NO116810B

NO116810B -

Info

Publication number: NO116810B
Application number: NO14842563A
Authority: NO
Inventors: K Mages
Original assignee: Verwaltungsges Der Werkzeugmas
Priority date: 1962-04-27
Filing date: 1963-04-25
Publication date: 1969-05-27
Also published as: DK105871C; GB1006618A; CH393574A; AT247980B; BE631458A; ES287364A1

Description

Anordning ved sveiselikeretter. Device for welding rectifiers.

Foreliggende anordning angår en sveiselikeretteranordning, særlig for beskyttelsesgass-sveising med smeltende elektroder. Anordningen omfatter en i vekselstrømdelen anordnet transduktor. Ved sveising med beskyttelsesgass med smeltende elektrode, hvorved der som beskyttelsesgass benyttes en inert gass eller C02, ble der hittil anvendt likeretteranordninger som i det for sveisingen anvendte område hadde en i stor utstrekning konstant, en lett fallende eller eventuelt en lett stigende karakteristikk. Som likeretterelement ble i disse tilfelle særlig anvendt omformere eller tørrlikerettere. De maksi-male spenningsdifferanser i arbeidsområdet var i hvert enkelt tilfelle bare noen få volt pr. 100 A strømdifferanse. The present device relates to a welding rectifier device, in particular for shielding gas welding with melting electrodes. The device comprises a transducer arranged in the alternating current part. When welding with a shielding gas with a melting electrode, whereby an inert gas or C02 is used as the shielding gas, rectifier devices were used until now which in the area used for welding had a largely constant, slightly falling or possibly slightly rising characteristic. Converters or dry rectifiers were particularly used as rectifier elements in these cases. The maximum voltage differences in the working area were in each case only a few volts per 100 A current difference.

For innstilling av strømstyrken ble der ved de tidligere anordninger ofte anvendt en transduktor, som imidlertid ikke tillot en forandring av karakteristikkens form ved likeretteranord-ningens utgang. For setting the current strength, a transducer was often used in the previous devices, which, however, did not allow a change in the shape of the characteristic at the output of the rectifier device.

Ved en rekke sveiseprosesser kan de ovenfor kort beskrevne strømspenningskarakteristikker ikke betegnes som optimale. Det kan tvert imot ved sveising være hensiktsmessig å anvende en generator med en f. eks. stigende knekk på karakteristikken, slik at eventuell kortslutnings-bro mellom elektroden og arbeidsstykket smeltes gjennom. In the case of a number of welding processes, the above briefly described current-voltage characteristics cannot be described as optimal. On the contrary, when welding, it may be appropriate to use a generator with an e.g. rising crack on the characteristic, so that any short-circuit bridge between the electrode and the workpiece is melted through.

Ved andre anvendelser kan en fallende In other applications, a falling

karakteristikk være hensiktsmessig.characteristic be appropriate.

Hensikten med foreliggendé oppfinnelse erThe purpose of the present invention is

å skaffe en sveiselikeretteranordning, ved hjelp av hvilken karakteristikkens forløp kan på-virkes innenfor et stort område. Det er særlig et formål med oppfinnelsen å muliggjøre en stigende, henholdsvis fallende karakteristikk, hvorved knekkpunktets stilling på forhånd kan innstilles innenfor et stort område. to provide a welding rectifier device, by means of which the course of the characteristic can be influenced within a large area. It is a particular purpose of the invention to enable a rising or falling characteristic, whereby the position of the breaking point can be set in advance within a large area.

Sveiselikeretteranordningen ifølge foreliggende oppfinnelse er beregnet for sveising med beskyttelsesgass og med smeltende elektrode, hvorved der er anordnet en transduktor i veksel-strømdelen for innstilling av sveisespenning, og hvor vekselstrømtransduktoren foruten minst en styrevikling har en styrevikling for påvirkning av strørnspennings-karakteristikken ved hjelp av sveisestrømmen, og oppfinnelsen utmerker seg ved at sistnevnte styrevikling er slik forbundet med en variabel parallellmotstand eller en variabel parallell- og en variabel seriemotstand og en vender at sveiestrømmen som The welding rectifier device according to the present invention is intended for welding with a shielding gas and with a melting electrode, whereby a transducer is arranged in the alternating current part for setting the welding voltage, and where the alternating current transducer, in addition to at least one control winding, has a control winding for influencing the residual voltage characteristic by means of the welding current , and the invention is distinguished by the fact that the latter control winding is connected in such a way to a variable parallel resistance or a variable parallel and a variable series resistance and a reverse that the welding current which

går gjennom transduktorens arbeidsviklinger, bare delvis og alt etter venderstililngen går gjennom styreviklingen i den ene eller den annen retning, hvorved karakteristikkens hel-ning for oppnåelse av full selvreguleringsvirk-ning i lysbuen på vilkårlig sted i sveisestrøm-mens arbeidsområde kan innstilles trinnsløst fra ca. 5 V/100A stigning til ca. 10 V/100A fall. passes through the transducer's working windings, only partially and depending on the direction of rotation passes through the control winding in one direction or the other, whereby the slope of the characteristic for achieving a full self-regulating effect in the arc at any point in the working area of the welding current can be set steplessly from approx. 5 V/100A rise to approx. 10 V/100A drop.

Ved hjelp av denne anordning og ved tilsvarende belastning av denne styrevikling er der med et for de spenningsstyrende transduk-torer karakteristisk lite AW-forbruk gitt en rekke muligheter til påvirkning av de enkelte karakteristikk-kurver i vesentlig grad. Ved hjelp av denne kobling kan kurvene i arbeidsområde uten særlig forbruk varieres fra sterkt fallende forløp til et med tiltagende last stigende forløp. Det er videre mulig ved tilsvarende dimensjone-ring fremfor alt av styreviklingen å fremstille et fall eller også en stigning i kurvenes forløp som bare strekker seg over en del av hele strøm-området og som ved behov kan forskyves innenfor dette området. Dessuten kan man med den spenningsstyrende transduktor gripe over et forholdsvis stort spenningsområde uten vesent-lige omkostninger til selve transduktoren. Av denne grunn er det mulig å klare seg med et lite antall grovtrinn (eventuelt sogar med et) for det totale påkrevende spenningsområde. With the help of this device and with a corresponding load on this control winding, with a characteristically small AW consumption for the voltage-controlling transducers, a number of opportunities are given to influence the individual characteristic curves to a significant extent. With the help of this connection, the curves in the working area without particular consumption can be varied from a strongly falling course to a rising course with increasing load. It is also possible, by corresponding dimensioning above all of the control winding, to produce a fall or also a rise in the course of the curves which only extends over a part of the entire current range and which can be shifted within this range if necessary. Moreover, with the voltage-controlling transducer, you can grasp over a relatively large voltage range without significant costs for the transducer itself. For this reason, it is possible to get by with a small number of coarse steps (possibly even one) for the total required voltage range.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningene som i form av eksempler viser på: Fig. 1 koblingen for en sveiselikeretteranordning, Fig. 2 graftisk fremstilling av transduktorens ledningsevne i avhengighet av de på denne innvirkende likestrømamperevinninger, Fig. 3 og 4 en grafisk fremstilling av de karakteristikkurver som kan oppnås med anordningen på fig- 1, og Fig. 5 viser den trefasede kopling av en The invention will be explained in more detail in the following with reference to the drawings which show, in the form of examples: Fig. 1 the connection for a welding rectifier device, Fig. 2 graphical representation of the transducer's conductivity in dependence on the direct current ampere gains acting on it, Figs 3 and 4 a graphic representation of the characteristic curves that can be obtained with the device in fig. 1, and Fig. 5 shows the three-phase connection of a

praktisk utførelsesform.practical embodiment.

Ved likeretteranordningen på fig. 1 er en transformator 1. forsynt med en primærvikling 2 og en sekundærvikling 3. Primærviklingen 2 inneholder flere uttak, hvorved der i hvert tilfelle ved hjelp av en bryter 4 kan velges et uttak for grovinnstilling av spenningen. På transformatorens 1 sekunderside 3 er tilkoplet en transduktor generelt betegnet med 5. Hoved-viklingen 6, gjennom hvilken den strøm går som skal styres, forbinder transformatorens 3 se-kundærside med f. eks. en tørrlikeretter 7. In the case of the rectifier device in fig. 1 is a transformer 1. provided with a primary winding 2 and a secondary winding 3. The primary winding 2 contains several outlets, whereby in each case a switch 4 can be used to select an outlet for rough setting of the voltage. On the secondary side 3 of the transformer 1, a transducer is connected, generally denoted by 5. The main winding 6, through which the current passes that is to be controlled, connects the secondary side of the transformer 3 with e.g. a dry rectifier 7.

På transduktoren er anordnet tre styrevik-linger, nærmere bestemt en forstrømvikling 8, en magnetiseringsvikling 9 og en styrevikling, henholdsvis compoundvikling 10. Forstrømvik-lingen 8 er tilkoblet en likespenningskilde over en strømbegrensningsmotstand 11 på en slik måte at den på forhånd metter transduktorens kjerne f. eks. i negativ retning. Magnetiseringsviklingen 9 er likeledes forbundet med en like-strømskilde over en innstillbar motstand 12, hvorved viklingsretningen i hvert enkelt tilfelle er slik valgt at den motvirker formagnetise-ringsviklingen. Compound- henholdvis styreviklingen 10 er tilkoplet strømkretsen over en om-polingsvender 14, som forbinder likeretteren 7 med elektroden E. Den sveisestrøm som går frå elektroden E til arbeidsstykket W passerer således også gjennom styre- henholdsvis compoundviklingen 10 i en retning som kan innstilles ved hjelp av bryteren 14. Three control windings are arranged on the transducer, more specifically a bias current winding 8, a magnetization winding 9 and a control winding, respectively compound winding 10. The bias current winding 8 is connected to a DC voltage source via a current limiting resistor 11 in such a way that it saturates the transducer's core f beforehand e.g. in a negative direction. The magnetizing winding 9 is likewise connected to a direct current source via an adjustable resistance 12, whereby the winding direction in each individual case is selected such that it opposes the pre-magnetizing winding. The compound or control winding 10 is connected to the current circuit via a polarity reversal inverter 14, which connects the rectifier 7 to the electrode E. The welding current that goes from the electrode E to the workpiece W thus also passes through the control or compound winding 10 in a direction that can be set using of the switch 14.

For nærmere forklaring av virkemåten for den på fig. 1 viste likeretteranordning henvises til fig. 2, som viser transduktorens ledningsevne i avhengighet av amperevinningene i de tre viklinger 8, 9 og 10. Det vil herav fremgå at ledningsevnen er minst når der ikke går noen strøm gjennom de nevnte viklinger 8, 9 og 10. Den strøm som går gjennom viklingen 8 er slik dimensjonert at transduktoren på forhånd met-tes i den som negativ antatte retning, hvilket et vist ved den strek-prikk-trukne linje 16. Den fra viklingen 8 utgående magnetiske fluks i amperevinninger er antydet ved pilen 17. Som allerede beskrevet virker viklingen 9 motsatt denne metning, som antydet ved pilen 18. Am-perevinningstallet er imidlertid variabelt slik at det ved den strek-prikk-trukne linje 19 viste arbeidspunkt ved hjelp av motstanden 12 kan innstilles fritt innenfor et vidt område. Til dette amperevinningstall adderer seg nå under driften det amperevinningstall som fremkalles ved compound- henholdsvis styreviklingen 10. Det er i dette tilfellet under henvisning til bryterens 14 innstillingsmulighet antatt at strømretning og viklingsretning for compoundviklingen er de samme som for viklingen 9 som vist ved pilen 20. For a more detailed explanation of the operation of the one in fig. 1 shown rectifier device, reference is made to fig. 2, which shows the conductivity of the transducer as a function of the amperage gains in the three windings 8, 9 and 10. It will appear from this that the conductivity is lowest when no current flows through the aforementioned windings 8, 9 and 10. The current that flows through the winding 8 is dimensioned in such a way that the transducer is pre-saturated in the assumed negative direction, which is shown by the dash-dot line 16. The magnetic flux in ampere gains emanating from the winding 8 is indicated by the arrow 17. As already described, it works the winding 9 opposite this saturation, as indicated by the arrow 18. The ampere-gain figure is, however, variable so that the working point shown by the dash-dotted line 19 can be set freely within a wide range by means of the resistor 12. To this ampere gain figure is now added during operation the ampere gain figure that is induced by the compound or the control winding 10. In this case, with reference to the setting option of the switch 14, it is assumed that the current direction and winding direction for the compound winding are the same as for the winding 9 as shown by arrow 20.

Fig. 3 viser nå den strømspenningskarak-teristikk for generatoren som kan tas ut ved elektroden og arbeidsstykket. Før en strøm tas ut tilsvarer arbeidspunktet snittpunktet mellom den på fig. 2 viste karakteristikk-kurve for transduktoren med den strek-prikk-trukne linje 19. Med tiltagende strømstyrke avtar transduktorens ledningsevne i samsvar med den fallende gren 21 av kurven, slik at spenningen avtar som vist ved 22 på fig. 3. Ved fortsatt stigende arbeidsstrøm når kurven (fig. 3) et spennings-minimum som vist ved 23. Øker strømstyrken fortsatt, befinner transduktorens arbeidspunkt seg i den med 24 betegnede oppstigende gren av kurven, hvorved ledningsevnen igjen tiltar. På tilsvarende måte øker også spenningen ved like-retteranordningens utgang igjen, som antydet ved området 25 på fig. 3. Ved fortsatt økende strømstyrke avtar spenningen igjen som følge av den innvendige motstand i likeretteren 7 og i transformatoren 1 som nå blir virksom, som antydet ved kurvedelen 6. Fig. 3 now shows the current-voltage characteristic for the generator which can be taken out at the electrode and the workpiece. Before a current is taken out, the working point corresponds to the intersection point between it in fig. 2 showed the characteristic curve for the transducer with the dash-dot-drawn line 19. With increasing current strength, the conductivity of the transducer decreases in accordance with the falling branch 21 of the curve, so that the voltage decreases as shown at 22 in fig. 3. If the operating current continues to rise, the curve (fig. 3) reaches a voltage minimum as shown at 23. If the current continues to increase, the transducer's operating point is located in the ascending branch of the curve denoted by 24, whereby the conductivity increases again. In a similar way, the voltage at the rectifier device's output also increases again, as indicated by area 25 in fig. 3. If the current continues to increase, the voltage decreases again as a result of the internal resistance in the rectifier 7 and in the transformer 1 which now becomes active, as indicated by the curve part 6.

Under driften vil nå f. eks. kortslutnings-broer hurtig smeltes gjennom ved den stigende karakteristikk på kurven som foreligger ved 25. Det vil uten videre kunne sees at ved en tilsvarende innstilling på forhånd av motstanden 12 kan den stigende del av kurven 25 forskyves innenfor et stort område, slik at denne del av kurven alltid slutter seg til sveiselysbuens normale arbeidspunkt. Når motstanden 12 blir større, forskyver den stigende del av kurven 25 seg mot større verdier av strømstyrken, og når motstanden 12 blir mindre forskyver den seg mot mindre verdier av strømstyrken. Hvis en fallende karakteristikk er ønskelig, som vist i form1 av et eksempel på fig. 4, økes motstanden for 9 såvidt meget at det på fig. 2 ved hjelp av en strek-prikk-trukket linje 19 viste arbeidspunkt, dvs. det arbeidspunkt som fås før der går en strøm i sveiesestrømkretsen, ligger på den rettlinjede del av kurven på fig. 2, f. eks. ved den strek-tegnede linje 19'. Hvis der nå går en strøm i utgangsstrømkretsen, forandrer ' ikke spenningen mellom elektroden og arbeidsstykket seg, som det fremgår ved 30 på fig. 4, nærmere bestemt inntil det øverst til venstre liggende knekkpunkt på kurven på fig. 2 er nådd. Hvis nå svelesestrømmen fortsatt øker, avtar transduktorens ledningsevne igjen, slik at spenningen synker som antydet ved 31 på fig. 4. During operation, e.g. short-circuit bridges are quickly melted through by the rising characteristic of the curve that exists at 25. It will readily be seen that with a corresponding setting in advance of the resistor 12, the rising part of the curve 25 can be shifted within a large area, so that this part of the curve always joins the normal working point of the welding arc. When the resistance 12 becomes larger, the rising part of the curve 25 shifts towards larger values of the current strength, and when the resistance 12 becomes smaller, it shifts towards smaller values of the current strength. If a falling characteristic is desired, as shown in form 1 of an example of fig. 4, the resistance for 9 is increased so much that in fig. 2 by means of a dash-dotted line 19 shown working point, i.e. the working point that is obtained before a current flows in the welding current circuit, lies on the rectilinear part of the curve in fig. 2, e.g. at the dotted line 19'. If a current now flows in the output current circuit, the voltage between the electrode and the workpiece does not change, as can be seen at 30 in fig. 4, more specifically up to the upper left breaking point on the curve in fig. 2 has been reached. If now the swelling current continues to increase, the conductivity of the transducer decreases again, so that the voltage drops as indicated at 31 in fig. 4.

Fig. 5 viser den samme anordning, riktig nok i trefaset utførelse som svarer til anordningens anvendelse i praksis. Henvisningstallene er også de samme som på fig 1. På fig. 5 er arbeids-viklingene 6 bare tegnet inn en gang i hver fase. Det er imidletrtid uten videre mulig å å anordne en ytterliger arbeidsvikling 6 i den annen gren av hver fase. Fordelen herav ville være en mindre resterende bølgeform på ut-gangsspenningen. Prinsippet for koplingen ifølge oppfinnelsen er imidlertid ikke forandret ved en slik variasjon. Ved hjelp av motstandene 40, 41 innstilles den gjennom styreviklingen 10 for-løpende strøm. Følgelig kan enten hele eller bare en del av sveisestrømmen gå gjennom denne styrevikling. Fig. 5 shows the same device, of course in a three-phase version which corresponds to the device's use in practice. The reference numbers are also the same as in fig. 1. In fig. 5, the working windings 6 are only drawn in once in each phase. It is immediately possible to arrange an additional working winding 6 in the second branch of each phase. The advantage of this would be a smaller residual waveform on the output voltage. However, the principle of the coupling according to the invention is not changed by such a variation. With the help of the resistors 40, 41, the current flowing through the control winding 10 is set. Consequently, either all or only part of the welding current can pass through this control winding.

Det vil således fremgå at med den viste sveiselikeretteranordning kan strømspennings-karakteristlkken på utgangssiden gis den øn-skede form innenfor et stort område. It will thus appear that with the welding rectifier device shown, the current-voltage characteristic curve on the output side can be given the desired shape within a large area.

Ved noen anvendelser kan det være for- In some applications, it may be pre-

delaktig å la compound- henholdsvis styreviklingen 10 og transduktorens kjerne magnetisere i motsatt retning, dvs. i samme retning som viklingen 8. For å muliggjøre dette er ompo-lingsbryteren 14 anordnet. partly to allow the compound or the control winding 10 and the transducer's core to magnetize in the opposite direction, i.e. in the same direction as the winding 8. To enable this, the polarity reversal switch 14 is arranged.

En rekke modifikasjoner er mulig i forbin-delse med det viste utførelseseksempel. Således vil det f. eks. kunne anbefales særlig ved større anordninger å benytte en trefaset inngang. Videre kan magnetiseringsviklingen 9 likeledes være forsynt med en ompolingsbryter, slik at en variasjon i et ennå større område blir mulig. Endelig kan de to viklinger 8 og 9 erstattes av en eneste vikling, selv om den viste variant med to viklinger foretrekkes. Den viste likeretteranordning kan videre suppleres med dros-selsporer med variabel induktivitet for på-virk-ning av det dynamiske forløp. A number of modifications are possible in connection with the embodiment shown. Thus, it will e.g. it could be recommended, particularly for larger devices, to use a three-phase input. Furthermore, the magnetizing winding 9 can likewise be provided with a polarity reversal switch, so that a variation in an even larger range becomes possible. Finally, the two windings 8 and 9 can be replaced by a single winding, although the variant shown with two windings is preferred. The rectifier device shown can also be supplemented with throttle traces with variable inductance for influencing the dynamic course.

Claims

Welding rectifier device for welding with shielding gas and with a melting electrode, whereby a transducer is arranged in the alternating current part for setting the welding voltage, and where the alternating current transducer (5) in addition to at least one control winding (8) has a control winding (10) for influencing current voltage - the characteristic by means of the welding current, characterized in that the latter control winding (10) is so connected to a variable parallel resistance (41) or a variable parallel and a variable series resistance (40) and a switch (14) that the welding current passing through the transducer's ( 5) working windings (6), only partially and depending on the turning position, pass through the control winding (10) in one direction or the other, whereby the slope of the characteristic for achieving a full self-regulating effect in the arc at any place in the working area of the welding current can can be set steplessly from approx. 5 V/100A rise (e.g. 25 in fig. 3) to approx.

10 V/100A (e.g. 26 on fig. 3 and 31 on fig. 4).