SE463401B - Anordning foer alstring och stabilisering av en smaeltljusbaage - Google Patents

Description

463 401 10 15 20 25 30 35 2 innehåller fluorföreningar, som förorsakar avjonisering av ljusbågsträckan, d v s minskar bågsträckans restled- ningsförmåga efter det att smältljusbågen släckts (härvid kan toppspänningen vid tändning av ljusbågen överstiga några få hundra volt), kan man emellertid med denna kända anordning funktionssäkert många upprepade gånger alstra smältljusbågen (svetsljusbågen). Detta beror på att spän- ningen över ljusbågsträckan icke är tillräckligt hög.

Icke heller kan man med denna kända anordning upprepade gånger åstadkomma en smältljusbåge i början av den halv- period hos svetsströmmen, när en katod formas på svets- föremålet (arbetsstycket), vid svetsning med en icke- smältande elektrod i ett medium av inerta gaser, eftersom toppspänningen vid antändningen (åstadkommandet av ljus- bågen) skall vara högre än några få hundra volt.

Ej heller lämpar sig denna kända anordning för för- inställning av ett drifttillstånd för svetsning med modu- lerad svetsström, d v s det drifttillstånd då man modulerar den genom svetsföremålet strömmande svetsströmmen. Detta begränsar den kända anordningens svetstekniska möjligheter och användningsområde vid ljusbågsvetsning, varför denna kända anordning icke kan användas för ljusbågsvetsning av ett brett sortiment av arbetsstycken eller svetsföremål, när ljusbågsträckans (ljusbågspaltens) tjocklek icke är begränsad. Även en annan anordning för åstadkommande av en smältljusbåge är känd (jämför exempelvis det sovjetryska uppfinnarcertifikatet SU, A, nr.490 592), vilken anordning innefattar en svetstransformator, en halvledaromkopplare med styrenhet, en pulstransformator, en kondensator och en växelströmkälla. Den ena anslutningsklämman (änden) från svetstransformatorns sekundärlindning är kopplad till den ena utgångsklämman hos anordningen, som är avsedd att kopplas till svetsföremålet (det arbetsstycke som skall svetsas), medan den andra anslutningsklämman (änden) från svetstransformatorns sekundärlindning är direkt O) 10 15 20 25 30 35 463 401 3 kopplad till halvledaromkopplarens första anslutnings- klämma och är - via pulstransformatorns primärlindning och kondensatorn - kopplad till växelströmskällans ena anslutningsklämma. Dessutom är denna kända anordning försedd med en utgångsklämma, som är avsedd att anslutas till svetselektroden och är kopplad till pulstransformatorns sekundärlindning.

När ljusbàgsvetsning genomföres med växelström in- kopplas sekundärlindningen hos denna kända anordnings pulstransformator i serie med svetstransformatorns av kondensatorn shuntade sekundärlindning. Den önskade höga funktionssäkerheten att många upprepade gånger kunna åstadkomma smältljusbågen uppnås genom att ljusbågsträckan - samtidigt som svetsströmmens polaritet växlas under stadiet (tidsintervallet) före åstadkommandet av ljus- bågen - matas med en av denna kända anordning alstrad puls för en ökad spänning, vars amplitudvärde är lite högre än tändspänningens sannolika maximala toppvärde.

Detta medverkar till att smältljusbågen brinner stabilt såväl vid svetsning med belagda elektroder, vilkas be- läggningar innehåller grundämnen med hög joniserings- potential eller föreningar, som uppvisar s k elektron- affinitet (exempelvis fluorföreningar), som vid svetsning med en icke-smältande elektrod i ett medium av inerta gaser.

Icke heller kan denna kända anordning användas för svetsning med modulerad ström, eftersom i drifttillståndet för svetsning med modulerad svetsström uppträder en minsk- ning av den genom svetselektroden strömmande strömmens täthet, vilken strömtäthetsminskning är typisk för det tidsintervall, som svarar mot paustiden vid svetsning med modulerad svetsström.

Med denna kända anordning kan man icke heller upp- rätthàlla den stabila smältljusbågen med hjälp av pulser för en ökad spänning, vilka avges i ljusbågsträckan vid polaritetsväxling, eftersom stigtiden för svetsströmmen är förhållandevis lång. 463 10 15 20 25 30 35 401 4 Därför minskas området för svetsströmstyrkor inom vilket smältljusbågen kan brinna stabilt, vilket i sin tur begränsar den kända anordningens processtekniska, bl a svetstekniska, möjligheter. Dessutom begränsas dessa . möjligheter genom att svetsströmmen icke kan regleras snabbt med denna kända anordning.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning för âstadkommande och stabilisering av en smältljusbåge, vilken anordning är utformad på ett sådant sätt att smältljusbågen brinner stabilt vid låga svetsströmtätheter tack vare att svets- strömstyrkan regleras automatiskt när stigtiden för svets- strömmen minskar, varför svetsning kan ske med modulerad ström under användning av elektroder med beläggning av valfri typ (bl a icke-smältande elektroder), vilket ökar anordningens svetstekniska möjligheter.

Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst en anordning för âstadkommande och stabilisering av en smältljusbåge, vilken anordning innefattar dels en svetstransformator, dels en till en styrenhet kopplad halvledaromkopplare med en första och en andra anslutnings- klämma, dels en pulstransformator, dels en omkopplings- kondensator och dels en växelströmskälla, varvid den ena änden hos svetstransformatorns sekundärlindning är kopplad till en utgångsklämma, som är avsedd att kopplas till ett svetsföremål, d v s ett arbetsstycke som skall svetsas, medan sekundärlindningens andra ände är kopplad till halvledaromkopplarens första anslutningsklämma och är - via pulstransformatorns primärlindning och omkopp- lingskondensatorn - kopplad till den ena anslutnings- klämman hos växelströmkällan, varvid den ena änden hos pulstransformatorns sekundärlindning är kopplad till 9) en utgångsklämma, som är avsedd att anslutas till en svetselektrod, varvid anordningen enligt föreliggande uppfinning kännetecknas av att den är försedd med ett strömbegränsningsorgan, en tillkommande kondensator och en likriktarbrygga, och av att halvledaromkopplaren är för- sedd med ytterligare en (d v s en tredje) anslutningsklämma, 10 15 20 25 30 35 s 463 401 varvid den andra änden hos svetstransformatorns sekundär- lindning är via strömbegränsningsorganet kopplad till den andra änden hos pulstransformatorns sekundärlind- ning och är via den tillkommande kondensatorn kopplad till den ena växelströmsklämman hos likriktarbryggan, vars andra växelströmsklämma är kopplad till växelströms- källans andra anslutningsklämma och vars likströmsklämmor är kopplade till halvledaromkopplarens tillkommande tredje anslutningsklämma respektive till omkopplarens andra anslutningsklämma.

Den enligt föreliggande uppfinning utformade anord- ningen för åstadkommande och stabilisering av en smält- ljusbåge medverkar till att denna brinner stabilt t 0 m vid låga svetsströmtätheter genom att svetsströmstyrkan och svetsströmmens stigtid regleras automatiskt. Härigenom kan man svetsa svetsföremâl med modulerad svetsström och med elektroder av vilket slag som helst, varför an- ordningen för åstadkommande och stabilisering av en smält- ljusbåge erhåller ökade svetstekniska möjligheter.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 visar ett block- schema över en utföringsform av anordningen enligt före- liggande uppfinning för åstadkommande och stabilisering av en smältljusbåge, fig 2 visar ett kopplingsschema över en utföringsform av anordningen enligt föreliggande uppfinning för åstadkommande och stabilisering av en smältljusbåge, vilken anordnings halvledaromkopplare och strömbegränsningsorgan utgöres av tyristorer respek- tive ett yariabelt motstånd, fig 3 visar ett kopplings- schema över ytterligare en utföringsform av anordningen enligt föreliggande uppfinning, där halvledaromkopplaren och strömbegränsningsorganet utgöres av transistorer respektive en reglerbar drossel, fig 4 visar ett block- schema över ännu en utföringsform av anordningen enligt föreliggande uppfinning, som är försedd med en svetsström- regulator, fig 5 visar ett kopplingschema över en på 465 401 10 15 20 25 30 35 6 en s k diac baserad svetsströmregulator, fig 6 visar ett kopplingschema över en transistorbaserad svetsström- regulator, fig 7 visar ett kopplingschema över en svets- strömregulator i form av en av dioder uppbyggd bryggkrets, fig 8 visar ett kopplingsschema över en utföringsform av anordningen enligt föreliggande uppfinning tillsammans med en styrenhet, fig 9, 10, ll, 12 och 13 grafiskt visar hur svetsströmmen ändras med tiden för olika utförings- former av anordningen enligt föreliggande uppfinning för åstadkommande och stabilisering av en smältljusbåge.

Den i fig 1 visade utföringsformen av anordningen enligt föreliggande uppfinning för åstadkommande och stabilisering av en smältljusbåge innefattar en svets- transformator l, var primärlindning 2 är kopplad till ett nät och vars sekundärlindning 3 med sin ena ände är kopplad till anordningens utgångsklämma 4, som är avsedd att kopplas till ett i fig l icke visat svetsföre- mål (arbetsstycke som skall svetsas). Den andra änden hos svetstransformatorns l sekundärlindning 3 är kopplad till en halvledaromkopplares 6 utledning eller anslutnings- klämma 5. Dessutom innefattar anordningen enligt förelig- gande uppfinning en pulstransformator 7, vars primär- lindning 8 med sin ena ände är kopplad till den ena änden hos svetstransformatorns l sekundärlindning 3, medan primärlindningens 8 andra ände via en omkopplingskonden- sator 9 är kopplad till en växelströmskällas ll ena an- slutningsklämma l0. Växelströmkällans ll andra anslutnings- klämma l2 är via en likriktarbrygga 13 kopplad till en tillkommande (extra) kondensators 14 ena uttag. Den ena änden hos pulstransformatorns 7 sekundärlindning 15 är kopplad till anordningens utgångsklämma 16, som är av- sedd att anslutas till en i ritningsfigurerna icke visad elektrod (svetselektrod). Den andra änden hos pulstrans- formatorns 7 sekundärlindning 15 är kopplad till den tillkommande kondensatorns 14 andra uttag. Dessutom inne- fattar anordningen enligt föreliggande uppfinning ett 10 15 20 25 30 35 465 401 7 strömbegränsningsorgan 17, som är inkopplat i en krets eller ett kretsavsnitt mellan änden hos svetstransfor- matorns l sekundärlindning 3 och änden hos pulstrans- formatorns 7 sekundärlindning 15. Mellan en hopkopplings- punkt för pulstransformatorns 7 sekundärlindning 15 med strömbegränsningsorganet 17 och anordningens utgångskläm- ma 4 är en skyddskondensator 18 (fig 1) inkopplad. Halvledar- omkopplaren 6 är försedd med tre anslutningsklämmor eller utledningar, av vilka den första 5 är ansluten på det ovan beskrivna sättet, under det att omkopplarens 6 övriga anslutningsklämmor 19 och 20 är kopplade till var sin likströmsspole hos den av dioder uppbyggda likriktarbryg- gan 13, nämligen att anslutningsklämmorna 19 och 20 är inkopplade mellan diodernas 21 och 22 anoder respektive diodernas 23 och 24 katoder. Det framgår av fig l, att likriktarbryggans l3 ena växelströmsutledning (växel- strömsklämma), nämligen en hopkopplingspunkt mellan di- odens 23 anod och diodens 21 katod är kopplad till växel- strömskällans ll anslutningsklämma 12, under det att den av dioderna 21-24 uppbyggda likriktarbryggans 13 andra växelströmsklämma, nämligen en hopkopplingspunkt mellan diodens 24 anod och diodens 22 katod är via den tillkommande kondensatorn 14 kopplad till den andra änden hos pulstransformatorns 7 sekundärlindning 15. I denna utföringsform av anordningen enligt föreliggande uppfin- ning är svetstransformatorns l lindningar 2 och 3 låsta i förhållande till varandra på ett sådant sätt (i ett sådant läge), att svetsströmstyrkan är maximal. Strömbe- gränsningšorganet 17 är avsett att i svetsströmkretsen förinställa en svetsströmstyrka, som skiljer sig från den maximala, vilket önskas vid svetsning med elektroder med olika diameter. Genom att anordningen enligt före- liggande uppfinning är försedd med strömbegränsningsorganet l7 kan man säkerställa att svetsströmmen är kontinuerlig (icke är intermittent), samtidigt som svetstransformatorns l konstruktion förenklas. 465 401 10 15 20 25 30 35 8 Halvledaromkopplaren 6 och likriktarbryggan 13 är avsedda att omkoppla de kretsar, som i början av varje halvperiod hos svetsströmmen under stadiet (tidsinter- vallet) före åstadkommandet av ljusbågen formar en puls för en ökad (hög) spänning, som förorsakar överslag i och jonisering av bågsträckan mellan elektroden och svets- föremålet (arbetsstycket). Genom att strömbegränsnings- organet 17 i detta fall shuntas (av bågsträckan) formas en strömpuls, som tvärt ökar stighastigheten (minskar stigtiden) för svetsströmmen i den av pulsen för för- höjd spänning joniserade bågsträckan.

Dessutom innefattar den i fig l visade anordningen enligt föreliggande uppfinning en styrenhet 25, var ut- gångar är kopplade till halvledaromkopplarens 6 respektive styrsignalingångar 26 och vars ingångar är kopplade till svetstransformatorns l sekundärlindning 3 respektive pulstransformatorns 7 primärlindning 8.

I den i fig 2 visade utföringsformen av anordningen enligt föreliggande uppfinning för åstadkommande och stabilisering av en smältljusbåge är halvledaromkopplaren 6 uppbyggd av två tyristorer 27 och 28, varvid den ena tyristorns 27 anod och den andra tyristorns 28 katod är kopplade till en gemensam kopplingspunkt (hopkopplings- punkt), som utgör halvledaromkopplarens 6 ena anslutnings- klämma 5. Tyristorns 27 katod och tyristorns 28 anod är kopplade till halvledaromkopplarens 6 andra anslut- ningsklämmor 19 respektive 20, under det att omkopplarens 6 styrsignalingångar 26 i denna utföringsform av anordningen enligt uppfinningen är kopplade till tyristorernas 27 respektive 28 katoder. Strömbegränsningsorganet l7 (fig l) utgöres av ett variabelt motstånd 29.

I den i fig 3 visade utföringsformen av anordningen enligt föreliggande uppfinning är halvledaromkopplaren 6 uppbyggd av transistorer 30 och 31, varvid transistorns 30 emitter och transistorns 31 kollektor är kopplade till halvledaromkopplarens 6 anslutningsklämma 5, under det att omkopplarens 6 anslutningsklämmor (utledningar) 19 10 15 20 25 30 35 465 401 9 och 20 utgöres av transistorns 31 emitter respektive transistorns 30 kollektor. Strömbegränsningsorganet 17 utgöres av en reglerbar drossel 32, vilket gör det möjligt att eliminera den värmeavgivning som i annat fall sker över det variabla motståndet 29, varför anordningens eventuella överhettning kan unvikas. Dessutom kan man med hjälp av den reglerbara drosseln 32 öka fasförskjut- ningen mellan spänningen och strömmen i svetsströmkretsen, varför man kan alstra en högre spänning över bågsträckan mellan elektroden och svetsföremålet vid nollgenomgången för svetsväxelströmmen (för svetsväxelströmmens sinus- kurva), vilket i sin tur underlättar initieringen av smältljusbågen vid den tidpunkt då polariteten växlas.

Genom att halvledaromkopplaren 6 är uppbyggd enligt det i fig l, 2 och 3 visade kopplingsschemat kan omkopp- larens 6 funktionsmöjligheter ökas.

I det fall halvledaromkopplaren 6 är baserad på transistorerna 30 och 31 kan man emellertid- genom att dessa uppvisar avsevärd snabbhet (är mycket snabba att påverka eller omställa)- från pulstransformatorns 7 sekun- därlindning l5 erhålla (uttaga) en spänningspuls med brantare framkant jämfört med den i fig 2 visade utförings- formen av anordningen enligt föreliggande uppfinning, vilket bidrager till att minska den pulsspänning som erfordras för att överslag skall kunna ske i bâgsträckan mellan elektroden och svetsföremålet, samt till att öka bågsträckans joniseringshastighet, varigenom varaktigheten av stadiet (tidsintervallet) före àstadkommandet av ljus- bågen minskar. Halvledaromkopplarens 6 styrsignalingångar 26 utgöres av transistorernas 30 resp 31 baser.

Den i fig 4 visade anordningen innefattar - till skillnad från de i fig 1 - 3 visade utföringsformerna av anordningen enligt föreliggande uppfinning - en svets- strömregulator 33, som är parallellkopplad med (kopplad över) strömbegränsningsorganet 17. Genom att anordningen är försedd med svetsströmregulatorn 33, som även är kopplad 465 401 10 15 20 25 30 35 10 till styrenhetens 25 andra utgångar, kan man förenkla strömbegränsningsorganets 17 konstruktion, nämligen att strömbegränsningsorganet l7 får dimensioneras för minsta möjliga svetsströmstyrka, vilket med andra ord innebär att begränsningsorganet 17 kan vara icke-reglerbart, exempelvis kan utgöras av en icke-reglerbar drossel.

Genom att anordningen enligt föreliggande uppfinning är försedd med svetsströmregulatorn 33 kan man praktiskt taget utan någon tröghetsverkan ändra svetsströmstyrkan inom området av från det minimala, av strömbegränsnings- organet 17 förinställda värdet till det maximala, av svetstransformatorns l inre impedans begränsade ström- värdet.

I fig 5, 6 och 7 visas olika utföringsformer av svetsströmregulatorn 33. Den i fig 5 visade svetsström- regulatorn 33 utgöres av en dubbelriktad tyristor utan styre, d v s en s k diac 34, medan den i fig 6 visade regulatorn 33 är uppbyggd av två icke-parallellkopplade (i motsats till parallellkopplade) transistorer 35 och 36.

Den i fig 7 visade svetsströmregulatorn 33 utgöres av en av dioder 37, 38, 39 och 40 uppbyggd bryggkrets, i vars diagonalgren är inkopplad en transistor 41, vars bas är kopplad till styrenhetens 25 (fig 4) utgång. Det är att föredra, att svetsströmsregulatorn 33 är baserad på diacen 34, eftersom den så utformade regulatorn 33 innefattar ett mindre antal halvledarelement.

I den i fig 6 visade utföringsformen av anordningen enligt föreliggande uppfinning är svetsströmsregulatorn 33 baserad på transistorer 35 och 36, varvid transistorns 35 kollektor och transistorns 36 emitter är kopplade till strömbegränsningsorganets 17 (fig 4) ena anslutnings- klämma (utledning), medan transistorns 35 emitter (fig 6) och transistorns 36 kollektor är kopplade till ström- begränsningsorganets 17 (fig 4) andra utledning eller anslutningsklämma.

I fig 8 visas ett elektriskt kopplingsschema över ytterligare en utföringsform av anordningen enligt före- 10 15 20 25 30 35 463 401 ll liggande uppfinning för åstadkommande och stabilisering av en smältljusbåge. Den i fig 8 visade anordningens strömbegränsningsorgan 17 (fig 1) utgöres av ett vari- abelt motstånd 29 (fig 8), under det att svetsströmsregu- latorn 33 är uppbyggd av två icke-parallellkopplade tyristorer 42 och 43, varvid tyristorns 42 katod och tyristorns 43 anod är kopplade till skyddskondensatorns 18 ena uttag, medan tyristorns 42 anod och tyristorns 43 katod är kopplade till svetstransformatorns 1 sekundär- lindning 3.

Genom att svetsströmsregulatorn 33 är baserad på transistorerna 35 och 36 (fig 6) kan man undanröja den för svetsströmsregulatorn 33enligt fig 5 och 8 typiska nackdelen, som består i att tyristorerna 42, 43 eller diacen 34 (fig 5) icke är styrbara (icke kan styras) under det tidsintervall de är ledande, med början från den s k inkopplingstidpunkten (den tidpunkt då elementen 42, 43 och 34 göres ledande). Att svetsströmregulatorn 33 är uppbyggd av transistorerna 35 och 36 (fig 6) medverkar till att svetsströmmen kan styras fullständigt under varje halvperiod hos svetsströmmen enligt ett förutbe- stämt program, vilket ökar den föreslagna anordningens processtekniska, bl a svetstekniska möjligheter. Man kan exempelvis mer flexibelt styra svetsföremålets de- formation (skevning eller snedställning) vid svetsning med smältande elektrod.

Den i fig 8 visade halvledaromkopplaren 6 är upp- byggd analpgt med vad som visas i fig 2, nämligen att den är baserad på två tyristorer 27 och 28.

I fig 8 visas också ett kopplingsschema över styr- enheten 25. Dessutom visar fig 8 hur styrenheten 25 är kopplad till halvledaromkopplaren 6 samt till svetsströms- regulatorn 33. Den i fig 8 visade styrenheten 25 inne- fattar en transistor 44, vars bas, kollektor och emitter är kopplade till en diods 45 anod och ett motstånd 45', till en av en diod 47 shuntad primärlindning hos en ut- 465 401 10 15 20 25 30 35 12 gångstransformator 46 respektive - via ett motstånd 48 - till en anod hos en diod 49, vars katod är kopplad till en gemensam hopkopplingspunkt mellan ett motstånd 50 och en transistors 51 bas. Transistorns 51 kollektor och emitter är kopplade till en elektrisk strömkälla 52, varvid transistorns 51 kollektor är kopplad till ström- källan 52 via en utgångstransformators 53 med en diod 54 parallellkopplad primärlindning. Diodens 45 katod och diodens 49 anod är kopplade till en av ett motstånd 55 och en kondensator 56 uppbyggd deriveringskrets (RC- deriveringskrets) respektive till en kondensator 57, varvid RC-deriveringskretsen och kondensatorn 57 är kopp- lade till svetstransformatorns l sekundärlindning 3.

Dessutom innefattar styrenheten 25 med en enda övergång (sträcka) försedda transistorer 58 och 59, varvid tran- sistorns 58 utledningar (elektroder) är kopplade till en av en diod 61 shuntad primärlindning hos en utgångs- transformator 60, till en av ett motstånd 62 och en kon- densator 63 uppbyggd deriveringskrets (RC-deriverings- krets) respektive till strömkällan 52. Den med en enda övergång (sträcka) försedda transistorns 59 utledningar (elektroder) är kopplade till en av en diod 65 shuntad primärlindning hos en utgångstransformator 64, till en av ett motstånd 66 och en kondensator 67 uppbyggd deri- veringskrets respektive till strömkällan 52.

Vidare är styrenheten 25 försedd med transistorer 68 och 69, varvid transistorns 68 bas via en av motstånd 70 och 71 bestående spänningsdelare är kopplad till en till svetstransformatorns l sekundärlindning 3 kopplad diod 72, under det att transistorns 69 bas via en av motstånd 73 och 74 uppbyggd spänningsdelare är kopplad till en till svetstransformatorns l sekundärlindning 3 kopplad diod 75.

Motstånden 62 och 66 är via dioder 76 respektive 77 kopp- lade till variabla motstånd 78 respektive 79, varvid det variabla motståndets 78 ena ände (utledning) är kopplad till en pulsgenerator 80, medan det variabla motståndets 78 andra ände (utledning) är kopplad till strömkällan 52, l0 15 20 25 30 35 465 401 l3 transistorns 51 emitter, motstånden 50, 48, 55, 45' samt till transistorns 44 emitter. Det variabla motstândets 79 ändar är kopplade till pulsgeneratorn 80 respektive till dioden 65, transistorns 69 emitter, motståndet 74, dioden 61 kondensatorerna 67 och 63, transistorns 68 emitter samt till motståndet 71.

Utgångstransformatorernas 46 och 53 sekundärlind- ning är kopplade till de till halvledaromkopplaren 6 tillhörande transistorernas 28 resp 27 katod, under det att utgångstransformatorernas 60 och 64 sekundärlind- ningar är kopplade till de till svetsströmsregulatorn 33 tillhörande tyristorernas 42 resp 43 katod.

I fig 9 visas ett tidsdiagram över strömmen i båg- sträckan i det fall den i begränsningsorganet l7 strömmande strömmen är minimal.

Fig 10 visar ett tidsdiagram över strömmen i båg- sträckan i det fall strömmen i strömbegränsningsorganet 17 är maximal.

I fig ll och l2 visas i tidsdiagramform strömmen i bågsträckan i den enligt föreliggande uppfinning ut- formade anordningen med den i fig 5 och 8 visade svets- strömsregulatorn 33 för den minimala respektive den maximal- a svetsströmstyrkan.

I fig 13 visas ett tidsdiagram över strömmen i båg- sträckan i anordningen enligt föreliggande uppfinning med den enligt fig 6 och 7 utformade svetsströmsregu- latorn 33, varvid strömstyrkan I och tiden t är avsatta längs ordinatan respektive abskissan.

Nedan beskrives funktionen av den i fig 8 visade utföringsformen av anordningen enligt föreliggande upp- finning.

När svetstransformcçorns l primärlindning 2 kopplas till nätet överföres den positiva, över svetstransfor- matorns l till pulstransformatorn 7 kopplade sekundär- lindning 3 uppträdande spänningen - över kondensatorn 57 och motståndet 48 i styrenhetens 25 RC-deriveringskrets samt över dioden 49 - till basen i styrenhetens 25 tran- 463 401 14 sistor 51. Transistorn 51 blir ledande, varför en spän- ningspuls alstras över (i) utgångstransformatorns 52 primärlindning, vilken spänningspuls över utgångstrans- formatorns 52 sekundärlindning överföres till katoden 5 i halvledaromkopplarens 6 tyristor 27, varför denna göres ledande. Samtidigt som tyristorn 27 blir ledande börjar den i omkopplingsdondensatorn 9 strömmande omladdnings- strömmen flyta i riktning från växelströmkällan ll via tyristorn 27, pulstransformatorns 7 primärlindning 8 10 och likriktarbryggans 13 diod 21, vilket resulterar i att en i pulstransformatorns 7 sekundärlindning 15 indu- cerad spänningspuls över skyddskondensatorn 18 matas till bågsträckan mellan elektroden och svetsföremålet, d v s till utgångsklämmorna 16 och 4, vilket resulterar 15 i överslag i bågsträckan (detta stadium eller överslags- förlopp saknas i den kända, såsom utgàngspunkt för anord- ningen enligt föreliggande uppfinning använda anordningen).

Härigenom börjar bågsträckan mellan elektroden och svets- föremålet att genomflytas av omladdningsströmmen för 20 (i) den tillkommande kondensatorn 14, vilket med andra ord innebär att en s k strömöversväng (se kurvavsnittet a i fig 9-13) uppträder i strömkretsen: svetstransformatorns 1 sekundärlindning 3 - tyristor 27 - diod 22 - tillkommande kondensator 14 - pulstransformatorns 7 sekundärlindning 15 - 25 utgångsklämmor 16 och 4.

Mellan den till utgàngsklämman 16 kopplade elektroden och det till utgångsklämman 4 kopplade svetsföremålet (arbetsstycket) initieras en smältljusbåge, i vilken svetsströmmen lse kurvavsnittet b i fig 9 och 10) be- 30 gränsas av svetstransformatorns l inre impedans och resi- stansvärdet hos det variabla motståndet 29 i strömbe- gränsningsorganet 17, eftersom tyristorn 27 spärras efter det att kondensatorerna 9 och 14 omladdats.

De i fig 1-3 visade utföringsformerna av anordningen 35 enligt föreliggande uppfinning arbetar analogt med vad som beskrives ovan. I det fall anordningen är försedd med svetsströmsregulatorn 33 (fig 4) erhåller den förmåga 10 15 20 25 30 35 465 401 15 att reglera svetsströmstyrkan inom vida gränser. Ström- regleringen genomföres på följande sätt. ' Om spänningen över svetstransformatorn l har samma polaritet den ovan angivna polariteten) är transistorn 68 spärrad, varför kondensatorn 63 uppladdas av pulsgene- ratorn 80 via dioden 76 och motståndet 62. Samtidigt som spänningen över kondensatorn 63 blir lika med tröskel- värdet göres den med en enda övergång (sträcka) försedda transistorn 58 ledande, varigenom kondensatorn 63 urladdas över utgångstransformatorns 60 primärlindning. En över utgångstransformatorns 60 sekundärlindning alstrad spän- ningspuls ledes till katoden i svetsströmsregulatorns 33 tyristor 42, som därför blir ledande. Den ledande tyristorn 42 shuntar det variabla motståndet 29 i strömbegränsnings- organet l7, vilket resulterar i att svetsströmstyrkan ökar från det minimala värdet (se kurvavsnittet c i fig ll) till det maximala värdet (se kurvavsnittet c i fig 12), vilken strömökning är beroende av tyristorns 42 parametrar. Nu är svetsströmmen endast begränsad av svets- transformatorns l inre impedans. Sålunda regleras svets- strömstyrkan. _ g I det fall polariteten hos spänningen över svets- transformatorns l sekundärlindning 3 växlas till den motsatta upphör strömmen att flyta i svetsströmkretsen, varför tyristorn 42 spärras, transistorn 68 göres ledande ,och_shuntar kondensatorn 63.

-Den över svetstransformatorns l sekundärlindning 3 uppträdande spänningen överföres över den av kondensatorn 56 och motståndet 55 uppbyggda deriveringskretsen och dioden 45 till basen i transistorn 44, varför denna blir ledande och en spänning induceras i utgångstransformatorns 46 primärlindning. I utgångstransformatorns 46 sekundär- *lindning alstras härigenom en spänningspuls som ledes till katoden i tyristorn 28, som därför blir ledande.

Samtidigt som tyristorn 28 göres ledande börjar den i omkopplingskondensatorn 9 strömmande omladdningsströmmen 465 10 15 20 25 30 35 401 16 flyta i riktning från växelströmkällan ll via pulstrans- formatorns 7 primärlindning 8, tyristorn 28 och dioden 23.

En i pulstransformatorns 7 sekundärlindning 15 alstrad f spänningspuls överföres över skyddskondensatorn 18 till bågsträckan mellan elektroden och svetsföremålet (d v s . v pulsen bringas att uppträda mellan anslutningsklämmorna 16 och 4) och förorsakar överslag i bågsträckan (se kurv- avsnittet a' i fig 9-l3). Därför börjar bågsträckan att genomflytas av omladdningsströmmen för den tillkommande kondensatorn 18 via strömkretsen: svetstransformatorns 1 sekundärlindning 3 - bågsträckan mellan elektroden och svets- föremâlet - pulstransformatorns 7 sekundärlindning 15 - den tillkommande kondensatorn 14 - dioden 24 - tyristorn 28 - svetstransformatorns l sekundärlindning 3. Mellan elek- troden (klämman 16) och svetsföremålet (klämman 4) åstad- kommes (tändes) en smält- eller svetsljusbåge. Härvid är svetsströmstyrkan (se kurvavsnittet b' i fig 9-13) begränsad av svetstransformatorns 1 inre impedans och resistensen hos det variabla motståndet 29 i strömbe- gränsningsorganet 17.

I det fall utspänningen över svetstransformatorns l sekundärlindning 3 har samma polaritet (den ovan angivna polariteten) spärras transistorn 69, varvid kondensatorn 67 uppladdas av pulsgeneratorn 80 via dioden 77 och mot- ståndet 66. Samtidigt som spänningen över kondensatorn 67 blir lika med tröskelvärdet blir den med en enda över- gång (sträcka) försedda transistorn 59 ledande, varigenom kondensatorn 67 urladdas via transistorn 59 över utgångs- transformatorns 64 primärlindning, vilket resulterar i att en spänningspuls alstras i transformatorns 64 sekun- därlindning. Spänningspulsen ledes till katoden i ty- ristorn 43, som därför blir ledande och shuntar det variabla motståndet 29 i strömbegränsningsorganet 17. Svetsströmmen ökar (se kurvavsnittet c' i fig ll och 12), eftersom den nu endast är begränsad av svetstransformatorns l inre impedans. Alltså regleras svetsströmmen inom ett brett område. 10 15 720 25 30 35 463 401 17 När polariteten hos spänningen över svetstransfor- matorns l sekundärlindning 3 växlas till den motsatta upphör strömmen att flytta genom svetsströmkretsen, varför tyristorn 43 spärras och arbetsförloppet upprepas analogt med vad som beskrives ovan.

I anordningens drifttillstånd för svetsning med modulerad svetsström avger pulsgeneratorn 80 pulsspän- ningen växelvis till de variabla motstånden 78 och 79.

Sålunda styr (reglerar) man svetsströmstyrkan i beroende av de aktuella svetstekniska kraven. Värdet av den spänning, som skall uttagas från de variabla motstånden 78 och 79, bestämmer den tidpunkt, då tyristorerna 42 och 43 göres ledande, och följaktligen svetsströmstyrkan under de tidsintervall pulsen och pulspausen uppträder.

I det fall svetsströmsregulatorn 33 är uppbyggd enligt det i fig 6 och 7 visade kopplingsschemat kan svetsströmmen (fig 13) moduleras enligt en mer komplicerad moduleringslag.

Genom att halvledaromkopplaren 6 är utformad enligt den enligt föreliggande uppfinning föreslagna principen kan man förorsaka överslag, d v s jonisera bågsträckan mellan elektroden och svetsföremålet samt omladda den tillkommande kondensatorn 14 genom accelerering av ström- ökningen i bågsträckan eller, med andra ord, genom initi- ering av en strömöversväng (en språngartad strömändring), vilket medverkar till att smältljusbågen åstadkommes funktionssäkert, ljusbågalstringen är stabil och smält- ljusbågen brinner stabilt vid t o m låga svetsströmtät- heter. 4 Regulatorn 33 gör det möjligt att reglera svetsström- styrkan inom ett brett område, varigenom anordningen enligt föreliggande uppfinning kan drivas i ett drift- tillstånd för svetsning med modulerad svetsström och därmed erhåller ökade svetstekniska möjligheter, nämligen att anordningen möjliggör svetsning med belagda elektroder med beläggning av valfri tYP, bl a med icke-smältande elektroder.

Claims (10)

465 10 15 20 25 30 401 18 PATENTKRAV

1. Anordning för åstadkommande och stabilisering av en smältljusbåge innefattande dels en svetstransfor- mator (1), dels en till en styrenhet (25) kopplad halv- ledaromkopplare (6) med en första (5) och en andra (19) anslutningsklämma, dels en pulstransformator (7), dels en omkopplingskondensator (9) och dels en växelströmskälla (11), varvid den ena änden hos svetstransformatorns (1) sekundärlindning (3) är kopplad till en utgångsklämma (4), som är avsedd att kopplas till ett svetsföremål, d V s ett arbetsstycke som skall svetsas, medan sekundär- lindningens (3) andra ände är kopplad till halvledarom- kopplarens (6) första anslutningsklämma (5) och är - via pulstransformatorns (7) primärlindning (8) och omkopp- lingskondensatorn (9) - kopplad till den ena anslutnings- klämman (10) hos växelströmkällan (11), varvid den ena änden hos pulstransformatorns (7) sekundärlindning (15) är kopplad till en utgångsklämma (16), som är avsedd att anslutas till en svetselektrod, k ä n n e t e c k - n a d av att anordningen är försedd med ett strömbegräns- ningsorgan (17), en tillkommande kondensator (14) och en likriktarbrygga (13), och av att halvledaromkopplaren (6) är försedd med ytterligare en (d v s en tredje) anslutnings- klämma (20), varvid den andra änden hos svetstransfor- matorns (1) sekundärlindning (3) är via strömbegränsnings- organet (17) kopplad till den andra änden hos pulstransfor- matorns (7) sekundärlindning (15) och är via den tillkom- mande kondensatorn (14) kopplad till den ena växelströms- klämman hos likriktarbryggan (13), vars andra växelströms- klämma är kopplad till växelströmskällans (11) andra anslutningsklämma (12) och vars likströmsklämmor är kopplade till halvledaromkopplarens (6) tillkommande tredje anslut- ningsklämma (20) respektive till omkopplarens (6) andra anslutningsklämma (19). 10 15 20 25 30 35 463 401 19

2. Anordning enligt patentkravet 1, t e c k n a d av att halvledaromkopplaren (6) är upp- byggd av två tyristorer (27, 28), varvid den ena tyristorns (27) anod och den andra tyristorns (28) katod är kopplade k ä n n e - till en gemensam hopkopplingspunkt, som utgör den första klämman (5) hos halvledaromkopplaren (6), vars andra och tredje klämmor (19 och 20) utgöres av den ena tyris- torns (27) katod respektive den andra tyristorns (28) anod.

3. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av att halvledaromkopplaren (6) är baserad på transistorer (30,31), varvid den ena transistorns (30) (31) kollektor är sammankopplade vid en gemensam hopkopplingspunkt, som utgör den första klämman (5) hos halvledaromkopplaren (6), vars andra och tredje klämmor (20 och 19) utgöres av den ena transistorns (30) kollektor respektive den andra (31) emitter.

4. Anordning enligt något av patentkraven 1-3, emitter och den andra transistorns transistorns av att strömbegränsningsor- (32).

5. Anordning enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d ganet (17) utgöres av en reglerbar drossel k ä n n e t e c k n a d av att strömbegränsningsorganet (17) utgöres av ett variabelt motstånd (29).

6. Anordning enligt patentkravet 4 eller 5, k ä n - n e t e c k n a d av att den är försedd med en svets- strömregulator (33), som är parallellkopplad med ström- begränsningsorganet (17) och vars ingångar är kopplade till styrenhetens (25) respektive utgångar.

7. Anordning enligt patentkravet 6, k ä n n e - t e c k n a d av att svetsströmregulatorn (33) utgöres av ett par antiparallellkopplade tyristorer (42,43).

8. Anordning enligt patentkravet 6, k ä n n e - t e c k n a d av ett par antiparallellkopplade transistorer (35,36). av att svetsströmregulatorn (33) utgöres

9. Anordning enligt patentkravet 6, k ä n n e - t e c k n a d av att svetsströmregulatorn (33) utgöres av en diac (34). 465 401 20

10. Anordning enligt patentkravet 6, k ä n n e - t e c k n a d av att svetsströmregulatorn (33) utgöres av en av dioder uppbyggd bryggkrets, i vars diagonalkrets- gren en transistor (41) är inkopplad.