FI97453C - Laite ja menetelmä hitsausjakson säätämiseksi - Google Patents

Description

97453

Laite ja menetelmä hitsausjakson säätämiseksi - Anordning och förfarande för regiering av en svetsningsperiod 5 Keksintö liittyy kaarihitsauslaitteeseen, joka käsittää: tasavirtalähteen, jolla saatetaan erisuuruisia hitsausvir-toja kulkemaan hitsauslangan läpi, jolla on muuttuva ulko-nemapituus pitimestä, ja mainitun langan ja työkappaleen välillä työkappaleella olevan sulan metallitäplän kohdal-10 la; langansyöttövälineen hitsauslangan syöttämiseksi pitimestä kohti työkappaletta, jolloin hitsauslankaan kohdistuu peräkkäisiä hitsausjaksoja, joista jokainen jakso sisältää kaaritilan, jonka aikana lanka on välimatkan päässä mainitusta sulatäplästä ja lankaan johdettu energia ylit-15 tää ennalta määrätyn arvon nostaen langan pään lämpötilan sulamislämpötilaan sulan metallipallon muodostamiseksi tähän langanpäähän, sekä oikosulkutilan, jonka aikana langan päässä oleva sula metallipallo ensin koskettaa sulaa me-tallitäplää ja sitten siirtyy langasta työkappaleeseen; 20 sekä välineet virtapulssin muodostamiseksi mainitun kaari-tilan luomisen jälkeen, tämän virtapulssin sisältäessä ensin esiintyvän plasmakiihdytysosuuden, jossa virta on ensimmäisellä yleisellä virtatasolla, ja välineet pienen pe-rusvirran johtamiseksi hitsauslangan ja työkappaleen vä-25 lille mainitun virtapulssin päättymisen jälkeen jatkumaan hitsausjakson seuraavaan oikosulkutilaan saakka. Keksintö »it liittyy myös menetelmään ja järjestelmään ohjaavan jänni-tesignaalin saamiseksi tätä laitesäätöä varten.

• · · . 30 Erityisesti esillä oleva keksintö liittyy roiskeiden sää- • · · töjärjestelmien parannukseen, jotka ovat hakijan paten-’·[ * teissä 4 866 247 ja 4 717 807 kuvattua yleistä tyyppiä.

: Julkaistut patentit liitetään tähän viitteinä taustatie toa varten ja niissä olevan roiskeiden säätökäsitteiden 35 selostuksen vuoksi, johon esillä oleva keksintö erityisesti liittyy. Lisäksi tähän liitetään viitteeksi julkaisu 2 97453 4 020 320, joka liittyy oikosulkukaarihitsausjärjestel-mään, jolla pyritään aikaansaamaan vakiokokoinen palle.

Viime vuosina on kohdistettu merkittäviä ponnistuksia oi-5 kosulkukaarihitsauksen parantamiseen säätämällä hitsaus-jaksojen eri osia, joista jokainen käsittää oikosulkutilan jota seuraa kaaritila. Oikosulkutilan aikana etenevän hit-sauslangan päähän muodostuva sula metallipallo koskettaa työkappaleen metallisulaa aiheuttaen suuren virran sulavan 10 hitsauslangan ja sulan metallipallon läpi. Tämä oikosulku-tila päätetään sähköisellä katkaisutoimenpiteellä, joka aiheuttaa langalla olevan sulan pallon muodostavan metallin sähköisen kokoonpuristumisen ja sitten irtoamisen hit-sauslangasta räjähdyksen tapaisella vaikutuksella, jota 15 usein sanotaan "sytytykseksi" tai "sytyttimeksi". Virran säädöstä hitsausjakson oikosulkuosuuden aikana huolehtii virtalähteen säätöpiiri. Lisäksi on yleensä järjestetty ennakointipiiri, niin että annettu dv/dt-lisäys osoittaa lähestyvää sytytyksen muodostumista. Vastaavasti voidaan 20 hitsausvirtaa alentaa taustatasolle I tai alemmaksi vä-

B

littömästi ennen sytytyksen muodostumista. Tällä tavalla pienennetään voimakkaasti sytytyksen energiaa jokaisessa hitsausjaksossa, kuten esim. US-julkaisussa 4 546 234. Tämä vähentää roiskeita oikosulkutilan lopetuksessa. Alalla 25 tunnetaan roiskeiden säätöpiireinä erilaisia piirejä virran säätämiseksi hitsausjakson oikosulkuosuuden tai -tilan • · ♦ ·;··♦ aikana, sillä sytytystä pidetään roiskeen ensisijaisena lähteenä oikosulkukaarihitsauksessa. Hakija on havainnut hitsausprosessin toisenlaista roiskeita tuottavaa dyna-30 miikkaa, ja aikaisemmat patentit ovat aikaansaaneet uusia • » φ säätöperiaatteita sellaisen dynamiikan aiheuttamien rois- • · » \ keiden vähentämiseksi. Eräänä ajatuksena oli aikaansaada l : : suuren energian pulssi, joka seurasi sytytyksen jälkeen pienellä viiveellä, niin että sytytyksen jälkeinen kaari-35 tila voitiin aloittaa suuren energian virtapulssilla, jota joskus sanotaan "plasmavauhtipulssiksi". Tämän tapainen järjestely on kuvattu EP-julkaisussa 0 324 960. Suuren 3 97453 energian plasmavauhtipulssia käyttäen välittömästi hitsaus jakson kaaritilan käynnistymisen jälkeen syntyi nopeasti sulamista työkappaleen sulaa kohti syötetyn hit-sauslangan kärjessä anodikuumennuksen kautta. Tämä nopea 5 sulaminen mahdollisti vakiokokoisen sulan metallipallon muodostumisen langan päähän, jota pallo sitten siirtyi kohti sulaa metallia, kun lankaa syötettiin kohti työkap-paletta. Virran plasmavauhtipulssin jälkeen muodostettiin plasmatila alentamalla hitsausvirta tasolle, joka on plas-10 mavauhtitason alapuolella, mutta suurempi kuin taustavir-tataso. Tämä alennetun virran tila lopetettiin sitten ja kaaren läpi johdettiin taustavirta I sulan pallon sulan

B

tilan ylläpitämiseksi seuraavaan oikosulkuun saakka. Säätämällä virran tasoa ja käyttämällä kiinteätä aikaa plas-15 mavauhtipulssille säädettiin plasmavauhtipulssin energiaa. Langan pää sulatettiin sulan metallipallon muodostamiseksi, jolla oli jossain määrin vakio koko, riippuen plasma-vauhtivirtapulssin aikana ja sitten plasmaosuuden aikana käytetystä energiasta. Plasmaosuuden jälkeen kaarta käy-20 tettiin taustavirtatasolla, joka ylläpiti sulan tilan oi-kosulkutilan esiintymiseen saakka.

Hitsausjakson kaaritilan aikana lankaan johdetun energian määrää on aikaisemmin säädetty valitun suuruisen sulatus-25 energian tuottamiseksi. Plasmavauhditusta ja sitä seuraa-vaa plasmatilaa säädettiin siten, että säädettiin lankaan # · · syötetyn energian määrää kun lankaa sulatettiin ennen oi- kosulkua ja kun se siirtyi pintajännityksen johdosta hit- sauslangasta työkappaleen metallisulaan. On ehdotettu ete- . 30 nevän hitsauslangan sulattamiseksi käytetyn plasman plas- • · · mavauhtiosuuden vakiowattimääräsäädön järjestämistä. Tämän ’·[ ’ aikaansaamiseksi aikaisemmin mitattiin joulit hitsausjak- : son katkaisujakson, plasmavauhtiosuuden ja kaaren plasma- osuuden aikana. Joulien kerryttyä määrättyyn tasoon saakka 35 lopetettiin jakson plasmaosuus ja virta pidettiin tausta-tasolla seuraavaa oikosulkutilaa odoteltaessa. Siten hitsaus jakson jokaisen plasmavauhti- ja plasmaosuuden aikana 4 97453 esiintyi kiinteä energian kertyminen lopettamalla plasma-aika, kun kertyneen enrgian mitta saavutti määrätyn tason.

Tämä menetelmä toimi kentällä erittäin hyvin. Langan ulko-5 neman muutokset heijastuvat kuitenkin määrätyn hitsaus jakson aikana syötetyn kokonaisenergian suhteellisen pieninä muutoksina. Vastaavasti on vaikeata tarkasti säätää hit-sausvirtaa langan ulkoneman hitsaus jaksosta toiseen tapahtuvien pienten muutosten kompensoimiseksi. Siten syötetyn 10 energian tarkkuus vaihteli ulkoneman muutosten mukaisesti.

Aikaisempiin roiskeiden säätöjärjestelmiin, jotka ovat muihin järjestelmiin nähden paljon parempia, sisältyy nopea virran aleneminen kuumennusjakson plasmavauhtiosuuden 15 ja plasmaosuuden välillä, joka viimeksi mainittu osuus lopetetaan sen jälkeen, kun kertynyt energia on saavuttanut annetun tason. Tämä hitsausvirran nopea aleneminen plasmavauhtiosuudesta plasmaosuuteen voi aiheuttaa hitsi -sulassa määrättyä sekoittumista, joka voi johtaa tahatto-20 maan oikosulkuun ja muihin roiskeita tuottaviin mekanismeihin. Kun sellainen oikosulku esiintyy jakson plasma-osuuden aikana, voi lisäksi katkaisun säätöpiiri käynnistyä heti. 1 2 3 4 5 6

Il Tämä katkaisun säätötoiminta johtaa virran kulkemiseen 2 korkealla tasolla, joka johtaa tämän tahattoman oikosulun 3 » 7 » 4 ·:··· aikana liittyneen metallin nopeaan erottamiseen. Sellainen 5 metallin nopea erottaminen tapahtuu ennen ennakointipiirin (dv/dt-piirin) käynnistämistä; sen takia sytytystä ei ha- 6 väitä eikä esiinny mitään välitöntä hitsausvirran alenta- • · mistä ennen metallin erottumista. Vastaavasti sellainen "·’ ’ metallin erottuminen tapahtuu suurella virralla, ja voi : : : johtaa määrättyyn roiskemäärään.

7 97453 5

Esillä oleva keksintö liittyy laitteeseen ja menetelmään oikosulkutyyppiseen hitsaustoiminnan hitsausprosessin roiskeiden säätämiseksi, ja sitä selitetään tämän tapaiseen hitsaukseen liittyen; keksinnöllä on kuitenkin mää-5 rättyjä laajempia sovellutuksia, jotka tulevat ilmeisiksi keksinnön selityksen kuluessa. Esillä oleva keksintö liittyy tähän viitteinä liitetyissä patenteissa kuvattua tyyppiä olevien roiskesäätöjärjestelmien edelleen parantamiseen, ja sillä voitetaan tämän selityksen johdannossa ku-10 vatut määrätyt tilanteet. Tämän aikaansaamiseksi on keksinnön laitteelle tunnusomaista patenttivaatimuksessa 1 määritellyt piirteet, keksinnön menetelmälle tunnusomaista patenttivaatimuksessa 13 määritellyt piirteet ja keksinnön järjestelmälle tunnusomaista patenttivaatimuksessa 16 mää-15 ritellyt piirteet.

Keksinnön erään näkökohdan mukaisesti järjestetään hit-sauslangan ulkoneman pienten muutosten kompensointi, jotka voivat aiheuttaa hitsauslankaan syötetyn sulatusenergian 20 vähäisiä eroja hitsausjakson plasmaosuuden aikana ja jotka siten voivat aiheuttaa jonkin verran eroja pallon koossa. Tämän näkökohdan mukaisesti mitataan langan ulkoneman jännitteen aleneminen hitsausjakson katkaisuosuuden varhaisen osuuden aikana. Tämän ulkoneman jännitteen mittaus 25 suoritetaan katkaisuvirran ollessa lähellä samaa suuruus- . . luokkaa jokaisen peräkkäisen hitsausjakson aikana ja se ·:·· tehdään erittäin lyhyean ajan kuluessa, alle 500 ms:ssa.

Kun langan ulkonema muuttuu hitsausprosessin aikana, heijastuu ulkoneman pituuden muutos mitatun jännitteen 30 • · « • · · 1 · · • · · 97453 6 muutoksena hitsausjakson katkaisuosuuden aikana. Tämä lyhytkestoinen jännitemittaus suoritetaan, kun virta on lähes yhdenmuotoinen ja tuottaa sarjan jännitehuippuja, joilla on lyhyt kestoaika ja jännitteen suuruusluokka, joka 5 on yhtä suuri kuin kohdistetun katkaisuvirran ja resistanssina ilmaistun elektrodin ulkoneman tulo. Mitatun jännitetason suuruusluokka on verrannollinen todelliseen langan ulkonemaan. Taso merkitään muodostamalla kapeiden jännitehuippujen jännitetasojen keskiarvo peräkkäisten 10 oikosulkujaksojen aikana. Keskimääräinen jännitetaso tai -arvo on langan ulkoneman pituuden mitta ja se on ulkoneman yli vaikuttava jännite hitsaus jakson aikana. Tämä ulkoneman pituus jännitemuodossa kerrotaan plasmavauhtipulssin aikana kulkevalla virralla, niin että keskimääräisellä 15 ulkoneman jännitteellä säädetään watteina esitettyä tehoa plasmavauhtipulssin aikana. Ulkoneman jännitteen ja hitsaus jakson plasmavauhtiosuuden aikana vaikuttavan virran tuloa verrataan sitten langan watteina ilmaistun tehon referenssiarvoon hitsausvirran säätämiseksi. Tällä ajatuk-20 sella ylläpidetään vakiona pysyvä ulkoneman teho jokaisen peräkkäisen hitsaus jakson plasmavauhtiosuuden aikana. Vastaavasti sulatetaan ja tuotetaan saman kokoinen pallo langan päähän jokaisen plasmavauhtiosuuden aikana, riippumatta langan ulkonemasta langan pidikkeestä. Tämän 25 tapainen piiri on parannus aikaisempiin roiskesäätöjärjestelmiin verrattuna, ja se lisää merkittävästi hitsauksen helppoutta, säilyttäen edelleen halutun roiskeiden säädön. Käyttäjä säätää referenssitehon ennen hitsaustoimenpidettä pitämällä ulkoneman halutussa arvossa ensimmäisen hitsauk-30 sen aikana. Virtaa säädetään hitsausjakson plasmavauh-•· tiosuuden aikana, niin että ylläpidetään todellinen teho .·.· hitsauslangassa halutulla tasolla, riippumatta ulkoneman pituudesta.

35 Keksinnön erään toisen näkökohdan mukaisesti plasmavauh-dituksen referenssiteho kehitetään käyttämällä samaa ohuiden jännitehuippujen mittausperiaatetta langan ulkonema- tl 97453 7 jännitteen määrittämiseksi suhteellisen lyhyessä ajassa ja hitsausjakson katkaisuosuuden tarkassa kohdassa. Tässä oikosulkutilassa jännite on ulkonemajännite. Kun käyttäjä aluksi käynnistää hitsauajon eli -toimenpiteen, niin 5 hitsausvirtaa hitsausjakson plasmavauhtiosuuden aikana säädetään, niin että saadaan kiinteä virta plasmavauhtiosuuden aikana. Todella mitatut jännitetasot, jotka osoittavat todellisen ulkoneman pituuden toimenpiteen käynnistyksessä kuitenkin talletetaan tämän alkukäynnis-10 tysprosessin aikana. Näin ollen, kun käyttäjä ylläpitää haluttua ulkonemaa alkukäynnistyksen aikana, niin refe-renssiteho muodostetaan kertomalla haluttua ulkonemaa edustavat talletetut jännitehuiput sitä seuraavilla plas-mavauhdituksen virroilla, muodostamalla keskiarvo ja tal-15 lettamalla tämä tulo referenssitehon arvona. Sen jälkeen tätä aluksi muodostettua referenssitehoa käytetään säätämään hitsausvirtaa hitsausjakson plasmavauhtiosuuden aikana ajon loppuosaa varten, keskiarvoistettujen näytejän-nitetasojen mukaisesti, joilla mitataan todellinen langan 20 ulkonema jokaisen katkaisupulssin aikana, niin että ylläpidetään vakio ulkonemateho plasmavauhtiosuuden aikana. Koska jännitteen mittaus sekä referenssitehon käynnistys-toimenpiteellä että jatkuvassa hitsautoiminnassa tehdään oikosulkutilassa, niin mitatun jännitteen suuruusluokka 25 ilmaisee langan yli vaikuttavan jännitteen oikosulkun aikana. Tämä jännite muuttuu hitsauslangan ulkoneman • « ·.· mukaisesti.

Esillä olevan keksinnön toisen näkökohdan mukaisesti 30 varataan kondensaattori jännitteeseen, joka on verrannol- . .. linen hitsaus jakson plasmavauhtiosuuden aikaiseen yleiseen virtatasoon. Plasmavauhtiosuuden jälkeen käynnistetään • · • · plasmaosuus. Tällä hetkellä reostaatti purkaa varautuneen kondensaattorin ja plasmaosuuden virtataso noudattaa ai-35 kavakiokäyrään, joka syntyy tästä purkamistoiminnasta.

Tämä purkamistoiminta aiheuttaa jännitteen vaimenemisen pitkin aikavakiokäyrää korkealta tasolta, joka edustaa 97453 8 virtatasoa plasmavauhtiosuuden aikana, matalalle tasolle plasmaosuuden aikana. Säätöjärjestelmä saattaa hitsausvir-ran kulkemaan käyrän mukaisesti tavalla, joka vastaa tätä vaimenevan jännitteen käyrää. Tällä tavalla syntyy virran 5 vaimeneminen plasmavauhtiosuuden jälkeen, jotta estettäisiin virran nopea pieneneminen langan sulatustoiminnan näiden kahden kaariosuuden välillä. Tämä toimenpide vähentää sulan sekoittumista hidastamalla hitsausvirran pienentämistä, sen sijaan että äkillisesti vähennettäisiin 10 hitsausvirtaa, kuten aikaisemmin on tehty plasmavauhdituk-sen jälkeen. Hitsausvirran välitön vähentäminen plasmavauhtiosuuden jälkeen ja ennen plasmaosuutta aiheutti muutoksia paineessa, joka kohdistettiin hitsaussulaan ja joka aiheutti määrätyn metallinmäärän sekoittumisen. Pie-15 nentämällä virtaa hitaalla, jatkuvalla pienenemisellä, pienenee myös sulaan vaikuttava kaaren paine hitaasti. Tämä vaikutus vaimentaa hitsisulan sekoittumista. Virran pienenemisen aikavakiota voidaan muuttaa säätämällä reostaat-tia. Jakson plasmaosuus voidaan välittömästi kytketä 20 taustavirran tasolle äkillisellä tavalla plasmaosuuden katkaisemiseksi, kun sulatusenergia saavuttaa määrätyn tason. Tämä kytkentätoimenpide tehdään alemmalla virta-tasolla, eikä se aiheuta metallisulan sekoittumista. Järjestämällä plasmaosuudelle maksimiaika, ei hitsausjak-25 son plasmaosuudella ole liian pitkää vaimenemisaikaa, joka voisi tapahtua, jos käytettäisiin suurta aikavakiota « « • I t ···· *.· vaimenemispiinssä. Esillä olevan keksinnön tämä muoto pienentää plasmavirtaa loivasti ja ylläpitää liikkumattoman hitsisulan vähentäen tahattoman oikosulun todennäköi-30 syyttä.

' Esillä olevan keksinnön erään toisen näkökohdan mukaisesti « « · aikaansaadaan järjestely tahattoman oikosulun käsittele miseksi hitsausjakson plasmavauhtiosuuden tai plasmaosuu-35 den aikana. Oikosulun esiintyminen hitsausjakson kaariti-lan aikana on mahdollinen. Tämä oikosulku havaitaan kaarijännitteen äkillisestä pienenemisestä, joka ilmaisu 9 97453 käynnistää katkaisupulssin, mukaan lukien sen alkuvaimene-misen. Koska metallikosketus aiheutuu hitsisulan liikkumisesta kosketukseen elektrodin kanssa katkaisuosuuden alkuvaimenemisen aikana, niin painovoima pyrkii vetämään 5 metallia pois elektrodilta. Tämä voi aiheuttaa pienemmän metallin kosketuspinnan tämän tahattoman oikosulun aikana. Metalli voi erota hyvin nopeasti korkean virran takia ja aiheuttaa sytytyksen ennenkuin ennakointipiiri dv/dt voidaan käynnistää normaalissa katkaisukohdassa. Tämä voisi 10 aiheuttaa voimakasta hitsisulan sekoittumista ennenaikaisen oikosulun katkaisun takia. Tämä ennenaikainen oikosulku voi esiintyä, kun osa hitsisulasta nousee ja koskettaa hitsauslangan päässä olevaa sulaa metallia. Pintajännitys ja painovoima vetävät sitten äkillisesti oikosulussa olevaa 15 sulaa metallimassaa takaisin hitsisulaan. Pintajännitys katkaisee sytytyksen ennenkuin ennakointipiiri voidaan aktivoida. Tämä aiheuttaa roisketta.

Esillä olevan keksinnön erään toisen näkökohdan mukaisesti 20 ilmaistaan ennenaikainen tahaton oikosulkutila kasvaneen jännitteen avulla. Jos määritetään, ettei tämä kasvanut jännite ole normaali oikosulku, niin katkaisupulssin katkaisupiste alennetaan välittömästi oleelliselle virta-tasolle, kuten noin 20 % alkuperäisestä katkaisupisteen 25 virrasta. Pienentämällä katkaisupisteen virtaa siirtyy katkaisupulssi virran loivasti laskevalle osuudelle heti • · • · '.· kun katkaisuvirta kasvaa ennalta valitulle tasolle, kuten 20 % normaalista maksimikatkaisuvirrasta. Siten saadaan pitempi aika ennen metallin erottumista ja ennakointipiiri 30 voi aktivoitua ja sallia Darlington-kytkimien ohjaamisen · metallin sytytyksen yhteydessä, niin että vältetään suuren virran katkaisun tai sytytyksen aiheuttama roiske.

» « «

Esillä olevan keksinnön ensisijainen tavoite on menetelmän 35 ja laitteen tarjoaminen, joilla ylläpidetään hitsaustoi-menpiteessä yleisesti ottaen vakiona pysyvä watteina ilmaistu hitsauslangan teho hitsausjakson plasmavauh- 97453 10 tiosuuden aikana ulkoneman eli ulos työntymisen etäisyyden muuttuessa. Tämän tavoitteen mukaisesti käyttäjä voi käsitellä oikosulkukäytössä toimivaa puoliautomaattista hitsauslaitetta muuttaen langan ulkonemaa eli ulos työn-5 tymisen etäisyyttä muuttamatta oleellisesti roiskesäätö-järjestelmän toimintaominaisuuksia.

Esillä olevan keksinnön eräänä toisena tavoitteena on lisäksi tarjota menetelmä ja laite hitsaustoimenpiteessä 10 yleisesti ottaen vakiona pysyvän watteina ilmaistun hit-sauslangan tehon ylläpitämiseksi, langan muodostaessa ulkoneman, mittaamalla ulkoneman todellinen teho millä tahansa hetkellä hitsaustoimenpiteen aikana, vertaamalla mitattua tehoa referenssitehoon virhesignaalin määrittä-15 miseksi, ja käyttämällä tätä virhesignaalia hitsausvirran säätämiseen hitsaus jakson plasmavauhtiosuuden aikana, niin että plasmavauhdituksen tehoa säädetään referenssitehon mukaiseksi säätämällä hitsausvirtaa hitsausjakson plasma-vauhtiosuudsen aikana.

20

Esillä olevan keksinnön eräänä tavoitteena on vielä tarjota menetelmä ja laite kuten edellä on määritelty, joka menetelmä ja laite käsittää jännitehuipun muodostamisen hitsausjakson katkaisuosuuden aikana ja näiden jännite-25 huippujen keskiarvon muodostamisen niin, että saadaan sekä referenssitehon että hetkellisen tehon jännitekomponentti.

. . Näitä tehoja edustavien signaalien vertailua käytetään säädettäessä hitsausvirtaa jakson plasmavauhtiosuuden aikana.

30

Esillä olevan keksinnön toisena tavoitteena on tarjota menetelmä ja laite kuten edellä on määritelty, joka :*·* menetelmä ja laite käsittää mitatun ulkonema jännitteen keskiarvon muodostamisen useamman jakson aikana, tarkoi-35 tuksella muodostaa jännitetaso joka edustaa referenssiul-koneman tehoa. Tämä keskiarvo muodostaa myös jatkuvasti päivittyvän jännitetason, joka edustaa todellista hetkel- 97453 11 lista tehoa hitsausjakson plasmavauhtiosuuden aikana.

Esillä olevan keksinnön eräänä toisena tavoitteena on tarjota menetelmä ja laite kuten edellä on määritelty, joka 5 menetelmä ja laite säätää hitsauslankaan johdettua tehoa jokaisen hitsausjakson aikana, niin että säädetään hit-sausjakson jokaisen plasmavauhtiosuuden aikana hitsauslan-gan päähän sulavan palon kokoa, riippumatta hitsauslangan ulkoneman pituudesta.

10

Esillä olevan keksinnön eräänä toisena tavoitteena on tarjota menetelmä ja laite kuten edellä on määritelty, joka menetelmä ja laite oleellisesti lisää hitsauksen helppoutta roiskeiden säätöjärjestelmässä, sallien käyttäjälle mää-15 rätyn toimintavapauden hitsauslangan pidikkeen sijoittelussa annetun hitsaustoimenpiteen eli hitsauksen ajon aikana.

Esillä olevan keksinnön eräänä tavoitteena on vielä tarjota 20 menetelmä ja laite hitsausvirran tason säätämiseksi hit-sausjakson plasmavauhtiosuuden jälkeen roiskeiden säätämistä varten, joka menetelmä ja laite plasmavauhdituspuls-sin jälkeen saattaa plasmavirran loivasti pienenemään eli vaimenemaan korkealta plasmavauhdituspulssin virtatasolta 25 (kuten esim. noin 300 A) kohti hitsauksen taustavirran • .. tasoa (kuten esim. noin 20 A).

• ·

Esillä olevan keksinnön eräänä tavoitteena on vielä tarjota menetelmä ja laite kuten edellä on määritelty, joka 30 menetelmä ja laite säätää hitsausvirran tasoa hitsaus jakson plasmavauhtiosuuden jälkeen niin, että säädetään sulan hitsimetallin sekoittumista välittömästi hitsausjakson ·.· plasmavauhtiosuuden jälkeen.

35 Esillä olevan keksinnön eräänä toisena tavoitteena on vielä tarjota menetelmä ja laite roiskeiden säädössä käytetyn hitsausjakson katkaisupulssin katkaisupisteen säätämisek- 97453 12 si, joka menetelmä ja laite ilmaisee tahattoman oikosulun kaaritilan aikana ja välittömästi siirtää katkaisupulssin katkaisupistettä tasolle, joka on oleellisesti normaalin 60 % katkaisupisteen virtatason alapuolella. Tämän tavoit-5 teen mukaisesti edullisessa suoritusmuodossa vähennetään katkaisupisteen virta likimain 20 %:iin maksimikat-kaisupulssin virrasta, jota normaalisti käytetään hitsaus-jaksossa .

10 Esillä olevan keksinnön eräänä toisena tavoitteena on vielä tarjota parannettu roiskeiden säätöjärjestelmä oikosulku-hitsaustoimenpidettä varten, jota järjestelmää voidaan käyttää muita hitsaustoimenpiteitä varten sekä ulkoneman säätöön automaattisessa järjestelmässä, kuten robottisää-15 töjärjestelmässä.

Nämä ja muut tavoitteet ja edut tulevat ilmeisiksi esillä olevan keksinnön seuraavasta selityksestä alla selitettyjen piirustusten ohella: 20

Kuvio 1 on kaaviollinen yhdistetty kytkentäkaavio ja lohkokaavio, joka havainnollistaa esillä olevan keksinnön edullista suoritusmuotoa; kuvio 2 on esillä olevan keksinnön edullisen suoritusmuodon 25 kytkentäkaavio; • ·· kuvio 2A on jännitekäytä, joka havainnollistaa kuviossa 2 esitetyn esillä olevan keksinnön edullisen suoritusmuodon jännitteen keskiarvon muodostuslaitteen jännitetasoa; 30 kuvio 3 on sarja käyriä, jotka esittävät esillä olevan keksinnön edullisessa suoritusmuodossa kat- • « kaisupulssin PP aikana käytettyä jännitteen mittaus-periaatetta; kuviossa 4 on jännite- ja virtakäyrät, jotka esittävät yhtä 35 hitsausjaksoa, jossa käytetään esillä olevan keksin nön edullista suoritusmuotoa; kuvio 5 on kaavio, joka esittää useita ulkonematiloja sekä ϋ 97453 13 jännitekäyrän, joka esittää jännitteen mittaushuip-puja eli pulsseja, jotka on saatu ulkoneman varautuessa; kuvio 6 on kytkentäkaavio, joka esittää esillä olevan 5 keksinnön muunnelman, jolla havainnollistetaan kek sinnön laajempaa muotoa, jota voidaan käyttää erilaisissa ympäristöissä; kuvio 7 on yhdistetty kytkentäkaavio ja lohkokaavio, joka havainnollistaa esillä olevan keksinnön toista muo-10 toa; kuvio 8 on plasmapulssin virtakäyrä hitsausjaksossa, jossa käytetään kuviossa 7 esitettyä keksinnön muotoa; kuvio 9 on osakuva sivulta päin, jossa havainnollistetaan tahatonta oikosulkua hitsausjakson plasmapulssin 15 aikana, jota varten on järjestetty keksinnön toinen muoto; kuvio 10 on osa kytkentäkaaviota, joka havainnollistaa keksinnön edullisen suoritusmuodon muunnelmaa, jolla kompensoidaan kuviossa 9 esitetty tahaton oikosulku; 20 ja kuvio 11 on kaaviollinen esitys hitsaus jakson katkaisupuls-sista PP, jossa on tämän pulssin muunnelma tahattoman, kuviossa 9 esitetyn ennenaikaisen oikosulun seurauksena, kun käytetään kuvion 10 piiriä.

25

Seuraavassa viitataan piirustuksiin, jossa esitetty on pelkästään tarkoitettu havainnollistamaan keksinnön edullista suoritusmuotoa, eikä sen rajoittamiseksi. Kuvio 1 esittää laitteen A oikosulkuhitsausta varten, jossa käy-30 tetään jännitteen mukaan toimivia sätöpiirejä pienemmän roiskeen aikaansaamiseksi. Esillä oleva keksintö liittyy •·' oikosulkuhitsauksen parannukseen, joka on laitteen A

:*·' toteuttamaa tyyppiä, ja jossa on uusi periaate, joka toteutetaan kuvioissa 1 ja 2 esitetyllä edullisena pide-35 tyllä piirillä. Laite A sisältää virtalähteen syöttöjärjestelmän, jossa käytetään erilaisia erillisiä jännitteen mukaan toimivia virran säätöjä jakson erillisten virta- 1 4 97453 osuuksien muodostamiseksi oikosulkuhitsausta varten, kuten esitetään kuviossa 4. Nämä säätöpiirit ovat jännitteitä, jotka johdetaan käskysignaalijohdoille ja takaisinkytken- täjohdoille, jotka on merkitty Cl - C7 . Hitsauslanka 10 on 5 sijoitettu etäisyydelle työkappaleeste 12 samalla kun sitä tuetaan sähköliittimessä eli pitimessä 14. Lankaa 10 voidaan syöttökelalta 18 pakottaa pitimen 14 läpi sopivalla langan syöttimellä 16 nopeudella, jonka käyttäjä määrittää.

Pidin 14 on kytketty tasavirtalähteen PS toiseen littimeen.

10 Langan määrä, joka ulottuu pitimestä ulos ja kaaren a yläpuolelle määrittelee hitsauslangan 10 ulkoneman eli ulos työntymisen. Virtalähde PS sisältää positiivisen lähtölii- tännän 20 ja negatiivisen lähtöliitännän 22 tavanomaiseen tapaan. Tehokytkintä 30 jaksotetaan noin 20 kHz:llä 15 tavanomaista rakennetta olevalla pulssileveysmodulaatto- rilla 32, jolla on ohjausjohto 34 ja käyttöoskillaattori 36. Vastaavasti ohjausjohdolla 34 oleva jännite osoittaa 20 kHz-virtapulssien leveyden, jotka päästetään kytkimen 30 läpi. Tällä tavalla hitsauslangan 10 ja kaaren a yli 20 kulkevaa virtaa, kun kaari on olemassa, ts. hitsausjakson kaaritilan aikana, säädetään jännitteeseen reagoivilla eri piireillä Cl - C7, joita käytetään erikseen tai yhdessä, kuten selitetään myöhemmin. Pulssin leveyttä säätävä jännite johdolla 34 on tasajännitetaso virhevahvistimen 40 25 lähdössä, jota sopivasti esiohjataan vastuksella 42.

• .. Ohittavaa eli rinnakkaista piiriä 44 käytetään pitämään .·.· summapiste 50 nolla jännitteessä johdon 34 jännitteen « * avulla. Erovahvistimen 40 tulona on summapisteen 50 jännite, jota säädetään säätöpiirien Cl - C7 lähtöpuolella 30 olevalla kytkinsarjalla SW1 - SW7 vastuksien R kautta, joilla on samat parametrit. Ylempiä käskysignaalipiirejä Cl - C5 käytetään alempien takaisinkytkentäsignaalipiirien C6, C7 kanssa virran syöttämiseksi ja ottamiseksi liitoksesta 50, niin että virhevahvistimelta otettu virta säätää 35 modulaattorin 32 jännitettä. Virta tasapainottaa yhteisten signaalijohtojen ja takaisinkytkentäsignaalijohtojen väliset jännitteet. Taustavirta ylläpidetään alhaisella

II

97453 15 tasolla Ib, käytännössä noin 20 A:ssa, sulkemalla kytkimet SW5 ja SW7 samaan aikaan.

Tekniikan tason käytännön mukaisesti roiskeen säätöpiiriä 5 60 käytetään johdolla 62 uhkaavan syttymisen takia olevan signaalin eprusteella. Tämä syttymissignaali muodostetaan dv/dt-ennakointipiirissä 63, niin että lähtöjohdon 64 logiikka saattaa tehokytkimen 70 johtamattomaksi välittömästi ennenkuin muodostuu sytytys oikosulkupiirin tai 10 katkaisupulssin aikana. Kytkimen 70 käyttäminen muuttaa hitsausvirran kulkua kuristimen tai kelan 72 kautta kytkimen 70 kautta kulkevan yleisesti ottaen korkealla tasolla olevasta virrasta yleisesti ottaen alhaisella tasolla olevaksi virraksi vaimennuspiirin 74 kautta. 15 Hitsausjakson oikosulkuosuuden edetessä mitattu dv/dt ylittää asetetun arvon, joka osoittaa uhkaavaa sytytystä, ja looginen tila johdolla 62 vaihtuu. Hitsausvirta kytkimeltä 70 vaihdetaan alhaiselle tasolle, jotta vähennettäisiin sytytyksen luovuttamaa energiaa roiskeiden vähentä-20 miseksi. Tämä periaate ei muodosta osaa keksinnön muodostavasta parannuksesta, jossa otetaan näytteitä kaarijän-nitteesä tarkalla hetkellä hitsausjakson oikosulkutilan aikana ja lyhyen ajan puitteissa. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Pulssileveysmodulaattorin 32 lähdön kytkimen 30 kautta 2 päästämien suuritaajuisten pulssien leveys määritetään 3 summauspisteessä 50 olevalla jännitteellä, jota säädetään 4 kytkimillä SW1 - SW7, joita käytetään hitsausvirran 5 säätämiseksi koko hitsaus jakson eri osuuksin, kuten 6 parhaiten nähdään kuviosta 4. Hitsausjakson näytetään 7 ulottuvan kohtien TO ja T9 välillä. Tähän toimintajärjes- 8 • · tykseen voidaan tehdä muutoksia esillä olevan keksinnön 9 :* ' edullisen suoritusmuodon mukaisesti. Kytkimien SW1 - SW7 10 toiminnan havainnollistamiseksi oletetaan hitsausjakson 11 käynnistyvän kuvion 4 hetkellä TO. Hetkellä TO ilmaistaan normaali oikosulku, joka aktivoi PINCH-säätöpiirin Cl aktivoimaan kytkimen SW1 virrankulun ohjelmoidun jännite- 97453 16 profiilin mukaisesti, kuten esitetään vasemmalla kuviossa 1. Tähän profiiliin sisältyy suhteellisen jyrkkä virran nousu alussa ja sitten lopullisen kasvun suhteellisen loiva nousu virran syttymiseen sakka. Nämä kaksi jänniteprofiilin 5 kaltevuutta kytkimellä SW1 leikkaavat katkaisupisteessä BP, joka on asetettu likimain 60 %:iin normaalista virtatasosta, joka saavutetaan hitsauspiirin oikosulkupii-rin tai katkaisupulssin aikana. PINCH-säätöpiirissä Cl on aikaviive hetkien TO ja Tl välillä, jolloin pienen virran, 10 tai ei lainkaan virtaa, annetaan kulkea. Tämä pieni hitsausvirta voi olla joko taustavirta Ib, tai ei lainkaan virtaa. Siten ilmaistu oikosulku lyhyeksi hetkeksi (TO -Tl) muodostuu pintajännityksellä, ennenkuin suuri virta voi kulkea. Hetkellä Tl säätöpiiri Cl sallii aktivoidun 15 kytkimen SW1 säätää virran kulkua katkaisupulssisssa PP, kuten esitetään kuviossa 4. Koska tämä on virtaa johtava tila, johdetaan virtasäädön C7 takaisinkytkentäsignaali pisteeseen 50 kytkimen SW7 kautta, joka on suljettu samalla kuin kytkin SW1. Siten katkaisukäyrän tai katkaisupulssin 20 PP aikana, joka on hitsausjakson oikosulkutila, kytkimet SW1 ja SW7 ovat kiinni. Tämä käskysignaalien ja takaisin-kytkentäsignaalien järjestely ohjaa virtaa tehokytkimen 30 läpi virhevahvistimen 40 lähdössä olevan pulssileveysmo-dulaattorin 32 mukaisesti. Kun ennakointipiiri 63 osoittaa 25 oikosulkutilaan muodostuvaa katkaisua, ts. sytytystä, niin johdolla 62 oleva logiikka aktivoi lähtöjohdolla 64 • · · roiskeiden säädön 60 kääntämään kytkimen 70 ei johtavaksi. Tämä tapahtuu hetkellä T5, joka vaihtelee ennakoinnin lähtösignaalin esiintymisen mukaisesti. Tämä uusi säätö-30 ehto käynnistetään saattamalla kytkin SW1 johtamattomaksi. Aikaviiveen jälkeen, jota osoittaa hetkien T5 ja T6 välinen • · etäisyys, hitsausvirta pidetään alhaisella tasolla, joka ' ' voi olla joko taustavirran taso sulkemalla kytkin SW5, tai ei lainkaan virtaa. Vastaavasti, kun metalli siirtyy 35 hitsisulaan, on olemassa pieni viive ennenkun jakson plasmavauhtiosuus PB aloitetaan hetkellä T6. Keksinnön mukaisesti, jota selitetään myöhemmin, säätöpiiri C3 ottaa 11 97453 17 hitsausvirran säädön hetkellä T6. Hitsausvirtaa säädetään säätöpiirien C3 ja C6 jännitteillä sulkemalla eli aktivoimalla kytkimet SW3 ja SW6. Tämän tapahtuessa käytetään säädettyä watteina ilmoitettua tehoa hitsausvirran säätä-5 miseksi kaaren a läpi hetkien T6 ja T7 välillä, joka aikaväli on hitsausjakson plasmavauhtiosuus PB. Tämä aikaväli tai kesto on kiinteä. Samalla tavalla on aikaväli T5 - T6 kiinteä. Plasmavauhtiosuuden PB jälkeen aloitetaan hitsausjakson plasmaosuus P, aktivoimalla kytkimet SW4 ja 10 SW7. Siten virran kulkua säädetään jännitesignaalilla plasman vaimenemisen säätöpiirillä C4. Keksinnön toisen näkökohdan mukaisesti säätöpiiri C4 muodostaa jännitteen, joka mahdollistaa virtatason laskemisen hetkien T7 ja T8 välillä. Ennalta määrätyn ajan jälkeen, tai kun määrätty 15 energia on käytetty jakson yhdistetyssä plasmavauhti- PB ja plasmaosuudessa P, käynnistetään taustavirtataso Ib· Tämä tapahtuu aktivoimalla jälleen kytkimet SW5, SW7 niin että säätöpiirin C5 jännite alkaa säätää hitsausvirtaa, kunnes seuraava oikosulku tapahtuu hetkellä TO. Aika, 20 jolloin taustavirtaa säädetään, on merkitty aikana T8 -T9. Kuviossa 4 esitetty hitsausjakso toistetaan useita kertoja sekunnisssa (100 - 400/s) hitsausprosessin säätämiseksi. Joillakin jännitekäyrillä mikroprosessori ilmaisee olosuhteen ja muodostaa tarpeen mukaan jännitekäyrät 25 eli profiilit käskysignaaleiksi virran profiilin muodos-. .. tamiseksi hitsausjakson aikana vakiokäytännön mukaisesti.

.·, Menetelmät näiden jännitteiden luomiseksi voivat sisältää langoitettuja piirejä, kuten selitettiin joidenkin säätöpiirien osalta.

30

Viitaten tarkemmin säätöpiiriin C2, tässä piirissä käyte- • · · tään kahta ohjausporttia 80, 82, joilla on yhteinen tulojohto 84, joka johto on plasmavauhdituksen jännitteen säätöpulssi hetkien T6 ja T7 välillä. Johdolla 84 on 35 looginen ykkönen hetkien T6 ja T7 välillä molempien porttien 80, 82 käyttöön ottamiseksi. Hitsaustoimenpiteen eli ajon alussa johdolle 86 muodostetaan pulssi S, jolla 97453 18 on pitkä kestoaika, jolloin johdolla 86 on looginen 1 hitsausjakson alussa. Invertoitu looginen nolla johdetaan johdolle 88 invertterin 89 lähdössä hitsaustoimenpiteen eli hitsausajon käynnistyksen yhteydessä. Ennalta valitul-5 la hetkellä, jonka määrittää pulssin S pituus, joka käytännössä on 5,0 s, johdon 86 looginen tila muuttuu loogiseksi nollaksi, johdon 88 muuttuessa loogiseksi ykköseksi. Tämä loogisten tilojen vaihtuminen aktiovi ohjausportin 82. Kyttämällä tämän tyyppistä tulologiikkaa 10 säätöpiirin C2 tulojännitteitä varten muodostuu sitä seuraavan plasmavauhtpulssi PB käytön ensimmäisen 5,0 sekunnin aikana samalla kun johdolla 90 on looginen nolla. Tässä käynnistys jaksossa kytkimet SW2, SW7 ovat aktivoituina. Vastaavasti takaisinkytkentäjännite säätöpiirillä 15 C7 edustaa hitsausvirtaa, ja sitä säädetään käskysignaalin jännitetasolla reostaatilla 92. Tämä käskyjännite antaa kiinteän plasmavauhditustehon ensimmäisen 5,0 sekunnin ajaksi. Tänä aikana asetetaan ulkoneman referenssijännite hitsausvirtasignaaliksi kun kytkintä SW7 säädetään kiin-20 teän tehon mukaisesti reostaatin 92 asetuksella. Tällä saadaan suhdesäätö niin, että referenssitehon käsin asettelua ei tarvita jokaista hitsausajoa varten. Reostaatin 92 suhde säätää referenssitehon asetustapahtumaa hitsausajon eli hitsaustoimenpiteen ensimmäisen 5,0 sekunnin 25 aikana.

• · · .· Alkukäynnistysjakson kuluttua pulssi S loppuu ja johdolle 86 tulee looginen nolla. Tämä estää portin 80 ja aiheuttaa loogisen ykkösen ilmestymisen johdolle 88. Vastaavasti 30 jokaisen seuraavan plasmavauhdituspulssin PB aikana hetkien T6, T7 välillä ensimmäisen 5,0 sekunnin jälkeen portin 82 lähdössä on looginen nolla johdolla 94. Boolen logiikan • · · termi on BP:n ja käänteisen 5 sekunnin JA-funktion invertoitu looginen arvo. Tämä looginen nolla aktivoi 35 kytkimet SW3 ja SW6 samalla kun loogisen tilan muutos johdolla 90 saattaa johtamattomiksi kytkimet SW2 ja SW7. Käynnistysjakson jälkeen kytkintä SW2 ei enää käytetä li 15 97453 säätöjärjestelmässä A. Jokainen plasmavauhditusjännite-käsky johdolla 84 aktivoi kytkimet SW3 ja SW6 tehon säätämiseksi hitsaus jakson plasmavauhtiosuuden eli pulssin PB aikana. Hitsaus jakson plasmaosuuden P aikana johdolle 5 100 tulee looginen nolla. Samaan aikaan kytkin SW7 aktivoidaan säätämään virtaa hetkien T7 ja T8 välillä. Kuviossa 7 langoitetussa muodossa kaaviollisesti esitettyä viivepiiriä käytetään käskysignaain jänniteprofiilin säätämiseksi, jota käytetään säätöpiirillä C4. Hetken T8 10 olevaa taustavirtaa Ib säädetään reostaatin 102 jännitetasolla, joka on piirin C5 käskysignaali. Taustavirran aloittava signaali ilmestyy johdolle 104 hetkien T8 ja TO välillä. Hetkellä TO johdolla 110 esiintyy looginen nolla katkaisupulssin PP aloittamiseksi virran säätämiseksi 15 hetkien T0-T5 välillä piirin Cl säädön avulla. Säädön Cl jänniteprofiili esitetään kuvion 1 yläosassa, ja se on oleellisesti kahdennettu pulssi PP, kuten esitetään kuviossa 4. Kaikki säätöpiirit voisivat olla langoitettuja piirejä; käytännössä ne kuitenkin toteutetaan sekä laittein 20 että mikroprosessorin lähdöllä, jolla ohjataan jännitettä millä tahansa annetulla hetkellä säätöpiirien Cl - C5 käskysignaaleja varten. Piirien C6, C7 takaisinkytken-täsignaalit ovat jännitteitä, jotka edustavat reaaliaikaisia tapahtumia. Säätöpiirejä varten voitaisiin käyttää 25 erilaisia järjestelyjä poikkeamatta esillä olevasta kek-. .. sinnöstä.

• <

Viitaten nyt kuvioon 2 havainnollistetaan esillä olevaa keksintöä, jossa hetkellinen kaarijännite johdetaan pii-30 riin B johdolla 120. Hetkellinen hitsausjännite johdetaan piiriin johdolla 122. Nämä reaaliaikaiset parametrit ovat • * · varsinaisen hitsaustoiminnan mitattuja parametreja. Ku-* ’ viossa 2 kaaviollisesti esitetty piiri B voidaan järjestää mikroprosessoriin, tai piiri voi esitetyllä tavalla olla 35 langoitettu. Digitaalisen piirin tai todella langoitetun piirin käyttäminen normaalin teknologian mukaisesti ei muuta keksinnöllisiä ajatuksia. Digitaalinen kytkin 130 on 97453 20 suljettuna lyhyen aikaa hetkien T3, T4 välillä. Tämä lyhyt aika on välittömästi hetkellä T2 esiintyvän katkaisupisteen BP jälkeen kuviossa 1 esitetyn piirin Cl ohjaamana. Katkaisupisteen BP jälkeen hitsausvirtaa säädetään pitkin 5 loivempaa kaltevuutta 190, kuten parhaiten nähdään kuviossa 3. Kaari jännite mitataan suoritetaan hetkien T3, T4 välillä tällä loivemmalla virtaosuudella. Tämä tarkan mittauskoh-dan valitseminen aikaansaa suhteellisen yhdenmukaisen jännitteen, koska virta on katkaisupisteessä BP kiinteä ja 10 reuna 192 on loiva, kuten kuviossa 3 esitetään. Kytkin 130 on suljettu hetkien T3 ja T4 välisen jakson aikana, joka jakso on kiinteä aika, kuten esim. noin 300 mikrosekuntia. Hetki T3 on lyhyemmälle etäisyydelle katkaisupisteen hetkestä T2, kuten esim. 100 mikrosekunnin päähän. Siten 15 hetkien T3 ja T4 välinen jännite mitataan suhteellisen kiinteän, tunnetun virran aikana. Siten näiden kohtien T3 ja T4 välinen jännitemittaus on langan 10 ulkoneman jännite. Tämä on oletus, koska mittaus tehdään kat-kaisupulssin PP aikana, joka on oikosulku. Koko jännite 20 johdossa 120 on jännite langassa pitimen 14 ja työkappaleen 12 välillä. Suorittamalla jännitehuipun mittaus välittömästi katkaisupisteen BP jälkeen loivalla virran pienenemisellä oikosulun aikana ja kiinteän ajanjakson yli, jännitehuipun suuruusluokka on yhdenmukaisesti lähellä 25 reaaliaikaista ulkoneman jännitettä. Vastaavasti, kun • ·· kytkin 130 on suljettuna hetkien T3, T4 välillä, muodostuu kapea jännitehuippu 200, kuten esitetään kuvion 3 alaosassa. Tämä huippu on ulkoneman jännite, koska käyrä 190 hyvin lyhyen jakson hetkien T3 ja T4 välillä on merkityksetön ja 30 on sama jokaisella katkaisupulssilla PP. Lisäksi, koska tämä jännitteen huipun mittaus tehdään katkaisupulssille tarkalla hetkellä, välittömästi katkaisupisteen PB jälkeen, varmistetaan loiva kaltevuus ja tarkkuus.

35 Viitaten nyt kuvioon 5, kun ulkonemaa tai ulostyöntymistä muutetaan viitenumeroin I, II ja III eeistettyjen asentojen välillä, mitatut jännitehuiput 200a, 200b ja 200c muuttuvat 97453 21 vastaavasti. Näiden jännitehuippujen suuruusluokat, joilla on kiinteä leveys x, ovat ulkoneman jännitteen mittoja. Suuruus kasvaa ulkoneman kasvaessa. Siten kytkimen 130 lähtö muodostuu useista jännitepulsseista tai huipuista, 5 joista jokainen edustaa ulkoneman jännitettä määrätyn hitsausjakson aikana. Kytkimen 130 kanssa tahdissa käy kytkin 132 tarkoituksiin, jota seuraavassa selitetään. Johdon 140 jännite on peräkkäisten jännitehuippujen 200 keskiarvo, jolloin pulssit kootaan sopivassa jännitteen 10 keskiarvon muodostavassa laitteessa 142, joka on esitetty kondensaattorina Cl. Toinen jännitteen keskiarvon muodostava laite 150, kondensaattorin C2 muodossa, vastaanottaa jännitehuiput kytkimeltä 132. Vastukset 160, 162 ohjaavat kondensaattorin Cl ja vastaavasti C2 varautumisnopeutta.

15 Käytännössä kondensaattorit Cl, C2 varataan noin 60 %:iin huippuvirrasta hitsausjakson katkaisuosuuden aikana noin 16 - 20 hitsausjakson aikana. Tämä varausnopeus on kaaviollisesti esitetty kuviossa 2A. Edeltävien jännite-huippujen 200 keskiarvovirta esiintyy johdolla 140. Het-20 kellinen hitsausvirta esiintyy johdolla 122. Nämä kaksi jännitearvoa kerrotaan kertojapiirissä 170, jolla on lähtö 172. Tämä lähtö on jännite, joka edustaa ulkoneman watteina ilmoitettua tehoa, ja jota käytetään ohjauksena kytkimelle SW6 ja joka muodostaa kuvion 1 säätöpiirin C6. Johdon 172 25 jännite on kaarivirran ja keskimääräisen ulkoneman jännit- • .. teen tulo. Tästä saadaan tehosignaali. Näytteenotto- ja .·.· pitopiirissa 180 on tulo 182, joka muodostaa säätöpiirin • · C3 kytkimen SW3 tuloksen. Tähän asti selitettynä johdon 182 lähtöjännitettä verrataan johdon 172 jännitteeseen, 30 kun kytkimet SW3 ja SW6 on aktivoitu johdon loogisen tilan johdosta, hitsausjakson plasmavauhtiosuuden aikana. Hit-’ sausvirtaa säädetään näiden arvojen saattamiseksi yhtä · suuriksi pisteessä 50.

35 Kuten kuviossa 2 esitetään edustaa kytkin 184 kaavioll-siesti käynnistyspulssia linjassa 86. Tämän kytkimen ollessa suljettuna kytkimet 130, 132 varaavat kondensaat- 97453 22 toria C2. Ennalta valitun ajan jälkeen hitsaustoimenpiteen alussa kytkin 184 aukeaa niin, että keskimääräinen ul-koneman teho määritettynä johdon 182 jännitteenä on kiinteä suhteellinen jännite, johon seuraavia johdolla 182 olevia 5 tehon mittauksia verrataan plasmavauhtipulssin PB aikana.

Käytössä, hitsaustoimenpiteen ensimmäisen 5,0 sekunnin aikana, kytkein SW2 aktivoidaan kytkimen SW7 kanssa. Jokaisen käynnistysjakson katkaisupulssin PP aikana muo-10 dostuu huippu 200, joka on todellisen ulkoneman jännitteen mitta. Nämä huiput johdetaan keskiarvon muodostavalle laitteelle 142 (kondensaattori Cl). Näiden huippujen keskiarvo esiintyy johdolla 140 ja se kerrotaan johdon 122 sillä virralla, joka säätää jännitettä. Siten johdon 172 15 jännite on jännitetaso, joka osoittaa edeltävien huippujen 200 keskiarvon ja johdolla 122 olevan hetkellisen hitsaus-virran tuloa. Kytkin 184 on suljettu; siten kytkin 132 tuottaa tehohuippuja, jotka ovat samanlaisia kuin jänni-tehuiput ja jotka esiintyvät samaan aikaan. Näiden kytki-20 meitä 132 tulevien tehohuippujen keskiarvo muodostetaan kondensaattorilla C2. Näytteenotto- ja pitopiiri 180 ylläpitää jännitteen kondensaattorilla C2 välittömästi sen jälkeen kun kytkin 184 on avattu. Käytännössä kytkimiä 130, 132 käytetään tahdissa. Näin saadaant tarkka korrelaatio 25 kondensaattoriin Cl johdettujen jännitehuippujen 200 ja kondensaattoriin C2 johdettujen tehohuippujen välille.

·.· Nämä huiput ovat oleellisesti samat, paitsi että konden saattorilla C2 olevan jännitteen taso on silloin johdolla 122 voimassa olevan hitsausvirran moninkerta, niin että 30 suuruusluokka edustaa ulkoneman tehoa eikä pelkästään ... ulkoneman jännitettä. Ulkoneman referenssiteho muodostuu .·.· siten näytteenotto- ja pitopiirin 180 lähtöjohtoon 182.

Tämä referenssi muodostetaan kun kytkimet SW2 ja SW7 ovat suljettuna johdon 90 johdosta. Vastaavasti hitsausvirtaa 35 johdossa 122 säädetään tuottamaan kiinteän tehon johdolla 140 olevan ulkoneman jännitteen perusteella, joka johtuu siitä asemasta missä käyttäjä pitää langan pidintä 14 il 97453 23 käynnistys jakson aikana.

Käynnistysjakson jälkeen kytkin 184 avataan hitsausjakson loppuajaksi. Johdolla 172 olevaa hetkellistä ulkoneman 5 tehoa verrataan johdolla 182 olevaan referenssitehoon hitsausvirran säätämiseksi plasmavauhtipulssin PB aikana. Siten hitsausvirtaa säädetään ulkoneman jännitteen muutosten kompensoimiseksi, jonka jännitteen aiheuttaa ulkoneman eli ulostyöntymisen määrä. Kiinteä wattimäärä jodhetaan 10 lankaan jokaisen plasmavauhtiosuuden aikana. Hetkien T6, T7 välinen jakso on kiinteä aika; sen johdosta tehon vauhdituspulssin eli osuuden PB aikainen enrgia on säädetty. Tämä aikaansaa kiinteän sulatustehon langassa jokaisen tehon vauhdituspulssin aikana. Lankaan syötettyä kokonais-15 joulimäärää voidaan säätää lopettamalla plasma määrätyllä hetkellä T8 kuviossa 1 esitetyllä säätöpiirillä C4. Plasman lopettaminen voi perustua syötettyyn energiaan aikarajan ohituksella. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Viitaten kuviossa 6 esitettyyn muunnelmaan on samoilla 2 komponenteilla samat viitenumerot. Tässä suoritusmuodossa 3 virtasignaali eli jännitetaso johdolla 122 on korvattu 4 johdon 122a kiinteällä jännitteellä, joka säädetään poten 5 tiometrillä 122b. Piirin muu osa on sama kuin kuviossa 2 6 esitetty. Ulkoneman jännitteen referenssitaso saadaan 7 . .. näytteenotolla ja pidetään sitten sen jälkeen kun kytkin 8 .·.· 184 on avattu. Hitsaus järjestelmän käytön aikana johdolla 9 172 oleva teho on oleellisesti peräkkäisten jännitehuip- 10 pujen 200 keskiarvojänite kerrottuna kiinteällä arvolla, 11 joka edustaa säädettävää virran tasoa. Tämä muunnelma on 12 esitetty esillä olevan keksinnön laajempien näkökohtien 13 havainnollistamiseksi. Hitsausjakson oikosulkupulssin tai 14 '.· katkaisupulssin PP aikana olemassa olevan langan 10 15 ulkoneman mittaamiseksi otetun tarkasti sijoitetun pienen 16 jännitenäytteen ajatukselle voidaan muodostaa monia käyttötarkoituksia. Tätä näytteenottoajatusta voidaan käyttää järjestelmissä ulkoneman säätämiseksi tai ulkoneman wat- 97453 24 teinä ilmoitetun tehon säätämiseksi.

Kuviossa 7 esitetään piiri kytkimien SW4, SW7 ohjaamiseksi hitsausjakson plasmaosuuden P hetkien T7, T8 välillä.

5 Plasmavauhditus PB esiintyy suhteellisen kiinteällä korkealla ensimmäsiellä virran tasolla, joka on kuviossa 8 esitetty tasona 300. Tämä taso on esitetty noin 300 A:ksi plasmavauhtipulssin PB lopulla. Vaimeneva virran taso 302 laskee loivasti hitsausvirtaa 300 A:n ylätasosta 300 kohti 10 virran taustatasoa. Hetkellä T8, joka voi olla kiinteä tai säädetty Joule-mittarin avulla, lopetetaan jakson plasma-osuus P. Hitsausvirta muutetaa sitten välittömästi taustatasolle, joka voi olla hieman nollan yläpuolella oleva virta. Tällä tavalla virran äkillinen muutos, tai katkaisu, 15 esiintyy pienellä virran tasolla eikä korkealla virran tasolla, joka olisi tilanne jos plasmaosuus P sisältäisi välittömän vaihtamisen korkealta tasolta 300 alhaiselle plasman tasolle tason 300 ja taustatason välillä. Monenlaisia piirejä voitaisiin järjestää loivan virran tason 20 pienenemisen muodostamiseksi, joka on esitetty johtona 302 kuviossa 8. Tätä tarkoitusta varten edustava piiri esitetään kuviossa 7. Kytkin 310 varaa kondensaattoria 320 vastuksen 312 kautta. Johdolla 314 oleva jännite johdetaan kondensaattorille 320 kytkimen 310 kautta, ja sen suhde on 25 1,0 V 100 A:a kohti plasmavauuhdituspulssin PB aikana. Tämä kukviossa 8 tason 300 edustama plasmavauhditusvirta tal-·,· letetaan kondensaattoriin 320 jakson plasmavauhtiosuuden aikana. Jakson plasmavauhtiosuuden jälkeen kytkin 310 saatetaan johtamattomaksi. Sillä hetkellä kondensaattori 30 320 puretaan reostaatin 322 kautta. Tämä jännite vahvis- . .. tetaan vahvistimella 330 ja se esiintyy johdolla 332, joka on kuviossa 1 kytkimen SW4 kohdalla esitetyn säätöpiirin C4 jännteprofiili. Johdon 332 jännite säätää hitsausvirtaa niin, että jännite kytkimellä SW7 vastaa jännitettä 35 johdolla 332 hitsausjakson plasmaosuuden aikana hetkien T7, T8 välillä. Tämä estää virran äkillisen muutoksen korkealta tasolta 300.

li 97453 25

Kuvioissa 9 - 11 esitetään keksinnön erästä toista näkökohtaa, jossa sula metallipallo muodostuu langan 10 päähän ja sulan hitsimetallin 402 yläpuolelle. Hitsausjakson kaaritilan aikana kaaren a osoitetaan muodostavan 5 aallon 404, joka koskettaa palloa 400 ja muodostaa tahattoman oikosulun. Tämä oikosulku esiintyy hitsausjakson sulatusosuudella, joko plasmavauhdituksen PB tai vaimenevan plasman P aikana. Kuten kuviossa 11 esitetään, niin heti kun oikosulku esiintyy, niin resistanssi pienenee 10 voimakkaasti ja virta kasvaa jyrkkää viivaa 406 pitkin. Tämä tapahtuu yhyessä ajassa. Katkaisupulssi käynnistetään. Koska oikosululla on suhteellisen pieni pinta-ala, niin katkaisuvirran nopea alkunousu pulssin PP alussa muodostaa välittömästi sytytyksen, joka räjähtää, virta on 15 suhteellisen korkeassa arvossa. Tämä aiheuttaa roisketta. Virran nopeasta noususta johtuen ei ennakointipiirillä dv/dt ole aikaa aktivoitua signaalin muodostamiseksi johtoon 62 ja kytkimen 70 toiminnan keskeyttämiseksi. Viive hetkeen Tl ylitetään. Sytytys tapahtuu ennen katkaisupis-20 tettä PB, johtuen oikosulun pienestä pinta-alasta. Sellaisen tahattoman oikosulun ennakoimiseksi kaaritilan aikana esitetty järjestelmä sisältää piirin, joka kaaviollsiesti on esitetty kuviossa 10, ja joka valvoo virtajohtoa 120 komparaattorilla 410. Tulot 412, 424 vertaavan vastusten 25 420, 422 jännitteitä muodostaen lähtösignaalin linjaan 420, kun hetkellinen käärivistä on suurempi kuin taustavirta plus kiinteä vakio K. Tämä vakio on hetkien T8 - TO välisen virtatason yläpuolella ja tasolla, joka esiintyisi vain virtatasojen 300, 302 aikana, kuten kuviossa 8 esitettiin. 30 Siten looginen ykkönen johdolla 430 osoittaa virtaa, joka ... on oleellisesti suurempia kuin virran taustataso. Tämä .·,· jännite johdetaan sitten JA-portin 440 toiseen tuloon.

• · · Toisena tulona on PINCH-säätöjohto 442, jolla on looginen ykkönen, kun käsiteltävänä ei ole katkaisupulssia. Oi-35 kosulun ilmaisin 450 on jänniteilmaisin, joka osoittaa nopean jännitteen nousun. Kaarijännitteen nopea nousu osoittaa oikosulkutilaa, joka muodostuu tahattomalla oi- 97453 26 kosululla, kuten kuviossa 9 esitetään. Johdolla 452 oleva looginen ykkönen osoittaa oikosulkua. Jos tämä oikosulku esiintyy muulla hetkellä kuin katkaisuhetkellä ja hetkellä, kun virran taso on suurempi kuin vastuksen 422 aikaansaama 5 taso, lähtöjohdolle tulee looginen ykkönen. Tämä muuttaa välittömästi kuviossa 1 esitetyn säätöpiirin Cl katkoviivan osoittamaan tilaan, jossa katkaisupiste BPl alennetaan tasolle, joka on noin 20 % alkuperäisestä katkaisupisteen BP virrasta. Siten virran nopeata nousua esiintyy vain 10 hyvin lyhyen aikaa, kunnes uusi katkaisupisteen virtataso BPl saavutetaan. Sitten kuviossa 11 esitetyn katkaisukäyrän kaltevuus muuttuu toiseksi loivaksi kaltevuudeksi. Sytytys tapahtuu myöhemmin. Tällä tavalla ennakointipiiri voidaan aktivoida valvomaan tämän jälkeen esiintyvää sytytystä.

15 Käyttämällä esim. kuviossa 10 esitettyä piiriä, tahaton oikosulku kaaritilan aikana saattaa katkaisukäyrän säätöpiirin pienentämään oleellisesti katkaisupistettä BP virran nopean nousun ja virran loivan nousun välillä. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 35

Koska esillä olevalla keksinnöllä säädetään hitsausvirtaa 2 kiinteän tehon ylläpitämiseksi ulkoneman yli ulkoneman 3 muuttuessa, sitä voidaan käyttää muuttamaan työkappalee- 4 seen syötettyä lämpöenergiaa. Ulkoneman kasvaessa vaadi 5 taan vähemmän virtaa kiinteän tehon ylläpitämiseksi.

6

Kasvattamalla siten ulkonemaa, tapahtuu työkappaleessa ... lämpenemistä I R vähemmän. Samalla tavalla, pienentämällä 7 tarkoituksella ulkonemaa, hitsauslangassa on pienempi 8 ♦ ♦ 9 resistanssi ja siinä kulkee enemmän virtaa kiinteän tehon 10 ylläpitämiseksi. Työkappaleeseen syötettyä lämpöä voidaan 11 vaihdella pelkästään muuttamalla ulkonemaa. Tämä on esillä olevan keksinnön toinen edullinen etu ja käyttötapa.

Claims (19)

97453

1. Kaarihitsauslaite, joka käsittää: tasavirtalähteen (PS), jolla saatetaan erisuuruisia hitsausvirtoja kulkemaan hitsauslangan (10) läpi, jolla on muuttuva ulkonema-5 pituus pitimestä (14), ja mainitun langan ja työkappaleen (12) välillä työkappaleella olevan sulan metallitäplän kohdalla; langansyöttövälineen (16) hitsauslangan syöttämiseksi pitimestä kohti työkappaletta, jolloin hitsauslan-kaan kohdistuu peräkkäisiä hitsausjaksoja, joista jokainen 10 jakso sisältää kaaritilan (PP), jonka aikana lanka on välimatkan päässä mainitusta sulatäplästä ja lankaan johdettu energia ylittää ennalta määrätyn arvon nostaen langan pään lämpötilan sulamislämpötilaan sulan metallipallon (400) muodostamiseksi tähän langanpäähän, sekä oikosulku-15 tilan, jonka aikana langan päässä oleva sula metallipallo ensin koskettaa sulaa metallitäplää ja sitten siirtyy langasta työkappaleeseen; sekä välineet virtapulssin muodostamiseksi mainitun kaaritilan luomisen jälkeen, tämän virtapulssin sisältäessä ensin esiintyvän plasmakiihdytys-20 osuuden (PB), jossa virta on ensimmäisellä yleisellä vir-tatasolla, ja välineet pienen perusvirran (I^) johtamisek- D si hitsauslangan ja työkappaleen välille mainitun virta- pulssin päättymisen jälkeen jatkumaan hitsausjakson seu- raavaan oikosulkutilaan saakka, tunnettu siitä, että laite 25 käsittää säätövälineet pääasiassa vakiona pysyvän wattite- . . hon ylläpitämiseksi hitsauslangassa plasmakiihdytysosuuden • · · aikana kun mainittu ulkonemapituus muuttuu, jolloin tätä ♦ · ... ulkonemaa voidaan asetella hitsausvirran muuttamiseksi • · · ' työkappaleessa. 30

• · · *·:** 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, · että säätövälineet sisältävät välineet ulkoneman referens- ί*.*. siwattitehon muodostamiseksi, välineet säätösignaalin muodostamiseksi, joka on verrannollinen hitsauslangan yli 35 vaikuttavaan jännitteeseen langan kulloisellakin ulkonema-pituudella, välineet säätösignaalin kertomiseksi langan läpi plasmakiihdytysosuuden aikana kulkevalla virralla ulkoneman hetkellisen wattitehon muodostamiseksi, sekä 97453 välineet hitsausvirran säätämiseksi niin, että saatetaan ulkoneman hetkellinen wattiteho lähestymään mainittua ul-koneman referenssiwattitehoa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että säätövälineet sisältävät välineet säätösignaalin muodostamiseksi, joka on verrannollinen jännitteeseen langan kulloisellakin ulkonemapituudella, säätösignaalin muodos-tamisvälineet, jotka sisältävät näytteenottovälineet piti-10 men ja työkappaleen välisen jännitetason mittaamiseksi lyhytaikaisesti ja tarkalla hetkellä (T3-T4) mainitun oi-kosulkutilan aikana, sekä välineet tämän mitatun jännitteen käyttämiseksi säätösignaalin muodostamista varten.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitut välineet mitattujen jännitetasojen käyttämiseksi sisältävät jännitteen keruuvälineen säätösignaalin asettelemiseksi kohti kyseistä mitattua jännitettä peräkkäisten oikosulkutilojen aikana. 20

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että se sisältää näytteenottovälineet pitimen ja työkappaleen välillä vallitsevan jännitetason mittaamiseksi tarkkaan aikaan ja katkeamisen säätövälineet hit-25 sausvirran saattamiseksi noudattamaan ennalta määrättyä ; : käyrää oikosulkutilan aikana, ja että näytteenottovälineet • · · sisältävät välineet tämän tarkan ajan säätämiseksi ennalta • · määrätyn käyrän kohdaksi. . 30

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, • · · ’;··* että katkeamisen säätövälineet sisältävät välineet hit- '·* ’ sausvirran saattamiseksi noudattamaan ensimmäistä jyrkkää ·*·*: kaltevuutta ja sitten toista pientä kaltevuutta, jotka kaltevuudet leikkaavat toisensa taitepisteessä (BP), ja 35 että mainittu tarkka aika (T3-T4) on välittömästi taitepis-teen jälkeen hitsausvirran ennalta määrätyllä käyrällä oikosulkutilan aikana. 25 97453

7. Jonkin patenttivaatimuksista 3-6 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu lyhyt aika (T3-T4) on alle 500 mikrosekuntia.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 3-7 mukainen laite, tun nettu siitä, että mainittu tarkka aika on vähemmän kuin 200 mikrosekuntia taitepisteen jälkeen.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 2-8 mukainen laite, tun-10 nettu siitä, että se sisältää näytteenottovälineet pitimen ja työkappaleen välillä vallitsevan jännitetason mittaamiseksi, että ulkoneman referenssin muodostamisvälineet sisältävät elimet ulkoneman referenssin muodostamisvälinei-den aktivoimiseksi ennalta annetuksi ajaksi annetun hit-15 saustoimenpiteen alussa, välineet hitsausvirran säätämiseksi peräkkäisten hitsausjaksojen plasmakiihdytysosuuden aikana kiinteän wattimäärän ylläpitämiseksi plasmakiihdy-tysosuuksien aikana tämän ennalta annetun ajan puitteissa, välineet mitattujen jännitetasojen ja hitsausvirran tulon 20 tallettamiseksi tämän ennalta annetun ajan puitteissa, sekä välineet mainitun tulon käyttämiseksi ulkoneman refe-renssiwattitehona tätä hitsaustoimenpidettä varten.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, 25 tunnettu siitä, että plasmakiihdytysosuuden aikana ensim- ; ; mainen yleinen virtataso on korkea, että laite käsittää • · · välineet plasmakiihdytysosuuden jälkeisen plasmaosuuden t·;·. (P) synnyttämiseksi mainittuun virtapulssiin toisella yleisellä virtatasolla, tämän toisen yleisen virtatason , 30 ollessa käyrä, joka loivasti laskeutuu mainitusta ensim- *···* mäisestä korkeasta virtatasosta, ja että laite sisältää • ♦ · *·* ' välineet mainitun ensimmäisen yleisen virtatason säätämä- ·*·*: seksi plasmakiihdytysosuuden aikana tapahtuvaa hetkellisen tehon säätöä varten. 35

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että se sisältää välineet mainitun käyrän muuttamiseksi . 97453 3C

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että laite käsittää välineet virtapulssin muodon säätämiseksi sisältämään ensimmäisen jyrkästi nousevan virtaosuuden ja tätä seuraavan toisen asteittain 5 nousevan virtaosuuden, jotka virtaosuudet leikkaavat toisensa taitepisteessä (BP), ja että laite sisältää säätövä-lineet taitepisteen virtatason alentamiseksi, jotka säätö-välineet reagoivat oikosulun ilmaisuun kaaritilan aikana.

13. Menetelmä hitsauslangan ulkonemaan verrannollisen jännitesignaalin saamiseksi, kun hitsauslangan (10) ul-konema peräkkäisten hitsausjaksojen plasmakiihdytysosuuk-sien (PB) aikana vaihtelee hitsaustoimenpiteen aikana, joka käsittää peräkkäin oikosulkutiloja ja plasmatiloja, 15 joissa kussakin vallitsee säädetty hitsausvirta ja oiko-sulkutiloissa vallitsee ennalta määrätty virtakäyrä, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, joissa: a) mitataan hitsauslangan kulloisenkin ulkoneman yli vaikuttava lyhytaikainen jännitetaso ja ennalta määrätyn vir- 20 takäyrän tarkassa kohdassa peräkkäisten oikosulkutilojen aikana; b) muodostetaan mitattujen jännitetasojen keskiarvo mainitun jännitesignaalin saamiseksi.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä pääasiassa vakion wattitehon ylläpitämiseksi hitsauslangassa, tunnet- »»· tu siitä, että menetelmässä: #·;·. c) muodostetaan hitsaustoimenpiteen peräkkäisten plasma- • · · kiihdytysosuuksien haluttuun wattitehoarvoon verrannolli-. 30 nen ensimmäinen referenssisignaali; d) kerrotaan jännitetasojen keskiarvo hetkellisellä hit-*·* ’ sausvirralla toisen signaalin muodostamiseksi, joka edus- : taa wattitehoa hitsaustoimenpiteen peräkkäisten plasma- kiihdytysosuuksien aikana; ja 35 e) säädetään hitsausvirtaa näiden peräkkäisten plasmakiih-dytysosuuksien aikana siten, että saatetaan toinen signaali lähestymään ensimmäistä referenssisignaalia. Il 97453

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että referenssisignaalin muodostamisvaihe sisältää vaiheet, joissa: f) hitsaustoimenpiteen alkuosan aikana mitataan hitsaus-5 langan ulkoneman yli vaikuttava jännitetaso lyhytaikaisesti ja ennalta määrätyn virtakäyrän tarkassa kohdassa peräkkäisten oikosulkutilojen aikana; g) muodostetaan mitattujen jännitetasojen keskiarvo hitsaustoimenpiteen näiden alkuosuuksien aikana; 10 h) säädetään hitsausvirtaa peräkkäisten plasmakiihdytys-tilojen aikana kiinteän wattitehon ylläpitämiseksi peräkkäisten plasmakiihdytystilojen aikana hitsaustoimenpiteen alkuosan aikana; ja i) talletetaan mainittuna ensimmäisenä referenssisignaali-15 na signaali, jota säädetään sillä jännitetasolla, jonka keskiarvo muodostettiin hitsaustoimenpiteen alkuosan aikana .

16. Järjestelmä hitsauslangan ulkonemaan verrannollisen 20 jännitesignaalin saamiseksi, kun hitsauslangan (10) ul- konema peräkkäisten hitsausjaksojen plasmakiihdytysosuuk-sien (PB) aikana vaihtelee hitsaustoimenpiteessä, joka käsittää peräkkäin oikosulkutiloja, plasmakiihdytystiloja (PB) sekä plasmatiloja (P) , joista kussakin vallitsee sää-25 detty virtataso, jolloin oikosulkutiloissa vallitsee ennalta määrätty virtakäyrä, tunnettu siitä, että järjestel-·;··· mä käsittää: a) välineet hitsauslangan kulloisenkin ulkoneman yli vaikuttavan jännitetason mittaamiseksi lyhytaikaisesti ja 30 ennalta määrätyn virtakäyrän tarkassa kohdassa peräkkäis- *’* ten oikosulkutiloj en aikana; \* " b) välineet, joilla muodostetaan mitattujen jännitetasojen : : : keskiarvo maintun jännitesignaalin saamiseksi.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen järjestelmä pääasias sa vakion jännitteen ylläpitämiseksi hitsauslangassa, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää: 97453 c) välineet ensimmäisen referenssisignaalin muodostamiseksi, joka on verrannollinen hitsaustoimenpiteen peräkkäisten plasmakiihdytysosuuksien haluttuun tehoarvoon; d) välineet, joilla kerrotaan jännitetasojen keskiarvo 5 hetkellisellä hitsausvirralla toisen signaalin muodostamiseksi, joka edustaa wattitehoa hitsaustoimenpiteen peräkkäisten plasmakiihdytysosuuksien aikana; ja e) välineet, joilla säädetään hitsausvirtaa peräkkäisten plasmakiihdytysosuuksien aikana siten, että saatetaan tämä 10 toinen signaali lähestymään ensimmäistä referenssisignaa-lia.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että referenssisignaalin muodostamisväline sisäl- 15 tää: f) välineet, joilla mitataan hitsaustoimenpiteen alkuosan aikana hitsauslangan ulkoneman yli vaikuttava jännitetaso lyhytaikaisesti ja ennalta määrätyn virtakäyrän tarkassa kohdassa peräkkäisten oikosulkutilojen aikana; 20 g) välineet, joilla muodostetaan mitattujen jännitetasojen keskiarvo hitsaustoimenpiteen alkuosuuksien aikana; h) välineet, joilla säädetään hitsausvirtaa peräkkäisten plasmakiihdytysosuuksien aikana kiinteän wattitehon ylläpitämiseksi näissä peräkkäisissä plasmakiihdytysosuuksissa 25 hitsaustoimenpiteen alkuosan aikana; ja i) välineet, joilla talletetaan ensimmäisenä referenssi··; sisignaalina hitsausvirran ja sen jännitetason tulo, jonka :"j‘: jännitetason keskiarvo muodostettiin hitsaustoimenpiteen alkuosan aikana. 30 • · « 1 2 Patenttivaatimuksen 16 mukainen järjestelmä, tunnettu » · · *. siitä, että mainittu lyhyt aika on alle 500 mikrosekuntia. • · · • · · 2 Patenttivaatimuksen 16 tai 19 mukainen järjestelmä, 35 tunnettu siitä, että mainittu lyhyt aika on noin 300 mikrosekuntia. 97453