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Title:
METHOD FOR CONTACTLESSLY STRIKING AN ARC AND WELDING CURRENT SOURCE FOR CARRYING OUT A STRIKING PROCESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/091934
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for contactlessly striking an arc (L) between an electrode (3) and a workpiece (4), which is to be welded, for carrying out a welding process, wherein a welding current (I) and a welding voltage (U) are provided at an output (2) of a welding current source (1), wherein the welding current source (1) contains a resonance converter (5) for generating a periodically changing, preferably substantially sawtooth-like, no-load welding voltage (ULL) with voltage maxima (ULL,max) which recur periodically at a repetition frequency (fW), and also a welding current source (1) for carrying out the striking process. In order to achieve reliable contactless striking of the arc (L) without complicated circuitry, the resonance converter (5) is formed by a series-parallel resonance converter, and temporally synchronous high-frequency pulses (UI,HF) are superimposed on the no-load welding voltage (ULL) in the region of at least some periodically recurring voltage maximum (ULL,max) of the no-load welding voltage (ULL).

Inventors:
MUSIL FRANZ PETER (AT)
PRINZ ANDREAS (AT)
Application Number:
PCT/EP2018/080223
Publication Date:
May 16, 2019
Filing Date:
November 06, 2018
Export Citation:
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Assignee:
FRONIUS INT GMBH (AT)
International Classes:
B23K9/067; H02M3/00
Domestic Patent References:
WO2016142218A12016-09-15
WO1997001211A11997-01-09
WO2005051585A12005-06-09
WO2016142218A12016-09-15
Foreign References:
US20140251968A12014-09-11
US5117088A1992-05-26
EP2216124A12010-08-11
US5117088A1992-05-26
US20140251968A12014-09-11
Attorney, Agent or Firm:
SONN & PARTNER PATENTANWÄLTE (AT)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Verfahren zur berührungslosen Zündung eines Lichtbogens (L) zwischen einer Elektrode (3) und einem zu verschweißenden Werkstück (4) zur Durchführung eines Schweißverfahrens, wobei ein Schweißstrom (I) und eine Schweißspannung (U) an einem Ausgang (2) einer Schweißstromquelle (1) bereitgestellt werden, wobei die Schweißstromquelle (1) einen Resonanzkonverter (5) zur Erzeugung einer sich periodisch ändernden, vorzugsweise im Wesentlichen sägezahnförmigen, LeerlaufSchweißspannung (ULL) mit periodisch mit einer Wiederholfrequenz (fw) wiederkehrenden Spannungs- maxima (ULLimax) beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass der Re¬ sonanzkonverter (5) durch einen Serien-Parallel- Resonanzkonverter gebildet wird, und dass der Leerlaufschweiß- spannung (ULL) im Bereich zumindest mancher periodisch wiederkeh¬ render Spannungsmaxima (ULL, max ) der LeerlaufSchweißspannung (ULL) zeitlich synchron Hochfrequenzpulse (UI,HF) überlagert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leerlaufschweißspannung (ULL) im Bereich jedes n-ten Spannungsmaximums (ULL, max ) der Leerlaufschweißspannung (ULL) zeitlich syn¬ chron Hochfrequenzpulse (UI,HF) überlagert werden, wobei n eine ganze positive Zahl größer oder gleich 1 ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißspannung (U) gemessen wird und das Überschreiten eines vorgegebenen Spannungswerts ( ULL, cief ) detektiert wird, und die Hochfrequenzpulse (UI,HF) zumindest manchen detektierten vor¬ gegebenen Spannungswerten ( ULL i de f ) zeitlich synchron überlagert werden .

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenzpulse (UI,HF) um eine vorgegebene Zeitspanne (At) , vorzugsweise bis 5ms, vor oder nach Auftreten des Spannungsmaximums (ULLimax) überlagert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leerlaufschweißspannung (ULL) mit einer Wie- derholfrequenz (fw) zwischen 10Hz und 100Hz, insbesondere 33Hz, zur Verfügung gestellt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Hochfrequenzpulse (UI,HF) mit einer Frequenz (fj) zwischen 100kHz und 10MHz überlagert werden.

7. Schweißstromquelle (1) zur Bereitstellung eines Schweißstroms (I) und einer Schweißspannung (U) an einem Ausgang (2) zur

Durchführung eines Schweißverfahrens mit einem Lichtbogen (L) zwischen einer Elektrode (3) und einem zu verschweißenden Werkstück (4), mit einem Resonanzkonverter (5) zur Erzeugung einer sich periodisch ändernden, vorzugsweise im Wesentlichen säge- zahnförmigen, LeerlaufSchweißspannung (ULL) mit periodisch mit einer Wiederholfrequenz (fw) wiederkehrenden Spannungsmaxima ( ULL, max ) r dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzkonverter (5) durch einen Serien-Parallel-Resonanzkonverter gebildet ist, und dass eine Schaltung (6) zur Erzeugung von Hochfrequenzpulsen (UI,HF) vorgesehen ist, welche Schaltung (6) zum berührungslosen Zünden des Lichtbogens (L) zur Überlagerung der Hochfrequenzpul¬ se (UI,HF) ZU der LeerlaufSchweißspannung (ULL) zeitlich synchron im Bereich zumindest mancher periodisch wiederkehrender Spannungsmaxima (ULL, max ) der Leerlaufschweißspannung (ULL) ausgebildet ist .

8. Schweißstromquelle (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (6) zur Erzeugung der Hochfrequenzpulse (UI,HF) zur zeitlich synchronen Überlagerung der Hochfrequenzpulse (UI,HF) der Leerlaufschweißspannung (ULL) im Bereich jedes n-ten Spannungsmaximums (ULL, max ) der Leerlaufschweißspannung (ULL) aus¬ gebildet ist, wobei n eine ganze positive Zahl größer oder gleich 1 ist.

9. Schweißstromquelle (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass eine Messeinrichtung (7) zur Detektion der Schweißspannung (U) vorgesehen ist, welche Messeinrichtung (7) über eine Regelungseinrichtung (8) mit der Schaltung (6) zur Erzeugung der Hochfrequenzpulse (UI,HF) verbunden ist, sodass die Hochfrequenzpulse (UI , HF) zeitlich synchron mit detektierten defi¬ nierten Spannungswerten ( ULL,cief) überlagerbar sind.

10. Schweißstromquelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (6) zur Erzeugung der Hochfrequenzpulse (UI , HF) zur zeitlich um eine vorgegebene Zeit¬ spanne (At) , vorzugsweise bis 5ms, vor oder nach Auftreten des Spannungsmaximums ( ULL,max) versetzten Überlagerung der Hochfre¬ quenzpulse (UI , HF) ausgebildet ist.

11. Schweißstromquelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzkonverter (5) zur Erzeugung der sich periodisch ändernden LeerlaufSpannung (ULL) mit einer Wiederholfrequenz (fw) zwischen 10Hz und 100Hz, insbesondere 33Hz, ausgebildet ist.

12. Schweißstromquelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (6) zur Erzeugung von Hochfrequenzpulsen (UI , HF) zwischen 100kHz und 10MHz ausgebildet ist .

13. Schweißstromquelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (3) durch eine nicht- abschmelzende Elektrode, insbesondere Wolframelektrode, gebildet ist .

Description:
Verfahren zur berührungslosen Zündung eines Lichtbogens und Schweißstromquelle zur Durchführung eines Zündverfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur berührungslosen Zündung eines Lichtbogens zwischen einer Elektrode und einem zu ver ¬ schweißenden Werkstück zur Durchführung eines Schweißverfahrens, wobei ein Schweißstrom und eine Schweißspannung an einem Ausgang einer Schweißstromquelle bereitgestellt werden, wobei die

Schweißstromquelle einen Resonanzkonverter zur Erzeugung einer sich periodisch ändernden, vorzugsweise im Wesentlichen säge- zahnförmigen, LeerlaufSchweißspannung mit periodisch mit einer Wiederholfrequenz wiederkehrenden Spannungsmaxima beinhaltet.

Die Erfindung betrifft weiters eine Schweißstromquelle zur Be ¬ reitstellung eines Schweißstroms und einer Schweißspannung an einem Ausgang zur Durchführung eines Schweißverfahrens mit einem Lichtbogen zwischen einer Elektrode und einem zu verschweißenden Werkstück, mit einem Resonanzkonverter zur Erzeugung einer sich periodisch ändernden, vorzugsweise im Wesentlichen sägezahnför- migen, LeerlaufSchweißspannung mit periodisch mit einer Wiederholfrequenz wiederkehrenden Spannungsmaxima.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zündverfahren und eine Schweißstromquelle zur Durchführung eines Zündverfahrens für die Schweißtechnik, wobei sowohl Schweißverfahren mit abschmelzender Elektrode, wie z.B. MIG (Metall-Inertgas) - oder MAG (Metall- Aktivgas ) -Schweißverfahren, als auch Schweißverfahren mit nicht abschmelzender Elektrode, wie z.B. WIG (Wolfram-Inertgas) - Schweißverfahren, denkbar sind.

Zum berührungslosen Zünden des für das Schweißverfahren notwendigen Lichtbogens zwischen der Elektrode und dem zu verschwei ¬ ßenden Werkstück ist eine hohe Spannung von Vorteil. Aus Gründen der Sicherheit ist jedoch die dauerhaft zugelassene maximale Leerlaufschweißspannung am Ausgang einer Schweißstromquelle üblicherweise normativ begrenzt.

Man ist daher dazu bestrebt die Schweißstromquellen so auszubil ¬ den, dass einerseits die Sicherheitsvorschriften erfüllt werden und andererseits ein sicheres Zünden des Lichtbogens gewährleis- tet wird. Hierzu gibt es verschiedene Methoden welche zum Teil einen erheblichen Schaltungsaufwand beinhalten, der nicht nur die Kosten einer Schweißstromquelle erhöhen, sondern auch die Baugröße, da die Schaltungen zur Verbesserung des Zündverhaltens einen beträchtlichen Teil der Schweißstromquelle einnehmen können .

Beispielsweise werden bei Schweißstromquellen des Standes der Technik Hilfsspannungsquellen verwendet, um die Ausgangsspannung anzuheben und eine Zündung des Lichtbogens zu ermöglichen.

So ist beispielsweise aus der WO 2005/051585 AI oder der US 5,117,088 A bekannt zum berührungslosen Zünden Hochfrequenzpulse auf die Schweißspannung einzukoppeln .

Die US 2014/0251968 AI beschreibt ein Schweißsystem mit einer Hochfrequenz zündung, wobei eine Regelungseinrichtung vorgesehen ist, welche die Zündung in Abhängigkeit des vorgesehenen

Schweißverfahrens aktiviert.

Die vorliegende Erfindung ist auf ein oben genanntes Zündverfah ¬ ren und eine oben genannte Schweißstromquelle zur Durchführung eines Zündverfahrens gerichtet, bei der ein Resonanzkonverter zur Erzeugung einer sich periodisch ändernden, vorzugsweise im Wesentlichen sägezahnförmigen, LeerlaufSchweißspannung mit periodisch mit einer Wiederholfrequenz wiederkehrenden Spannungsma- xima beinhaltet.

Resonanzkonverter sind elektrische Schaltungen, welche auf Reso ¬ nanz mit einer bestimmten Resonanzfrequenz beruhen. Üblicherweise werden Impulse mit einer Frequenz nahe dieser Resonanzfre ¬ quenz angelegt und dadurch der Resonanzkreis mit der Resonanz ¬ frequenz angeregt, wodurch eine sich periodisch ändernde Ausgangsspannung resultiert. Beispielsweise beschreibt die WO

2016/142218 AI einen Resonanzwandler mit entsprechenden kapazitiven und induktiven Bauelementen, der auch in einer Stromquelle für ein Schweißgerät Anwendung finden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein oben genanntes Verfahren und eine oben genannte Schweißstromquelle zu schaffen, welche ein sicheres Zünden des Lichtbogens gewährleis ¬ ten aber einen möglichst geringen Aufwand verursachen, um eine wirtschaftliche Anwendung auch bei den oben genannten kostengünstigen Schweißstromquellen mit Resonanzkonvertern zur Erzeugung einer sich periodisch ändernden LeerlaufSpannung zu ermöglichen. Nachteile bekannter Verfahren sollen vermieden oder zumindest reduziert werden.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe in verfahrensmäßiger Hinsicht dadurch, dass der Resonanzkonverter durch einen Serien- Parallel-Resonanzkonverter gebildet wird, und dass der Leerlauf ¬ schweißspannung im Bereich zumindest mancher periodisch wiederkehrender Spannungsmaxima der Leerlaufschweißspannung zeitlich synchron Hochfrequenzpulse überlagert werden. Das vorliegende Verfahren sieht also vor, die Hochfrequenzpulse zeitlich syn ¬ chron mit zumindest manchen Spannungsmaxima der sich periodisch ändernden Leerlaufschweißspannung zu überlagern, wodurch bestmögliche Zündeigenschaften erreicht werden können. Ein durch einen Serien-Parallel-Resonanzkonverter gebildeter Resonanzkonverter als Teil der Schweißstromquelle ist besonders einfach und somit kostengünstig sowie platzsparend aufgebaut. Aufwändige Schaltungen zur Erhöhung der Zündspannung, wie z.B. Spannungs- verdopplerschaltungen oder andere Hilfsschaltungen, sind nicht notwendig, weshalb der Aufwand für die Durchführung des Verfah ¬ rens sehr gering gehalten werden kann. Dadurch, dass die Hochfrequenzpulse zeitlich synchron dem Spannungsmaxima der Leer ¬ laufschweißspannung überlagert werden, können die Zündeigenschaften verbessert werden und gleichzeitig geltende Sicher ¬ heitsvorschriften eingehalten werden. Dadurch, dass die Hochfrequenzpulse nicht zwingend jedem Spannungsmaximum der Leerlauf- schweißspannung überlagert werden müssen, kann die mittlere dauerhaft anliegende Leerlaufschweißspannung unterhalb normativer Grenzwerte gehalten werden.

Mit der Aussage, dass die Hochfrequenzpulse im Bereich des Span ¬ nungsmaximums überlagert werden soll zum Ausdruck gebracht wer ¬ den, dass die Hochfrequenzpulse nicht exakt zum Zeitpunkt des Auftretens des Spannungsmaximums überlagert werden müssen, son ¬ dern dies in einem Bereich vor oder nach Auftreten des Span- nungsmaximums erfolgen kann. Erfahrungsgemäß ist eine Überlage ¬ rung der Hochfrequenzpulse im Bereich des Spannungsmaximums bzw. 90% des Spannungsmaximums optimal bzw. ausreichend.

Vorteilhafterweise werden der Leerlaufschweißspannung im Bereich jedes n-ten Spannungsmaximums der Leerlaufschweißspannung zeitlich synchron Hochfrequenzpulse überlagert, wobei n eine ganze positive Zahl größer oder gleich 1 ist. Durch entsprechende Wahl der Zahl n kann einerseits die im Mittel am Ausgang der Schweiß ¬ stromquelle übertragene Energie limitiert werden, um die Sicher ¬ heitsvorschriften einhalten zu können, und andererseits auch darauf Rücksicht genommen werden, dass die Erzeugung der Hochfre ¬ quenzpulse durch das Aufladen entsprechender Speicherbauelemente, wie Kondensatoren, eine gewisse Zeit benötigt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Schweißspannung gemessen und das Überschreiten eines vorgegebenen Spannungswerts detektiert und es werden die Hochfrequenzpulse zumin ¬ dest manchen detektierten vorgegebenen Spannungswerten zeitlich synchron überlagert. Durch die zusätzliche Messung der Leerlauf ¬ schweißspannung kann die zeitliche Synchronität der Überlagerung der Hochfrequenzpulse mit zumindest manchen Spannungsmaxima ver ¬ bessert werden, da die realen Bedingungen berücksichtigt werden. Durch die Einstellung des vorgegebenen Spannungswerts im Bereich der zu erwartenden Spannungsmaxima kann der Zeitpunkt des Auf ¬ tretens der Spannungsmaxima sehr zuverlässig festgestellt werden und der Hochfrequenzpuls dem Spannungsmaximum zeitlich synchron überlagert werden.

Die Hochfrequenzpulse können um eine vorgegebene Zeitspanne, vorzugsweise bis 5ms, vor oder nach Auftreten des Spannungsmaxi ¬ mums überlagert werden. Wie bereits oben erwähnt muss das Über ¬ lagern der Hochfrequenzpulse nicht exakt im Zeitpunkt des Span ¬ nungsmaximums vorgenommen werden, sondern kann auch in einem Bereich davor bzw. danach stattfinden, ohne dass die Zündeigenschaften wesentlich verschlechtert werden. Bei üblichen Zündverfahren haben sich Verzögerungen im Bereich zwischen 0 und 5ms als geeignet herausgestellt. Vorteilhafterweise wird eine Leerlaufschweißspannung mit einer Wiederholfrequenz zwischen 10Hz und 100Hz, insbesondere 33Hz, zur Verfügung gestellt. Diese Frequenzbereiche stellen geeignete Werte bei Schweißstromquellen dar.

Idealerweise werden Hochfrequenzpulse mit einer Frequenz zwi ¬ schen 100kHz und 10MHz überlagert. Hochfrequenzpulse mit einer derartigen Frequenz weisen eine Amplitude von mehreren kV auf, um die Zündstrecke für die Zündung ausreichend zu ionisieren.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch eine oben genannte Schweißstromquelle, bei welcher der Resonanzkonverter durch einen Serien-Parallel-Resonanzkonverter gebildet ist, und eine Schaltung zur Erzeugung von Hochfrequenzpulsen vorgesehen ist, welche Schaltung zum berührungslosen Zünden des Lichtbogens zur Überlagerung der Hochfrequenzpulse zu der Leerlaufschweiß ¬ spannung zeitlich synchron im Bereich zumindest mancher periodisch wiederkehrender Spannungsmaxima der Leerlaufschweißspannung ausgebildet ist. Eine derartige Schweißstromquelle zeichnet sich durch einen relativ einfachen und kostengünstig herstellbaren Aufbau und geringe Baugröße aus. Zu den weiteren dadurch er ¬ zielbaren Vorteilen wird auf die obige Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.

Vorteilhafterweise ist die Schaltung zur Erzeugung der Hochfre ¬ quenzpulse zur zeitlich synchronen Überlagerung der Hochfrequenzpulse der Leerlaufschweißspannung im Bereich jedes n-ten Spannungsmaximums der Leerlaufschweißspannung ausgebildet, wobei n eine ganze positive Zahl größer oder gleich 1 ist. Wie bereits oben erwähnt ist es nicht zwingend erforderlich bei jedem Span ¬ nungsmaximum der Leerlaufschweißspannung entsprechende Hochfrequenzpulse zu überlagern um eine sichere und geeignete Zündung des Lichtbogens gewährleisten zu können.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Messeinrichtung zur Detektion der Schweißspannung vorgesehen, welche Messeinrichtung über eine Regelungseinrichtung mit der Schaltung zur Erzeugung der Hochfrequenzpulse verbunden ist, sodass die Hoch ¬ frequenzpulse zeitlich synchron mit den detektierten definierten Spannungswerten überlagerbar sind. Die Messeinrichtung kann durch eine üblicherweise vorhandene Einrichtung zur Überwachung der Schweißspannung gebildet werden, sodass keine zusätzliche Hardware erforderlich ist.

Weiters kann die Schaltung zur Erzeugung der Hochfrequenzpulse zur zeitlich um eine vorgegebene Zeitspanne, vorzugsweise bis 5ms, vor oder nach Auftreten des Spannungsmaximums versetzten Überlagerung der Hochfrequenzpulse ausgebildet sein.

Vorteilhafterweise ist die Schaltung zur Erzeugung der sich periodisch ändernden Leerlaufschweißspannung mit einer Wiederholfrequenz zwischen 10Hz und 100Hz, insbesondere 33Hz, ausgebildet .

Idealerweise ist die Schaltung zur Erzeugung von Hochfrequenzpulsen zwischen 100kHz und 10MHz ausgebildet.

Die Elektrode kann durch eine nichtabschmelzende Elektrode, ins ¬ besondere eine Wolframelektrode, gebildet sein. Insbesondere bei WIG-Schweißverfahren mit nichtabschmelzender Wolframelektrode stellt die berührungslose Zündung des Lichtbogens bei geringen LeerlaufSpannungen eine besondere Herausforderung dar.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schweißstromquelle gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsvariante einer Schweißstromquelle gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 den Zeitverlauf der Leerlaufschweißspannung einer

Schweißstromquelle mit einem Resonanzkonverter;

Fig. 4 den Zeitverlauf der Leerlaufschweißspannung bei Anwendung des erfindungsgemäßen Zündverfahrens;

Fig. 5 den Zeitverlauf der Leerlaufschweißspannung bei einer Variante des erfindungsgemäßen Zündverfahrens; und Fig. 6 den Zeitverlauf der LeerlaufSchweißspannung bei einer weiteren Variante des Zündverfahrens .

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Schweißstromquelle 1 ge ¬ mäß der vorliegenden Erfindung. Die Schweißstromquelle 1 dient zur Bereitstellung eines Schweißstroms I und einer Schweißspannung U an einem Ausgang 2 zur Durchführung eines Schweißverfahrens mit einem Lichtbogen L zwischen einer Elektrode 3 und einem zu verschweißendem Werkstück 4. Die Elektrode 3 kann eine nicht- abschmelzende Elektrode, insbesondere Wolframelektrode, aber auch eine abschmelzende Elektrode sein. Die Schweißstromquelle 1 beinhaltet einen Resonanzkonverter 5 zur Erzeugung der Schweißspannung U. Der Resonanzkonverter 5 kann insbesondere durch einen Serien-Parallel-Resonanzkonverter gebildet sein. Derartige Schaltungen sind besonders einfach aufgebaut und werden bei ei ¬ ner Reihe von Schweißstromquellen 1 verwendet. Der Resonanzkonverter 5 ist über entsprechende Vorschaltungen, wie z.B. Gleichrichter oder dgl . , mit dem Versorgungsnetz verbunden.

Zur berührungslosen Zündung des Lichtbogens L zwischen Elektrode 3 und Werkstück 4 ist eine Schaltung 6 zur Erzeugung von Hochfrequenzpulsen UI , HF vorgesehen, welche Hochfrequenzpulse UI , HF der Leerlaufschweißspannung U LL am Ausgang 2 der Schweißstromquelle 1 überlagert werden und zwar zeitlich synchron im Bereich zumindest mancher der periodisch wiederkehrenden Spannungsmaxima U L L,max der Leerlaufschweißspannung U L L- Unter der Voraussetzung fester zeitlicher Parameter können die Zeitpunkte der periodisch wiederkehrenden Spannungsmaxima U LLimax mit hinreichender Genauig ¬ keit bestimmt werden und die Überlagerung der Hochfrequenzpulse U I I H F hinreichend genau vorgenommen werden. Die Schaltung 6 zur Erzeugung von Hochfrequenzpulsen UI , HF kann auch parallel zum Aus ¬ gang 2 bzw. Lichtbogen L angeordnet sein (nicht dargestellt) .

Zur Verbesserung der zeitlichen Synchronität der Überlagerung kann eine Regelungseinrichtung 8 vorgesehen sein, welche die Schaltung 6 zur Erzeugung von Hochfrequenzpulsen U I I H F entspre ¬ chend regelt. Optional kann eine Messeinrichtung 7 zur Detektion der Schweißspannung U vorgesehen sein, welche Messeinrichtung 7 mit der Regelungseinrichtung 8 verbunden ist, sodass die Hochfrequenzpulse UI , HF zeitlich synchron mit detektierten definierten Spannungswerten U LLidef am Ausgang 2 überlagerbar sind.

Dadurch, dass die Hochfrequenzpulse U IiH F im Bereich der Span- nungsmaxima U L L,max der LeerlaufSpannung U L L überlagert werden, kann die Zündspannung erhöht werden und somit eine sichere Zün ¬ dung des Lichtbogens L gewährleistet werden. Der zusätzliche Schaltungsaufwand ist minimal, weshalb die Schweißstromquelle 1 gegenüber herkömmlichen Schweißstromquellen nicht wesentlich größer und teurer ausgebildet sein muss. Die Hochfrequenzpulse U IiH F können kurz vor oder kurz nach dem Auftreten des Maximums der LeerlaufSpannung U L L,max dieser überlagert werden. Die Hoch ¬ frequenzpulse U IiH F müssen nicht bei jedem Spannungsmaximum U LLimax überlagert werden, sondern nur bei einem Teil der Spannungsmaxi- ma U LLimax , beispielsweise nur bei jedem zweiten oder jedem drit ¬ ten Spannungsmaximum U L L,max-

Fig. 2 zeigt eine gegenüber Fig. 1 erweiterte Blockschaltung einer Schweißstromquelle 1, wobei der Resonanzwandler 5 zur Erzeu ¬ gung der sich periodisch ändernden Leerlaufschweißspannung U LL durch einen Serien-Parallel-Resonanzkonverter mit einer Induktivität L R , einer Kapazität C R und einer Kapazität C P gebildet ist. Weiters weist der Resonanzkonverter 5 einen Transformator T auf. Die Schalter Sl, S2, S3 und S4 erzeugen am Eingang U E des Resonanzkreises Spannungspulse, die den Resonanzkreis L R , C R und C p anregen. Die parallel zu den Schaltern Sl bis S4 gezeigten Kondensatoren sind deren parasitäre Kapazitäten und haben auf den Resonanzkreis keinen Einfluss, weil sie um ein Vielfaches klei ¬ ner sind als die Kapazität C R . Der dargestellte Serien-Parallel- Resonanzwandler hat außerdem die Eigenschaft, dass sich die Schweißspannung U im Leerlauf (also ohne angeschlossene Last) aufgrund des mit C P gebildeten Schwingkreises derart erhöht, dass auch eine Regelung des Resonanzwandlers 5 im Leerlauf erforder ¬ lich ist. Dazu wird der Resonanzwandler 5 im Leerlauf gepulst betrieben. An dem Eingang U E des Resonanzwandlers 5 werden hierzu für eine bestimmte Zeitspanne Spannungspulse angelegt. Eine Zu- satzbeschaltung 9 zur Aufrechterhaltung der Leerlaufschweißspannung U LL , bestehend aus der Diode D L , dem Widertand R L und dem Kondensator C L , stellt eine Realisierungsmöglichkeit dar, um den Serien-Parallel Resonanzkonverter im Leerlauf gepulst zu betrei ¬ ben. Die durch den Resonanzwandler 5 erzeugte Schwingung lädt den Glättungskondensator C L über die Diode D L auf der Sekundärseite auf. In der Zeit, in der keine Spannungspulse angelegt werden, entlädt sich der Glättungskondensator C L über den Widerstand R L . Es stellt sich am Ausgang des Resonanzwandlers 5 daher eine sich periodisch ändernde, vorzugsweise im Wesentlichen sä- gezahnförmigen LeerlaufSchweißspannung U LL mit periodisch mit einer Wiederholfrequenz f w wiederkehrenden Spannungsmaxima U L L,max (s. Fig. 3) ein.

In Fig. 3 ist der Zeitverlauf der LeerlaufSchweißspannung U LL einer Schweißstromquelle 1 mit einem Resonanzkonverter darge ¬ stellt. Dementsprechend resultiert am Ausgang 2 der Schweiß ¬ stromquelle 1 eine LeerlaufSchweißspannung U LL mit einer sich periodisch ändernden, im Wesentlichen sägezahnförmigen Leerlaufschweißspannung U LL mit gemäß einer Wiederholfrequenz f w wiederkehrenden Spannungsmaxima U L L,max-

Fig. 4 zeigt den Zeitverlauf der LeerlaufSchweißspannung U LL bei Anwendung des erfindungsgemäßen Zündverfahrens. Dabei wird bei manchen (hier bei jedem) der auftretenden Spannungsmaxima U L L,max im Bereich des Spannungsmaximum U LLimax ein Hochfrequenzpuls U IIHF überlagert. Dadurch wird die Zündung des Lichtbogens L erleich ¬ tert ohne dass die maximale durchschnittliche Spannung am Aus ¬ gang 2 der Schweißstromquelle 1 über vorgeschriebene Grenzwerte hinausgeht. Wichtig ist, dass der Energieinhalt der Hochfre ¬ quenzpulse U I , HF über die Zeit normative Grenzwerte nicht über ¬ schreitet .

Fig. 5 zeigt den Zeitverlauf der LeerlaufSchweißspannung U LL am Ausgang 2 der Schweißstromquelle 1 bei einer Variante des Zünd ¬ verfahrens gegenüber Fig. 3. Dementsprechend werden nur bei je ¬ dem zweiten Maximum der LeerlaufSpannung U LLimax die Hochfrequenzpulse U I , HF überlagert. Demgemäß steht mehr Zeit für das Wieder ¬ aufladen speichernder Bauelemente der Schaltung 6 zur Erzeugung der Hochfrequenzpulse U IIHF zur Verfügung und es wird über die Zeit eine geringere Energiemenge über den Ausgang 2 übertragen.

Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt des zeitlichen Verlaufs der Leer ¬ laufspannung U LL am Ausgang 2 einer Schweißstromquelle 1, wobei die Leerlaufschweißspannung U LL laufend gemessen wird und mit ei- nem definierten Spannungswert U LLide f verglichen wird. Der defi ¬ nierte Spannungswert U L L,cief liegt etwas unterhalb der erwarteten oder eingestellten maximalen Leerlaufschweißspannung U LL I MAX , sodass die Detektion im Bereich des Spannungsmaximums U L L,max sicher gewährleistet werden kann. Nach der Detektion des definierten Spannungswert U L L,cief wird zumindest in manchen Fällen ein Hoch ¬ frequenzimpuls UI , HF überlagert, welcher die berührungslose Zün ¬ dung des Lichtbogens L erleichtert bzw. ermöglicht. Die zeitli ¬ che Verschiebung zwischen dem Auftreten des definierten Spannungswerts U LLide f und dem Zeitpunkt der Überlagerung des Hochfre ¬ quenzpulses UI , HF erfolgt um eine vorgegebene Zeitspanne At ver ¬ setzt, wobei die Zeitspanne At beispielsweise zwischen 0 und 5ms betragen kann.