DE2351652A1 - CIRCUIT ARC FOR ARC WELDING WITH AC - Google Patents
CIRCUIT ARC FOR ARC WELDING WITH ACInfo
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Description
Dipl.-lng. Heinz BardehleDipl.-Ing. Heinz Bardehle
PatentanwaltPatent attorney
Mönchen 22, HeirasSr. la, Td. 292555 Postanschrift Mönchsn 26, Postfach 4 Monks 22, HeirasSr. la, Td. 292555 Postal address Mönchsn 26, PO Box 4
München, den J5, Okt. 1973Munich, J5, Oct. 1973
Mein Zeichens P 1793My sign P 1793
Anmelder: Messer Griesheim GmbH
6 Frankfurt/M, 1
Hanauer Landstraße 330Applicant: Messer Griesheim GmbH
6 Frankfurt / M, 1
Hanauer Landstrasse 330
Schaltungsanordnung zum Lichtbogenschweißen mit Wechselstrom Circuit arrangement for arc welding with alternating current
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum LichtbogenschweiSen mit Wechselstrom, der von einem SchweiS-transformator mit fallender Kennlinie geliefert wird» Hiermit ist ein Transformator gemeint, dessen Ausgangsspannung mit zunehmender Belastung merklich absinkt* Ein derartigerThe invention relates to a circuit arrangement for arc welding with alternating current, which is supplied by a welding transformer with a falling characteristic. This refers to a transformer whose output voltage drops noticeably with increasing load
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Transformator muß nämlich auch im Betrieb vorkommenden Kurzschlüssen standhalten» The transformer must be able to withstand short circuits that occur during operation »
Zur Beseitigung eines Gleichstromanteils im Schweißstrom, der durch eine Gleichrichterwirkung des Schweißlichtbogens herbeigeführt werden kann, ist es bekannt» eine Phasen-Anschnitteteuerung vorzusehen, bei der ein steuerbarer Gleichrichter so geschaltet wird, daß im Effekt ein Schweißetrom in Form eines Wechselstromes fließt, dessen Halbwellen praktisch keinen Gleichstromanteil mehr enthalten (DT-OS 1 540 965). Bei der Verwendung der Phasen-Anschnittsteuerung in diesem Zusammenhang ist nun zu beachten, daß hierbei Stromlücken im Schweißstrom erzeugt werden, die eine periodische Wiederzündung des Lichtbogens erforderlich machen. Hierzu ist immer ein besonderer Aufwand erforderlich« Im allgemeinen erfolgt diese Wiederzündung mittels eingeblendeter Hochfrequenzimpulse0 To eliminate a direct current component in the welding current, which can be brought about by a rectifying effect of the welding arc, it is known to provide a phase control in which a controllable rectifier is switched in such a way that a welding current flows in the form of an alternating current, the half-waves of which are practically no longer contain a direct current component (DT-OS 1 540 965). When using the phase control in this context, it should be noted that current gaps are generated in the welding current, which make periodic re-ignition of the arc necessary. This always requires a special effort «In general, this re-ignition takes place by means of superimposed high-frequency pulses 0
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Phasenanschnittsteuerung auch zur wahlweisen Einstellung über einen weiten Bereich des Schweißstromes beim Lichtbogenschweißen mit Wechselstrom so anwendbar zu machen, daß dabei keine Schwierigkeiten wegen ständig auftretender Stromlücken entstehen. Gelöst wird das Problem dadurch, daß der vom Schweißtransformator gelieferte Schweißstrom zwecks symmetrischer Einstellung über zwei antiparallel geschaltete steuerbare Gleichrichter zur Phasen-Anschnittsteuerung gegebenen Stromlücken über einen Nebenschluß geleitet wird, der einen Mindeststrom aufrechterhält»The invention is based on the object of the phase control also for optional setting over a wide range of the welding current when arc welding with alternating current to make so applicable that there are no difficulties due to constantly occurring current gaps. Is resolved the problem that the welding current supplied by the welding transformer for the purpose of symmetrical adjustment over two Controllable rectifiers connected in anti-parallel for phase-angle control given current gaps via a shunt that maintains a minimum current »
Durch die zur Phasen-Anschnittsteuerung vorgesehenen antiparallel geschalteten steuerbaren Gleichrichter wird der Schweißwechsel-Btrom in seinen beiden Phasen, vorzugsweise symmetrisch, gesteuert, wodurch sich eine umfassende Einstellungsmöglichkeit desDue to the anti-parallel provided for phase control switched controllable rectifier is the welding alternating current in its two phases, preferably symmetrically, controlled, whereby a comprehensive setting possibility of the
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Schweißstromes ergibt. Durch die Anordnung der steuerbaren Gleichrichter zusammen mit dem Nebenschluß auf der Sekundärseite des Schweißtransformators ergibt sich dabei der Effekt» daß über dem gesamten Einstellbereich im Leerlauf die volle sinusförmige Wechselspannung an der Schweißstelle liegt, was für die jeweilige Wiederzündung des Lichtbogens von erheblicher Bedeutung ist0 Darüber hinaus wirkt sich die Anordnung der steuerbaren Gleichrichter auf der Sekundärseite des Schweißtransformators günstig auf die Belastung des Transformators selbst und die Belastung des Netzes aus«Welding current results. The arrangement of the controllable rectifier together with the shunt on the secondary side of the welding transformer, this results in the effect "that is above the entire setting at idle the full sinusoidal AC voltage at the welding point, which is 0 Moreover for each re-ignition of the arc of considerable importance In addition, the arrangement of the controllable rectifiers on the secondary side of the welding transformer has a favorable effect on the load on the transformer itself and the load on the network «
In einfachster Weise kann der Nebenschluß durch einen den Gleichrichtern parallel geschalteten Widerstand» ggfβ mit induktiver Komponente gebildet werden· Es ist aber auch möglich, als Nebenschluß einen zum Lichtbogen parallel geschalteten Hilfstransformator mit fallender Kennlinie vorzusehen, der eine Leerlaufspannung liefert, die im wesentlichen gleich der Leerlaufspannung des Schweißtransformators ist· Einen Widerstand als Nebenschluß verwendet man zweckmäßig dann, wenn man mit relativ geringen Strömen zum tiberbrücken der durch die Phasen-Anschnittsteuerung bedingten Stromlücken auekommt, z«B« beim WIG-Schweißen lO bis 50 λ» Sind dagegen höhere Ströme zum Ausfüllen dieser Stromlücken erforderlich, so verwendet man zweckmäßig den Hilfstransformator.In the simplest way, the shunt can be formed by a resistor connected in parallel to the rectifiers »possibly β with an inductive component the open-circuit voltage of the welding transformer is · A resistor as a shunt is expediently used when it is possible to bridge the current gaps caused by the phase control with relatively low currents, e.g. 10 to 50 λ for TIG welding, on the other hand, higher currents required to fill these current gaps, it is advisable to use the auxiliary transformer.
Den über den Nebenschluß geleiteten Mindeststrom läßt man zweckmäßig gegenüber dem Schweißstrom nacheilen, wodurch sich für das jeweils notwendige Wiederzünden des Lichtbogens günstige SpannungsVerhältnisse ergeben*The minimum current conducted via the shunt is expediently allowed to lag behind the welding current, whereby for the necessary re-ignition of the arc, favorable voltage ratios result *
Zur Beseitigung einer Gleichstromkomponente im Schweißstrom kann man einen Filterkondensator vorsehen, über den sowohl der Schweißstrom als auch der Mindeststrom geleitet werden·To eliminate a direct current component in the welding current, a filter capacitor can be provided through which both the Welding current as well as the minimum current are conducted
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung läßt sich auch so erweitern, daß sie auch das wahlweise Schweißen mit Gleichstrom gestattet. Zu diesem Zweck wird der Schweißstrom als auch der Mindeststrom wahlweise an eine Gleichrichterbrücke mit nachgeschalteter Glättungsdrossel angeschaltete Eine derartige Schaltung läßt sich auch vorteilhaft im Rahmen des sogenannten Pulsarc-Schweißens verwenden, bei dem einem Mindestschweißstrorn als Gleichstrom Stromimpulse hoher Amplitude überlagert werden· Hierzu schaltet man die steuerbaren Gleichrichter mittels einer Zählschaltung derart« daß in den der Gleichrichterbrücke zugeführten Impulsen periodisch bestimmte Impulse unterdrückt sind, vorzugsweise jeder zweite öder jeder zweite und dritte Impuls. Bei einer derartigen Schaltung ergibt sich im Falle der Unterdrückung keines Impulses aus den der Gleichrichterbrücke zugeführten Impulsen im Falle der Zugrundelegung einer Netzwechselspannung von 5O Hz eine Impulsfolge von lOO Hz, da ja jede Halbwelle aus der Netzspannung in einen Impuls umgewandelt wird. Wird dagegen z»B« jeder zweite Impuls unterdrückt, s· weist die zum Schweißen verwendete Spannung eine Impulsfolge vm 50 Hz auf« Im Falle der Unterdrückung jedes zweiten und dritten Impulses ergibt sich für den Schweißgleichstrom eine überlagerte Impulsfrequenz von 33 '3 Hz.The circuit arrangement according to the invention can also be so expand so that it also allows the optional welding with direct current. For this purpose, the welding current is called also the minimum current optionally connected to a rectifier bridge with a downstream smoothing choke Such a circuit can also be used advantageously in the context of so-called pulsarc welding, in which one Minimum welding current as direct current, current pulses of high amplitude are superimposed · To do this, the controllable ones are switched on Rectifier by means of a counting circuit in such a way that the pulses supplied to the rectifier bridge are periodically determined Pulses are suppressed, preferably every second or every second and third pulse. With such a If no pulse is suppressed, switching results from the pulses supplied to the rectifier bridge in the case of a mains AC voltage of 50 Hz, a pulse train of 100 Hz, since every half-wave is off the mains voltage is converted into a pulse. On the other hand, if, for example, every second pulse is suppressed, s · indicates the to Welding voltage used a pulse train of 50 Hz on « If every second and third pulse is suppressed, a superimposed pulse frequency results for the welding direct current of 33 '3 Hz.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann man weiterhin so ausgestalten, daß sie in Abhängigkeit vom Einsetzen des Schweißstromes eine Umsteuerung entweder auf einen höheren oder auf einen niedrigeren Schweißstram automatisch ermöglicht. Zu diesem Zweck werden in der Schaltung zur Phasen-Anschnittsteuerung zwei Einstellorgane, insbesondere Potentiometer, vorgesehen, die über ein im Schweißetromkreis liegendes Relais so geschaltet werden, daß nach erfolgter Zündung durch Anziehen des RelaisThe circuit arrangement according to the invention can also be designed so that it depends on the onset of the Welding current a reversal either to a higher or automatically to a lower welding current. For this purpose, the circuit for phase control two setting elements, in particular potentiometers, are provided, which are switched via a relay located in the welding circuit be that after ignition by pulling the relay
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νβη dem einen Einstellorgan auf das andere umgeschaltet wirdo νβη the one setting element is switched to the other o
In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigenExemplary embodiments of the invention are shown in the figures. Show it
Fig» 1 eine Schaltung mit einem durch einen Widerstand gegebenen Nebenschluß,Fig. 1 shows a circuit with one through a resistor given shunt,
Fige 2 eine Schaltung mit einem durch einen Hilfstransformator gebildeten Nebenschluß,Figure 2 shows a circuit with an e formed by an auxiliary transformer shunt,
Figo 3 ein Diagramm zur Darstellung des Schweißstromes und des Mindeststromes, die beide in Phase sind.FIG o 3 is a diagram showing the welding current and the minimum current, which are both in phase.
Fig· 4 ein demgegenüber abgewandeltes Diagramm, bei dem der Mindeststrom gegenüber dem Schweißstrom nacheilt,4 shows a diagram modified in comparison, in which the Minimum current lags behind the welding current,
Fige 5 eine Schaltungsanordnung zur wahlweisen Umschaltung auf eise Gleichrichterbrücke,FIG e 5 is a circuit arrangement for selectively switching on ice rectifier bridge,
Figo 6 eine Schaltungsanordnung zur Unterdrückung bestimmter Impulse«.Figure 6 o a circuit arrangement for suppression of certain pulses ".
Fig* 7 bis 9 drei Diagramme zur Darstellung des Strömverlaufs bei der Unterdrückung verschiedener impulse«Fig. 7 to 9 three diagrams to show the course of the flow in the suppression of various impulses "
Figö Io einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäflen Schaltungsanordnung, in der zwei Einstellorgane zur Umschaltung auf eine andere Schweißstrccnhöhe gezeigt sind«FIG. 6 shows a detail from a circuit arrangement according to the invention, in which two adjusting elements for switching over to a different welding line height are shown.
Bei der in der Fige 1 dargestellten Schaltungsanordnung wird eine Netzspannung von 38Ο V über einen Eingangsschalter 1 dem Schweißtransformator 2 zugeführt· Der von der SekundärseiteIn the illustrated in FIG e 1 circuit arrangement, a mains voltage of 38Ο V via an input switch 1 is supplied to the welding transformer 2 · The from the secondary side
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des Schwexßtransformators 2 gelieferte Schweißstrom fließt über die Drossel 3f die zur Erzeugung der eingangs erwähnten fallenden Kennlinie dient. Die Drossel 3 kann ggf. auch durch eine dem Schweißtransformator 2 eingegebene Streuinduktivität ersetzt werden. Der Schweißstrorakreis geht dann weiter über den WIG-Brenner 4, das Werkstück 5, einen Pilterkondensator 6 mit parallel geschaltetem Entladewiderstand 7 und die beiden antiparallel geschalteten steuerbaren Gleichrichter 8 und 9. Hierbei kann es sich insbesondere um Thyristoren handeln. Den beiden steuerbaren Gleichrichtern 8 und 9 ist ala Nebenschluß der Widerstand 10 parallel geschaltet, der ggf. eine induktive Komponente besitzen kann. Die steuerbaren Gleichrichter 8 und 9 erhalten ihre Steuer— spannung zum Öffnen und Schließen aus der Steuerschaltung 11, die im einzelnen nicht dargestellt ist, da es sich hierbei um eine bekannte Technik handelt«, Die Steuerschaltung 11 steuert die steuerbaren Gleichrichter 8 und 9 in Phase mit der dem Schweißtransformator 2 entnommenen Wechselspannung se, daß sich eine Phasen-Anschnittsteuerung ergibt. Durch diese Phasenanschnittsteuerung, die hier vorzugsweise symmetrisch die beiden Halbwellen der Wechselspannung beeinflußt, wird aus diesen Halbwellen jeweils ein bestimmter Strombereich ausgeblendet. Die Steuerschaltung 11 läßt sich dabei über den gesamten Bereich einer Halbwelle der Wechselspannung einstellen, so daß die steuerbaren Gleichrichter 8 und 9 entsprechend über diesen Bereich schalten.The welding current supplied by the welding transformer 2 flows through the choke 3 f, which is used to generate the falling characteristic curve mentioned at the beginning. The choke 3 can optionally also be replaced by a leakage inductance input into the welding transformer 2. The welding current circuit then continues via the TIG torch 4, the workpiece 5, a pilter capacitor 6 with a parallel-connected discharge resistor 7 and the two controllable rectifiers 8 and 9 connected in anti-parallel. These can in particular be thyristors. The two controllable rectifiers 8 and 9 are connected in parallel with the resistor 10 as a shunt, which resistor may optionally have an inductive component. The controllable rectifiers 8 and 9 receive their control voltage for opening and closing from the control circuit 11, which is not shown in detail since this is a known technique. The control circuit 11 controls the controllable rectifiers 8 and 9 in phase with the alternating voltage se taken from the welding transformer 2, that a phase control results. This phase control, which here preferably symmetrically influences the two half-waves of the alternating voltage, each time a specific current range is masked out of these half-waves. The control circuit 11 can be set over the entire range of a half-wave of the alternating voltage, so that the controllable rectifiers 8 and 9 switch accordingly over this range.
Über den Widerstand lo fließt bei jeder Einstellung der Steuerschaltung 11 ein Mindeststrom, der zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens zwischen dem WIG-Brenner 4 und dem Werkstück 5 ausreicht. Selbst wenn also die steuerbaren Gleichrichter und 9 während der gesamten Dauer der ihnen zugeführten Halbwellen sperren, wird dieser Mindeststrom über den WiderstandEach time the control circuit is set, the control circuit flows through the resistor lo 11 is a minimum current that is required to maintain the arc between the TIG torch 4 and the workpiece 5 sufficient. So even if the controllable rectifiers 9 and 9 during the entire duration of the half-waves fed to them block, this minimum current is passed through the resistor
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10 aufrechterhalten. Es ergibt sich damit ein Einstellbereich des SchweiSstroms, der von dem Mindeststrom bis zu demjenigen Strom stufenlos reicht, bei dem die steuerbaren Gleichrichter 8 und 9 während der ganzen Dauer einer Halbwelle durchlässig sind. Der Mindeststrom ist dann gegenüber dem von den beiden Gleichrichtern 8 und 9 geführten Strom vernachlässigbar klein.10 upheld. This results in a setting range of the welding current ranging from the minimum current up to that current is continuously sufficient in which the controllable rectifiers 8 and 9 during the entire duration of a half-wave are permeable. The minimum current is then compared to the current carried by the two rectifiers 8 and 9 negligibly small.
Der Filterkondensator 6 sorgt dafür, das als Schweißstrom nur reiner Wechselstrom fließt· Der dem Filterkondensator 6 parallel geschaltete Widerstand 7 dient lediglich der Ableitung von auf dem Kondensator 6 ggf. verbliebenen Restladungen ·The filter capacitor 6 ensures that the welding current only pure alternating current flows · The resistor 7 connected in parallel to the filter capacitor 6 is only used for dissipation of any residual charges remaining on the capacitor 6 ·
Bei der in der Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung wird der Nebenschluß durch einen zum Lichtbogen parallel geschalteten Hilfstransforraator 13 gebildet. Sonst stimmt die Schaltung gemäß Fig· 2 prinzipiell mit derjenigen gemäß Fig. 1 überein, so daß bezüglich der Funktion der Schaltungsanordnung gemäß Fig» 2 auf die diesbezüglichen Darlegungen zur Fig. 1 verwiesen werden kann. Wie ersichtlich wird die Primärseite des Hilfstransformators 13 über die Leitungen 15 und 16 aus dem Metz gespeist. Der von dem Hilfstransformator 13 gelieferte Strom, der den oben erwähnten Mindeststrom darstellt« wird dann über die Drossel 14, den UP-Automaten 12, über den Lichtbogen zu dem Werkstück 5 geleitet. Bei dem UP-Automaten handelt es sich um eine bekannte Schweißvorrichtung, wie sie bei dem sogenannten Unter-Pulver-Schweifien verwandet wird. Die Drossel 14 dient zur Erzeugung der fallenden Kennlinie des Hilfstransformators 13, sie kann ggf. durch eine Streuinduktivität des Hilfstransformators 13 ersetzt werden. Der von dem Hilfstraneformator 13 gelieferte Strom ist in jedem Falle so hoch, daß er als Mindeststrom auch in den durch die PhasenanschnittsteuerungIn the circuit arrangement shown in FIG the shunt is formed by an auxiliary transformer 13 connected in parallel to the arc. Otherwise the circuit is correct according to FIG. 2 in principle corresponds to that according to FIG. 1, so that with regard to the function of the circuit arrangement according to FIG. 2, reference is made to the explanations relating to FIG can be. As can be seen, the primary side of the auxiliary transformer becomes 13 via lines 15 and 16 from Metz fed. The current supplied by the auxiliary transformer 13, which represents the minimum current mentioned above «is then over the choke 14, the UP automatic machine 12, is passed to the workpiece 5 via the arc. The UP machine is a known welding device as used in the so-called Under powder tail is used. The throttle 14 is used to generate the falling characteristic of the auxiliary transformer 13, it can possibly be caused by a leakage inductance of the auxiliary transformer 13 must be replaced. The one from the auxiliary transformer 13 supplied current is in any case so high that it is also the minimum current in the phase control
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gegebenen Stromlücken das Brennen des Lichtbogens aufrechterhält«, given current gaps keeps the arc burning ",
In der Fige 3 ist in Form eines Diagramms dargestellt, wie der durch die Phasen-Anschnittsteuerung verformte Schweißstrom und der Mindeststrom verlaufen. Der durch eine kontinuierliche Linie dargestellte Schweißstrcm 17 weist in jeder seiner Halbwellen etwa über ein drittel jeder Halbwelle zunächst eine Stromlücke auf, die dann bei Öffnung des betreffenden steuerbaren Gleichrichters durch den Stromanstieg 18 beendet wird. In Phase mit diesem SchweiBstrom verläuft der strichpunktiert gezeichnete Mindeststrom 19, der allerdings im Bereich der Stromlücken des Schweißstromes 17 als kontinuierliche Linie gezeichnet ist. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß während der Stromlücken im Schweißstrom 17 praktisch für deren gesamte Dauer der Mindeststrom 19 fließt, so daß also nur an den Nulldurchgängen 20 momentan überhaupt kein Strom fließt. Die Wiederzündung des dabei zwangsläufig abreisenden Lichtbogens stellt jedoch kein Problem dar, da eine Stromlücke in diesem Sinne effektiv nicht zu überbrücken ist. Meist reicht auch für die Wiederzündung des Lichtbogens die jeweils noch vorhandene Hitze der Schweißstelle aus.In FIG e 3 in the form of a graph shows how the deformed by the phase angle control welding current and the minimum current run. The welding current 17, represented by a continuous line, initially has a current gap in each of its half-waves approximately over a third of each half-wave, which is then ended by the current increase 18 when the relevant controllable rectifier is opened. In phase with this welding current, the minimum current 19, shown in dash-dotted lines, runs, which, however, is shown as a continuous line in the area of the current gaps of the welding current 17. From this illustration it can be seen that the minimum current 19 flows during the current gaps in the welding current 17 for practically the entire duration thereof, so that no current flows at all momentarily only at the zero crossings 20. The re-ignition of the arc that inevitably leaves, however, does not pose a problem, since a current gap cannot effectively be bridged in this sense. Most of the time, the heat that is still present at the welding point is sufficient to re-ignite the arc.
Die Wiederzündung des Lichtbogens nach einem Nulldurchgang läßt sich erleichtern, wenn man dem Mindeststrom eine Nacheilung gegenüber dem Schweißstrom gibtο Dies kann man dadurch erreichen, daß man in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 dem Nebenschlußwiderstand Io eine induktive Komponente gibt· Bei der Schaltung gemäß Fig. 2 geschieht dies automatisch durch die Verwendung der Drossel 14. Die sich hierbei ergebenden Stromverläufe zeigt die Fig. 4, in der der Schweißstrom wiederThe re-ignition of the arc after a zero crossing can be made easier if the minimum current is lagged compared to the welding current ο You can do this by doing this achieve that in the circuit arrangement according to FIG. 1 the shunt resistor Io is given an inductive component In the circuit according to FIG. 2, this is done automatically through the use of the choke 14. The resulting Current curves are shown in FIG. 4, in which the welding current is again
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als kontinuierliche Linie 17 dargestellt ist. Diesem Schweißstrom 17 gegenüber eilt der strichpunktiert gezeichnete 21 nach (in den Stromlücken des Schweißstromes 17 ist der Mindeststrom wieder als kontinuierliche Linie gezeichnet). In das Diagramm der Fig. 4 ist (wie auch bei der Fige 3) noch der Spannungsverlauf der den Schwaißstrom 17 treibenden Spannung im Bereich der Stromlücken bezeichnet, und zwar als gestrichelte Linie 22. Aus dem Verlauf dieser gestrichelten Linie 22 und der Lage der Nulldurchgänge 20 ergibt sich, daß während jedes Nuildurchganges 20, der im Verlauf des Mindeststromes 21 auftritt, eine vom Schweißtransformator 2 gelieferte Spannung vorhanden ist, die so hoch ist, daß sich beispielsweise durch kurzzeitig eingeblendete Hochfrequenzimpulse der im Nulldurchgang erloschene Lichtbogen sofort und ohne Schwierigkeiten wieder zünden läßt. Erst recht erleichtert ein Stromverlauf, wie er in der Fig» 4 dargestellt ist, ein Wiederzünden des Lichtbogens, wenn zwischen Elektrode und Werkstück über eine glühflüssige Schlacke eine Brücke bestehen bleibt, die nach dem Nulldurchgang zur sofortigen Wiederzündung des Lichtbogens führteis shown as a continuous line 17. Compared to this welding current 17, the dash-dotted line 21 lags behind (in the current gaps of the welding current 17 the minimum current is again drawn as a continuous line). In the diagram of Fig. 4 is designated (as in FIG e 3) or the voltage profile of the Schwaißstrom 17 driving voltage in the region of the current gaps, namely 22 as a dashed line from the curve of dashed line 22 and the position of the Zero crossings 20 means that during each zero crossing 20 that occurs in the course of the minimum current 21, a voltage supplied by the welding transformer 2 is present which is so high that, for example, briefly faded in high-frequency pulses, the arc extinguished in the zero crossing is immediately and without difficulty again can ignite. A current curve as shown in FIG. 4 makes it even easier to re-ignite the arc if a bridge remains between the electrode and the workpiece via a glowing slag which led to the immediate re-ignition of the arc after the zero crossing
Bei der Schaltung gemäß Fig. 5 ist zusätzlich eine Gleichrichterbrücke 23 vorgesehen, die wahlweise über den Umschalter 24 an den WIG-Brenner 4 und das Werkstück 5 anschaltbar ist. Die Gleichrichterbrücke 23 erhalt die vom Schweißtransformator 2 über die Drossel 3 und die steuerbaren Gleichrichter 8 und 9 sowie dem Uebenschlußwiderstand 10 gelieferte Spannung ständig, von ihren Ausgangsklemmen 25 wird sie jedoch nur bei entsprechendem Umlegen des Umschalters 24 zu dem WIG-Brenner 4 und dem Werkstück 5 weitergeleitet. In der betreffenden Schaltstellung des Umschalters 24 (in Fig. 5 nicht gezeichnet) fließt also im Lichtbogen Gleichstrom, der zusätzlich über die Drossel 26 geglättet wird. In der dargestallten Schaltstellung desIn the circuit according to FIG. 5, there is also a rectifier bridge 23 is provided, which can optionally be connected to the TIG torch 4 and the workpiece 5 via the switch 24. The rectifier bridge 23 receives the from the welding transformer 2 voltage continuously supplied via the choke 3 and the controllable rectifiers 8 and 9 as well as the shunt resistor 10, of its output terminals 25, however, it is only when appropriate Switching the switch 24 to the TIG torch 4 and the workpiece 5 is passed on. In the relevant switch position of the switch 24 (not shown in Fig. 5) flows that is, direct current in the arc, which is additionally smoothed via the choke 26. In the illustrated switch position of the
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Uinschalters 24 fließt jedoch Wechselstrom als Schweißstrom. Der in der Fig. 5 dargestellte Betriebsfall stimmt also mit demjenigen der Fig. 1 überein. Aus diesem Betriebsfall kann aber jederzeit auf die andere Betriebsart, nämlich auf Gleichstrom-Schweißen umgeschaltet werden, und zwar durch Umlegen des Umschalters 24 in die nichtgezeichnete SchaItstellung.Uinschalters 24, however, alternating current flows as welding current. The operating case shown in FIG. 5 therefore corresponds to that of FIG. 1. For this operational case can but can be switched to the other mode of operation at any time, namely to direct current welding, by flipping it of the switch 24 in the not shown switching position.
Mit der in der Fig. 6 dargestellten Schaltungsvariante ist es möglich, einem Gleichstrom als Schweißstrom impulse einer wahlweise einstellbaren Frequenz zu überlagern· Ausgegangen wird dabei im Prinzip von einer Schaltung gemäß den FigurenWith the circuit variant shown in FIG. 6, it is possible to use a direct current as welding current pulses to superimpose optionally adjustable frequency · In principle, the starting point is a circuit according to the figures
I und 5, wobei also aus dem Schweißtransformator 2 ein Schweißwechselstrom geliefert wird, der durch Phasen-Anschnittsteuerung mittels der steuerbaren Gleichrichter 8 und 9 auf eine jeweils gewünschte Höhe eingestellt werden kann» Als Nebenschluß dient hier die Hilfsdrossel 27, die darum vorgesehen ist, um die Verlustleistung gering zu halten. Sonst dient die HilfsdrosselI and 5, with a welding alternating current from the welding transformer 2 is supplied, which by phase control by means of the controllable rectifier 8 and 9 to a respectively desired height can be set »The auxiliary throttle 27 is used here as a shunt, which is therefore provided to reduce the To keep power loss low. Otherwise the auxiliary throttle is used
27 ebenso wie der Nebenschlußwiderstand lO den Mindeststrom aufrechtzuerhalten. Weiterhin ist die Gleichrichterbrücke 23 vorgesehen, die über die Glättungsdrossel 26 den MIG/MÄG-Brenner27 as well as the shunt resistance 10 the minimum current maintain. Furthermore, the rectifier bridge 23 is provided, which via the smoothing choke 26 the MIG / MÄG burner
28 mit dem Werkstück 5 mit Schweißstrom in Form eines Gleichstromes versorgte Dieser von der Gleichrichterbrücke 23 abgegebene Schweißstrom besteht aus einem Grundstrom und diesem überlagerten Impulsstrom, wie er in der Fig. 7 dargestellt ist. Die Glättungsdrossel 26 hat dabei auf die Impulse keinen wesentlichen Einfluß, da sie durch die Impulse weit über ihre Sättigung hinaus ausgesteuert wird. Um nun aus diesen Impulsen bestimmte Impulse auszublenden, ist zwischen die Steuerschaltung 11 und die steuerbaren Gleichrichter 8 und 9 eine Unterbrecherschaltung28 with the workpiece 5 with welding current in the form of a direct current supplied This welding current emitted by the rectifier bridge 23 consists of a basic current and this superimposed pulse current, as shown in FIG. The smoothing throttle 26 has no significant effect on the pulses Influence, as it is controlled by the impulses far beyond its saturation. In order now to be certain from these impulses To hide pulses, there is an interrupter circuit between the control circuit 11 and the controllable rectifiers 8 and 9
29 eingeschaltet, die von einer Zählschaltung 3o gesteuert wird. Diese Zählschaltung 30 zählt aus den ihr von der Steuerschaltung29 turned on, which is controlled by a counting circuit 3o. This counting circuit 30 counts from the her from the control circuit
II zugeführten Impulsen, abgeleitet aus der Netzspannung, bestimmteII supplied pulses, derived from the mains voltage, certain
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einzelne Impulse abf um daraufhin die Schalter 31 und 32 zu schließen oder zu öffnen. Wenn nun beispielsweise im Falle einer Netzfrequenz von 5O Hz ein jeder zweiten Halbwelle dieser Netzwechselspannung entsprechender Impuls aus der von der Gleichrichterbrücke 23 gelieferten Impulsspannung ausgeblendet werden soll, so öffnet die Zählschaltung 30 mit jeder zweiten Halbwelle den Schalter 32, so daß nur noch der an dem Schalter 31 angeschlossene steuerbare Gleichrichter 8 durchgeschaltet werden kann. Es ergibt sich damit hinter der Gleichrichterbrücke 23 eine Spannung« wie sie in der Fig« 8 dargestellt ist. Dabei erlaubt die aufrechterhaltene Steuerbarkeit des steuerbaren Gleichrichters 8 nach wie vor, für die verbliebenen Impulse jeden beliebigen Phasen-Anschnitt vorzusehen. Soll darüber hinaus nur jeder dritte Impuls aus dem in der Fig* 7 dargestellten Impulsschema wirksam werden, so muß die Zählschaltung 30 nach jeweils einer Halbwelle für die Dauer der beiden folgenden Halbwellen die steuerbaren Gleichrichter 8 und 9 sperren. Es ergibt sich damit das Impulsschema gemäß Fig« 9. Unter Zugrundelegung einer Netzwechselspannung von 5O Hz ergibt sich dann hinter der Gleichrichterbrücke 23 bei Wirksamwerden jeder Halbwelle eine Impulsfrequenz von lOO Hz (siehe Fige 7), bei Wirksamwerden jeder zweiten Halbwelle eine Impulsfrequenz von 5O Hz (siehe Fig» 8) und bei Wirksamwerden jeder dritten Halbwelle eine Impulsfrequenz von 331^ Hz (siehe Fig. 9).individual pulses from f to then close or open switches 31 and 32. If, for example, in the case of a mains frequency of 50 Hz, a pulse corresponding to every second half-wave of this mains AC voltage is to be faded out from the pulse voltage supplied by the rectifier bridge 23, then the counting circuit 30 opens the switch 32 with every second half-wave , so that only the one on the Switch 31 connected controllable rectifier 8 can be switched through. This results in a voltage behind the rectifier bridge 23 as shown in FIG. 8. The maintained controllability of the controllable rectifier 8 still allows any phase angle to be provided for the remaining pulses. In addition, if only every third pulse from the pulse scheme shown in FIG. 7 is to be effective, the counting circuit 30 must block the controllable rectifiers 8 and 9 after each half-cycle for the duration of the two following half-waves. According This results in the pulse scheme Figure "9. On the basis of an AC voltage of 5O Hz, then each half-cycle results in behind the rectifier bridge 23 in effect a pulse frequency of lOO Hz (see FIG e 7), in effect every second half-wave a pulse frequency of 5O Hz (see Fig. 8) and when every third half-wave takes effect, a pulse frequency of 33 1 ^ Hz (see Fig. 9).
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung läßt sich weiterhin dazu verwenden, von einer Stromatufe zur anderen nach erfolgter Zündung automatisch umzuschalten« Eine entsprechende Schaltung ist in der Fig«, lo ausschnittsweise dargestellt. Gezeigt istThe circuit arrangement according to the invention can still be used use to go from one power level to the other after it has occurred Switching the ignition automatically. A corresponding circuit is shown in detail in FIG. Is shown
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ein Teil der Steuerschaltung 1.1 mit den beiden Potentiometern 33 und 34, an denen die verwendete Netzwechselspannung anliegt« Über die wahlweise einstellbaren Abgriffe 35 und 36 und die Relaiskontakte 37 und 38 wird jeweils eine durch die Potentionmeter 33 und 34 entsprechend herabgesetzte Spannung über den Ladewiderstand 39 dem Kondensator 4O zugeführt. Mit Erreichen einer bestimmten Spannung des Kondensat» rs 40 wird der Diag-Widerstand 41 schlagartig durchlässig und läßt damit die. auf dem Kondensator 4O angesammelte Ladung über den Strombegrenzungswiderstand 42 abfließen, und zwar mit der einen Polarität über den Transformator 43 und mit der anderen Polarität über den Transformator 44β Die betreffende Polarität wird dabei durch die Gleichrichter 45 und 46 eingestellt. Das jeweilige Rückschwingen des Transformators wird über dem Gleichrichter 47 bzw. 48 ermöglicht. An den Sekundärseiten der Transformatoren 43 und 44 wird dementsprechend zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb jeder Halbwelle ein Impuls abgegeben, der dann zu den betreffenden steuerbaren Gleichrichtern 8 und 9 führt und somit den Phasen-Anschnitt innerhalb der betreffenden Halbwelle bestimmt. Es handelt sich dabei um eine bekannte Ausführungsform für die Steuerschaltung gemäß Fig. 11.a part of the control circuit 1.1 with the two potentiometers 33 and 34, to which the AC mains voltage used is applied «Via the optionally adjustable taps 35 and 36 and the relay contacts 37 and 38, a voltage correspondingly reduced by the potentiometers 33 and 34 is transmitted via the charging resistor 39 fed to the capacitor 4O. When the capacitor 40 reaches a certain voltage, the diag resistor 41 suddenly becomes permeable and thus lets the. drain accumulated on the capacitor 4O charge via the current limiting resistor 42, with the one polarity through the transformer 43 and having the other polarity across the transformer 44. The polarity of β in question is adjusted by the rectifier 45 and 46th The respective back swing of the transformer is made possible via the rectifier 47 or 48. At the secondary sides of the transformers 43 and 44, a pulse is accordingly emitted at a certain point in time within each half-cycle, which then leads to the relevant controllable rectifiers 8 and 9 and thus determines the phase angle within the relevant half-cycle. This is a known embodiment for the control circuit according to FIG. 11.
In den Schweißstremkreis ist nun ein Relais eingeschaltet, (in den Figuren nicht dargestellt) daß mit Zündung des Lichtbogens ansprichtο Dieses Relais betätigt die oben erwähnten Kontakte 37 und 38, womit von dem einen Potentiometer auf das andere umgesteuert wird. Im Falle der Schaltung gemäß Fig. würde eine Umschaltung bedeuten, daß zunächst das von dem Potentiometer 34 abgegebene Potential wirksam war, von dem dann auf das von dem Potentiometer 33 gelieferten PotentialA relay is now switched on in the welding circuit, (not shown in the figures) that responds with the ignition of the arc o This relay operates the above-mentioned Contacts 37 and 38, which switch from one potentiometer to the other. In the case of the circuit according to Fig. a switch would mean that initially the potential emitted by the potentiometer 34 was effective, from which then to the potential supplied by the potentiometer 33
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uingeschalfcet wird. Je nach Einstellung der Potentiometer kann man nun zunächst mit einer bestimmten Phasen—Anschnittsteuerung zünden, woraufhin durch die Umschaltung mittels der Kontakte 37 und 38 auf einen bereits vorher eingestellten anderen Phasenanschnitt übergegangen wird, der dann für den eigentlichen SchweiSvorgang bestimmend ist.uingeschalfcet is. Depending on the setting of the potentiometer you can now start with a certain phase control ignite, whereupon by switching over by means of contacts 37 and 38 to a previously set one other phase angle is passed over, which is then decisive for the actual welding process.
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