DE1963339A1 - Schaltung zum elektrischen Schweissen - Google Patents

Description

FATE JiTANWALT

DIPL. ING. S. KOIiS

R9 AÜOS3ÜJIG

PHILIPPINB-AVELSEK-STItASSB IA ηωηκι »1STa

K. 313

Augsburg, den l6. Dezember 1969

The British Oxygen Company Limited, Hammersmith House,

London, W.6, England

Schaltung zum elektrischen Schweißen

Die Erfindung betrifft Schaltungen zum elektrischen Schweißen, bei welchem Perioden einer Kurzschlußberührung zwischen einer Abschmelz-Elektrode und einem Werkstück mit Perioden eines Lichtbogens zwischen dieser Elektrode und diesem Werkstück abwechseln.

Diese Art des Schweißens wird im folgenden mit

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."Kurzschluß-Schweißen" bezeichnet. Bekanntlich werden beim Kurzschluß-Schweißen zwei Stromquellen verwendet, welche zu der abschmelzenden Schweißelektrode elektrisch parallelgeschaltet sind. Dabei liefert die eine Stromquelle hauptsächlich den Kurzschlußstrom und die andere Stromquelle hauptsächlich den Lichtbogenstrom.

Ein Nachteil bekannter, an einer einphasigen Stromquelle betriebener Schweißgeräte besteht darin, daß sie nicht zum befriedigenden Schweißen dünner Metallbleche verwendet werden können, da der Lichtbogen zu "heiß" ist, d.h. der Lichtbogen setzt zu viel Energie frei und neigt damit mehr zum "Bohren" bzw. "Schneiden" als zum Schweißen. Die Lichtbogenenergie bei Kurzschlußvorgängen hängt von der Frequenz ab, mit welcher Lichtbogen- und Kurzschlußperioden einander abwechseln. In den Fällen, in denen stabile Schweißbedingungen nur bei relativ hohen Strömen und Spannungen erzielbar sind, ist die Wärmeabgabe für ein zufriedenstellendes Schweißen dünner Bleche zu groß. Eine hohe Lichtbogenspannung hat eine niedrige Kurzschlußfrequenz zur Folge, welch letztere bei Verwendung eines Drahtes von beispielsweise Q,8 mm Durchmesser nur etwa 50 Hz bzw. 60 Hz beträgt.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden,

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eine Schaltung zum elektrischen Schweißen derart auszulegen, daß sie die zum Kurzschluß-Schweißen erforderlichen BetriebsCharakteristiken aufweist und außerdem nur eine Einphasenstromquelle benötigt.

Die erfindungsgemäße Schaltung soll außerdem stabile Lichtbögen bei derart niedrigen Spannungen erzeugen, daß die Frequenz von Kurzschlüssen in der Größenordnung von 100 Hz bis 250 Hz liegt, so daß die Wärmeabgabe derart niedrig ist, daß dünne Flußstahlbleche von beispielsweise 0,56 mm Dicke unter folgenden Bedingungen stumpfgeschweißt werden können: Schweißdrahtdurchmesser: 0,6 mm, Schutzgas: COp, 40 A, 16 V. Dabei ergibt sich eine Kurzschlußfrequenz von 210 Hz.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung eine Schaltung zum elektrischen Schweißen, bei welchem Perioden einer Kurzschlußberührung zwischen einer abschmelzenden Elektrode und einem Werkstück mit Perioden eines Lichtbogens zwischen dieser Elektrode und diesem Werkstück abwechseln, welche gemäß der Erfindung durch eine Quelle gekennzeichnet ist, welche einen von einer Einphasenwechselstromquelle gelieferten Strom gleichrichtet und mit einem kombinierten Glättung-Speicherschaltkreis verbunden ist, an welch letzteren die Schweißelektrode und

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das Werkstück angeschlossen sind, wobei dieser Glättungs-Speicherschaltkreis einen Schalter aufweist, welcher den von mindestens einem Speicherelement zur Ausgangsklemme eines Glättungsschaltkreises fließenden Strom in Abhängigkeit von den augenblicklichen Charakteristiken bzw. Parametern des Schweißvorganges steuert.

Weiterhin beinhaltet die Erfindung im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ein Verfahren zum elektrischen Schweißen, bei welchem Perioden einer Kurzschlußberührung zwischen einer Abschmelz-Elektrode und einem Werkstück mit Perioden eines Lichtbogens zwischen dieser Elektrode und diesem Werkstück abwechseln, welches gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß ein während der Kurzschlußperioden jeweils direkt von der Einphasenstromquelle zur Schweißelektrode fließender Strom um einen Strom vermehrt wird, welcher aus einem in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand des Schweißvorganges durch einen Schalter automatisch gesteuerten Speicherschaltkreis geliefert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, welche im einzelnen zeigen:

Pig. 1 ein Schaltschema einer er-

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findungsgemäßen Schaltung,

Fig. 2 eine Ausführungsform eines

Energiespeicherschaltkreises, welcher bei der erfindungsgemäßen Schaltung gemäß der Darstellung in Fig. 1 verwendet wird,

die Fig. 3 bis 7 weitere Ausführungsformen von

Energiespeicherschaltkreisen, welche bei der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Schaltung anwendbar sind,

Fig. 8 ein Blockschaltbild noch einer

weiteren Ausführungsform eines Energiespeicherschaltkreises nach der Erfindung,

Fig. 9 ein Schaltbild einer Ausführungs

form eines Orlättungs-Energiespeicherschaltkreises ,

die Fig. 10 und 11 B/H-Kennlinien, welche zur Erläuterung des Betriebsverhaltena

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der erfindungsgemäßen Schaltung dienen,

die Fig. 12 und 13 jeweils verschiedene Ausführungsformen von Induktionsspulen, welche jeweils B/H-Kennlinien von gewünschtem Verlauf aufweisen,

Jj'ig. 14 Kurvenformen, welche sich bei

Kurzschlußschweißschaltungen ergeben,

ij'ig. 15 Kurvenformen, welche sich bei der

erfindungsgemäßen Schaltung ergeben,

Big. 16 ein Schaltbild einer weiteren

Ausführungsform eines kombinierten Orlättungs-Ener giespeichers ehalt kreises, und

fig. 17 ein schematisches Schaltbild einer

noch weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher als Energiespeicher ein Akkumulator verwendet wird.

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Bei der in Fig. 1 dargestellten Grundsehaltung speist eine 50 Hz-Quelle E einen Einphasen-Netztransformator T, dessen Sekundärklemmen mit den Eingangsklemmen eines Zweiweg-Orleiehrichtersehaltkreises Z verbunden sind, welch letzterer einem in einem gestrichelten Rechteck dargestellten kombinierten dlättungs- und Energiespeicherschaltkreis 2 einen Gleichstrom liefert. Eine Ausgangsklemme des Schaltkreises 2 ist mit einer Abschmelzelektrode 4 elektrisch verbunden, welch letztere durch Zuführungsrollen zu einem mit der anderen Ausgangsklemme des Schaltkreises verbundenen Werkstück 8 hin verschoben wird. Der Anschaulichkeit halber ist zwischen dem Ende der Elektrode 4 und dem Werkstück 8 eine Schweißzone 10 dargestellt, obwohl in Wirklichkeit zwischen diesen beiden Teilen dann kein Zwischenraum vorhanden ist, wenn die Elektrode mit dem Werkstück Kurzschlußkontakt hat.

Der Schaltkreis 2 weist einen Glättungs-Schaltkreis S auf, dessen Eingang mit einem Regler 12 verbunden ist, welch letzterer außerdem mit einem Anschlußpunkt zwischen einem Speicherelement 14 und einem Entladungsschalter 16 verbunden ist. Das Speicherelement und der Schalter sind in Reihe geschaltet und mit dem Ausgang des ülättungsschalt kreises S verbunden. Wenn der Sehalter 16 geöffnet ist,

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ist das Speicherelement l4 zwar wirkungsmäßig von der ■Elektrode 4 getrennt, es nimmt jedoch Energie in Form eines über den Regler 12 gelieferten Ladestromes auf. Zur Elektrode 4 fließt deshalb nur derjenige Strom, welcher aus dem Gleichrichter Z durch den Qlättungsschaltkreis fließt. Die Spannung bzw. die Amplitude dieses Stromes sind zwar derart groß, daß zwischen der Elektrode 4 und dem Werkstück 8 ein Lichtbogen aufrechterhalten wird, der Betrag der von dem Lichtbogen freigesetzten Energie reicht jedoch nur zum Schmelzen des Endes der Elektrode 4 aus, ohne daß sich dabei die geschmolzene Spitze der Elektrode von dieser ablöst. Die Vorschubgeschwindigkeit der Elektrode ist außerdem derart bemessen, daß sich diese mit einer Geschwindigkeit auf das Werkstück 8 zubewegt, welche größer ist als diejenige Geschwindigkeit, mit welcher die Spitze der Elektrode abschmilzt, so daß ein Zeitpunkt kommt, an welchem die geschmolzene Spitze der Elektrode in die auf dem Werkstück durch den Lichtbogen erzeugte Schmelze eintaucht und damit einen Kurzschluß erzeugt.

Beim Auftreten dieses Kurzschlusses ist die Änderung der am Schalter 16 anliegenden Spannung derart groß, daß der Schalter geschlossen wird, wodurch der durch den Glättungsschaltkreis S fließende Strom um den Strom vermehrt wird, welcher durch die Entladung des Speicherelementes 14 erzeugt

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wird. Dieser erhöhte Kurzschlußstrom setzt derart schnell Energie frei, daß ein "Anfrieren" der Elektrode am Werkstück verhindert wird. Die Elektrode wird demzufolge dadurch von dem Werkstück getrennt, daß die geschmolzene Elektrodenspitze von dem noch festen Teil der Elektrode abgelöst wird. Der Kurzschlußstrom wird dadurch unterbrochen. Die Werte der Schaltelemente des dlättungsschaltkreises sind derart gewählt, daß ein hohes überschwingen beim Kurzschließen des Lichtbogens verhindert wird.

Das Wiedereinstellen des Spaltes zwischen der Elektrode und dem Werkstück hat eine Spannungsänderung am Schalter zur Folge, welcher dadurch öffnet und das Speicherelement wirkungsmäßig von der Elektrode trennt. Das Speicherelement wird anschließend durch den durch den Regler 12 fließenden Strom wieder aufgeladen, während der Lichtbogenstrom weiterhin durch den Glättungsschaltkreis S fließt. Auf diese Weise wechseln Perioden eines Lichtbogens mit Perioden einer Kurzschlußberührung automatisch ab und bewirken damit einen Schweißbetrieb, welchen man auch mit "Kurzschluß-Schweißen" bezeichnet.

Der in flg. 2 dargestellte Energiespeichersohaltkreis weist in Spannungsteilerschaltung liegende, einstellbare Widerstände Rl und R2 auf. Der Mittelpunkt des Spannunge-

QO31S97OSSS

•tellers ist mit einem Ansehlußpunkt zwischen einem Speicherkondensator Cl und einem Diodengleichrxchter Dl verbunden. Der Cflättungsschaltkreis S ist nur schematisch dargestellt.

Bei einem typischen Schaltkreis haben die Schaltelemente folgende Werte: Rl = 0,5 Ohm, R2 = 10 Ohm, Kondensator Cl = 80 OOO^cF und Gleichrichter Dl 100 A, 100 PIV.

Praktisch können der Widerstand R2 einen beliebigen Wert im Bereich von weniger als 1 0hm bis unendlich, der Widerstand Rl einen Wert im Bereich von 0,1 Ohm bis 20 0hm und der Kondensator Cl einen Wert im Bereich von 1000 //F bis 160 000 u& annehmen. Der Wert Jedes dieser Schaltelemente ist jeweils so gewählt, daß die gespeicherte Ladung zur Erzeugung eines Entladestromes ausreicht, welch letzterer, wenn er zum Lichtbogenstrom addiert wird, derart stark ist, daß der Kurzschluß schnell aufgetrennt bzw. daß eine genügend hohe Spannung erzeugt wird* welche wiederum eine relativ hohe Frequenz des Kurzschließer, beispielsweise etwa 100 Hz bis 150 Hz zur Folge hat. Das Auftrennen des Kurzschlusses erfolgt dabei jedoch nicht so schnell, daß ein zu starkes Spritzen bzw. Sprühen auftritt. Es wird damit ein Lichtbogen erzeugt, welcher für das Schweißen dünner Metallbleche "kühl" genug ist.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung ist der

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Spannungsteiler durch einen Kondensator C2 ersetzt, welcher über einen Widerstand R3 mit dem Kondensator Cl parallelgeschaltet bzw. mit dem Energiespeicherschaltkreis verbunden ist. In dieser Schaltungsart dient der Kondensator C2 zur Korrektur, da der Transformator T eine große Zeitkonstante aufweist. Der Widerstand R3 ist zur Steuerung des den Kondensator Cl aufladenden Stromes erforderlich.

Die in Fig. 4 dargestellte Schaltung stellt im wesentlichen eine Abwandlung der in Fig. 2 dargestellten Schaltung dar und weist einen Kondensator C3 auf, welcher einstellbar sein kann und mit dem Widerstand Rl im Nebenschluß verbunden ist. Der Kondensator C3 bewirkt eine Änderung der Geschwindigkeit, mit welcher der Kondensator Cl aufgeladen wird. Wenn demgemäß die Kapazität des Kondensators C3 viel größer ist als die Kapazität des Kondensators Cl, so hängt die Geschwindigkeit, mit welcher der Kondensator Cl geladen wird, stark von der Geschwindigkeit ab, mit welcher der Kondensator C3 sich selbst über den Widerstand Rl entlädt. Praktisch kann der Kondensator C3 einen festen Kapazitätswert haben, welcher 0,25-mal bis 20-mal so groß ist wie der Kapazitätswert des Kondensators Cl.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Schaltung ist dem

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Kondensator C3 ein Widerstand R 4 parallel geschaltet, so daß die Geschwindigkeit der Aufladung des Kondensators Cl zusätzlich gesteuert werden kann. Gleichrichter D2 bzw. D3 sind zusätzlich vorhanden und dienen zur Entkoppelung der Kombination des Kondensators C3 mit dem Widerstand R4. Einer dieser beiden Gleichrichter D2 bzw. D3 kann auch weggelassen werden.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Schaltung ist der Gleichrichter Dl durch einen Thyristor THl ersetzt, dessen Tor- bzw. Steuerelektrode mit einem Zündschaltkreis F verbunden ist. Dieser Zündschaltkreis F ist in herkömmlicher Weise ausgeführt und mit der Elektrode 4 elektrisch derart verbunden, daß er jeweils in Abhängigkeit von der jeweiligen Betriebsart an irgend einem bestimmten Zeitpunkt betätigt wird. Dieser Zündschaltkreis kann außerdem durch die Verwendung eines Verzögerungselementes derart abgewandelt werden, daß das den Thyristor THl steuernde Signal um eine bestimmte Zeitspanne nach dem Wechsel des Schweißbetriebes vom Lichtbogen- zum Kurzschlußzustand bzw. umgekehrt verzögert wird.

In Fig. 7 ist ein weiterer Schaltkreis dargestellt, mittels welchem das Verhältnis der Erhöhung des Lichtbogenstromes um den Kurzschlußstrom verändert wird. Mit Bezug

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auf diese Schaltung ist die Schaltung gemäß der Darstellung in Fig. 2 derart abgewandelt, daß der Widerstand R2 durch in Reihe geschaltete Widerstände R5, R6 und R7 ersetzt ist. Die Anschlußpunkte zwischen diesen Widerständen sind gemäß der Darstellung in Fig. 7 jeweils mit zusätzlichen Reihenverbindungen zwischen einem Gleichrichter D4 und einem Kondensator C4 bzw. einem Gleichrichter D5 und einem Kondensator C5 verbunden. Die Werte der Speicherkondensatoren Ci, C4 und C5 sind jeweils derart gewählt, daß deren Spannungen von Kondensator Cl bis Kondensator C5 jeweils abnehmen, wenn diese jeweils voll geladen sind. Wenn demgemäß der Lichtbogen zunächst kurzgeschlossen ist und damit der Kurzschlußstrom durch den Gleichrichter Dl fließt, wird der Kondensator Cl so lange entladen, bis ein Wert erreicht ist, bei welchem der Gleichrichter D4 leitend wird und damit der Kondensator C4 sich zu entladen beginnt. Der gleiche Vorgang bewirkt, daß der Kondensator C5 ebenfalls entladen wird. Wegen der diesen Kondensatoren eigenen Entladungszeiten ist es möglich, der Wellenform des Kurz-3chlußentlade3trome3 eine bestimmte Gestalt zu geben. Offensichtlich können andere Kombinationen von Widerständen, Gleichrichtern und Kondensatoren nach Bedarf hinzugefügt werden. Die Gesamtkapazität der Kondensatoren Cl, C4 und C5 ist gleich der Kapazität des Kondensators Cl gemäß der Darstellung in Fig. 2.

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Bei dem in Fig. 8 dargestellten Blockschaltkreis leitet der Regler 12 den Ladestrom für das Speicherelement indirekt über den Glättungsschaltkreis S ab. Ansonsten wirkt diese Schaltung in der mit Bezug auf Fig. 1 bereits beschriebenen Weise.

Die in Fig. 9 dargestellte Schaltung zeigt die Einzelheiten eines günstig aufgebauten erfindungsgemäßen Glättungsschaltkreises. Diese Schaltung weist zwei in Reihe geschaltete Induktionsspulen Ll und L2 auf, deren Mittelpunkt mit einem Glättungskondensator C6 verbunden ist. Ein Strombegrenzungswiderstand R8 ist mit dem Ladeschaltkreis des Kondensators Cl verbunden.

Bei diesem Glättungsschaltkreis erfüllen die Induktionsspule Ll und der Kondensator¹ 06 jeweils ihre normalen Funktionen. Die Induktionsspule L2, welche zusätzlich zur Glättung vorhanden ist, übt außerdem dadurch einen Stabilisierungseffekt auf den Lichtbogen aus, daß sie eine vergrößerte Wiederzündungsspannung erzeugt. Darauf bezieht sich die Darstellung in den Fig. 10 bzw. 11, in welchen das angelegte Feld H über dem in dem Eisenkern der Induktionsspule erzeugten Fluß B aufgetragen ist. Die Kurve in Fig. stellt eine typische B/H-Kurve einer in herkömmlicher Weise

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zum Glätten verwendeten Induktionsspule dar, während in Jj'ig. die B/H-Kurve einer speziellen Ausfuhrungsform einer Induktionsspule dargestellt ist, welche für die Schaltung nach der Erfindung von besonderem Vorteil ist. Der grundlegende Unterschied zwischen diesen beiden Kurven besteht darin, daß der Wert der Induktionszunähme in einem Anfangsbereich 18 der in Fig. 11 dargestellten Kurve größer ist, als in einem daran anschließenden Bereich 20. Die Induktionszunähme im Bereich 18 ist normalerweise doppelt so groß wie im Bereich 20.

In Fig. 12 ist eine Ausführungsform einer Induktionsspule dargestellt, welche die in Fig. 11 dargestellte B/H-Kurve erzeugt. Bei dieser Induktionsspule ist ein Eisenkern 22 mit einem abgestuften Luftspalt 24 versehen. Wenn durch eine Betriebsspule 26 ein Strom fließt, so konzentriert sich der resultierende Fluß bei niedrigen Feldstärkewerten des angelegten Feldes in dem Raum zwischen den einander am nächsten gelegenen Stufenpolflachen, wodurch sich der Teil 18 der B/H-Kurve ergibt. Bei höheren Feldstärkewerten H hingegen, sind diese Pole gesättigt, so daß sich der Fluß anschließend über die zueinander entfernter gelegenen Stufenpolflachen hinweg aufbaut, wodurch sich der normale Teil 20 der B/H-Kurve ergibt. Der relativ scharfe

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übergang zwischen den Teilen 18 und 20 der in Fig. 11 dargestellten Kurve kann durch eine sich verjüngende Gestalt des Luftspaltes gemäß der Darstellung in Fig. 13 geglättet werden, so daß sich eine Kurve ergibt, welche im Anfangsbereich trotzdem noch, verglichen mit der herkömmlichen B/H-Kurve, eine große Steigung aufweist.

Die in Fig. 14 dargestellten Kurvenformen sind nach Oszillogrammen gezeichnet, welche man bei einem herkömmlichen Eintauchübergang-Schweißvorgang bei dreiphasigem Betrieb erhält. In Fig. I¹Ja ist der Strom über der Zeit und in Fig. 14b ist die Spannung über der Zeit dargestellt. Ein Eintauchübergang-Schweißvorgang bei einphasigem Betrieb zeigt im wesentlichen die gleichen Kurvenformen, im allgemeinen jedoch mit niedrigerer Eintauchfrequenz.

In Fig. 15 sind mit Bezug auf Fig. 14 gleiche Kurvenformen dargestellt, jedoch für die erfindungsgemäße Eintauchübergang-Schweißschaltung mit einphasiger Stromversorgung. Diese Kurven weisen mehrere bedeutsame Unterschiede auf, wobei besonders die schnellen Änderungen des Schweißstromes beim Kurzschließen des Lichtbogens hervor zuheben sind, vgl. Fig. 15a. Ein weiteres bedeutsames Merkmal stellen die Amplituden der Schweißspannung jeweils unmittelbar nach dem Auftrennen eines Kurzschlusses dar.

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Sogar bei Verwendung herkömmlicher Induktionsspulen bzw. Drosselspulen sind diese Wiederzündungsspannungen jeweils hoch und haben jeweils stabile Lichtbogen zur Folge. Bei Verwendung von Drosselspulen gemäß der Darstellung in den Fig. 12 bzw. 13 sind diese Wiederzündungsspannungen sogar noch höher.

Den gleichen Effekt, den man mit der besonderen Induktionsspule L2 erzielt, erreicht man auch durch die Verwendung von zwei bzw. von mehreren gesonderten, in Reihe geschalteten Induktionsspulen. In diesem Falle ist es oft günstig, diejenigen Induktionsspulen, welche den Teil 18 der in Fig. 11 dargestellten Kurve erzeugen, sowohl mit dem Ausgang des Glättungsschaltkreises S als auch mit dem Ausgang des Energiespeicherschaltkreises in Reihe zu schalten.

Fig. 16 zeigt eine weitere Abwandlung der in Fig. 9 dargestellten Schaltung. Dabei ist die Induktionsspule L2 durch eine mit einer Anzapfung versehene Induktionsspule L3 ersetzt und die Lichtbogen- bzw. Kurzschlußströme fließen über diese Anzapfung. In dieser Schaltung fließt der Kurzschlußstrom auf seinem Weg zur Anzapfung durch einen Teil der Wicklung der Induktionsspule L3 und erzeugt dabei

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Ίο

Amperewindungen, welche zu denjenigen Amperewindungen, welche von dem durch den Glättungsschaltkreis fließenden Lichtbogenstrom erzeugt werden, entgegengesetzt gerichtet sind. Diese einander entgegenwirkenden Amperewindungen bewirken ein zeitweises Ansteigen des von dem Glättungsschaltkreis gelieferten Stromes und damit eine Verstärkung des Kurzschlußtstromes. Das WindungsZahlenverhältnis zwischen den beiden genannten Teilen der Induktionsspule L3 liegt in einem Bereich zwischen einem niedrigen Wert (geringer als 1:1) und einem sehr großen Wert (größer als 100:1) und ist von den Kosten bzw. von anderen Faktoren abhängig.

Die in Pig. 17 dargestellte Schaltung weist eine Haushaltsspannungsquelle E auf, welche einen Wechselstrom liefert und mit einem Leistungstransformator T verbunden ist, welcher wiederum mit einer Zweiweggleichrichterbrücke Z verbunden ist. Die positive Klemme der Gleichrichterbrücke Z ist über eine Drosselspule L3 mit einer positiven Ausgangsklemme 30 verbunden. Die negative Klemme der Gleichrichterbrücke Z ist mit einer negativen Ausgangsklemme 32 verbunden. Mit der Brücke Z und den Ausgangsklemmen ist im Nebenschluß ein Gleichrichter D6 verbunden, welch letzterer mit einem Akkumulator 34 in Serie geschaltet ist. Dem Gleichrichter D6 ist ein Nebenwiderstand R9 parallel geschaltet.

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Der den gleichgerichteten Wechselstrom liefernde Schaltkreis, welcher mit der Drosselspule L3 versehen ist, weist eine leicht abfallende Spannungs/Strom-Kennlinie auf, wodurch der Kurzschlußstrom begrenzt ist, obgleich auch Energieversorgungseinrichtungen verwendet werden können, deren Kennlinien anders verlaufen. Bevor demgemäß der Schweißlichtbogen betroffen ist, spannt die an den Ausgangsklemmen anliegende hohe Spannung den Gleichrichter D6 in umgekehrter Richtung vor und verhindert damit die Entladung des Akkumulators 34. Zusätzlich ermöglicht der Widerstand R9 die Aufladung des Akkumulators. Beim Ansteigen des Schweißstromes fällt die Spannung an den Ausgangsklemmen so lange ab, bis, wenn die Schweißelektrode mit dem Werkstück Kurzschlußberührung hat, diese Spannung einen derart niedrigen Wert erreicht hat, daß der Gleichrichter D6 leitend wird und der Schweißstrom von dem Akkumulator geliefert wird.

In der in Fig. 17 dargestellten Schaltung wirkt die Induktionsspule L3 unter anderem als klättungsschaltkreis. Bei Bedarf kann diese Spule im Nebenschluß mit einem Kondensator versehen werden, so daß sich eine ( TT/2)-Schaltung ergibt. Zusätzlich kann der Ladewiderstand R9 mit dem Eingang der Induktionsspule L3 bzw. mit einem anderen funkt je nach Bedarf verbunden sein.

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Der Akkumulator wirkt zwar grundlegend wie ein besonderer Kondensator, die Unterschiede zwischen diesem und einem wahren Kondensator können jedoch bei einigen Anwendungsfällen beträchtlich sein.

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Claims (1)

1. Patentansprüche;

   1. !Schaltung zum elektrischen Schweißen, bei welchem Perioden einer Kurzschlußberührung zwischen einer Abschmelz-Elektrode und einem Werkstück mit Perioden eines Lichtbogens zwischen dieser Elektrode und diesem Werkstück einander abwechseln, gekennzeichnet durch eine Quelle (Z), welche einen von einer Einphasenwechselstromquelle (E) gelieferten Strom gleichrichtet und mit einem kombinierten Glättungs-Speicherscnaltkreis (2) verbunden ist, an welch letzteren wiederum die Schweißelektrode (4) und das Werkstück (8) angeschlossen sind, wobei dieser Glättungs-Speicherschaltkreis einen Schalter (16) aufweist, welcher den von mindestens einem Speicherelement (14) zur Ausgangsklemme eines Glattungsschaltkreises (S) fließenden Strom in Abhängigkeit von den augenblicklichen Charakteristiken bzw. Parametern des SchweißVorganges steuert.

   2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (16) ein Gleichrichter (Dl) ist.

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   J5. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (16) ein Thyristor (THl) ist, dessen Steuerelektrode mit der Schweißelektrode (4) verbunden ist.

   4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis J3* dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement (14) ein Kondensator (Cl) ist und daß dieser Kondensator und der Schalter (16) in bezug aufeinander in Reihe bzw. in bezug auf die Elektrode (4) und das Werkstück (8) parallelgeschaltet sind.

   5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Quelle (Z) und einem Anschlußpunkt zwischen dem Gleichrichter Dl und dem Kondensator (Cl-) eine Verbindung vorhanden ist, welche einen Ohm'sehen Widerstand (Rl, R2) aufweist.

   6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ohm'sche Widerstand (Rl, R2) einstellbar ist.

   7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Glättungsschaltkreis (S) eine Schaltung mit mindestens einer Induktionsspule (Ll)

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   in der Reihenverbindung zwischen der Quelle (Z) und der Elektrode (4) sowie einen Kondensator (C6) im Querzweig aufweist.

   8. Schaltung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß der Glattungsschaltkreis (S) eine T-Schaltung mit zwei in Reihe liegenden Induktionsspulen (Ll, L2) zwischen der Quelle (Z) und der Schweißelektrode (4) und mit einem Kondensator (C6) im Querzweig ist.

   9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Induktionsspulen (Ll, L2) eine Drosselspule mit Eisenkern (22) ist, deren Luftspalte (24) jeweils derart ausgebildet sind, daß sie unterschiedliche Impedanzen und Sättigungswerte aufweisen.

   10. Schaltung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Luftspalte (24) längs seiner Ausdehnung parallel zu ihm zugeordneten Polflächen einen ungleichförmigen Querschnitt aufweist.

   11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Polflächen stufenförmig ausgeführt ist.

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   12. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen in bezug auf einander längs mindestens einer Achse auseinanderlaufen.

   Ij5. Schaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine (L^) der Induktionsspulen angezapft bzw. anderweitig einstellbar ist.

   14. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 1J5, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement (14) von einem Akkumulator (34) gebildet wird.

   15. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch mehr als eine Kombination (Dl, Cl bzw. D4, C4 bzw. D5, C5) eines mit einem Kondensator in Reihe geschalteten Gleichrichters, wobei diese Kombinationen jeweils nur mit dem Kondensator der jeweils nächstfolgenden Kombination im Nebenschluß verbunden sind.

   16. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 15* dadurch gekennzeichnet, daß der Glättungsschaltkreis (S) von einer T-Schaltung gebildet wird, welche zwei Drosselspulen (Ll, L2) in der Reihenverbindung sowie einen

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   Kondensator (C6) im Nebenschluß- bzw. Querzweig aufweist, daß weiter ein Ladewiderstand (r8) zwischen die Eingangsklemme der T-Schaltung und einen Anschlußpunkt zwischen einem mit einem Gleichrichter (Dl) in Reihenschaltung verbundenen Speicherkondensator (Cl) geschaltet ist, welch letzterer im Nebenschluß mit der Schweißelektrode (4) und dem Werkstück (8) verbunden ist, wobei die Werte dieser Schaltungselemente jeweils derart gewählt sind, daß die Frequenz der Kurzschlußberührung beträchtlich größer ist als die Frequenz der Einphasenwechselstromquelle (E) ist, so daß der Gleichrichter in jeweils durch den Betrieb des Schweißvorganges bestimmten Zeitpunkten leitend wird.

   17. Verfahren zum elektrischen Schweißen, bei welchem Perioden einer KurzschlußberUhrung zwischen einer Abschmelz-Elektrode und einem Werkstück mit

   Perioden eines Lichtbogens zwischen dieser Elektrode (

   und diesem Werkstück einander abwechseln, dadurch gekennzeichnet, daß ein während der Kurzschlußperioden jeweils direkt von der Einphasenstromquelle zur Schweißelektrode fließender Strom um einen Strom vermehrt wird, welcher aus einem in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand des Schweißvorganges durch einen Schalter

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   automatisch gesteuerten Speicherschaltkreis geliefert wird.

   18. Gernäß dem Verfahren nach Anspruch I7 geschweißtes Blechwerkstück.

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