DE1061006B

DE1061006B - Einrichtung zum Stabilisieren eines Wechselstrom-Schweisslichtbogens

Info

Publication number: DE1061006B
Application number: DEG24904A
Authority: DE
Inventors: Franz Tajbl; Max Gillitzer
Original assignee: ZWEIGNIEDERLASSUNG HOELLRIEGEL; Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: ZWEIGNIEDERLASSUNG HOELLRIEGEL; Linde GmbH
Priority date: 1958-07-12
Filing date: 1958-07-12
Publication date: 1959-07-09
Also published as: CH382880A; GB907750A; NL241039A

Description

Gegenstand des deutschen Patents 1 002 097 ist eine Einrichtung zum Stabilisieren eines Wechselstrom-Schweißlichtbogens, bei der bei Nulldurchgang des Stromes ein Kondensator stoßartig über ein span- ;.i nungsabhängiges Schaltelement und die Lichtbogenstrecke entladen wird, der durch einen primärseitig an Schweißspannung liegenden Impulstransformator aufgeladen wird und dessen wesentliches Merkmal darin besteht, daß der Kern des Impulstransformators aus einer Eisenlegierung besteht, deren magnetische Induktion mit wachsender magnetischer Feldstärke steil auf einen nahezu konstanten Sättigungswert ansteigt, und daß er bereits bei Schweißspannungen von etwa 10 Volt magnetisch gesättigt ist. Diese Einrichtung gestattet es, zu Beginn jeder Halbwelle des Speise-Wechselstromes, d. h. im wesentlichen mit einer Frequenz von ungefähr 100 Hz, verhältnismäßig hohe und scharfbegrenzte Spannungsimpulse zu erzeugen und der Schweißspannung zu überlagern. Hierdurch wird eine befriedigende Stabilisierung· des Schweißlichtbogens erreicht.

Es ist ferner bereits eine Einrichtung zum Stabilisieren eines Wechselstrom-Schweißlichtbogens bekannt, bei welcher ein Zündtransformator primärseitig an Schweißspannung liegt und sekundärseitig parallel von einem Ladekondensator überbrückt wird, bei dessen Entladung über eine einstelbare Funkenstrecke und einen Kondensator, eventuell mit Dämpfungsgliedern, ein Hochspannungsimpuls auf den Lichtbogen gegeben wird.

Die Erfindung behandelt an sich das gleiche bekannte Problem. Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, dieselbe Aufgabenstellung zu lösen, jedoch mit noch einfacheren Mitteln und möglichst noch längeren Spannungsimpulsen, durch die eine noch zuverlässigere Stabilisierung des Lichtbogens erreicht werden soll und die zusätzlich es gestatten, daß innerhalb kleiner Grenzen eine Abstimmung von Kondensator und Sekundärwicklung auf Resonanz möglich wird.

Die Erfindung betrifft demnach eine Einrichtung zum Stabilisieren eines Wechselstrom-Schweißlichtbogens mit einem Kondensator (Ladekondensator), der parallel zur Sekundärwicklung eines primärseitig an Schweiß Spannung liegenden Zündtransformators, insbesondere Hochspannungstransformators, geschaltet ist und bei Nulldurchgang des Stromes stoßartig über ein spannungsabhängiges, veränderbares Schaltelement und die Lichtbogenstrecke entladen wird.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kondensator derart bemessen ist, daß seineLadeenergiegrößenordnungsmäßiggleich der magnetischen Energie, gegebenenfalls Sättigungsenergie, des Zündtransformators ist oder zu dieser in einem ganzzahligen Verhältnis steht.

Einrichtung zum Stabilisieren
eines Wechselstrom-Schweißlichtbogens

Anmelder:
Gesellschaft für Linde's Eismaschinen

Aktiengesellschaft,

Zweigniederlassung Höllriegelskreuth,
Höllriegelskreuth bei München

Franz Tajbl, Pullach bei München,

und Max Gillitzer, München,
sind als Erfinder genannt worden

Wie die der Erfindung zugrundeliegenden Untersuchungen gezeigt haben, wird durch diese einfache Schaltungs- und Bemessungsanordnung erreicht, daß auf der Sekundärseite des Zündtransformators, vorzugsweise Hochspannungstrahsformators, der nicht notwendig ein Impulstransformator zu sein braucht, dem Schweißwechselstrom genau synchrone Spannungsimpulse entstehen, die sich auch bei allen Schwankungen sowohl im Netz als auch im Schweißstromkreis stets selbsttätig synchronisieren (gegebenenfalls bei Phasenverschiebung). Hierbei kommen gewisse ohmsche und induktive Begrenzungswiderstände, die bei der Einrichtung nach Patent 1 002 097 zur Anpassung an verschiedene Leerlauf Spannungen erforderlich waren, in Fortfall. Die Erfindung gestattet ein völliges sicheres Auf- und Entladen des Ladekondensators und damit einen äußerst gleichmäßigen Betrieb des Schweißlichtbogens bei einer verhältnismäßig niedrigen, keine Störungen verursachenden Frequenz.

Vorzugsweise ist das veränderbare, spannungsabhängige Schaltelement des Sekundärkreises des Transformators, insbesondere Hochspannungstransformators, in bekannter Weise als Funkenstrecke mit einstellbarer Funkenlänge bzw. einstellbarem Elektrodenabstand ausgebildet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Toleranz bei der Gleichheit von Ladeenergie des Ladekondensators und magnetischer Energie des Zündtransformators nur so groß, daß diese beiden allein durch Einstellung des veränderbaren, spannungsabhängigen Schaltelementes,

909 560/364

Claims

vorzugsweise der Funkenstrecke, unter Ausgleich der Toleranz auf praktisch gleiche Werte justierbar sind. Gemäß einer besonderen Ausbildung des Erfindungsgedankens ist die Einstellung des veränderbaren, spannungsabhängigen Schaltelementes derart getroffen, daß bei jedem Nulldurchgang des Schweißwechselstromes entweder zwei gleich große, unmittelbar aufeinanderfolgende Spannungsimpulse erzeugt werden oder ein einziger, doppelt so starker Impuls entsteht. Wenn durch irgendwelche äußeren Umstände, insbesondere den Brennzustand des Schweißlichtbogens, der erste Impuls nicht ausgereicht haben sollte, eine Neuzündung des Lichtbogens herbeizuführen, so wird durch den. kurz darauffolgenden zweiten Impuls eine hinreichende Ionisierung in der Lichtbogenstrecke hervorgerufen, die ein gleichmäßiges Brennen des Lichtbogens garantiert. Tn der Zeichnung wird eine Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt, ao Fig. 1 zeigt den Schaltungsaufbau, während in Fig. 2 der Spannungsverlauf an der Elektrode nach der Erfindung dargestellt ist. Soweit die einzelnen Teile der Zeichnung mit denjenigen in den Figuren des Patents 1 002 097 übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen gewählt worden, damit der Unterschied zwischen den beiden Anordnungen deutlich wird. 1 bedeutet die Sekundärwicklung des Netztransformators, an die über eine Drossel 2 die Elektrode 3 der zwischen der Schweißelektrode 3 und dem Werkstück 4 brennende Schweißlichtbogen gelegt ist. Parallel zu diesem Kreis liegt der Hochspannungszündtransformator 6 mit zwei zusätzlichen Anzapfungen, dessen Sekundärkreis ebenfalls am Schweißlichtbogen zwisehen der Elektrode 3 und dem Werkstück 4 liegt. Die Sekundärwicklung 6' liegt in Serie mit einer Funkenstrecke 10. Parallel zur Sekundärwicklung 6 liegt der Ladekondensator 9. 13 ist ein Trennkondensator, welcher der Funkenstrecke 10 vorgeschaltet ist. Die Primärwicklung des Zündtransformators 6 besitzt zwei zusätzliche Anzapfungen, so daß sie für verschiedene Schweißtransformatoren 1 mit beispielsweise Leerlaufspannnugen von 42 bis 55 oder etwa von 55 bis 72 Volt verwendbar ist. Die Kapazität des Kondensators 9 ist entsprechend derart bemessen, daß seine Ladeenergie gleich der magnetischen Energie des Transformators 6 ist. Der Elektrodenabstand der Funkenstrecke 10 ist veränderbar und läßt somit eine Anpassung des Kondensators 9 an die Sekundärwicklung 6' zu. 14 und 15 sind UKW-Drosseln; 16 und 17 sind zusätzliche Droeseln zur Verlängerung der Impulsdauer. 18 ist ein Dämpfungskondensator. Fig. 2 zeigt das sich beim Betriebe der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung ergebende Schweißspannungsdiagramm, wobei die Spannung U auf der Ordinate gegen die auf der Abszisse dargestellte Zeit t aufgetragen ist. Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Stabilisieren eines Wechselstrom-Schweißlichtbogens mit einem Kondensator (Ladekondensator), der parallel zur Sekundärwicklung eines primärseitig an Schweißspannung liegenden Z und trans formators, insbesondere Hochspannungstransformators, geschaltet ist und bei Nulldurchgang des Stromes stoßartig über ein spannungsabhängiges, veränderbares Schaltelement und die Lichtbogenstrecke entladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (9) derart bemessen ist, daß seine Ladeenergie größenordnungsmäßig gleich der magnetischen Energie, gegebenenfalls Sättigungsenergie, des Zündtransformators (6) ist oder zu dieser in einem ganzzahligen Verhältnis steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das spannungsabhängige Schaltelement in bekannter Weise als veränderbare Funkenstrecke (10) ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Toleranz bei der Gleichheit von Ladeenergie des Ladekondensators (9) und magnetischer Energie des Zündtransformators (6) nur so groß ist, daß diese beiden (6, 9) allein durch Einstellung des veränderbaren, spannungsabhängigen Schaltelementes, vorzugsweise der Funkenstrecke (10), unter Ausgleich der Toleranz auf praktisch gleiche Werte justierbar sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des veränderbaren, spannungsabhängigen Schaltelementes (10) derart getroffen ist, daß bei jedem Nulldurchgang des Schweißwechselstromes entweder zwei gleich große, unmittelbar aufeinanderfolgende Spannungsimpulse erzeugt werden oder ein einziger, doppelt so starker Impuls entsteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1005 662.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen