DE687296C

DE687296C - Device for influencing the electric arc in automatic arc welding machines

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Publication number: DE687296C
Application number: DE1930687296D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1929-12-13
Filing date: 1930-12-14
Publication date: 1940-01-26

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Beeinflussung des elektrischen Lichtbogens bei selbsttätigen Lichtbogenschweißmaschinen. The invention relates to a device for influencing the electrical Arc in automatic arc welding machines.

Während der Durchführung der Schweißung hat bekanntlich der Lichtbogen das Bestreben zu blasen und an verschiedenen Stellen der Schweißnaht abzuwandern. Ursache für diese Unbeständigkeit des Lichtbogens sind zum größten Teil magnetische Felder, die um den Lichtbogen herum und an der Schweißnaht hervorgerufen werden. Erfahrungsgemäß machen sich diese Wirkungen der magnetischen Felder am Anfang und am Ende der Schweißnaht besonders stark bemerkbar. So kann beobachtet werden, daß beim Beginn des Schweißens der Lichtbogen nach vorn gezogen wird und am entgegengesetzten Ende der Schweißnaht nach rückwärts ausweicht, während der Lichtbogen in der Mitte der Schweißnaht einigermaßen stabil bleibt. Wird der Lichtbogen nach rückwärts abgelenkt, so kann ein guter Einbrand nicht stattfinden, und der Lichtbogen kann leicht auch zum Verlöschen gebracht werden, wenn die Elektrode mit dem Rand der Schweißfuge in Berührung kommt.It is well known that the arc tends to perform the welding process to blow and wander at various points along the weld. The cause of this inconsistency of the arc are for the most part magnetic fields that are around the arc and on the Weld seam are caused. Experience has shown that these effects of the magnetic fields occur at the beginning and at the Particularly noticeable at the end of the weld seam. It can thus be observed that the arc occurs at the start of welding is pulled forward and backward at the opposite end of the weld evades while the arc remains reasonably stable in the middle of the weld. Will the arc backwards deflected, a good penetration cannot take place and the arc can can easily be extinguished if the electrode comes into contact with the edge of the weld joint.

Einrichtungen zur Beeinflussung des elektrischen Lichtbogens mittels magnetischer Kraftfelder sind bekannt. Jedoch sind diese nur wenig wirksam, da bei ihnen der Magnetfluß durch Luft geführt wird und im wesentlichen oberhalb der Schweißstelle verläuft. Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, den Magnetfluß über Stahlbacken zu führen, die unterhalb des Werkstückes angeordnet sich über die ganze Einspannlänge erstrecken. Bei dieser Einrichtung wird kein vollkommen gleichmäßiges Aufliegen des Werkstückes auf den Stahlbacken ermöglicht. Da absolute genaue Geradlinigkeit praktisch nicht oder annähernd nur unter sehr kostspieligen Aufwendungen erzielt werden kann, so ist bei dieser Einrichtung der Magnetfluß nicht an allen Stellen der Schweißnaht gleichmäßig. Bei der bekannten Einrichtung ändert sich außerdem die Stärke des auf die Schweißstelle wirkenden Magnetflusses ständig, da bei Beginn der Schweißung zunächst nur ein geringer Stoffschluß zwischen den beiden zuDevices for influencing the electric arc by means of magnetic Force fields are known. However, these are not very effective because of the magnetic flux is passed through air and runs essentially above the weld. It has therefore already been proposed to guide the magnetic flux over steel jaws, which are arranged below the workpiece and extend over the entire clamping length. With this device, the workpiece does not rest perfectly evenly allows the steel jaws. Since absolute exact straightness is practically nonexistent or almost can only be achieved with very expensive expenditure, the magnetic flux is not on with this device evenly at all points of the weld. The known device changes in addition, the strength of the magnetic flux acting on the welding point constantly, as at At the beginning of the weld only a slight bond between the two

verschweißenden Werkstücken vorhanden ist, so daß der Magnetfluß auf ein geringes Stück der Schweißnaht beschränkt ist. Am Ende der Schweißung verteilt sich dagegen der Magnetfluß über die gesamte Länge der Schweißnaht.welded workpieces is present, so that the magnetic flux on a small piece the weld is restricted. At the end of the weld, on the other hand, the Magnetic flux over the entire length of the weld seam.

Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Einrichtung zur Beeinflussung des elektrischen Lichtbogens bei selbsttätigen Licht-. to bogenschweißmaschinen, bei denen das Werkstück den einen Pol bildet, mit einem in einem Material geringen magnetischen Widerstandes quer über die Schweißstelle geführten Magnetfluß. Die Erfindung besteht darin, daß zwei zu beiden Seiten des Lichtbogens an die zu verschweißenden Werkstücke federnd angelegte, den Magnetfluß führende Hebel vorgesehen sind. Diese Hebel liegen nicht längs der ganzen Schweißnaht, sondern nur seitlich neben dem Lichtbogen an den Werkstücken an, so daß der gesamte Magnetfluß wirksam zur Beeinflussung des Lichtbogens herangezogen wird. Die Verwendung von Hebeln hat weiterhin den Vorteil, daß die erfindungsgemäße Einrichtung ohne weiteres für verschiedene Rohrdurchmesser und Rohrlängen verwendet werden kann. Durch die federnde Lagerung der Hebel wird erreicht, daß diese den Unebenheiten der Werkstückoberfläche folgen, so daß in jedem Augenblick der Magnetfluß wirksam quer über die Schweißnaht geleitet werden kann.The invention now relates to a device for influencing the electric arc in the case of automatic light. to arc welding machines where the workpiece forms one pole, with a low magnetic resistance in a material magnetic flux passed across the weld. The invention consists in that two resiliently applied to the workpieces to be welded on both sides of the arc, the magnetic flux guiding levers are provided. These levers are not longitudinal the entire weld seam, but only on the side next to the arc on the workpieces so that the entire magnetic flux is effectively used to influence the arc will. The use of levers has the further advantage that the inventive Device can easily be used for different pipe diameters and pipe lengths. Because of the resilient Storage of the lever is achieved that these the unevenness of the workpiece surface follow, so that at every moment the magnetic flux is effective across the weld can be directed.

Zweckmäßig stehen gemäß der weiteren Erfindung die Hebel mit dem Kern eines regelbaren Elektromagneten in Verbindung. Dabei können die Hebel des Elektromagneten an der Rückseite der Schweißfuge unmittelbar unterhalb der Schweißelektrode zur Anlage gelangen.According to the further invention, the levers are expediently with the core of a adjustable electromagnet in connection. The lever of the electromagnet on the back of the welding joint directly below the welding electrode to the system reach.

4.0 Diese Einrichtung kann sowohl zur Beeinflussung eines einzigen Lichtbogens als auch zur Beeinflussung mehrerer Lichtbogen, die an dem gleichen Werkstück arbeiten, dienen. In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen veranschaulicht, und zwar stellen4.0 This device can be used to influence a single arc as well as to influence several arcs that work on the same workpiece. In the drawing, the subject matter of the invention is in some exemplary embodiments illustrated, namely put

Abb. ι und 2 eine Vorderansicht und eine Seitenansicht einer Lichtbogenschweißmaschine dar, die mit der Einrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.Fig. Ι and 2 a front view and a side view of an arc welding machine which is equipped with the device according to the invention.

Abb. 3 bis 5 zeigen Einzelheiten dieser Einrichtung.Figures 3 through 5 show details of this facility.

Abb. 6 gibt eine andere Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung wieder. Abb. 7 bis 9 zeigen weitere Ausführungsformen der neuen magnetischen Regeleinrichtung. Fig. 6 shows another embodiment of the device according to the invention. Figs. 7 to 9 show further embodiments of the new magnetic control device.

Die magnetische Regeleinrichtung 1 (Abb. 1 und 2) ist unterhalb des Schweißkopfes 2 auf einem Träger 3 derart angeordnet, daß das Schweißstück zwischen der Regeleinrichtung und dem Schweißkopf hindurchbewegt werden kann. Die in Abb. 1 und 2 gezeigte Ausführung der magnetischen Regeleinrichtung ist zugleich mit einer Stützvorrichtung versehen, die sich unterhalb der Schweißnaht gegen das zu bearbeitende Werkstück anlegt. Weitere Einzelheiten der Einrichtung gehen aus den Abb. 3 bis S hervor, die unten beschrieben werden sollen.The magnetic control device 1 (Fig. 1 and 2) is arranged below the welding head 2 on a carrier 3 in such a way that the Welding piece are moved through between the control device and the welding head can. The embodiment of the magnetic control device shown in Fig. 1 and 2 is also provided with a support device that is located below the weld seam against the workpiece to be machined. Go for more details of the establishment from Fig. 3 to S, which will be described below.

Das Werkstück 4 wird auf Rollen 5 in den Haltern 6 des Wagens 7 aufgesetzt. Der Wagen 7 läuft auf Rädern 8 über Schienen 9 längs der Richtung des Trägers 3.The workpiece 4 is placed on rollers 5 in the holders 6 of the carriage 7. Of the The carriage 7 runs on wheels 8 over rails 9 along the direction of the carrier 3.

Der Schweißkopf 2 ist auf dem Träger 16 des Maschinengestelles angebracht, das auch die magnetische Regeleinrichtung 1 trägt. Die magnetische Regeleinrichtung 1 (Abb. 3 bis 5) besteht aus einem Elektromagneten, dessen Spule auf einem Kernstück 30 sich befindet, an dem die mit dem Werkstück in Verbindung stehenden Teile 28 und 29 angebracht sind. Der Elektromagnet ruht auf Stützen 32. Die Teile 28 und 29 sind unabhängig voneinander auf dem Jochstück 30 beweglich und stehen unter Einwirkung der Federn 33, die an dem Winkelstück 34 eingehängt sind, mit den zu schweißenden Werkstückteilen 4 in innigem Kontakt. Zwischen den Teilen 28 und 29 ist eine Stützrolle 35 g₀ angeordnetj welche unterhalb der Schweißelektrode 36 und unmittelbar unterhalb der Schweißnaht an der Stelle, an der die Schweißung erfolgt, mit dem Werkstück in Verbindung steht. Die Rollenachse ist in Tragteilen 36' gelagert, welche um die Welle 37 drehbar angeordnet sind. Die Welle 37 ruht in Stützen 38. Die Stützen 38 und 32 sind auf dem Träger 3 (Abb. 1) isoliert aufgesetzt. Die Rolle 35 wird durch Federn 39, die in den Stützen 36' eingehängt sind, gegen das Werkstück leicht angedrückt.The welding head 2 is attached to the carrier 16 of the machine frame, which also carries the magnetic control device 1. The magnetic control device 1 (Fig. 3 to 5) consists of an electromagnet, the coil of which is located on a core piece 30 on which the parts 28 and 29 connected to the workpiece are attached. The electromagnet rests on supports 32. The parts 28 and 29 can move independently of one another on the yoke piece 30 and are in intimate contact with the workpiece parts 4 to be welded under the action of the springs 33, which are attached to the angle piece 34. Between the parts 28 and 29, a support roller 35 which g is ₀ angeordnetj below the welding electrode 36 and immediately below the weld seam at the location at which the welding takes place, engaged with the workpiece in conjunction. The roller axle is mounted in support parts 36 ′, which are rotatably arranged around the shaft 37. The shaft 37 rests in supports 38. The supports 38 and 32 are placed on the carrier 3 (Fig. 1) in an insulated manner. The roller 35 is pressed lightly against the workpiece by springs 39 which are suspended in the supports 36 '.

Die Federn 33 und 39 sind mit ihrem anderen Ende in einem Querteil 40 eingehängt. Mit diesem steht Hebelteil 41, der bei 42 gelagert ist, in Verbindung. Hebelteil 41 kann zusammen mit dem Ouerteil 40 in Längsrichtung bewegt werden. So kann z. B. in den Zylinder 43 eines Motors Luft durch eine Zuleitung 46 gegen den Kolben 44 strömen, uo der dadurch nach vorn bewegt wird und dem Hebelteil 45, dem Teil 41 und Ouerteil 40 entsprechende Bewegungen erteilt. Durch die Verstellung des Querteiles 40 wird die Spannung der Federn 33 und 39 in gewünschter Weise verändert, so daß die Magnetteile 28 und 29 bzw. Rolle 35 mehr oder weniger stark gegen die Schweißstücke angedrückt werden können.The springs 33 and 39 are suspended at their other end in a transverse part 40. With this is lever part 41, which is mounted at 42, in connection. Lever part 41 can can be moved together with the outer part 40 in the longitudinal direction. So z. B. in the cylinder 43 of an engine air through a Feed line 46 against the piston 44 flow, uo which is thereby moved forward and the Lever part 45, the part 41 and outer part 40 given corresponding movements. Through the Adjustment of the transverse part 40, the tension of the springs 33 and 39 is desired Changed way, so that the magnetic parts 28 and 29 or roller 35 more or less strong can be pressed against the weldments.

An Stelle einer Rolle 35 kann auch ein Schleif stück 47 (Abb. 6) Verwendung finden. Da das Schleif stück 47 an der Rückseite derInstead of a roller 35, a grinding piece 47 (Fig. 6) can also be used. Since the grinding piece 47 at the back of the

"Schweißnaht sich bewegt, muß es künstlich gekühlt werden. Der Eintritt des Kühlmittels, Wasser, Öl o. dgl., erfolgt durch das Rohr 48, der Austritt durch den Ablaufstutzen 49."If the weld seam moves, it must be artificially cooled. The entry of the coolant, Water, oil or the like takes place through the pipe 48, the outlet through the drainage connection 49.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung (Abb. 3 bis 6) wirkt folgendermaßen: Die Spule 31 des Elektromagneten ist mit einer Stromquelle verbunden. Dabei entsteht ein Kraftfiuß, der sich über Teile 28 und 29 des Elektromagneten und über dem von ihnen berührten Teil des Werkstückes, insbesondere über den, der sich unmittelbar am Lichtbogen befindet, schließt. Das magnetische ,Feld wird dann zum größten Teil dort wirksam, wo die Schweißung gerade erfolgt, so daß der Lichtbogen, der teilweise sich in der Schweißfuge befindet, zweckentsprechend gerichtet werden kann. Wie bereits oben erwähnt, ist es all-ίο gemein wünschenswert, ein Feld von einer solchen Richtung zu erhalten, daß der Lichtbogen nach vorn oder nach unten abgelenkt wird.The device according to the invention (Fig. 3 to 6) acts as follows: The Coil 31 of the electromagnet is connected to a power source. This creates a Force flow that extends over parts 28 and 29 of the electromagnet and over that of them touched part of the workpiece, especially the one that is directly on the arc is located, closes. The magnetic field is then for the most part effective where the Welding is just done so that the arc that is partially in the weld joint is located, can be directed appropriately. As mentioned above, it's all-o common desirable to obtain a field of such a direction that the arc is deflected forward or downward.

Abb. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Regeleinrichtung, beispielsweise für eine Schweißmaschine, auf der Gehäuseteile einer Dynamomaschine geschweißt werden. Mit Rücksicht auf die kleinen Abmessungen und die beschränkten Platzverhältnisse kann die magnetische Regeleinrichtung auch oberhalb des zu schweißenden Gehäuses angeordnet werden. Die magnetische Regeleinrichtung 73 ruht in einem Gestell 74, der Magnetkern 75 ist so gelagert, daß die Schleifstücke 76 und T] auf dem Werkstück zur Auflage gelangen und die Teile des Werkstückes 78 beiderseits der zu legenden Schweißnaht knapp vor der Elektrode berühren. Die Werkstücke 78 werden in einer Haltevorrichtung 79' und zwischen den Druckrollen 80 ausgerichtet. Die Teile der Regeleinrichtung 73 sind zu beiden Seiten der Elektrode 79 angeordnet.Fig. 7 shows a further embodiment of a control device, for example for a welding machine, on which housing parts of a dynamo machine are welded. In view of the small dimensions and the limited space available, the magnetic control device can also be arranged above the housing to be welded. The magnetic control device 73 rests in a frame 74, the magnetic core 75 is mounted so that the contact strips 76 and T] come to rest on the workpiece and touch the parts of the workpiece 78 on both sides of the weld to be made just in front of the electrode. The workpieces 78 are aligned in a holding device 79 ′ and between the pressure rollers 80. The parts of the control device 73 are arranged on both sides of the electrode 79.

Man hat festgestellt, daß es gegebenenfalls für die weitere Schweißung besser sein kann, wenn man auf dem ersten kurzen Stück der Schweißnaht keine Regelung vornimmt. Dann aber können die Teile 76 und yj der elektromagnetischen Einrichtung 73 mit dem Werkstück in Verbindung gebracht werden, so daß der Lichtbogen im Verlauf der weiteren Schweißung in gewünschter Weise gerichtet wird. Auf dem letzten Stück der Schweißnaht üben Rollen 80 am Maschinengestell auf den Lichtbogen die Richtwirkung aus.It has been found that it may be better for further welding if no regulation is made on the first short section of the weld seam. Then, however, the parts 76 and yj of the electromagnetic device 73 can be brought into connection with the workpiece, so that the arc is directed in the desired manner in the course of the further welding. On the last part of the weld seam, rollers 80 on the machine frame exert the directing effect on the arc.

In dem dargestellten AusführungsbeispielIn the illustrated embodiment

ist die Regeleinrichtung derart angeordnet, daß sie vor dem Lichtbogen die Werkstückteile berührt. Manchmal kann es jedoch von Vorteil sein, die Regeleinrichtung auf der entgegengesetzten Seite mit dem Werkstück in Verbindung zu bringen, da in diesem Fall der magnetische Fluß nicht so sehr im Nebenschluß zum Lichtbogen liegt, wobei die magnetischen Kraftlinien zwischen den Werkstückteilen zu beiden Seiten der Naht geschlossen werden.the control device is arranged in such a way that it removes the workpiece parts before the arc touched. Sometimes, however, it can be beneficial to have the control device on the opposite side of the workpiece to bring in connection, since in this case the magnetic flux is not so much in shunt to the arc, whereby the magnetic lines of force between the workpiece parts closed on both sides of the seam.

Eine weitere Ausführungsform ergibt sich aus Abb. 8. Die Spule 81 der Regeleinrichtung nach Abb. 8 ist auf dem Magnetkern 82 aufgebracht, dessen Enden die Räder 83 tragen. Diese stehen auf beiden Seiten der Fuge 85 mit dem Werkstück 84 in Verbindung, auf dessen Rückseite ein Teil 86 angeordnet ist. Der Magnetkern 82 und die Räder 83 sind aus magnetischem Material und sind derart bemessen, daß ein genügend großer Magnetfluß entsteht, um den Lichtbogen zu beeinflussen. Die Einrichtung gemäß Abb. 8 kann z. B. von Hand auf dem Werkstück, je nach den Verhältnissen unmittelbar vor oder hinter dem Lichtbogen bewegt werden. Sie kann auch an einer Maschine angeordnet sein; ihre Bewegung erfolgt dann der Vorwärtsbewegung des Lichtbogens entsprechend. Die Spule 81 wird derart bemessen, daß noch genügend Zwischenraum für die Düsenspitze 88 verbleibt, durch welche der Elektrodendraht 87 hindurchgeführt wird. Es können die Räder 83, die die Werkstückteile berühren, näher an den Lichtbogen herangeführt werden, als es sonst möglich ist. Durch diese Anordnung der Räder 83 erreicht man eine bedeutend exaktere Beeinflussung des Lichtbogens, weil der Kraftfluß zwischen den beiden Rädern auf den Teil des Werkstückes beschränkt wird, wo er gerade die Richtwirkung des Lichtbogens ausüben soll. 'Another embodiment is shown in Fig. 8. The coil 81 of the control device 8 is applied to the magnetic core 82, the ends of which carry the wheels 83. These are in connection on both sides of the joint 85 with the workpiece 84, on the rear side of which a part 86 is arranged is. The magnetic core 82 and the wheels 83 are made of magnetic material and are dimensioned such that a sufficiently large Magnetic flux is created to influence the arc. The device according to Fig. 8 can e.g. B. by hand on the workpiece, depending on the circumstances immediately before or moved behind the arc. It can also be arranged on a machine; their movement then follows the forward movement corresponding to the arc. The coil 81 is dimensioned such that still sufficient space remains for the nozzle tip 88 through which the electrode wire 87 is passed through. The wheels 83 that touch the workpiece parts can be brought closer to the arc than is otherwise possible. This arrangement of the wheels 83 is achieved you have a significantly more precise influence on the arc, because the power flow between the two wheels on the part of the workpiece is limited where it just exert the directivity of the arc target. '

In Abb. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung zur Darstellung gelangt. Die magnetische Regelvorrichtung ist hier zu einer Stützrolle ausgebildet, die an der Rückseite der Schweißfuge und unmittelbar unter der Schweißdrahtzuführung angeordnet ist. Die Regeleinrichtung besteht aus den beiden Scheiben 89 und 90 aus magnetischem Material, die auf einem Magnetkern 91 sitzen und zwischen denen eine Spule 92 angeordnet ist. Die Spule ist von einem Ring 93 aus nichtmagnetischem Material umschlossen, beispielsweise von einem Kupferring, der die Schweißfuge der beiden zu verschweißenden Werkstückteile schließt. Die Spule 92 ist an einer Stromquelle 94 über Kontaktringe 95 angeschlossen. Die Einrichtung wird gegen die Rückseite des Werkstückes angedrückt, und zwar an der Stelle, wo die Schweißung erfolgt. Das Werkstück muß auf den magnetischen Scheiben 89 und 90 zu beiden Seiten der Schweißfuge 96 auf-FIG. 9 shows a further exemplary embodiment according to the invention got. The magnetic control device is designed here as a support roller, which on the back of the welding joint and directly below the welding wire feed is arranged. The control device consists of the two discs 89 and 90 made of magnetic Material that sit on a magnetic core 91 and between which a coil 92 is arranged. The coil is enclosed by a ring 93 made of non-magnetic material, for example from a copper ring that forms the weld joint of the two to be welded Workpiece parts closes. The coil 92 is connected to a power source 94 via contact rings 95. The establishment is pressed against the back of the workpiece at the point where the weld is made. The workpiece must be on the magnetic disks 89 and 90 on both sides of the weld joint 96

ruhen. Die Spule 92 wird erregt und ein magnetisches Feld erzeugt, das über Kern 91, Scheiben 89 und 90 und dem Teil des Werkstückes zwischen den beiden Scheiben zu beiden Seiten der Schweißnaht 96 geschlossen ist. Die Kupferscheibe 93 dient gleichsam als Stütze. Die Einrichtung nach Abb. 9 kann aber auch direkt als Stützrolle wirken; ferner kann sie so ausgebildet werden, daß zwischen den Scheiben 89 und 90 und dem Stützring 93 eine Relativbewegung möglich ist, um ein gutes Anliegen an den Werkstückteilen zu erzielen.rest. The coil 92 is energized and a magnetic field is generated, which via core 91, Disks 89 and 90 and the part of the workpiece between the two disks both sides of the weld 96 is closed. The copper washer 93 serves as a Support. The device according to Fig. 9 can also act directly as a support roller; further it can be designed so that between the discs 89 and 90 and the support ring 93 a relative movement is possible in order to have good contact with the workpiece parts achieve.

Claims

Patent claims:

i. Device for influencing the electric arc in automatic arc welding machines where the workpiece forms one pole, with a magnetic low in a material Resistance across the welding point guided magnetic flux, thereby characterized in that two on both sides of the arc to the to be welded Workpieces resiliently applied, the magnetic flux guiding levers are provided.

2. Device according to claim 1, characterized in that the lever with are connected to the core of an adjustable electromagnet.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the lever of the electromagnet come to rest on the back of the welding joint directly below the welding electrode.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that a resilient applied support member is provided for the weld joint.

1 sheet of drawings