DE2351652B2

DE2351652B2 - Circuit arrangement for phase control current control of an alternating current welding arc

Info

Publication number: DE2351652B2
Application number: DE2351652A
Authority: DE
Inventors: Franz 8042 Oberschleissheim Tajbl
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1973-10-15
Filing date: 1973-10-15
Publication date: 1975-10-23
Also published as: IT1021791B; FR2247309A1; FR2247309B3; BE820756A; SE7412869L; DE2351652A1; JPS50112250A; NL7413541A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Wechselstrom-Lichtbogenschweißen mit zwei antiparallelen steuerbaren Gleichrichtern zur Phasen-Anschnittsteuerung des Schweißstromes.The invention relates to a circuit arrangement for alternating current arc welding two anti-parallel controllable rectifiers for phase control of the welding current.

tviit diesem Oberbegriff wird auf einen Stand der Technik Bezug genommen, wie er beispielsweise aus der DT-OS 20 24 276 bekanntgeworden ist.With this generic term, reference is made to a state of the art, for example from the DT-OS 20 24 276 has become known.

Neben dieser Schaltungsanordnung zum Wechselstrom-Lichtbogenschweißen ist es zur Beseitigung eines Gleichstromanteils, der durch eine Gleichrichterwirkung des Schweißlichtbogens herbeigeführt werden kann, beim Wechselstromschweißen bekannt, eine Phasen-Anschnittsteuerung vorzusehen, bei der ein steuerbarer Gleichrichter so geschaltet wird, daß im Effekt ein Schweißstrom in Form eines Wechselstromes fließt, dessen Halbwellen praktisch keinen Gleichstromanteil mehr enthalten (DT-OS 15 40 965). Bei der Verwendung von Phasen-Anschnittsteuerungen ist nun zu beachten, daß hierbei S.romlücken 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 Hochfrequenzimpulse.In addition to this circuit arrangement for alternating current arc welding it is to eliminate a direct current component, which is caused by a rectifier effect of the welding arc can be brought about, known in AC welding, a phase control provide in which a controllable rectifier is switched so that in effect a welding current flows in the form of an alternating current, the half-waves of which have practically no direct current component more included (DT-OS 15 40 965). When using phase angle controls, please note that that in this case S.rom gaps are generated in the welding current, which cause a periodic reignition of the Make arc required. This always requires a special effort. Generally done this re-ignition by means of superimposed high-frequency pulses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Phascn-Anschnittsteuerung 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 die antiparallelen steuerbaren Gleichrichter durch einen Nebenschluß überbrückt sind, der einen Mindeststrom in den durch den Phasenanschnitt bewirkten Stromlücken aufrechterhält. The invention is based on the object of the phase gating control Can also be used for optional setting over a wide range of the welding current when arc welding with alternating current to make sure that no difficulties arise because of constantly occurring current gaps. The problem is solved by the fact that the anti-parallel controllable rectifier is shunted are bridged, which maintains a minimum current in the current gaps caused by the phase control.

Durch die zur Phasen-Anschnittsteuerung vorgesehenen antiparallelgeschalteten steuerbaren Gleichrichter wird der Schweißwechselstrom in seinen beiden Halbwellen unterschiedlicher Polarität gesteuert, wodurch sich eine umfassende Einsiellungsmögliehkeit des 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 ist. 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. Ferner sind die antiparallelen steuerbaren Gleichrichter zwecks symmetrischer Einstellung der Schweißstromhalbwellen verschiedener Polarität bevorzugt mit unterschiedlichen Anschnittwinkeln ansteuerbar, wodurch beispielsweise eine unter Umständen beim Schweißen auftretende Gleichstromkomponente ausgeglichen werden kann.With the anti-parallel connected controllable rectifier provided for phase control the welding alternating current is controlled in its two half-waves of different polarity, whereby there is a comprehensive possibility of inserting the welding current. The arrangement of the controllable rectifier together with the shunt on the secondary side of the welding transformer the result is that the full sinusoidal over the entire setting range in idle AC voltage is present at the welding point, which is significant for the respective re-ignition of the arc Meaning is. In addition, the arrangement of the controllable rectifier has an effect on the secondary side of the welding transformer favorably on the load on the transformer itself and the load of the network. Furthermore, the anti-parallel controllable rectifiers are for the purpose of symmetrical adjustment the welding current half-waves of different polarity preferably controllable with different lead angles, whereby, for example, a direct current component that may occur during welding can be compensated.

In einfachster Weise kann der Nebenschluß durch einen den Gleichrichtern parallelgeschalteten Widerstand, gegebenenfalls mit induktiver Komponente, gebildet werden. Es ist aber auch möglich, als Nebenschluß einen zum Lichtbogen parallelgeschahcten 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 Überbrücken der durch die Phasen-Anschnittsteuerung bedingten Stromlücken auskommt, z. B. beim WIG-Schweißen IO bis 50 A. Sind dagegen höhere Ströme zum Ausfüllen dieser Stromlücken er-In the simplest way, the shunt can be achieved by a resistor connected in parallel to the rectifiers, optionally with an inductive component. But it is also possible as a shunt to provide an auxiliary transformer with a falling characteristic that is parallel to the arc, which supplies an open circuit voltage which is essentially equal to the open circuit voltage of the welding transformer is. A resistor as a shunt is expediently used when one is working with relatively low Currents to bridge the current gaps caused by the phase control are sufficient, z. B. in TIG welding OK up to 50 A. If, on the other hand, higher currents are required to fill these current gaps

forderlich, so verwendet man zweckmäßig den Hilfstransformator. necessary, the auxiliary transformer is used appropriately.

Den über den Nebenschluß geleiteten M:ndesistrom läßt man zweckmäßig gegenüber dem .Schweißstrom nacheilen, wodurch sich für das jeweils notwendige Wiederzünden des Lichtbogens günstige Spannungsverhältnisse ergeben. The M: ndesistrom passed through the shunt one can expediently lag behind the .Schweißstrom, whereby for each necessary Re-ignition of the arc results in favorable voltage conditions.

Zur Beseitigung einer Gleichstromkomponente im Schweißstrom kann man einen Filierkondensator vorsehen, über den sowohl der Schweißstrom als auch der Mindeststrom geleitet werden.A filter capacitor can be provided to eliminate a direct current component in the welding current, Through which both the welding current and the minimum current are conducted.

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 angeschaltet. Eine derartige Schaltung läßt sich auch vorteilhaft im Rahmen des sogenannten Pulsarc-Schweißens verwenden, bei dem einem Mindestschweißstrom a's 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 oder jeder zweite und dritte Impuls. Bei einer derartigen Schaltung ergibt sich im Falle der Unterdrückung keines Impulses aus den der Gleichrichierbrücke zugeführten Impulsen im Falle der Zugrundele gung einer Netzwechselspannung von 50 Hz eine Impulsfolge von 100 Hz, da ja jede Halbwelie aus der Netzspannung in einen Impuls umgewandelt wird. Wird dagegen z. B. jeder zweite Impuls unterdrückt, so weist die zum Schweißen verwendete Spannung eine Impulsfolge von 50 Hz avif. Im Falle der Unterdrückung jedes zweiten und dritten Impulses ergibt sich für den Schweißgleichstrom eine überlagerte Impulsfrequenz von 33'/3Hz.The circuit arrangement according to the invention can also be expanded so that it can also do this optionally Direct current welding permitted. For this purpose, the welding current as well as the minimum current optionally connected to a rectifier bridge with a downstream smoothing choke. Such a one Circuit can also be used advantageously in the context of so-called pulsarc welding, in which a minimum welding current a's direct current current pulses high amplitude are superimposed. To do this, you switch the controllable rectifier using a counting circuit such that the pulses supplied to the rectifier bridge are periodically determined Pulses are suppressed, preferably every second or every second and third pulse. At a Such a circuit results in the case of the suppression of no pulse from the rectifying bridge supplied pulses in the case of the assumption of an AC mains voltage of 50 Hz a pulse train of 100 Hz, since every half-wave from the mains voltage is converted into a pulse. Will on the other hand z. B. every other pulse is suppressed, the voltage used for welding has a pulse train of 50 Hz avif. In the case of suppression of every second and third pulse, the result is Welding direct current has a superimposed pulse frequency of 33 '/ 3Hz.

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 Schweißstrom automatisch ermöglicht. Zu diesem Zweck werden in der Schaltung zur Phasen Anschnittsteuerung zwei Einstellorgane, insbesondere Potentiometer, vorgesehen, die über ein im Schweißstromkreis liegendes Relais so geschaltet werden, daß nach erfolgter Zündung durch Anziehen des Relais von dem einen Einstellorgan auf das andere umgeschaltet wird.The circuit arrangement according to the invention can also be designed in such a way that it is dependent on from the onset of the welding current a reversal either to a higher or to a lower one Welding current automatically enabled. For this purpose, phase angle control is used in the circuit two setting elements, in particular potentiometers, are provided which have one in the welding circuit lying relay are switched so that after ignition by pulling the relay of the one Adjusting member is switched to the other.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Frfin- ^⁰ dung dargestellt. Es zeigtIn the figures, embodiments of the Frfin- are shown ^ ^0-making. It shows

F i g. 1 eine Schaltung mit einem durch einen Widerstand gegebenen Nebenschluß,F i g. 1 a circuit with a shunt given by a resistor,

F i g. 2 eine Schaltung mit einem durch einen Hilfs transformator gebildeten Nebenschluß,F i g. 2 a circuit with one through an auxiliary transformer formed shunt,

F i g. i ein Diagramm zur Darstellung des Schweißstromes und des Mindeststromes, die beide in Phase sind,F i g. i is a diagram showing the welding current and the minimum current, both of which are in phase,

F i g. 4 ein demgegenüber abgewandeltes Diagramm, bei dem der Mindestrom gegenüber dein Schweiß- ^h0 strom nacheilt,F i g. 4 shows a modified diagram in which the minimum current lags behind ^{your welding h0 current,}

F i g. 5 eine Schaltungsanordung zur wahlweisen Umschaltung auf eine Gleichrichterbrücke,F i g. 5 shows a circuit arrangement for the optional switching to a rectifier bridge,

F i g..6 eine Schaltungsanordnung zur Unterdrükkung bestimmter Impulse, ⁶^F i g..6 a circuit arrangement for suppressing certain pulses, ⁶ ^

F i g. 7 bis 9 drei Diagramme zur Darstellung des Stromverlaufs bei der Unterdrückung verschiedener Impulse,F i g. 7 to 9 three diagrams to show the current curve in the suppression of various Impulses,

Fig. 10 einen Ausschnitt aus einer erfindurigsgemäßen Schaltungsanordung, in der zwei Einstellorgane zur Umschaltung auf eine andere Schweißstromhöhe gezeigt sind.Fig. 10 shows a detail from an according to the invention Circuit arrangement in which two setting elements for switching over to a different welding current level are shown are.

Bei der in der F i g. 1 dargestellten Schaltungsanordnung wird eine Netzspannung von 380 V über einen Eingangsschalter 1 dem Schweißtransformator 2 zugeführt. Der von der Sekundärseite des Schweißtransformators 2 gelieferte Schweißstrom fließt über die Drossel 3, die zur Erzeugung einer an sich bekannten fallenden Kennlinie dient. Unter einem Transformator mit fallender Kennlinie wird ein Transformator verstanden, dessen Ausgangsspannung mit zunehmender Belastung merklich absinkt. Ein derartiger Transformator muß auch im Betrieb vorkommenden Kurzschlüssen standhalten. Die Drossel 3 kann gegebenenfalls auch durch eine dem Schweißtransformator 2 eingegebene Streuinduktivität ersetzt werden. Der Schweißstromkreis geht dann weiter über den WIG-Brenner 4, das Werkstück 5, einen Filterkondensator 6 mit parallgeschaltetem Emiadewiderstand 7 und die beiden antiparallelgeschalteten steuerbaren Gleichrichter 8 und 9. Hierbei kann es sich insbesondere um Thyristoren handeln. Den beiden steuerbaren Gleichrichtern 8 und 9 ist als Nebenschluß der Widerstand 10 parallel geschaltet, der gegebenenfalls eine induktive Komponente besitzen kann. Die steuerbaren Gleichrichter 8 und 9 erhallen ihre Steuerspannung 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 so, daß sich eine Phasen-Anschnittsteuerung ergibt. Durch diese Phasen-Anschnittsteuerung, die hier vorzugsweise symmetrisch die beiden Halbwellen der Wechselspannung beeinflußt, wird aus diesen Halbwellen jeweils ein bestimmter Strombereich ausgeblendet. Die Steuerschaltung Il 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.In the case of the FIG. 1 circuit arrangement shown is a mains voltage of 380 V via a Input switch 1 supplied to welding transformer 2. The one from the secondary of the welding transformer 2 supplied welding current flows through the choke 3, which is used to generate a known per se falling Characteristic curve is used. A transformer with a falling characteristic curve is understood to mean a transformer whose output voltage drops noticeably with increasing load. Such a transformer must withstand short circuits occurring during operation. The throttle 3 can optionally also through a leakage inductance input to the welding transformer 2 can be replaced. The welding circuit then continues over the TIG torch 4, the workpiece 5, a filter capacitor 6 with a parallel-connected Emiadewiderstand 7 and the two anti-parallel connected controllable rectifiers 8 and 9. Here it can in particular be thyristors. The two controllable rectifiers 8 and 9 are shunted the resistor 10 connected in parallel, which may have an inductive component can. 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 that of the welding transformer 2 taken AC voltage so that a phase control results. By this phase control, the two half-waves of the alternating voltage are preferably symmetrical here influenced, a certain current range is masked out of these half-waves. the Control circuit II 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 10 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 8 und 9 während der gesamten Dauer der ihnen zugeführten Halbwellen sperren, wird dieser Mindeststrom über den Widersland tO aufrechterhalten. Es ergibt sich damit ein Einstellbereich des Schweißstroms, 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.With each setting of the control circuit 11, a minimum current flows through the resistor 10, which is necessary to maintain it of the arc between the TIG torch 4 and the workpiece 5 is sufficient. Even if so the controllable rectifiers 8 and 9 during the entire duration of the half-waves fed to them block, this minimum current is maintained across the opposing country tO. This results in a setting range of the welding current, which extends continuously from the minimum current to that current which the controllable rectifiers 8 and 9 are permeable for the entire duration of a half-wave. Of the The minimum current is then negligible compared to the current carried by the two rectifiers 8 and 9 small.

Der Filierkondensator 6 sorgt dafür, daß als Scl'wciiJstrom nur reiner Wechselstrom fließt. Der dem Filterkondensator 6 parallelgeschaltete Widerstand 7 dient lediglich der Ableitung von auf dem Kondensator 6 gegebenenfalls verbliebenen Restladungen.The filter capacitor 6 ensures that only pure alternating current flows as the current. The dem Filter capacitor 6 resistor 7 connected in parallel is only used to derive on the capacitor 6 any remaining charges.

Bei der in der F i g. 2 dargestellten Schaltungsanordnung wird der Nebenschluß durch einen zum Lichtbogen parallelgeschalteten Hilfstransformalor 13 gebildet. Sonst stimmt die Schaltung gemäß F i g. 2 prinzipiell mit derjenigen gemäß F i g. 1 überein, so daß bezüglich der Funktion der Schaltungsanordnung gemäßIn the case of the FIG. The circuit arrangement shown in FIG. 2 turns the shunt into an arc Auxiliary transformer 13 connected in parallel is formed. Otherwise the circuit is correct according to FIG. 2 in principle with that according to FIG. 1 match, so that with respect to the function of the circuit arrangement according to

F i g. 2 auf die diesbezüglichen Darlegungen zur F i g. 1 verwiesen werden kann. Wie ersichtlich, wird die Primärseite des Hilfstransformators 13 über die Leitungen 15 und 16 aus dem Netz gespeist. Der von dem Hilfstransformator 13 gelieferte Strom, der den obenerwähnten 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-Schweißen verwendet wird. Die Drossel 14 dient zur Erzeugung der fallenden Kennlinie des Hilfstransformators 13, sie kann gegebenenfalls durch eine Streuinduktivität des Hilfstransformators 13 ersetzt werden. Der von dem Hilfstransformator 13 gelieferte Strom ist in jedem Falle so hoch, daß er als Mindeststrom auch in den durch die Phasen-Anschnittsteuerung gegebenen Stromlücken das Brennen des Lichtbogens aufrechterhält. F i g. 2 to the explanations relating to F i g. 1 can be referenced. As can be seen, this becomes the primary side of the auxiliary transformer 13 is fed via lines 15 and 16 from the network. The one from the auxiliary transformer 13 supplied current, which represents the minimum current mentioned above, is then via the Choke 14, the UP automatic machine 12, passed to the workpiece 5 via the arc. At the UP machine it is a known welding device, such as that used in so-called submerged arc welding is used. The choke 14 is used to generate the falling characteristic of the auxiliary transformer 13, it can optionally be replaced by a leakage inductance of the auxiliary transformer 13. The current supplied by the auxiliary transformer 13 is in any case so high that it can also be used as a minimum current in keeps the arc burning due to the current gaps given by the phase control.

In der F i g. 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 Schweißstrom 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 Schweißstrom 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 zwangläufig abreißenden 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. 3 is shown in the form of a diagram, how the welding current deformed by the phase control and the minimum current run. The welding current 17, represented by a continuous line, has approximately in each of its half-waves over a third of each half-wave there is initially a current gap, which then occurs when the relevant controllable rectifier is terminated by the current rise 18. Runs in phase with this welding current the dash-dotted line minimum current 19, which, however, is in the area of the current gaps of the Welding current 17 is drawn as a continuous line. From this illustration it can be seen that during the current gaps in the welding current 17 practically for the entire duration of the minimum current 19 flows, so that so only at the zero crossings 20 momentarily no current at all flows. The reignition of this Inevitably breaking off arc does not pose a problem, however, as there is a current gap in this sense effectively cannot be bridged existing heat of the weld.

Die Wiederzündung des Lichtbogens nach einem Nulldurchgang läßt sich erleichtern, wenn man dem Mindeststrom eine Nacheilung gegenüber dem Schweißstrom gibt. Dies kann man dadurch erreichen, daß man in der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 dem Nebenschlußwiderstand 10 eine induktive Komponente gibt. Bei der Schaltung gemäß F i g. 2 geschieht dies automatisch durch die Verwendung der Drossel 14. Die sich hierbei ergebenden Stromverläufe zeigt die F i g. 4, in der der Schweißstrom wieder 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 F i g. 4 ist (wie auch bei der F i g. 3) noch der Spannungsverlauf der den Schweißstrom 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 Nulldurchganges 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 führt.The re-ignition of the arc after a zero crossing can be made easier if one follows the Minimum current is lagging behind the welding current. This can be achieved by that in the circuit arrangement according to FIG. 1 the shunt resistor 10 an inductive component gives. In the circuit according to FIG. 2, this is done automatically by using the throttle 14. The resulting current curves are shown in FIG. 4, in which the welding current again as continuous Line 17 is shown. 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 (as also in FIG. 3) the voltage curve of the welding current 17 denotes the driving voltage in the area of the current gaps, specifically as a dashed line 22. From the course of this dashed line 22 and the location of the zero crossings 20 it follows that during for each zero crossing 20 that occurs in the course of the minimum current 21, one from the welding transformer 2 The voltage supplied is so high that it is displayed for a short time, for example High-frequency pulses of the arc extinguished in the zero crossing immediately and without difficulty can ignite. A current curve, as shown in FIG. 4, makes it even easier to re-ignite the Arc when there is a bridge between the electrode and the workpiece via a glowing slag remains, which leads to the immediate re-ignition of the arc after the zero crossing.

Bei der Schaltung gemäß F i g. 5 ist zusätzlich eine Gleichrichterbrücke 23 vorgesehen, die wahlweise über den Umschalter 24 an den WIG-Erenner 4 und das Werkstück 5 ausschaltbar ist. Die Gleichrichterbrücke 23 erhält die vom Schweißtransformator 2 über die Drossel 3/tind die steuerbaren Gleichrichter 8 und 9 sowie dem Nebenschlußwiderstand 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 F i g. 5 nicht gezeichnet) fließt also im Lichtbogen Gleichstrom, der zusätzlich über die Drossel 26 geglättet wird. In der dargestellten Schaltstellung des Umschalters 24 fließt jedoch Wechselstrom als Schweißstrom. Der in der F i g. 5 dargestellte Betriebsfall stimmt also mit demjenigen der F i g. 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 Schaltstellung.In the circuit according to FIG. 5, a rectifier bridge 23 is also provided, which can optionally be via the changeover switch 24 to the TIG recognizer 4 and the workpiece 5 can be switched off. The rectifier bridge 23 receives the controllable rectifiers 8 and 9 from the welding transformer 2 via the choke 3 / tind as well as the voltage supplied to the shunt resistor 10, from its output terminals 25 it becomes but only when the switch 24 is switched to the TIG torch 4 and the workpiece 5 forwarded. In the relevant switch position of the changeover switch 24 (not shown in FIG. 5) flows direct current in the arc, which is additionally smoothed via the choke 26. In the switching position shown of the switch 24, however, alternating current flows as the welding current. The one shown in FIG. 5 shown The operating case therefore agrees with that of FIG. 1 match. From this operational case, however, can at any time can be switched to the other operating mode, namely to direct current welding, by flipping it of the switch 24 in the switching position, not shown.

Mit der in der F i g. 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 F i g. 1 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 Hilfsdrossel 27 ebenso wie der Nebenschlußwiderstand 10 den Mindeststrom aufrechtzuerhalten. Weiterhin ist die Gleichrichterbrücke 23 vorgesehen, die über die Glättungsdrossel 26 den MIG/MAG-Brenner 28 mit dem Werkstück 5 mit Schweißstrom in Form eines Gleichstromes versorgt. Dieser von der Gleichrichterbrücke 23 abgegebene Schweißstrom besteht aus einem Grundstrom und diesem überlagerten Impulsstrom, wie er in der F i g. 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 Unterbrecherschaltung 29 eingeschaltet die von einer Zählschaltung 30 gesteuert wird. Diese ZählschaltungWith the in FIG. 6, it is possible to use a direct current as the welding current To superimpose pulses of an optionally adjustable frequency. In principle, this is based on a circuit according to FIGS. 1 and 5, with a welding alternating current from the welding transformer 2 is supplied, which is based on phase control by means of the controllable rectifiers 8 and 9 a desired height can be set. The auxiliary throttle 27 is used here as a shunt, which is why is provided in order to keep the power loss low. Otherwise, the auxiliary throttle 27 serves as well as the Shunt resistor 10 to maintain the minimum current. Furthermore, the rectifier bridge 23 is provided that the MIG / MAG torch 28 with the workpiece 5 via the smoothing throttle 26 Welding current supplied in the form of a direct current. This output from the rectifier bridge 23 Welding current consists of a basic current and this superimposed pulse current, as shown in FIG. 7th is shown. The smoothing throttle 26 does not have any significant influence on the pulses, as they through the impulses are controlled far beyond their 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 switched on which is controlled by a counting circuit 30. This counting circuit

30 zählt aus den ihr von der Steuerschaltung 11 zugeführten Impulsen, abgeleitet aus der Netzspannung, bestimmte einzelne Impulse ab, um daraufhin die Schalter30 counts from those supplied by the control circuit 11 Pulses, derived from the mains voltage, send certain individual pulses to then switch the switch

31 und 32 zu schließen oder zu öffnen. Wenn nun beispielsweise im Falle einer Netzfrequenz von 50 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.31 and 32 to close or open. If now, for example in the case of a mains frequency of 50 Hz, a pulse from the rectifier bridge corresponding to every second half-wave of this mains AC voltage 23 supplied pulse voltage is to be hidden, the counting circuit 30 opens with each second half-wave the switch 32, so that only the connected to the switch 31 controllable rectifier 8 can be switched through. This results in a voltage behind the rectifier bridge 23.

wie sie in der F i g. 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 F i g. 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 lmpulschema gemäß Fig.9. Unter Zugrundelegung einer Netzwechselspannung von 50 Hz ergibt sich dann hinter der Gleichrichterbrücke 23 bei Wirksamwerden jeder Halbwelle eine Impulsfrequenz von 100 Hz (s. Fig. 7), bei Wirksamwerden jeder zweiten Halbwelle eine Impulsfrequenz von 50Hz (s. Fig.8) und bei Wirksamwerden jeder dritten Halbwelle eine Impulsfrequenz von 33'/3 Hz (s. F ig. 9).as shown in FIG. 8 is shown. It allows the controllability of the controllable to be maintained Rectifier 8 continues to provide any phase gating for the remaining pulses. In addition, if only every third pulse from the FIG. 7 become effective, so the counting circuit 30 must after each half-wave for the duration of the two following half-waves the controllable rectifiers 8 and 9 block. The result is the pulse scheme according to FIG. 9. Based on an AC mains voltage of 50 Hz, this then results behind the rectifier bridge 23 a pulse frequency of 100 Hz when each half-wave becomes effective (see FIG. 7), when it becomes effective every second half-wave a pulse frequency of 50Hz (see Fig. 8) and each time it becomes effective third half-wave a pulse frequency of 33 '/ 3 Hz (see Fig. 9).

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung läßt sich weiterhin dazu verwenden, von einer Stromstufe zur anderen nach erfolgter Zündung automatisch umzuschalten. Eine entsprechende Schaltung ist in der Fig. 10 ausschnittsweise dargestellt. Gezeigt ist ein Teil der Steuerschaltung 11 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 Potentiometer 33 und 34 entsprechend herabgesetzte Spannung über den Ladewiderstand 39 dem Kondensator 40 zugeführt. Mit Erreichen einer bestimmten Spannung des Kondensators 40 wird der Diag-Widerstand 41 schlagartig durchlässig und läßt damit die auf dem Kondensator 40 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 44. 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 jeer 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 F i g. 11.The circuit arrangement according to the invention can also be used by a current stage to switch automatically to the other after ignition. A corresponding circuit is in the Fig. 10 is shown in detail. Part of the control circuit 11 with the two potentiometers is shown 33 and 34, to which the AC mains voltage used is present. Via the optionally adjustable Taps 35 and 36 and the relay contacts 37 and 38 each become one through the potentiometers 33 and 34 A correspondingly reduced voltage is fed to the capacitor 40 via the charging resistor 39. With achievement a certain voltage of the capacitor 40, the diag resistor 41 suddenly becomes permeable thereby releasing the charge accumulated on capacitor 40 through the current limiting resistor 42 flow, with one polarity over the transformer 43 and with the other polarity over the transformer 44. The relevant polarity is set by the rectifiers 45 and 46. That respective back swing of the transformer is made possible via the rectifier 47 or 48. To the Secondary sides of the transformers 43 and 44 will accordingly be within at a certain point in time A pulse is emitted for each half-wave, which is then sent to the relevant controllable rectifiers 8 and 9 leads and thus determines the phase angle within the relevant half-wave. These are a known embodiment for the control circuit according to FIG. 11th

In den Schweißstromkreis ist nun ein Relais eingeschaltet (in den Figuren nicht dargestellt), das mit Zündung des Lichtbogens anspricht. Dieses Relais betätigt die obenerwähnten Kontakte 37 und 38, womit von dem einen Potentiometer auf das andere umgesteuert wird. Im Falle der Schaltung gemäß F i g. 10 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 Potential umgeschaltet 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 rhasenanschnitt übergegangen wird, der dann für den eigentlichen Schweißvorgang bestimmend ist.A relay is now switched on in the welding circuit (not shown in the figures), which responds when the arc is ignited. This relay operates the above-mentioned contacts 37 and 38, which reversed from one potentiometer to the other will. In the case of the circuit according to FIG. 10 a switch would mean that first of all that of the potentiometer 34 delivered potential was effective, of which then to that delivered by the potentiometer 33 Potential is switched. Depending on the setting of the potentiometer, you can now start with a trigger certain phase gating control, whereupon by switching over by means of the contacts 37 and 38, a transition is made to a different phase cut that has already been set, which is then used for the the actual welding process is decisive.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for alternating current arc welding with two antiparallel controllable rectifiers for phase control of the welding current, characterized in that that the antiparallel controllable rectifier (8, 9) are bridged by a shunt (10, 13, 27) which has a minimum current (19,21) is maintained in the current gaps caused by the phase control.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the anti-parallel controllable Rectifiers (8, 9) for the purpose of symmetrical adjustment of the welding current half-waves different Polarity can be controlled with different cutting angles.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the shunt by a resistor (10, 27) connected in parallel to the rectifiers, possibly with an inductive one Component, is formed.

4. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the shunt formed by an auxiliary transformer (13) connected in parallel to the arc with a falling characteristic which supplies an open-circuit voltage which is essentially equal to the open-circuit voltage of the Welding transformer (2) is !,

5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the over The minimum current conducted by the shunt lags behind the welding current.

6. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that both the The welding current as well as the minimum current can be passed through a filter capacitor (6).

7. Circuit arrangement according to one of claims I to 6, characterized in that both the Welding current and the minimum current optionally to a rectifier bridge (23) with a downstream Smoothing choke can be switched on.

8. Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the controllable rectifier (8, 9) are switched periodically by means of a counting circuit (30) in such a way that the Rectifier bridge (23) supplied pulses periodically certain pulses are suppressed, preferably every second or every second and third pulse.

9. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the Circuit for phase control two setting elements, especially potentiometers (33, 34) are provided, which are switched via a relay lying in the welding circuit so that after Ignition switched from one setting element to the other by pulling the relay will.