DE2459309A1

DE2459309A1 - Verfahren zum zuenden eines lichtbogens beim lichtbogenschweissen

Info

Publication number: DE2459309A1
Application number: DE19742459309
Authority: DE
Inventors: Guenter Hahn
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1974-12-14
Filing date: 1974-12-14
Publication date: 1976-06-16

Description

Verfahren zum Zünden eines. Lichtbogens beim Lichtbogenschweißen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zünden eines Lichtbogens beim Lichtbogenschweißen, bei dem der Lichtbogen durch Berühren der Elektrode mit einer Gegenelektrode (Werkstück etc) und anschließendem Abheben der Elektrode von der Gegenelektrode gebildet wird und wobei Elektrode und Gegenelektrode an einer Schweißstromquelle angeschlossen sind.
Mit diesem Oberbegriff wird auf ein Zündverfahren Bezug genommen, wie es beispielsweise im HANDBUCH DES SCH UTZGASSCH~EIBENS 1969, Teil 1, Seite 39 und 40 beschrieben ist. Bei den bekannten Verfahren dieser Art erfolgt die Berührung der Elektrode mit dem Werkstück bei der Stromquelleneinstellung, die für die auszuführende Schweißung erforderlich ist. An der Stromquelle ist also bei einer vorgegebenen zulässigen Leerlaufspannung der für die gewünschte Schweißung notwendige Schweißstromwert eingestellt. Dies hat den Nachteil, daß während# des Berühren der Elektrode mit dem Werkstück ein Kurzschluß erzeugt wird und der dabei fließende Kurzschlußstrom, welcher proportional dem eingestellten Schweißstromwert ist, eine hche Belastung von Elektrode und Stromquelle mit sich bringt.Insbesondere die auftretende thermische Belastung der Elektrode ist bei nicht abs chmelzenden Elektroden, wie sie beispielsweise in WIGoder Plasmabrennern eingesetzt werden im Hinblick aut die dadurch bedingte geringe Standzeit der Elektroden von erheblichen Nachteil.
Ferner ist es notwendig, die Stromquelle für den auftretenden hohe Kurzschlußstrom zu dimensionieren. Dies erfordert Jedoch einen kostenungünstigen Herstellungsaufwand.
Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere ein Zündverfahren zu schaffen, welches eine geringe thermische Belastung der Elektroden sowie einen kostengünstigeren Aufbau der Schweißstromquelle ermöglicht.
Die Erfindung besteht darin, daß vor dem Berühren der Elektrode mit dem Werkstück die Stromquelle auf einet keine Schweißung bewirkenden Stromwert eingestellt und daß während des Abhebens der Schweißstromwert auf den gewünschten Schweißwert vergrößert wird. Dabei ist es besonders günstig, wenn durch das Abheben der Elektrode ein Auslösesignal für die Vergrößerüng des Schweißwertes erzeugt wird.
Durch die Erfindung wird ein Zündverfahren geschaffen, bei dem während der Berührung der Elektrode mit dem Werkstück nur ein geringer Kurzschlußstrom fließt, wobei dieser Kurzschlußstrom unabhängig von der Größe des eingestellten Schweißstromwertes ist.
Dies hat den Vorteil, daß die Elektrode stets mit dem gleichen geringen Kurzschlußstrom belastet wird und so die thermische Belastung insbesondere bei nichtabschmelzenden Elektroden, nahezu keinen Einfluß mehr auf die Standzeit dieser Elektroden ausübt.
Weiterhin ist von Vorteil, daß die Stromquellen für wesentlich kleinere Kurzschlußströme ausgelegt werden können, was besonders herstellkostengünstig ist.
Durch die während des Abhebens der Elektrode erfindungsgemäß vorgenommene Vergrößerung des Stromwertes auf den Schweißwert ist ein optimales Zünden des Lichtbogens gewährleistet.
Die Erfindung ist bevorzugt bei Schweißstromquellen anwendbar, deren Stromanstiegszeiten im Mikrosekundenbereich (ca. 1 bis lO»lsec) liegen. Bei derartigen Stromquellen sind vorteilhaft die Strom- und Spannungsverstellungen meistens vollständig aus Halbleiterbauelementen aufgebaut, wie es bei den "Elektronischen Stromquellen" der Fall ist.
Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung sowie unter Hinweis auf weitere vortellhafte Merkmale näher erläutert.
In der Zeichnung ist eine Einrichtung zum Lichtbogenschweißen mit 10 bezeichnet. Die Einrichtung 10 weist eine Elektronische Stromquelle" 11 sowie einen an sich bekannten und deshalb nicht näher beschriebenen WIG-Schwei#ßbrenner 12 mit nichtabschmelzender Elektrode 13 auf. Die Stromquelle 11 ist dabei mit der Elektrode 13 sowie einem Werkstück 14 verbunden.
In der Elektronischen Stromquelle" 11 ist ein Stromkreis 15 vorgesehen, der beispielsweise mehrere steuerbare Halbleiterbauelemente (Transistoren, Thyristoren etc) 16, welche analog oder digital betrieben werden, aufweist. Dabei erfolgt die Steuerung bzw.
Regelung der Halbleiterbauelemente 16 und damit ~ des Schweißstromes bzw. der Schweißspannung über eine schematisch aargestelite Steuer/Regelvorrichtung 17, der ein Schweißstrom-Sollwertgeber 18 sowie ein Komparator 19 zugeordnet ist.
Die aus den steuerbaren Halbleitern 16 bestehende Schweißstromverstellvorrichtung 20 ist beim Ausführungsbeispiel von einem Widerstand 21 überbrückt, der einen Widerstandswert aufweist, welcher bei ausgeschalteter Verstellvorrichtung 20 keine Schweißung ermöglicht; und der einen geringen Kurzschlußstrom bewirkt.
Das erfindungsgemäße Zündverfahren wird anhand der beschriebenen Einrichtung 10 naolistehend erläutert.
Vor Beginn der Schweißung wird an dem Sollwertgeber 18 der zur Durchführung der Schweißung erforderliche Schweißstromsert eingestellt und von Hand der in Ruhestellung geschlossene Brennerkontakt 22 geöffnet, wodurch der Regelvorrichtung 17 keine Sollwertgröße zugeführt, die Verstellvorrichtung 20 geschlossen und nur noch ein Stromfluß über den Widerstand 21 möglich ist. Damit ist die Stromquelle vor dem Berühren der Elektrode 13 mit dem WerkstUck 14 auf einen, keine Schweißung bewirkenden Stromwert eingestellt.
Bei der Berührung von Elektrode 13 und Werkstück 14 entsteht ein Kurzschluß. Die Größe des Kurzschlußstromes ist gering (3-4 Ampere) und wird durch den Widerstand 21 bestimmt. Gleichzeitig wird die Ausgangsspannung der Stromquelle 11 dem Komparator 19 zugeführt, der, da die Ausgangsspannung während des Kurzschlusses kleiner ist, als eine vorgegebene Vergleichsspannung (Potentiometer 23) kein Ausgangsimpuls abgibt. Damit erhält die Verstellvorrichtung 20 kein Einschaltsignal und bleibt auch dann ausgeschaltet, wenn der Brennerkontakt 22 wieder geschlossen wird.
Während des Abhebens der Elektrode 13 von dem Werkstück 14 wird die Ausgangsspannung der Stromquelle 11 größer als die Vergleichsspannung und der Komparator 19 betätigt den Steuerstronikreis 15 in der Weise, daß durch das Komparatorausgangssignal die Verstellvorrichtung 20 eingeschaltet und somit der zwischen Elektrode und Werkstück wirksame Stromwert schlagartig (wenige ssek) auf den eingestellten Schweißwert (Sollwert) vergrößert wird.
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wird nach der Erfindung ein Lichtbogen zwischen einer nichtabschmelzenden Elektrode und einem Werkstück gezündet. Die Erfindung ist selbstverständlich auch bei anderen Schweißverfahren vorteilhaft anwendbar, beispielsweise beim Plasmaschweißen und/oder Plasmaschneiden zum Zünden des Pilot-bzw. Hauptlichtbogens.

Claims

Ansprttche

1. Verfahren zum ZUnden eines Lichtbogens beim Lichtbogenschweißen, bei dem der Lichtbogen durch Berühren der Elektrode mit einer Gegenelektrode und anschließendem Abheben der Elektrode von der Gegenelektrode gebildet wird, und wobei Elektrode und Gegenelektrode an einer Stromquelle angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Berühren die Stromquelle (11 auf einen, keine Schweißung bewirkenden Stromwert eingestellt und daß während des Abhebens der Stromwert auf den gewünschten Schweißwert vergrößert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Abheben ein Auslösesignal für die Vergrößerung des schweißwertes erzeugt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Schweißstromquelle und einem Schweißstromsteuerkreis, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung der Schweißstromquelle (11 ein Komparator (19) zuführbar ist, durch dessen Schaltimpuls beim Abheben der Elektrode (13) der Steuerstromkreis (15) betätigbar ist.

L e e r s e i t e