DE2247383A1

DE2247383A1 - Lichtbogengenerator

Info

Publication number: DE2247383A1
Application number: DE19722247383
Authority: DE
Inventors: Ryoda Sato
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-09-28
Filing date: 1972-09-27
Publication date: 1973-04-05
Also published as: ES407097A1; CA974603A; FR2154703A1; NL7213147A; GB1412300A; FR2154703B3

Description

PATENTANWÄLTE

DlPL-ING. BUSCHHOFF DlPL-lNG. HENNICKE DlPL-ING. VOLLBACH

5 KÖLN/RH. KAISER-WILHELM-RING 24

Aktenz.:

Reg.-Nr.

St 101 I

bitte angeben

KÖLN, den 26.?.-?2

Ei/fco e.

Patentanmeldung

des Herrn Ryoda Sato, 1-8-25, Ohama-cho, Amagasaki-shi, Hyogo-ken,

Japan

Lichfbogengenerator

Die Erfindung "betrifft einen Lichfbogengenerator zum .Anschluß an ein mehrphasiges Wechselspannungs-Versorgungsnetz.

Ein derartiges elektrisches Gerät dient dazu, zwischen einer Elektrode und einem Grundwerkstoff oder zwischen zwei Elektroden einen Lichtbogen zu erzeugen, um damit elektrisch zu schweißen, zu schneiden, zu-metallisieren, zu erhitzen oder dgl.

Bekannt ist beispielsweise eine Schweißanordnung mit drei an den Phasenspannungen eines Dreiphasen-Wechselstromnetzes liegenden Einphasen-rSchweißtransformatoren. An jedem dieser Transformatoren ist eine Elektrode angeschlossen,

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so daß drei voneinander unabhängige Lichtbogenströme auf das Schweißobjekt gerichtet sind. Eine derartige Einrichtung arbeitet genau in gleicher Weise, wie wenn drei Einphasen-Schweißeinrichtungen mit üblichen Schweißtransformatoren schwacher Leistung gleichzeitig betrieben werden. Daraus ergeben sich bei der bekannten Einrichtung die Nachteile einer außerordentlich schwierigen Bedienung, eines großen Bauvolumens und entsprechend hoher Kosten. Da außerdem der Querschnitt der Elektroden und unmittelbaren Zuleitungen nach oben begrenzt ist, hängt die für den betreffenden Arbeitsvorgang insgesamt zur Verfügung zu stellende Wärmeenergie von der zulässigen Stromstärke ab.

Bei den Nulldurchgängen der Wechselspannung entstehen bekanntlich kurzzeitige Lichtbogen-Löschungserscheinungen, welche die Wärmeenergiezufuhr ungleichförmig machen. Wenn daher die Längsgeschwindigkeit der Elektroden zur Verbesserung der Schweißleistung erhöht wird, ergibt sich gewöhnlich eine beträchtliche Ungleichmäßigkeit der Schweißnaht, so daß es schwierig ist, die geforderten guten Schweißresultate zu erzielen.

Es ist daher mit den bekannten Lichtbogengeneratoren fast ausgeschlossen, diesen Schwierigkeiten zu begegnen unter Berücksichtigung der Erfordernisse einer höheren Arbeitsgeschwindigkeit und einer Durchführung der Schweißung in einem Zuge. Diese Erfordernisse ergeben sich aus der

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Tatsache,- daß die zu schweißenden Werkstücke und ihre Plattendiqken immer größer sowie die Querschnittsformen der Schweißnähte immer komplizierter werden und daß der Trend zur Verwendung von Spezialstählen und damit vielseitigen Schweißaufgaben unverkennbar ist.

Ziel der Erfindung ist demgegenüber ein Lichtbogengenerator, der besonders große und gleichförmige Wärmeenergien jederzeit zur Verfügung stellen kann. Dies wird erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen und mehreren Weiterbildungen der Erfindung erreicht. Dabei wird die gleichstromähnliche Eigenschaft des Mehrphasen- ' stromes unter Einsatz stets mehrerer, beispielsweise bis zu 6, 9 oder 12 Elektroden konsequent ausgenutzt und neben einer gleichmäßigen Netzbelastung eine verbesserte Steuerbarkeit und ungewöhnliche Vielgestaltigkeit der Einsatzmöglichkeiten erreicht.

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Die Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einer Dreiphasen-Spannungsquelle, bei der Lichtbögen zwischen drei Elektroden erzeugt werden.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung, bei der die in Fig. 1 gezeigte Anordnung zum Schweißen und Schneiden mittels Plasmastrahl benutzt ist.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung, wonach die in Fig. 1 gezeigte Anordnung so abgeändert ist, daß Lichtbögen auch zwischen jeder Elektrode und dem Grundwerkstoff erzeugt werden, an dem geschweißt, metallisiert usw. wird.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel der Anwendung der in Fig. 3 gezeigten Anordnung beim Lichtbogenschweißen von Rohren.

Fig. 5 bis Fig. 8 zeigen weitere schematische Ausführungsbeispiele der Anordnung nach Fig. 1.

Fig. 9 und Fig. 10 zeigen in schematischer Darstellung Beispiele von praktisch ausgeführten Lichtbogen-Schweißeinrichtungen unter Benutzung der Erfindung.

Fig. 11 zeigt verschiedene Einzelbeispiele für die Anordnung der Elektroden bei der erfindungsgemäßen Einrichtung.

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In Fig. 1 bezeichnet A einen Dreiphasentransformator, dessen Primärseite in Dreieckschaltung an eine dreiphasige Wechselspannungsquelle angeschlossen ist und dessen Sekundärseite im Stern geschaltet ist». Die Enden der einzelnen phasenverschiedenen Wicklungen R, S und T der Sekundärseite sind mit entsprechenden Elektroden 1R, 1S und ΊΤ über Leitungen r, s und t unter Zwischenschaltung einer Stromsteuereinheit B miteinander verbunden, die eine einstellbare Drossel, einen Thyristor oder einen steuerbaren Gleichrichter (silicon controlled rectifier) enthalten. Die Elektroden 1R, 1S und 1T sind gegeneinander elektrisch isoliert und mit solchen sauber eingehaltenen Abständen voneinander angeordnet, daß zwischen . allen oder einzelnen von ihnen ständig Lichtbogen aufrechterhalten werden können, wenn Spannung angelegt ist. Die von den Lichtbogen erzeugte Hitze wird zum Schneidbrennen verwendet.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für die Anwendung der oben beschriebenen Anordnung zum Schweißen und Schneiden mittels Plasmastrahls, wobei die Elektroden 1R, 1S und 1I£ in einem Mundstück 20 derart angeordnet sind, daß ihre Abbrennspitzen ein gleichseitiges Dreieck bilden» Die Phasenspannung eines Dreiphasentransformators A wird über eine Stromsteuereinheit B jeder Elektrode 1R, LS und "JT zugeführt, um Lichtbogen zwischen diesen Elektroden zu erzeugen,und gleichzeitig wird Druckgas 21 dem Mundstück

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zugeleitet. So tritt ein Plasmastrahl 22 aus der Düse des Mundstücks 20 aus und ermöglicht das Plasma-Lichtbogenschweißen oder -schneiden am Grundwerkstoff C, wobei der Lichtbogen nicht übertragen wird. Die Steuerung der mittels des Plasmastrahls 22 aufgebrachten Energie wird durch Einstellung der Heizleistung der Lichtbögen bewerkstelligt, was wiederum durch Steuerung des durch die Leitungen r, s und t fließenden Stromes mittels der Stromsteuereinheit B erfolgt.

Bei I?ig. 3 ist die Anordnung so getroffen, daß zusätzlich zu den zwischen den Elektroden 1R, 1S und 1T erzeugten und oben beschriebenen Lichtbogen weitere Lichtbögen zwischen dem als Schweiß- und Schneidobjekt fungierenden Grundwerkstoff C und jeder der Elektroden erzeugt werden, wobei der Nullpunkt D auf der Sekundärseite des Dreiphasentransformators A und der Grundwerkstoff C mittels einer Nullpunktverbindung d über eine Strömst euerheinhe it 4-B miteinander verbunden sind. Es entstehen so Lichtbogen zwischen den einzelnen Elektroden und dem Grundwerkstoff C durch Anlegen der Phasenspannungen an die Elektroden und durch die Einhaltung eines bestimmten Abstandes zwischen den Elektroden und dem Grundwerkstoff. Die Lichtbögen können ständig aufrechterhalten werden und erzeugen zusammen eine außergewöhnlich hohe Wärmeenergie.

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Pig. A zeigt ein Beispiel für die Anwendung der zusammen mit Fig. j> beschriebenen Anordnung zum Lichtbogenschweißen von elektrisch geschweißten Rohren aus Aluminium und dgl., wobei C der in Rohrform gebogene für eine Stumpfschweißung vorbereitete Grundwerkstoff ist« Zufükt?rollen 23 drehen sich in Richtung der Pfeile 24 und transportieren den Grundwerkstoff 0 in Richtung des Pfeiles 25 mit konstanter Geschwindigkeit, c bezeichnet die Schweißzone · des Grundwerkstoffs und Elektroden 1R, 1S und 11 aus Schweißdrähten sind mit genau gleichem Abstand untereinander entlang dieser Schweißzone c angeordnet. Jeder der Elektroden wird die Phasenspannung wie oben beschrieben zugeführt, und der Nullpunkt D an der Sekundärseite des Dreiphasentransformators A ist mit dem Grundwerkstoff C durch die Nullpunktverbindung d verbunden. Diese Anordnung verschafft die für das Schweißen mit hoher Geschwindigkeit geeignetenBedingungen infolge der besonders großen Wärmeenergie, die zwischen den Elektroden 1R und 1S sowie 1S und 1T einerseits und zwischen den einzelnen Elektroden . und dem Grundwerkstoff C andererseits erzeigt wird.

Wenn, wie oben beschrieben, mit dem Lichtbogengenerator' nach der vorliegenden Erfindung mehrere Lichtbogen sowohl zwischen den einzelnen Elektroden 1R, 1S und 1T als auch zwischen diesen und dem Grundwerkstoff C erzeugt werden, so bestehen diese in derselben Atmosphäre, und jeder Lichtbogen — es handelt sich ja um Wechselstrom-Lichtbögen hat zum anderen die entsprechende Phasendifferenz.

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Ee ist daher möglich, mit dieser Anordnung einen insgesamt gleichförmigen Lichtbogen zu erzeugen, der nicht den Nachteil hat, daß er wie ein einphasiger Lichtbogen im Nullpunkt der Wechselspannung erlischt. Damit entfällt auch die Gefahr einer unstabilen Wiederzündung.

Bei konventionellen Wechselstrom-Schweißeinrichtungen wird der Schweißstrom mit Hilfe veränderbarer Anzapfungen des Schweißtransformators, eines beweglichen Kernes des Transformators, einstellbarer Anzapfungen einer Reihendrossel oder dgl. eingestellt. Die Einstellung kann daher nur schrittweise und grob erfolgen, und darüber hinaus sind die Transformatoren und Drosseln gewöhnlich von der Arbeitsstelle entfernt, so daß die Schweißer gezwungen sind, bei Jeder Neueinstellung dort hinzugehen, was ihnen in der praktischen Arbeit eine beträchtliche Unbequemlichkeit aufzwingt. Außerdem ziehen solche Einstellmethoden beträchtliche Leistungsverluste in den Trandbrmatoren und Drosseln nach sich, welche den Schweißwirkungsgrad verringern. ^;i

Die Gründe, diretwegen solche -unvorteilhaften Stromsteuereinheiten heute noch benutzt werden, während die Phasenanschnittsteuerung der Spannung mit Hilfe von steuerbaren Gleichrichtern (SCRs oder Thyristoren) nicht verwendet werden, die doch heute auf den verschiedensten Gebieten weitverbreitet sind, liegen in der oben erwähnten Unterbrechung des Lichtbogens. Das will besagen, daß die mit

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der Phasenanschnittsteuerung notwendigerweise verbundene weitere Ausdehnung der Nullperiode der Wechselspannung die Erzeugung eines beständigen Lichtbogens außerordentlich schwierig macht, da der Lichtbogen bei Einphasen-Sehweißmaschinen ohnehin schon unstabil und im Nullpunkt der Spannung einer Unterbrechung unterworfen ^ ist..

Bei dem Lichtbogengenerator nach der Erfindung werden jedoch wie gesagt mehrere Lichtbögen mit Phasendifferenz in der gleichen Atmosphäre erzeugt. Wenn deshalb der einzelne Lichtbogen infolge der Phasenanschnittsteuerung der Spannung periodisch unterbrochen wird, so sind doch die Unterbrechungszeitpunkte bei den einzelnen Lichtbogen gegeneinander versetzt, und der einzelne erloschene Lichtbogen wird von den benachbarten Lichtbogen leicht wieder gezündet werden können. Es ist auch möglich, bei einem erfindungsgemäßen Lichtbogengenerator eine Stromsteuereinrichtung mit Halbleitern zu verwenden, beispielsweise eine Phasenanschnittsteuerung mittels siliziumgesteuerter Gleichrichtern. Das ermöglicht die Stufenlose Einstellung des Lichtbogenstromes und erlaubt, diese Steuerung ohne wesentliche Verluste an elektrischer Leistung und dementsprechend mit gutem Wirkungsgrad durchzuführen. "Außerdem sind mit Halbleiter-Stromsteuereinrichtungen die verschiedensten automatischen Steuerungen leicht zu verwirklichen. Die erf indungsgemäße. Anordnung ist somit außerordentlich vorteilhaft.

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Vie sich aus den in den Figuren 1 und 2 gezeigten .. Beispielen ergibt, können Schweißarbeiten auch ohne Masseverbindungsleitungen ausgeführt werden, wie sie bei den bekannten Lichtbogen-Schweißeinrichtungen -. - , erforderlich sind. Venn jedoch' eine Masseverbindungs- ' ' leitung benutzt wird, wie in Fig. 4 geneigt {fcll^iiiuct·- verbindung d), und die Phasenströme untereinander gleichgroß gemacht werden, so ist der Gesamt nt«» i» der lliiljpunktverbindung d im wesentlichen gleich■■ 0, «lit deaf 'Verschnitt dieser Verbindungsleitung kann sehr klein gehalten werden. Ferner kann es sehr vorteilhaft sein, wenn sich die Heizleistungen der Lichtbögen, die sich Znrieehen den Elektroden und dem Grundmaterial erstrecken und denjenigen Lichtbögen, die sich zwischen den Elektroden untereinander erstrecken, unabhängig voneinander steuer-«? eiad, und zwar mit Hilfe der Stromsteuereinheit 4-B in der Ifullpunktverbindung d einerseits und der ßtromsteuereiaiieit B in jeder der einzelnen Leitungen r, s und t andererseits. Dadurch kann nämlich die Eindringtiefe der ßchweißung in den Grundwerkstoff C und die Schweißgeschwindigkeit, beispielsweise bei automatischen Schweißanlagen, unabhängig voneinander beeinflußt werden. Ein weiterer Torteil liegt darin, daß durch die gemeinsame Verlegung der Leitungen r_t s und t die Blindleistungsverluste in diesen Leitungen verringert werden können.

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Nachfolgend werden weitere Beispiele der Erfindung beschrieben.

Fig. 5 zeigt ein anderes AusfüTirungsbeispiel der Erfindung mit zwei Elektroden, wobei ein Lichtbogen zwischen diesen beiden Elektroden und Lichtbogen zwischen den einzelnen Elektroden und dem Grundwerkstoff erzeugt werden. Dabei sind die Enden zweier Wicklungen E und S, die von den Wicklungen an der Sekundärseite des Dreiphasentransformators beliebig ausgewählt sind, mit Elektroden 1E und 1S über Verbindungsleiter r und s verbunden, und das Ende der Wicklung 0} ist über einen Hasseverbindungsleiter t' mit dem Grundwerkstoff C verbunden. Auf diese Weise können Lichtbogen zwischen den Elektroden 1E und 1S' und zwischen jeder dieser Elektroden und dem. Grundwerkstoff C erzeugt werden, wenn die Phasenspannung an die Elektroden 1E und 1S und an den Grundwerkstoff C angelegt wird.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer Sekundär- ■ elektrode 1D, die am Nullpunkt an der Sekundärseite des Dreiphasentransformators A mittels einer Nullpunktverbindung d¹, und zwar zusätzlich zu den Elektroden 1B, 1S und 1T, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind. Diese Sekundärelektrode 1'D befindet sich in einer solchen Position zwischen den anderen Elektroden, daß sie mit mindestens einer derselben einen ständigen Lichtbogen bildet und dessen Wärme sich zu der von den übrigen Lichtbogen erzeugten Wärme addiert. In diesem Fall kann auch der Grundwerkstoff C als Schweißoder Schneidobjekt zusätzlich mit dem Nullpunkt D verbunden

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werden, so daß dann auch Lichtbogen zwischen den Elektroden 1R, 1S und 1T und dem Grundwerkstoff entstehen-können.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungßbeispiel, bei dem die Hauptelektroden und die Sekundärelektrode jeweils aus mehreren Einzelelektroden bestehen. Die Elektrode 1R besteht somit hier aus zwei parallgeschalteten Elektroden IR und 2R, die von dem Leiter r gespeist werden, und in gleicher Weise bestehen die Elektroden 1S und 1T aus Einzelelektroden 1S und 2S sowie 1T und ZD. Die Sekundärelektrode 1D besteht aus sechs parallelgeschalteten einzelnen Sekundärelektroden 1D bis 6D. Diese Elektroden sind so angeordnet, daß jede von ihnen mit mindestens einer Machbarelektrode einen Lichtbogen erzeugen kann.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem jede der phasenverschiedenen Wicklungen an der ßekundärseite des Dreiphasentransformators in mehrere Teilwicklungen aufgeteilt und an jeder iPeilwicklung zwei Elektroden angeschlossen sind zur Erzeugung einer Vielzahl von Lichtbogen. Mit 28, 29 und 30 sind die im Stern geschalteten Primärwicklungen des Dreiphasentransformators A' bezeichnet. R und R' sind die entgegengesetzt gepolten Sekundär-Teilwicklungen der Wicklung 28* Entsprechend sind S und S¹ sowie T und T' die Sekundär-Teilwicklungen der Wicklungen 29 und 30. Die Sekundar-Teilwicklungen Ii und R¹, S und S' sowie T und T¹ und die Elektroden

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1R, 2R, AR¹ , 2E¹ ... sind über die aus der Figur ersichtliche Stromsteuereinheit B miteinander verbunden. Die einzelnen Elektroden sind, wie in. der Figur gezeigt, in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet. Wenn nun die Phasenspannung angelegt wird, dann entstehen Lichtbogen zwischen den Elektroden 1R und 2R, 1R¹ und 2R¹, /IS und 2S, 1S¹ und 2S¹, AT und'2T, AT* und 2T¹, ■AR und 2S', 2S¹ und 1T, IT und 2R\ 2R¹ und 1S* AS und 2T¹, 2R und 1S^!, 1S¹ und 21, 2T und AR¹ , 1R^! und 2S und 2S und AT'. Die Primärwicklungen 28, 29 und 30 des Dreiphasentransformators A' können in diesem Fall natürlich auch· im Dreieck geschaltet werden.

So kann der erfindungsgemäße Lichtbogengenerator auf vielfältige Weise in einer länglichen¹streifenförmigen · ■ oder breiten Ebene Wärmeenergie zur Verfügung stellen, beispielsweise durch Auswahl der Anzahl und Konfiguration der Elektroden je nach Art der auszuführenden Arbeit, wie' z.B. Schweißen, Schneiden, Metallisieren, Erhitzen usw. Machfolgend werden noch Ausführungsbeispiele beschrieben, die bei praktischen Schweißarbeiten Anwendung finden.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel, bei dem die erfindungsgemäße Anordnung verwendet ist zum Schweißen von dicken Platten und speziellen Metallen, wobei es darauf ankommt, daß eine örtliche schnelle Erhitzung und Abkühlung vermieden wird. Die Anordnung enthält eine Vorheiz-Elektrodengruppe A,

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_ ΛΙΧ _

bestehend aus den Elektroden 1H, 1S und 1Ü}, eine ßchweißelektrodengruppe 2, bestehend aus den Elektroden 2fi, 2S und 21 und aus einer Naehheiz-Elektrodengruppe 3» bestehend aus den Elektroden 3K, 3S und 3T. Diese Elektrodengruppen sind an einen Dreiphasentransformator A über Stromsteuereinheiten 1B, 2B und 3B parallel angeschlossen und mit entsprechenden Abständen entlang der Schweißzone c der zu verbindenden Grundwerkstoffe C und C angeordnet. Die Grundwerkstoffe sind ihrerseits mit dem Nullpunkt D' auf der Sekundärseite des Dreiphasentransformators A über eine Stromsteuereinheit 4B verbunden. Beim Anlegen der Phasenspannung an die Elektroden werden zwischen den einzelnen Elektroden der Elektrodengruppen 1, 2 und 3 ebenso wie zwischen den einzelnen Elektroden und den Grundwerkstoffen Lichtbögen erzeugt. Hierbei werden die Elektroden der Vorheizgruppe 1 und der Nachheizgruppe 3 vorzugsweise in einem solchen Abstand von den Grundtaeikstoffen gehalten, daß sie keine Lichtbogen zwischen sich und den Grundwerkstoffen erzeugen. Werden so die drei Elektrodengruppen gemeinsam der ßchweißzone c in Richtung des Pfeiles 26 entlang geführt unter Beibehaltung der Abstände zwischen den einzelnen Elektroden, dann kann die Schweißung unter Vermeidung einer zu schnellen Erhitzung und Abkühlung des Werkstoffes mit der Schweißelektrodengruppe 2 durchgeführt werden, wobei die Vorheizgruppe und die Nachheizgruppe ihren entsprechenden Zweck erfüllen. Die Heizleistung jeder Elektrodengruppe 1, und 3 kann individuell an den entsprechenden Stromsteu&reinheiten 1B, 2B und 3B eingestellt werden.

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Fig. 10 zeigt die mögliche Anwendung der Erfindung beim Dickenschweißen, wobei eine Schweißzone großer Dicke, beispielsweise beim stumpfen Zusammenschweißen dicker Platten, vollkommen aus Schweißmetall aufgebaut wird, und zwar in einem Durchgang. Dabei sind die Elektroden 1R, 1S und 11 sowie 2R, 2S und 2T mit genau .dem gleichen Abstand entlang der Schweißzone c der Grundwerkstoffe C und C¹ angeordnet, wobei die Fuge unten mit diner Abschlußplatte 27 verschlossen ist. Das Besondere dabei ist jedoch, daß die Abbrennspitzen der Elektroden in der Höhe gegeneinander versetzt sind, und zwar derart, daß die Spitzen von der unteren Begrenzung der Schweißzone c an stufenweise höher steigen je weiter hinten,bezogen auf die Schweißrichtung, die Elektrode steht. Die Elektroden 1R, IS .und 12) sowie 2R, 2S und 2Ί! sind gruppenweise an den Dreiphasentransformator A angeschlossen, wie in der Figur gezeigt. Wenn die Phasenspannung angelegt wird, dann entstehen zwischen den benachbarten Elektroden Äie oben beschrieben Lichtbögen. Wenn dabei die Elektroden gemeinsam mit einer zweckentsprechenden Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 31 bewegt werden, dann füllt sich die Schweißzone c vollkommen und in einem Zuge mit Schweißmetall J2. ,

Die Elektrodenwerkstoffe sind in der Beschreibung des erfindungsgemäßen Lichtbogengenerators nicht beschrieben. , Was diese Elektrodenwerkstoffe angeht, ist die Wahl zwischen Schmelzelektroden, beispielsweise Schweißstäben oder Schweißdraht on, oder nichtsclurielzenden Elektroden zusammen mit

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HilfswerkBtoffen, beispielsweise einem geeigneten Hillmetall, zweckentsprechend zu treffen. Es kann auch zwischen den verschiedenen Möglichkeiten kombiniert und beispielsweise eine der in Fig. 11 gezeigten Anordnungen verwendet werden. In dieser Figur stellen 4 und 5 «jeweils unterschiedliche Elektroden dar, 6 ist ein Hilfswerkstoff, 7 iit ·1η Flußmittel, und 8 bezeichnet eine hohle Stelle. Dft bei dem Lichtbogengenerator nach der Erfindung ,jede Fhasenspannung der Mehxphasen-Wechselspannungsquelle an Jede Elektrode 4 und 5 gelegt ist, können viele vorteilhafte Effekte erzielt werden. Beispielsweise wird eine gleichförmige Schweißung und Metallisierung dadurch möglich, daß das auf den Grundwerkstoff abtropfende geschmolzene Metall in Vibration versetzt wird durch Ausnutzung des Drehfeldeffekts des Mehrphasenwechselstromes in den Fällen (a) bis (d) und (f) und (g) in Fig. 11. Xi) und (g) zeigen, daß es möglich ist, verschiedene Metallarten zusammen zu mischen und dadurch eine Schweißlegierung zu verwirklichen·

Aus der Beschreibung ergibt sich somit, daß der erfindungsgemäße Lichtbogengenerator Wärmeenergie auf verschiedene Weise mit hohem Wirkungsgrad und mittels stabiler Lichtbögen zur Verfügung stellen kann, wobei die Anzahl und Anordnung der Elektroden gemäß den Anforderungen der Praxis, beispielsweise beim Schweißen, Schneiden, Metallisieren, Heizen usw. ausgewählt werden kann. Ba ferner dieter Lichtbogengenerator den Einsatz von Stromsteuereinheiten auf Halbleiterbasiε erlaubt, kann ein weites Anwendungsgebiet, wie z.B. Unter-

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wassersclrweißung und dgl., erwartet werden.

Patentansprüche

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Claims

Eeg.-Nr. St 101

26. September 1972 EiA

Patentansprüche

1, y Lichtbogengenerator zum Anschluß an ein mehrphasiges Wechselspannungs-Versorgungsnetz, dadurch gekennzeichnet. daß mehrere Elektroden vorgesehen und mit gegenseitigen Abständen angeordnet und einzelne von ihnen an unterschiedliche Phasen des Versorgungsnetzes angeschlossen sind, um mehrere Lichtbögen zwischen allen oder einzelnen dieser Elektroden zu erzeugen.
2. Lichtbogengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nullpunkt (D) einer an dem Metz angeschlossenen Mehrphasen-Wechselstromquelle (A) und ein Grundwerkstoff (C) leitend miteinander verbunden sind, um Lichtbogen nicht nur zwiwehen den Elektroden (ifi, 1S, 1T) untereinander, sondern auch zwischen einzelnen Elektroden und dem Grundwerkstoff zu erzeugen.
3. Lichtbogengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Phase (T) an einem Grundwerkstoff (C) und die übrigen Phasen (B, S) an Elektroden (1E, 1S) angeschlossen sind, um Lichtbögen zwischen den Elektroden untereinander und zwischen den Elektroden und dem Grundwerkstoff zu erzeugen.

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4·. Lichtbogengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Elektroden mindestens eine mit dem Nullpunkt einer an dem Netz angeschlossenen Mehrphasen-Wechselstromquelle verbundene Sekundärelektrode (1D "bis 6D) vorgesehen ist, um einen lichtbogen zwischen dieser und mindestens einer der übrigen Elektroden zu erzeugen.
5. Lichtbogengenerator nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden und/oder die Sekundärelektroden in Gruppen (1, 2, 3) aus mehreren leilelektroden (z.B. 2K, 2S, 2T) aufgegliedert sind.
6. . Lichtbogengenerator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Stromsteuereinheiten (B, 1B, 2B, 3B, AB) in den Leitungen vorgesehen sind, die von der Mehrphasen-Wechselstromquelle zu den Elektroden, zu den einzelnen Elektrodengruppen und/oder zu dem Grundwerkstoff führen, um die in diesen Leitungen fließenden Ströme individuell steuern zu können.
7. Lichtbogengenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen (28 bis JO) eines als Stromquelle dienenden Dreiphasentransformators in mehrere Einzelwicklungen (E, R'| S, S¹J T, T¹) aufgeteilt sind.

λ r\ *± η λ r t η η η

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