und zwar ist das Hilfsfeld derart gerichtet, daß der Lichtbogen auf den bereits geschweißten Teil der Schweißraupe zu geblasen wird, also von dem Vorderteil der Elektrode fort und damit auch von der Schweißfuge fort. Diese Maßnahme verfolgt den Zweck, ein ungleichmäßiges Abbrennen der dicken Elektrode zu vermeiden. Eine solche Anordnung muß aber nach der erfindungsgemäßen Erkenntnis den Nachteil haben, daß der Einbrand, insbesondere Wurzeleinbrand, verschlechtert wird und die Erzielung einer einwandfreien Schweißraupe unmöglich gemacht wird, insbesondere bei Anwendung normaler Stromstärken und in von der Normallage abweichenden Lagen der Nahtfuge, so daß das Anwendungsgebiet äußerst beschränkt ist.
  • Bekannt ist es andererseits an sich, daß es vorteilhaft ist, den Lichtbogen mittels eines Hilfsfeldes entsprechender Polarität in Richtung auf die Schweißnaht hin bzw. gegen den Vorderteil der Elektrode zu lenken, um dadurch einen guten Einbrand zu erzielen. Hierfür wurden Hilfsfelder benutzt, die - was -die nächstliegende Lösung ist, die sich dem Fachmann als selbstverständlich aufdrängt - im wesentlichen durch das meist aus magnetisierbarem Werkstoff bestehende Werkstück verliefen. So wurden beispielsweise Hilfsmagnetsysteme mit ihren Polen zu beiden Seiten der Schweißfuge auf das Werkstück aufgesetzt. Diese erzeugten einen magnetischen Fluß durch die zwischenliegenden Werkstückteile, der sich durch die Sch-vveißfuge schloß. Diese Lösung mußte deshalb als die gegebene betrachtet werden, weil die Nutzbarmachung der guten magnetischen Leitfähigkeit des Werkstückes hoffen ließ, mit geringerer Amperewindungszahl auszukommen.
  • Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß diese bekannte Lösung verschiedene wesentliche Nachteile. aufweist. So ist der Grad der Beeinflussung in starkem. Maße unterschiedlich, je nachdem, ob es sich um das Schweißen der Wurzelraupe in einer zunächst noch offenen Nahtfuge handelt oder um das Schweißen der ersten bzw. einer späteren Decklage. Zum anderen ist die Werkstücksoberfläche keineswegs immer ganz eben und metallisch blank, so daß sich durch unterschiedliche Beschaffenheit der Oberfläche auch unterschiedliche Wirkungen ergeben, die eine genaue Kontrolle und zweckentsprechende Bemessung der Beeinflussung verhindern.
  • Diese Nachteile werden dadurch vermieden, daß zum Ablenken des Lichtbogens in Richtung auf die Schweißnaht hin ein Hilfsfeld benutzt wird, das -wie für die Ablenkung in entgegengesetzter Richtung, also nach oben, an sich bekannt- im wesentlichen oberhalb des Werkstückes verläuft. Ein solches Feld, das nachstehend als »Außenfeld« bezeichnet sei, ist von der Beschaffenheit der Werk-. stücksoberfläche und auch von der Art der Nahtfuge und der jeweils aufzubringenden Schweißraupe weitgehend unabhängig. Man ist daher in der Lage, das Hilfsfeld von vornherein genau so zu bemessen, wie es für die Erzielung der gewünschten Wirkung erforderlich ist. Dadurch hat man weiterhin die Möglichkeit, den besonderen Verhältnissen Rechnung zu tragen, die in von der Normallage abweichenden Schweißpositionen vorhanden sind, beispielsweise beim Schweißen geneigter Nähte und sogar beim Schweißen in Überkopflage. Allen in solchen Zwangslagen auftretenden besonderen Verhältnissen kann durch Bemessung des einwandfrei »dosierbaren« Außenfeldes genauestens Rechnung getragen werden.
  • Im übrigen hat sich ergeben, daß entgegen der ursprünglichen Vermutung bei offener Nahtfuge der Aufwand an Amperewindungen bei geeigneter Bemessung des Hilfsmagnetsystems kaum über denjenigen bei Verwendung von Werkstücksfeldern hinausgeht und daher im Hinblick auf die erzielbaren Vorteile in jedem Fall in Kauf genommen %verden kann. So kann die Anordnung gemäß der Erfindung für alle Fälle des Lichtbogenschweiße-ns mit auf das Werkstück aufgelegter oder in die Schweißfuge eingelegter Elektrode benutzt werden. Sie kommt somit für das Schweißen mit Hilfe uminaritelter Elektroden in gleicher Weise in Frage wie für das Schweißen mit Elektroden ohne feste Ummantelung, die in Schweißpulver eingelegt und durch dieses Schweißpulver gegen das Werkstück wie auch gegen etwaige Abdeckvorrichtungen oder Haltevorrichtungen isoliert werden.
  • Nicht vergleichbar ist dieAnordnung mitAußenfeld gemäß der Erfindung daher mit den seit Jahrzehnten bekannten Anordnungen, die mit etwa senkrecht zur Werkstücksoberfläche gerichteter Elektrode arbeiten. Wohl sind bei diesen älteren bekannten Anordnungen gelegentlich auch schon Magnetsysteme benutzt worden, die einen gewissen Abstand von der Werkstücksoberfläche aufwiesen und deren Kraftlinien infolgedessen ebenfalls überwiegend oberhalb der Werkstücksoberfläche verliefen. In diesen Fällen hat es sich nämlich nur darum gehandelt, den Lichtbogen zu beruhigen, in Schweißrichtung nach vorn, also von der Schweißraupe fort, abzulenken und die vor allem am Anfang und am Ende einer Schweißnaht an den Werkstückskanten auftretenden ungünstigen Blaswirkungen des Eigenfeldes zu dämpfen, um den Lichtbogen zu stabilisieren. Die besonderen Verhältnisse des Schweißens mit parallel zur Werkstücksoberfläche liegender Elektrode liegen dort also gar nicht v or.
  • Wenn vorstehend als wesentliches Merkmal des den Lichtbogen in Richtung auf die Schweißnaht hin lenkenden Hilfsfeldes der Verlauf des Hilfsfeldes oberhalb des Werkstückes bezeichnet wurde, so sei doch bemerkt, daß selbstverständlich gewisse Streulinien notwendigerweise auch durch das Werkstück selbst verlaufen, wie umgekehrt bei den bekannten Werkstückfeldern gewisse Streulinien sich auch oberhalb der Werkstückoberfläche schlossen. Entscheidend ist somit für die Abgrenzung der erfindungsgemäßen Anordnung gegenüber den vorbekanntenAnordnungen mitWerkstücksfeldern, daß bei jener der überwiegende und wirksame Teil der Kraftlinien außerhalb des Werkstückes verläuft.
  • Beim Schweißen von Deck-undAuftragsnähtenalso nach bereits erfolgter Schließung des Luftspaltes durch die Wurzelraupe - werden bei Werkstücken aus Eisen infolge des geringen magnetischen Widerstandes die Kraftlinien des Eigenfeldes unterhalb des Lichtbogens in das Werkstück hineingezogen. Wird außerdem noch, wie es bei den bekannten Anordnungen geschieht, ein Hilfsfeld angewandt, dessen Kraftlinien zum überwiegenden Teil ebenfalls im Eisen des Werkstückes verlaufen, so ist die Wirkung der wenigen durch den Lichtbogen verlaufenden Streukraftlinien des Hilfsfeldes sehr gering. Um beispielsweise bei Merkopflage eine genügend starke Beeinflussung des Lichtbogens zu erzielen, müßte man daher mit sehr hohen Gesamtfeldstärken des Hilfsfeldes arbeiten, damit das Streufeld, das ja doch nur einen kleinen Bruchteil dieses Gesamtfeldes darstellt, ausreicht, um eine genügend starke Ablenkung des Lichtbogens in dem gewünschten Sinne zu bewirken. Verwendet man hingegen gemäß der Erfindung ein Außenfeld, so kommt man mit wesentlich geringeren Feldstärken aus.
  • Die Erzeugung eines Außenfeldes gemäß der Erfindung erfolgt mit Hilfe von zwei zu beiden Seiten der Elektrode in genügend kleinem Abstand von dieser angeordneten Polschuhen, die das Werkstück in der Regel nicht berühren, wenn auch eine leichte Berührung in einem Punkt oder in einer Linie nicht gerade schadet. Infolgedessen ist die Oberflächenbeschaffenheit des Werkstückes ohne Einfluß, und es spielt keine Rolle, ob diese Oberfläche beispielsweise mit einer starken Rostschicht überzogen ist und ob sie Poren, Höcker und sonstige Unebenheiten aufweist.
  • Vorzugsweise wird das Magnetsystem so ausgebildet, daß die der Elektrode zugewandten Stirnflächen der beiden in geringem Abstand oberhalb des Werkstückes liegenden Magnetpole schräg, und zwar mit in Richtung zum Werkstück sich vergrößerndem Polabstand, verlaufen. Die Neigung der beiden Polstirnflächen gegenüber der Werkstücksoberfläche kann hierbei zwischen etwa 45 und 9o° liegen. Besonders günstig ist ein Neigungswinkel von etwa 6o°.
  • Befindet sich die Anordnung gemäß der Erfindung über einer ebenen Eisenplatte, dann haben die Kraftlinien das Bestreben, sich dem Eisen zu nähern. Sie werden also bogenförmig zur Eisenoberfläche hingezogen. Infolgedessen verlaufen die Kraftlinien in und noch kurz über dem Lichtbogen praktisch etwa parallel zur.Eisenfläche, und zwar derart, daß auch bei mäßigen Feldstärken sich noch genügend Kraftlinien oberhalb des Werkstückes bzw. im Bereich des Lichtbogens- befinden. Dieses magnetische Feld bewirkt die erstrebte Ablenkung des Lichtbogens in Richtung auf die Schweißnaht, infolge seiner Bogenform außerdem aber auch eine Verbreiterung der Schweißraupe.
  • Zur Veranschaulichupg des Erfindungsgedankens sind in der'Zeichnung einige Ausführungsbeispiele dargestellt.
  • Fig. i zeigt, gesehen in Nahtrichtung, ein oberhalb einer Eisenplatte angeordnetes Magnetsystem gemäß der Erfindung, das auf eine aufgelegte Elektrode einwirkt; Fig. 2 zeigt das gleiche Magnetsystem in Ansicht quer zur Naht; Fig. 3 stellt, wieder- in Nahtrichtung gesehen, ein etwas abgewandeltes Magnetsystem dar, während Fig.4 einen Schnitt durch einen seiner beiden schräg verlaufenden Polschenkel zeigt; in den Fig. 5 und 6 sind, wieder in Nahtrichtung gesehen, unter Darstellung nur der Magnetpole zwei unsymmetrisch angeordnete Magnetsysteme veranschaulicht, und zwar in Anwendung auf das Schweißen einer waagerechten Schweißnaht in einer senkrechten Wand.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i und 2, das eine Auftragsschw6ißung veranschaulicht, besitzt der das Außenfeld erzeugende Elektromagnet einen U-förmigen Magnetkörper i, der aus massivem Eisen, z. B. Rundeisen, hergestellt ist und an dessen Schenkelenden zwei Polschuhe 2 aus Eisenblech, etwa von 2 mm Dicke, angeschraubt sind. Diese beiden Pblschuhbleche 2 sind an ihren der aufgelegten Elektrode 3 zugewandten Enden winkelförmig zurückgebogen. Unter der Einwirkung des aus Eisen bestehenden Werkstückes 4 nehmen die wirksamen Feldlinien etwa die dargestellte Bogen-. form an, und es ist aus Fig. i ersichtlich, daß diese Feldlinien im Bereich der Elektrode 3 etwa parallel zur Oberfläche des Werkstückes 4 verlaufen.
  • Die gleiche Wirkung tritt bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und ¢ ein, das ebenfalls eine Auftiagsschweißung veranschaulicht und sich von dem ersten nur durch die Ausbildung des Magnetkörpers unterscheidet. Hier ist ein Magnetkern aus Transformatorenblechen benutzt, die so geformt sind, daß die Enden der beiden Magnetschenkel sich in der gewünschten Weise einander nähern. Der Zusammenbau kann in der üblichen Weise durch Einschachtelung der einzelnen Bleche 5 und 6 in den vorher fertiggestellten Spulenkörper erfolgen. Auf die so gebildeten, unter dem gewünschten Winkel gegen das Werkstück geneigten beiden Stirnflächen der Magnetschenkel 5 und 6 werden dann die Polschuhe 8 und 7 aufgesetzt. Zu diesem Zweck werden die beiden äußersten Bleche 5' und $" (bzw. 6' und 6") der beiden Schenkel etwas stärker und länger ausgeführt und an ihren Enden nach außen abgewinkelt. Die Befestigung derPolschuhe 7 bzw. 8 kann darin leicht mit Hilfe von Schrauben oder Nieterng oder auch durch Sehweißen vorgenommen werden.
  • Da die Wirkung eineß solchen Außenfeldes auf den ablenkenden Kräften der außerhalb des Werkstückes verlaufenden Kraftlinien beruht, kann es auch zum Zusammenschweißen von Nichteisenmetallen, beispielsweise Aluminium, benutzt werden. Hierbei kann es allerdings zweckmäßig sein, die Eindringtiefe des Außenfeldes etwas zu verbessern, indem man auf die Wurzelseite des Werkstückes ein Eisenblech auflegt, das die Kraftlinien an sich zieht. Dieses kommt vor allem für die Herstellung der Wurzelnaht in Frage. Ein solches Eisenblech soll natürlich mit einer unterhalb der Schweißnaht verlaufenden, genügend tiefen Nut versehen sein, damit die Ausbildung der Wurzelraupe nicht behindert wird.
  • Die Verwendung eines solchen Außenfeldes eröffnet wichtige Möglichkeiten für diejenigen Fälle, in denen die Werkstückoberfläche im Bereich der Naht quer zu dieser von der waagerechten Lage abweicht. Als Grenzfall ist in den Fig. 5 und 6 das Schweißen einer waagerechten Naht (zur Veranschaulichung ist hier als Beispiel das Aufbringen einer Decklage gewählt) an einer senkrechten Wand behandelt. In einem solchen Fall liegt normalerweise die Schweißraupe mehr oder weniger stark am unteren Nahtrand an. Da der Lichtbogen stets das Bestreben hat, dem flüssigen Schmelzbad zu folgen, brennt er, auch bei starkem Außenfeld, unsymmetrisch.
  • Diese unerwünschte Erscheinung kann dadurch gemindert bzw. praktisch beseitigt werden, daß man das Außenfeld unsymmetrisch aufbringt, und zwar ist die Unsymmetrie in bezug auf die Achse der Schweißnaht so zu wählen, daß die den Lichtbogen beeinflussende Kraft des Außenfeldes nicht nur eine ihn auf das Werkstück hin ablenkende Komponente, sondern auch eine nach oben gerichtete Komponente enthält. Die resultierende Kraftwirkung des Außenfeldes soll also etwa so gerichtet sein, wie es in den Fig. 5 und 6 durch die Pfeile angedeutet ist. Hierbei wirkt die nach oben gerichtete Komponente der durch das Außenfeld auf den Lichtbogen ausgeübten ablenkenden Kraft der nach unten strebenden Ablenkung des Lichtbogens entgegen, die durch das Herabfließen des flüssigen Schweißgutes verursacht wird. Die beiden Figuren stellen zwei praktische Möglichkeiten für die unsymmetrische Anordnung des Außenfeldes dar.
  • Bei der Anordnung der beiden Magnetpole nach Fig.5 sind die Polschuhe in Richtung quer zur Naht um die Strecke a gegenüber der Schweißnaht nach unten verschoben. Wie die Darstellung zeigt, entsteht dadurch am Lichtbogen infolge der Krümmung der Kraftlinien eine nach oben gerichtete Komponente der Lichtbogenablenkung. Man hat es also in der Hand, die Unsymmetrie a entsprechend den jeweils vorliegenden Verhältnissen zu wählen. Dadurch ist es möglich, bei jeder beliebigen Neigung des Werkstückes an beiden Nahtkanten stets einen gleichmäßigen Einbrand zu erzielen.
  • Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung eines unsymmetrisch wirkenden Außenfeldes ist in Fig. 6 veranschaulicht. Hier ist der höher gelegene Magnetpol in größerem Abstand von der Oberfläche des Werkstücks 4 angeordnet als der tiefer gelegene Magnetpol. Es ist somit die Ebene des zwischen den Polschuhen befindlichen Luftspaltes gegenüber der senkrechten Ebene um einen Winkel a geneigt. Auch hier wieder entsteht durch diese Unsymmetrie eine schräg nach oben gerichtete Komponente der ablenkenden Kraft.
  • In der Regel ist aus praktischen Gründen die Lösung nach Fig. 5 vorzuziehen, weil eine solche Anordnung in der Anwendung einfacher ist. Es können aber auch die Grundgedanken der Fig. 5 und 6 gegebenenfalls miteinander kombiniert werden. Wichtig ist jedenfalls, daß durch eine solche innerhalb sehr weiter Grenzen beliebig mögliche unsymmetrische Anordnung des Außenfeldes den jeweils vorliegenden Erfordernissen Rechnung getragen werden kann. Infolgedessen ist die Anordnung nach der Erfindung für alle in der Praxis vorkommenden Schweißnahtlagen geeignet. Von besonderer Bedeutung ist dieses für das Rundschweißen von Rohren, wenn die Rohrachse nicht waagerecht liegt.
  • In den vorstehenden Ausführungen ist zunächst offengelassen worden, ob es sich um Gleichstrom-oder um Wechselstromschweißung handelt. Allerdings liegen bei Verwendung von Wechselstrom besondere Verhältnisse vor, denen Rechnung zu tragen ist. Ausdrücklich sei jedenfalls hervorgehoben, daß die Erfindung keineswegs auf den Gleichstromlichtbogen beschränkt ist. Es läßt sich der Grundgedanke der Erfindung vielmehr in sinngemäßer Übertragung auch mit dem Wechselstromlichtbogen verwirklichen, was übrigens auch allgemein, für den Lichtbogen beeinflussende magnetische Hilfsfelder zutrifft. Es ist hierbei. nur auf die technischen Besonderheiten des Wechselstromes, insbesondere auf die Phasenverschiebung und auf die Eisenverluste zu achten. Die durch die Induktivität des Hilfsfeldkreises hervorgerufene Phasenverschiebung zwischen der aufgedrückten Spannung und dem Hilfsfeldstrom bzw. dem Feldvektor bewirkt bei Nebenschlußerregung eine entsprechende Verkleinerung der in Gegenphase zur Lichtbogenspannung wirkenden wirksamen Komponente des Hilfsfeldvektors. Infolge der kleinen Induktivität des Lichtbogenstromkreises ist die Phasenverschiebung zwischen Lichtbogenspannung und Lichtbogenstrom an sich sehr klein und kann daher in ihrer Wirkung praktisch vernachlässigt werden. Infolgedessen braucht man nur die Phasenverschiebung des das Hilfsfeld erregenden Stromes gegenüber der Schweißspannung oder dem Schweißstrom zu berücksichtigen.
  • Erfolgt die Erregung des Hilfsfeldes durch den Schweißstrom selbst (Reihenschaltung), dann kann das Hilfsfeld stets genau in Gegenphase zu dem Lichtbogenfeld gelegt werden. Wird die Hilfsfelderregunghingegen in Nebenschluß zu dem Schweißstromkreis gelegt, dann weist das Hilfsfeld infolge seiner Induktivität stets eine gewisse Phasenverschiebung gegenüber der Lichtbogenspannung auf. Diese induktivePhasenverschiebung kann in an sich bekannter Weise durch Reihenschaltung von Kondensatoren teilweise oder ganz kompensiert werden. Von dieser Möglichkeit wird man Gebrauch machen, wenn beispielsweise die Eisen- und Kupferverluste des Hilfsfeldkreises besonders -klein sind, was der Fall ist, wenn die Magnetelemente lamellierte Eisenkörper nach Fig. 3 und 4 aufweisen, bei denen wegen der geringen Eisenverluste der Leistungsfaktor bis auf 0,4 absinken kann.
  • Bei Fremderregung wird der für das Steuerfeld erforderliche Hilfstransformator zweckmäßig an die gleiche Stromquelle, bei Drehstrom also an die gleiche Phase angeschlossen wie die Primärwicklung des Schweißumspanners. Da bei einem mit magnetischer Streuung arbeitenden Schweißumspanner der Vektor der Primärspannung in der Regel um etwa 4o bis 50 elektrische Grade dem Vektor der Sekundär- bzw. Lichtbogenspannung voreilt, wird hierdurch ein erheblicher Teil der Phasenverschiebung zwischen dem Erregerstrom des Hilfsfeldes und der Schweißspannung ausgeglichen. Hatz. B. der Hilfsfeldkreis einen cos 99=o,4 entsprechend etwa 66°, dann verbleibt zwischen Erregerstrom und Lichtbogenspannung nur noch ein Phasenwinkel von höchstens 66-4o = 26 elektrischen Graden, was einem cos (p = o,9o in bezug auf die wirksame Komponente entspricht. Daraus folgt, daß bei einer solchen Schaltung auf Phasenschieberkondensatoren ,gänzlich verzichtet werden kann. Die noch verbleibende geringe Nacheilung des Erregerstromesgegenüber der Schweißspannung kann gegebenenfalls mittels kleiner Vorwiderstände aufgehoben oder sogar überkompensiert werden.
  • Neben der Phasenverschiebung spielen bei der Wechselstromschweißung die Eisenverluste eine Rolle, und zwar sind es in der Hauptsache die beim Durchgang der -Kraftlinien des Hilfsfeldes durch das massive Eisen des Werkstücks entstehenden hohen Wirbelstrom- und Ummagnetisierungsverluste, die eine entsprechende Feldschwächung verursachen. Ebenfalls schwächend wirken sich diejenigen Wirbelstromverluste aus, die im Eisenkörper des das Hilfsfeld erzeugenden Magneten und gegebenenfalls auch in dem aus Aluminium bestehenden Abdeckkörper entstehen. Um die feldschwächende Wirkung dieser gesamten Verluste zu kompensieren, ist daher eine Verstärkung der Hilfsfelderregung erforderlich, so daß diese Erregung unter sonst gleichen Verhältnissen sehr viel größer sein muß als bei Gleichstromschweißungen. Hinzu kommt, daß ein Wechselstromlichtbogen auf magnetische Felder wesentlich schwächer reagiert als ein Gleichstromlichtbogen. Auch aus diesem Grunde muß die Stärke des den Lichtbogen beeinflussenden Hilfsfeldes bedeutend erhöht werden.
  • Aus allen diesen Gründen ergibt sich, daß bei Wechselstromschweißung zur Erzielung einer gewünschten Lichtbogenablenkung bzw. Einbrandtiefe unter sonst gleicher räumlicher Anordnung des Magnetfeldes etwa die zehnfache Erregerspannung für das Hilfsfeld benötigt wird wie bei Gleichstromschweißung. Als Vorteil ist jedoch hervorzuheben, daß bei Wechselstromschweißung eine Selbstregelung im allgemeinen nicht erforderlich ist, weil ein Wechselstromlichtbogen gegenüber eigenen und fremden Magnetfeldern so träge und unempfindlich ist, daß auf eine besondere AusTegelung kurzzeitiger Spannungsschwankungen .verzichtet werden kann. Es genügt daher vollständig beispielsweise die Anwendung der Nebenschlußerregung, um mindestens ebenso gute Schweißergebnisse zu erzielen wie bei Gleichstromschweißung unter Verwendung der Selbstregelung. Auf Grund dieser Tatsachen genügt für die Wechselstromschweißung eine besonders einfache Schaltung, so daß dieser aus praktischen Gründen in den meisten Fällen der Vorzug zu geben ist.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zum Lichtbogenschweißen mit auf das Werkstück aufgelegter oder in die Schweißfuge eingelegter Elektrode, gekennzeichnet durch die kombinierte Anwendung folgender an sich bekannter Merkmale: a) Es wird ein magnetisches Hilfsfeld verwendet, das im wesentlichen oberhalb des Werkstückes quer zur Schweißnaht und im Bereich des Lichtbogens etwa parallel zur Werkstücksoberfläche verläuft; b) das Hilfsfeld hat eine solche Polarität, daß der Lichtbogen in Richtung auf die Schweißnaht hin bzw. gegen den Vorderteil der Elektrode gelenkt wird.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die der Elektrode zugewandten Stirnflächen der beiden vorzugsweise in geringem Abstand oberhalb des Werkstücks angeordneten Magnetpole schräg, und zwar mit in Richtung zum Werkstück zunehmendem Stirnflächenabstand, liegen.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch_2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der beiden Polstirnflächen gegenüber der Werkstücksoberfläche etwa 6o° beträgt.
  4. 4. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Schweißen von Nähten in Werkstücken, deren Oberfläche im Bereich der Naht quer zu dieser von der waagerechten Lage abweicht, beispielsweise zum Schweißen von waagerechten Nähten in senkrechten Wänden, dadurch gekennzeichnet, daß die das Außenfeld erzeugenden Magnetpole unsymmetrisch angeordnet sind, und zwar derart, daß die den Lichtbogen beeinflussende Kraft außer der den Lichtbogen auf das Werkstück hin ablenkenden Komponente auch eine nach oben gerichtete- Komponente enthält, die dem Herabfließen des flüssigen Schweißgutes und der nach unten strebenden Auslenkung des Lichtbogens entgegenwirkt.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetpole in Richtung quer zur Naht nach unten versetzt angeordnet sind, so daß der höher gelegene Magnetpol näher der Elektrode liegt als der tiefer gelegene Magnetpol.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der höher gelegene Magnetpol in größerem Abstand von der Oberfläche des Werkstückes angeordnet ist als -der tiefer gelegene Magnetpol.
  7. 7. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Schweißen von Nichteisenmetallen, gekennzeichnet durch ein auf die Wurzelseite in Nahtrichtung an das Werkstück angelegtes Eisenblech. B. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Wechselstromlichtbogenl arbeitet und daß die Erregerspule des Außenfeldes unmittelbar oder über einen Transformator an die gleiche Wechselstromquelle wie derLichtbogen angeschlossen ist. g. Anordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch dem Erregerstromkreis des Außenfeldes zugeschaltete Widerstände oder Kondensatoren zur Verkleinerung des Phasenwinkels zwischen dem Außenfeld und dem Lichtbogen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 886 185, 631 73o.
DEK17399A 1953-03-15 1953-03-15 Anordnung zum Lichtbogenschweissen mit auf das Werkstueck aufgelegter Elektrode unter Verwendung eines den Lichtbogen beeinflussenden Aussenfeldes Expired DE959040C (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE631730C (de) * 1932-08-24 1936-06-26 Linde Air Prod Co Verfahren und Vorrichtungen zur UEberwachung und Regelung von Arbeitsbedingungen beim Schweissen und Schneiden von Metallen
DE886185C (de) * 1943-11-10 1953-08-13 Siemens Ag Einrichtung zur Schweissung mit in die Schweissnaht eingelegter Elektrode grossen Querschnittes und mit magnetischer Beeinflussung des Lichtbogens

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE631730C (de) * 1932-08-24 1936-06-26 Linde Air Prod Co Verfahren und Vorrichtungen zur UEberwachung und Regelung von Arbeitsbedingungen beim Schweissen und Schneiden von Metallen
DE886185C (de) * 1943-11-10 1953-08-13 Siemens Ag Einrichtung zur Schweissung mit in die Schweissnaht eingelegter Elektrode grossen Querschnittes und mit magnetischer Beeinflussung des Lichtbogens

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