DE102017115886A1 - Electrode welding system for battery current welding and method for battery current electrode welding - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Elektroden-Schweißsystem zum Batteriestrom-Schweißen mit
• einer Schweißelektrode (1), die entlang einer Elektroden-Erstreckungsachse (E) verläuft, wobei die Schweißelektrode (1) im Querschnitt entlang der Elektroden-Erstreckungsachse (E) betrachtet mindestens zwei durch Elektroden-Mantelbereiche (10) voneinander getrennte Elektrodenkerne (12) aufweist, die an einem Kontaktierungsende der Schweißelektrode (1) elektrisch miteinander kontaktiert sind und
• einer Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung (2), die derart ausgebildet ist, dass ein aus einer Batterieeinrichtung (B1,B2,K) zur Schweißelektrode (1) geleiteter Batterieschweißstrom durch ein manuell verstellbares Ohmsches Stromsteuerelement (20) steuerbar ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Batteriestrom-Elektroden-Schweißen unter Anwendung eines solchen Elektroden-Schweißsystems zusammen mit einer Batterieeinrichtung.
The invention relates to an electrode welding system for battery current welding with
A welding electrode (1) which runs along an electrode extension axis (E), wherein the welding electrode (1) in the cross section along the electrode extension axis (E) at least two electrode cores (12) separated by electrode jacket regions (10) which are electrically contacted with each other at a contacting end of the welding electrode (1), and
A battery welding current control device (2) which is designed such that a battery welding current conducted from a battery device (B1, B2, K) to the welding electrode (1) can be controlled by a manually adjustable ohmic current control element (20).
Furthermore, the invention relates to a method for battery current electrode welding using such an electrode welding system together with a battery device.
Description
Die Erfindung betrifft ein Elektroden-Schweißsystem zum Batteriestrom-Schweißen und ein Verfahren zum Batteriestrom-Elektroden-Schweißen. Unter Batteriestrom-Schweißen ist im Sinne der Erfindung ein Schweißsystem zu verstehen, welches spezifisch dafür ausgebildet ist, unter alleiniger Verwendung von Batteriestrom ein zu schweißendes Werkstück zu schweißen.The invention relates to an electrode welding system for battery current welding and a method for battery current electrode welding. For the purposes of the invention, battery current welding is to be understood as meaning a welding system which is specifically designed to weld a workpiece to be welded, with the sole use of battery current.
Eine Lichtbogen-Schweißmaschine, die über zwei miteinander gekoppelte Autobatterien als Stromquelle betrieben wird, ist aus der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Schweißsystem zum Batteriestrom-Schweißen zu schaffen, das möglichst leicht zu transportieren und dabei möglichst kostengünstig ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Batteriestrom--Schweißen bereit zu stellen, das sich mit möglichst wenigen Hilfsmitteln ausführen lässt und zu kommerziell verwertbaren Ergebnissen führt.The invention is therefore based on the object to provide a welding system for battery current welding, which is as easy to transport and thereby cost as possible. Furthermore, the invention is based on the object to provide a method for battery current - welding, which can be performed with as few tools and leads to commercially useful results.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Elektroden-Schweißsystem gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Batteriestrom-Elektroden-Schweißen mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention the object is achieved by an electrode welding system according to the features of
Die Erfindung betrifft ein Elektroden-Schweißsystem zum Batteriestrom-Schweißen mit
- • einer Schweißelektrode, die entlang einer Elektroden-Erstreckungsachse verläuft, wobei die Schweißelektrode im Querschnitt entlang der Elektroden-Erstreckungsachse betrachtet mindestens zwei durch Elektroden-Mantelbereiche voneinander getrennte Elektrodenkerne aufweist, die an einem Kontaktierungsende der Schweißelektrode elektrisch miteinander kontaktiert sind und
- • einer Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung, die derart ausgebildet ist, dass ein aus einer Batterieeinrichtung zur Schweißelektrode geleiteter Batterieschweißstrom durch ein manuell verstellbares Ohmsches Stromsteuerelement steuerbar ist.
- A welding electrode extending along an electrode extension axis, the welding electrode having in cross section along the electrode extension axis at least two electrode cores separated by electrode cladding regions which are electrically contacted to one another at a contacting end of the welding electrode;
- A battery welding current control device, which is designed such that a battery welding current conducted from a battery device to the welding electrode can be controlled by a manually adjustable ohmic current control element.
Das Elektroden-Schweißsystem ist ein Baukastensystem und im patentrechtlichen Sinne ein so genanntes „kit-of-parts“. Das heißt, es stellt sich eine synergistische technische Wirkung ein, die über die Summe der technischen Einzelwirkungen der Einzelteile hinausgeht. Dies wird nachfolgend erläutert.The electrode welding system is a modular system and in the patent law sense a so-called "kit-of-parts". This means that a synergistic technical effect is created which goes beyond the sum of the individual technical effects of the individual parts. This will be explained below.
Der durch die Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung erzielte technische Effekt besteht in einer robusten, rein durch einen ohmschen Widerstand, d.h. ohne Einsatz von Steuerelektronik, erzielten Begrenzung des maximal aus der Batterieeinrichtung austretenden Kurzschluss-Schweißstroms.The technical effect achieved by the battery welding current control means is a robust, purely by an ohmic resistance, i. without the use of control electronics, achieved limitation of the maximum emerging from the battery device short-circuit welding current.
Der im Vergleich zu üblichen Schweißelektroden speziell ausgebildete Schweißelektroden-Innenaufbau zeigt mindestens zwei Elektrodenkerne, die von Elektroden-Mantelbereichen getrennt sind. Dieser Innenaufbau der Schweißelektrode führt beim Elektrodenschweißen zu einer Wanderbewegung des gezündeten Lichtbogens. Der Lichtbogen springt zwischen der Mehrzahl benachbart angeordneter Elektrodenkerne hin und her. Bei räumlich fixierter Schweißelektrode findet also eine örtliche Pendelbewegung des Lichtbogens statt. Der gesamte Batterieschweißstrom fließt somit abwechselnd über die benachbart angeordneten Elektrodenkerne. Die für diese Bewegung maßgeblichen physikalischen Gründe werden nachfolgend zusammengefasst dargestellt.The welding electrode internal structure specially designed in comparison with conventional welding electrodes shows at least two electrode cores which are separated from electrode jacket regions. This internal structure of the welding electrode leads during electrode welding to a traveling movement of the ignited arc. The arc jumps between the plurality of adjacently arranged electrode cores. In spatially fixed welding electrode thus takes place a local oscillating movement of the arc. The entire battery welding current thus flows alternately over the adjacently arranged electrode cores. The physical reasons that govern this movement are summarized below.
Eine ausführliche Beschreibung und Erläuterung solcher als „Pendelelektroden“ bezeichneten Schweißelektroden findet sich in der
Physikalisch folgt aus dem Anordnen räumlich beabstandeter Lichtbogen- und somit auch Schweißstrom-Pfade, dass der Lichtbogen, dem Hamiltonschen Prinzip (Prinzip der kleinsten Wirkung) folgend, immer dann seine örtliche Orientierung verändert, wenn ein räumlich alternativer Pfad eine geringere Wirkung (=Produkt aus Energie mit Laufzeit) bietet. In der
Beim Elektroden-Schweißen zum Einsatz kommende übliche Schweißstromquellen müssen eine vergleichsweise steil fallende Strom-Spannungs-Kennlinie derart aufweisen, dass bei Variationen in der Länge des Lichtbogens die Schweißstromstärke immer ideal konstant bleibt. Anders als beim Elektroden-Schweißen gemäß der Druckschrift
Im Vergleich zu elektronisch geregelten Schweißstromquellen für den Einsatz beim Elektroden-Schweißen übernimmt im vorliegenden System der regelmäßige und selbständige Wechsel des jeweils aktiven Elektrodenkerns einen Teil der üblicherweise elektronisch realisierten Regelung der Schweißstromquelle.Compared to electronically controlled welding power sources for use in electrode welding in the present system, the regular and autonomous change of each active electrode core takes over part of the usually electronically realized control of the welding power source.
Die Kombination der speziell ausgebildeten Schweißelektrode mit der Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung führt zu dem synergistischen Effekt, dass eine fallende U/I-Kennlinie der Schweißstromquelle nicht erforderlich ist, dennoch die Schweißstromstärke in gewissen Grenzen konstant bleibt und die einzelnen Elektrodenkerne nicht überhitzen. Eine elektronisch gesteuerte Schweißstromquelle mit steiler Strom-Spannungs-Kennlinie für den Einsatz beim Elektroden-Schweißen kann somit entfallen. Diese Schweißstromquelle muss für den Einsatz nicht mitgeführt werden, benötigt somit keinen Platz und verursacht keine Kosten, vorausgesetzt, dass am Schweiß-Einsatzort zwei bis drei Autobatterien vorhanden sind. Auch wenn die Autobatterien mitgeführt werden müssen, so stellen sie gegenüber üblichen elektronisch gesteuerten und/oder geregelten Schweißstromquellen eine deutlich preisgünstige Alternative dar.The combination of the specially designed welding electrode with the battery welding current control device leads to the synergistic effect that a falling U / I characteristic of the welding power source is not required, yet the welding current remains constant within certain limits and the individual electrode cores do not overheat. An electronically controlled welding current source with a steep current-voltage characteristic for use in electrode welding can thus be dispensed with. This welding power source does not have to be carried for use, thus requires no space and no cost, provided that there are two to three car batteries at the welding site. Even if the car batteries have to be carried along, so they represent a clearly low-cost alternative to conventional electronically controlled and / or regulated welding power sources.
Schweißelektrode und Batteriestrom-Steuereinrichtung des beanspruchten Schweißsystems werden zur Verwendung für einen Batterie-Schweißvorgang elektrisch mit einer Batterieeinrichtung gekoppelt. Die Batterieeinrichtung weist dazu elektrische Verbindungskabel mit Anschlussklemmen und beispielsweise zwei oder drei in Serie geschaltete Autobatterien auf. Die zwei Komponenten des Baukastens sind für sich genommen vergleichsweise leicht und daher gut zum Transport geeignet. Die Schweißelektrode und die Batteriestrom-Steuereinrichtung sind mittels eines elektrischen Verbindungskabels auf einfache Weise elektrisch kontaktierbar. Als elektrische Verbindungskabel zwischen der Batterie-Reihenschaltung und Schweißelektrode und Werkstück eignet sich im einfachsten Fall ein Paar Kraftfahrzeug-Starthilfekabel.Welding electrode and battery power controller of the claimed welding system are electrically coupled to a battery device for use in a battery welding operation. The battery device has for this purpose electrical connection cable with terminals and, for example, two or three series-connected car batteries. The two components of the kit are comparatively light in their own right and therefore well suited for transport. The welding electrode and the battery current control device can be electrically contacted by means of an electrical connection cable in a simple manner. As an electrical connection cable between the battery series circuit and welding electrode and workpiece is in the simplest case, a pair of automotive jumper cables.
Die erfinderische Kombination der speziell ausgebildeten Schweißelektrode mit der rein ohmsch funktionierenden Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung ist insbesondere bei Montage- oder Handwerksbetrieben im Feldeinsatz für Reparaturschweißungen geeignet. Insbesondere in diesem Einsatzfeld stellen Anschaffung und/oder Transport einer mobilen Stromquelle eine finanziell unwirtschaftliche Hürde dar. Zudem ist das Elektroden-Schweißsystem in abgelegenen Gegenden, in Katastrophenfällen oder beim Militärmissionen einsatzfähig, wo keine Stromversorgung mittels eines Licht- oder Drehstromanschlusses zur Verfügung stehen, jedoch Fahrzeuge mit darin eingebauten Fahrzeugbatterien samt im Fahrzeug vorgehaltener Starthilfekabel regelmäßig vorhanden sind. Ein voll einsatzfähiges Batterie-Schweißsystem umfasst in seinem minimalen Umfang lediglich die Schweißelektrode und die Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung.The inventive combination of the specially designed welding electrode with the pure ohmic functioning battery welding current control device is particularly suitable for assembly or craft businesses in field use for repair welding. In particular, in this field of application to purchase and / or transport a mobile power source is a financially uneconomical hurdle. In addition, the electrode welding system in remote areas, in disasters or military missions is operational, where no power supply by means of a light or three-phase connection are available, however Vehicles with built-in vehicle batteries including in the vehicle reproached jumper cables are regularly available. A fully operational battery welding system includes in its minimum extent only the welding electrode and the battery welding current control device.
Zum Batteriestrom-Schweißen wird das Elektroden-Schweißsystem an die Batterieeinrichtung in Form zweier Batterien beispielsweise zweier Autobatterien mittels elektrischer Verbindungskabel angeschlossen. Dazu der Minuspol der einen Batterie über ein elektrisches Verbindungskabel mit dem Pluspol der weiteren Batterie verbunden, der Minuspol der weiteren Batterie ist über ein weiteres elektrisches Verbindungskabel oder direkt mit der Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung verbunden. In dieser Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung ist ein manuell einstellbares Ohmsches Stromsteuerelement angeordnet. Dieses ist über ein weiteres elektrisches Verbindungskabel mit der Schweißelektrode verbunden, womit ein Werkstück zu schweißen ist. Das Werkstück ist über ein weiteres elektrisches Verbindungskabel mittels einer Masseklemme mit dem Pluspol der einen Batterie verbunden.For battery current welding, the electrode welding system is connected to the battery device in the form of two batteries, for example, two car batteries by means of electrical connection cable. For this purpose, the negative pole of a battery connected via an electrical connection cable to the positive pole of the other battery, the negative pole of the other battery is connected via another electrical connection cable or directly to the battery welding current control device. In this battery welding current control device arranged a manually adjustable ohmic current control element. This is connected via another electrical connection cable with the welding electrode, which is a workpiece to weld. The workpiece is connected via another electrical connection cable by means of a ground terminal to the positive pole of a battery.
Die Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung dient als manuell einstellbarer Vorwiderstand während eines Schweißvorgangs. Um bei dem Schweißvorgang in Abhängigkeit verschiedener Elektroden- und/oder Werkstoff-Materialstärken den maximalen Stromfluss zu begrenzen, wird die das Ohmsche Steuerelement der Batteriestrom-Steuereinrichtung manuell eingestellt.The battery welding current control device serves as a manually adjustable series resistor during a welding operation. In order to limit the maximum current flow in the welding operation as a function of different electrode and / or material material thicknesses, the ohmic control element of the battery current control device is set manually.
Der Aufbau der Schweißelektrode weist im Querschnitt der Schweißelektrode betrachtet mindestens zwei durch Elektroden-Mantelbereiche voneinander getrennte Elektrodenkerne auf. Die Elektroden-Mantelbereiche weisen dabei die für das Elektroden-Schweißen üblichen Zuschlagstoffe auf, die zu einer hinreichenden Bildung von Schutzgas und Schlacke führen. Die Elektrodenkerne sind an einem Kontaktierungsende der Schweißelektrode zum Anschluss an einen Elektrodenhalter elektrisch miteinander kontaktiert. Bevorzugter weist die Schweißelektrode drei oder mehr durch Elektroden-Mantelbereiche voneinander getrennte Elektrodenkerne auf. Die drei Elektrodenkerne sind im Querschnitt durch die Schweißelektrode bevorzugt Y-förmig angeordnet.The structure of the welding electrode, viewed in cross-section of the welding electrode, has at least two electrode cores separated from one another by electrode jacket regions. The electrode cladding regions have the usual additives for electrode welding, which lead to a sufficient formation of inert gas and slag. The electrode cores are electrically contacted to one another at a contacting end of the welding electrode for connection to an electrode holder. More preferably, the welding electrode has three or more electrode cores separated by electrode cladding regions. The three electrode cores are preferably arranged Y-shaped in cross-section through the welding electrode.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung als reine Steuerung ausgebildet ist. Es existiert also keine Regelungs-Funktionalität, was strukturell eine Regelungsschleife voraussetzen würde.In a preferred embodiment, the battery welding current control device is designed as pure control. So there is no control functionality, which structurally would require a control loop.
Bevorzugt ist das Ohmsche Stromsteuerelement aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff und einstückig ausgebildet, wobei es eine Erstreckungslänge aufweist und entlang der Erstreckungslänge des Ohmschen Stromsteuerelements verteilt eine Mehrzahl von Kontaktstellen zum elektrischen Kontaktieren des Ohmschen Stromsteuerelements ausgebildet sind. Durch die verschiedenen strukturell erkennbaren Kontaktstellen sind unterschiedliche Widerstände einstellbar und optisch erkennbar zu differenzieren.Preferably, the ohmic current control element of an electrically conductive material and is integrally formed, wherein it has an extension length and distributed along the extension length of the ohmic current control element, a plurality of contact points for electrically contacting the ohmic current control element are formed. Due to the different structurally recognizable contact points, different resistances can be set and optically differentiated.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ohmsche Stromsteuerelement in Form einer spiralartigen Struktur oder in Form einer mäandrierenden Struktur ausgebildet. Das Ohmsche Stromsteuerelement kann beispielsweise eine Feder sein, wenn es eine spiralartige Struktur aufweist. Die mäandrierende Struktur kann beispielsweise aus einer Metallplatte durch Schneiden beispielsweise Wasserstrahlschneiden erzeugt sein. Außen zu liegen kommende Umkehrbereiche der mäandrierenden Struktur stellen bevorzugt die Mehrzahl von Kontaktstellen zum Kontaktieren des Ohmschen Stromsteuerelementes dar.In a preferred embodiment, the ohmic current control element is designed in the form of a spiral-like structure or in the form of a meandering structure. The ohmic current control element may, for example, be a spring if it has a spiral-like structure. The meandering structure can be produced, for example, from a metal plate by cutting, for example, water jet cutting. Outer lying Umkehrbereiche the meandering structure preferably represent the plurality of contact points for contacting the Ohm's current control element.
Bevorzugt ist das Ohmsche Stromsteuerelement aus einem Federstahl oder aus einer Metalllegierung entsprechend Kanthal®-Draht ausgebildet. Federstahl ist ein Stahl, der im Vergleich zu anderen Stählen eine vergleichsweise hohe Elastizitätsgrenze und eine vergleichsweise hohe Festigkeit besitzt. Er weist daher eine vergleichsweise hohe Biegsamkeit auf. Kanthal® ist eine Legierung, welche Eisen, Chrom und Aluminium aufweist. Beispielsweise weist die Legierung 62,5 bis 76 Gew.-% Eisen, 20,0 bis 30,0 Gew.-% Chrom und 4,0 bis 7,5 Gew.-% Aluminium auf. Sie weist vorzugsweise eine Beständigkeit bis 1400°C auf. Die drei metallischen Komponenten besitzen jeweils einen vergleichsweise hohen spezifischen elektrischen Widerstand.The ohmic current control element is preferably formed from a spring steel or from a metal alloy according to Kanthal® wire. Spring steel is a steel that has a comparatively high elastic limit and a comparatively high strength compared to other steels. He therefore has a comparatively high flexibility. Kanthal® is an alloy containing iron, chromium and aluminum. For example, the alloy comprises 62.5 to 76% by weight of iron, 20.0 to 30.0% by weight of chromium and 4.0 to 7.5% by weight of aluminum. It preferably has a resistance up to 1400 ° C. The three metallic components each have a comparatively high specific electrical resistance.
Bevorzugt weist die Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung eine Streifensicherung für einen Batterieanschluss auf. Diese dient als Absicherung gegen einen Kurzschluss.The battery welding current control device preferably has a strip fuse for a battery connection. This serves as protection against a short circuit.
Das Ohmsche Stromsteuerelement ist bevorzugt zwischen zwei Platten angeordnet. Dadurch ist die Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung gut handhab- und tragbar. Die Platten sind bevorzugt aus rostfreiem Edelstahl gebildet. Dieser rostfreie Edelstahl ist vorzugsweise zunderbeständig. Beispielsweise sind die Platten aus Chrom-Nickel-Stahl gefertigt, der mindestens 13 Gew.-% Chrom enthält. Beispielsweise handelt es sich um Stahl mit der Werkstoffnummer 1.4301, der oftmals als V2A bezeichnet wird. Dieser Chrom-Nickel-Stahl mit 18 Gew.-% Chrom und 10 Gew.-% Nickel ist austenitisch, säurebeständig und besitzt einen niedrigen Kohlenstoffgehalt. Er ist zudem bis 600°C hitzebeständig. Durch die Anordnung zwischen den Platten ist das Ohmsche Steuerelement robust geschützt.The ohmic current control element is preferably arranged between two plates. As a result, the battery welding current control device is easy to handle and to carry. The plates are preferably formed of stainless steel. This stainless steel is preferably scale resistant. For example, the plates are made of chrome-nickel steel containing at least 13 wt .-% chromium. For example, it is steel with the material number 1.4301, which is often referred to as V2A. This chromium-nickel steel with 18% by weight chromium and 10% by weight nickel is austenitic, acid-resistant and has a low carbon content. It is also heat resistant up to 600 ° C. Due to the arrangement between the plates, the ohmic control element is robustly protected.
Bevorzugt ist ein Zwischenraum zwischen den Platten mit Keramikvergussmasse und/oder Keramikmatten elektrisch und thermisch isoliert. Das Ohmsche Steuerelement heizt sich während des Schweißvorgangs auf, so dass eine thermische Isolierung vorteilhaft ist.Preferably, a gap between the plates with Keramikvergussmasse and / or ceramic mats is electrically and thermally insulated. The ohmic control heats up during the welding process, so that a thermal insulation is advantageous.
Bevorzugt springt die Mehrzahl an Kontaktstellen des Ohmschen Steuerelements als Vorsprünge zwischen den Platten und ggf. der Keramikvergussmasse und/oder -matte hervor. Dadurch kann eine Elektrode leicht an einer derart positionierten Kontaktstelle angebracht werden. Dieser Aufbau der Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung schützt das Ohmsche Stromsteuerelement zudem weitgehend vor Feuchtigkeit und/oder mechanischen Einflüssen, welche beispielsweise beim Transport entstehen können.The plurality of contact points of the ohmic control element preferably project as projections between the plates and possibly the ceramic casting compound and / or mat. Thereby, an electrode can be easily attached to such a positioned contact point. This construction of the battery welding current control device also largely protects the ohmic current control element from moisture and / or mechanical damage Influences that may arise during transport, for example.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schweißelektrode aus einer Mehrzahl gebündelt nebeneinander angeordneter Einzel-Schweißelektroden aufgebaut. Die Einzel-Schweißelektroden sind bevorzugt Standard-Schweißelektroden mit einem runden Querschnitt und einem runden Elektrodenkern. Unter einer Standard-Schweißelektrode kann eine Stabelektrode verstanden werden. Eine Stabelektrode ist ein mineralisch ummantelter Metallstab. Der Metallstab bildet den Elektrodenkern und die mineralische Ummantelung den Elektroden-Mantelbereich. Der Werkstoff des Elektrodenkerns richtet sich nach dem zu schweißenden Werkstoff und dessen chemischer Zusammensetzung. Der Elektroden-Mantelbereich der Einzel-Schweißelektrode ist bevorzugt ausgebildet, Gas(e) zu bilden, welche(s) den beim Schweißen entstehenden Lichtbogen stabilisieren und gleichzeitig als Schutzgas eine Oxidation der beim Schweißen entstehenden Schweißnaht verhindern. Zusätzlich enthält der Elektroden-Mantelbereich bevorzugt mindestens ein Zusatzmittel, welches zur Bildung von Schlacke führen, welche als Flussmittel zur Verringerung der Oberflächenspannung des aufgeschmolzenen Werkstoffs führt, für eine gleichmäßigere Abkühlung sorgt und möglichweise entstehende Verunreinigung(en) bindet. Der Elektroden-Mantelbereich ist weiterhin bevorzugt ausgebildet, einen Ausbrand von Legierungsbestandteilen durch mindestens einen entsprechenden Zusatzstoff auszugleichen, eine Ausbringung zu erhöhen, eine beim Schweißen entstehende Schweißnaht abzukühlen und/oder den Lichtbogen zu ionisieren und stabilisieren.In a preferred embodiment, the welding electrode is constructed from a plurality of bundled individual welding electrodes arranged side by side. The single welding electrodes are preferably standard welding electrodes with a round cross section and a round electrode core. A standard welding electrode can be understood to mean a rod electrode. A stick electrode is a mineral-coated metal rod. The metal rod forms the electrode core and the mineral sheath forms the electrode sheath region. The material of the electrode core depends on the material to be welded and its chemical composition. The electrode cladding region of the single-welding electrode is preferably designed to form gas (s) which stabilize the arc produced during welding and at the same time prevent oxidation of the weld formed during welding as protective gas. In addition, the electrode cladding region preferably contains at least one additive which results in the formation of slag which acts as a flux to reduce the surface tension of the molten material, provides more uniform cooling, and binds any resulting contaminant (s). The electrode cladding region is furthermore preferably designed to compensate for a burnout of alloy constituents by at least one corresponding additive, to increase an output, to cool a weld formed during welding and / or to ionize and stabilize the arc.
Bevorzugt weist die Schweißelektrode im Querschnitt entlang der Elektroden-Erstreckungsachse betrachtet drei durch Elektroden-Mantelbereiche voneinander getrennte Elektrodenkerne auf, welche Y-förmig zueinander angeordnet sind. Ein Durchmesser jedes Elektrodenkerns liegt bevorzugt zwischen 0,5 und 5,0 mm, bevorzugter zwischen 1,0 und 3,0mm.Preferably, the welding electrode, viewed in cross section along the electrode extension axis, has three electrode cores which are separated from one another by electrode jacket regions and which are arranged in a Y-shape relative to one another. A diameter of each electrode core is preferably between 0.5 and 5.0 mm, more preferably between 1.0 and 3.0 mm.
Bevorzugt sind die Einzel-Schweißelektroden mit einem Umhüllungsstoff eingehüllt und somit aneinander fixiert. Der Umhüllungsstoff kann ganz rudimentär aus Zellulose gebildet sein.Preferably, the individual welding electrodes are wrapped with a wrapping material and thus fixed to each other. The wrapping material can be formed from rudimentary cellulose.
Das Elektroden-Schweißsystem kann weiterhin einen handelsüblichen Elektrodenhalter zum Elektroden-Schweißen enthalten. Der Elektrodenhalter kann jedoch auch mittels der Klemmzange eines Starhilfekabels improvisiert werden.The electrode welding system may further include a commercially available electrode holder for electrode welding. However, the electrode holder can also be improvised by means of the clamping forceps of a Starhilfekabels.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Batteriestrom-Elektroden-Schweißen weist folgende Merkmale auf:
- - Bereitstellen eines Elektroden-Schweißsystems in einer der vorangehend beschriebenen Varianten,
- - Bereitstellen einer Batterieeinrichtung mit einem Pluspol und einem Minuspol,
- - Bereitstellen eines zu schweißenden Werkstücks;
- - elektrisches Kontaktieren des Minuspols der Batterieeinrichtung an die Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung,
- - elektrisches Kontaktieren des Pluspols der Batterieeinrichtung an das zu schweißende Werkstück und
- - elektrisches Kontaktieren der Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung an die Schweißelektrode unter Einstellung des manuell verstellbaren Ohmschen Stromsteuerelements.
- Providing an electrode welding system in one of the variants described above,
- Providing a battery device with a positive pole and a negative pole,
- - Providing a workpiece to be welded;
- electrically contacting the negative pole of the battery device to the battery welding current control device,
- - Electrically contacting the positive pole of the battery device to the workpiece to be welded and
- - electrically contacting the battery welding current control device to the welding electrode with adjustment of the manually adjustable ohmic current control element.
Das manuell verstellbare Ohmsche Stromsteuerelement wird in Abhängigkeit folgender Parameter eingestellt:
- - der Durchmesser der in der Schweißelektrode vorhandenen Elektrodenkerne,
- - die Materialstärke und das Material des zu schweißenden Werkstücks, die Länge der zu fertigenden Schweißnaht und
- - die Kapazität und der Ladezustand der zum Einsatz kommenden Batterieeinrichtung.
- the diameter of the electrode cores present in the welding electrode,
- - The material thickness and the material of the workpiece to be welded, the length of the weld to be manufactured and
- - The capacity and the state of charge of the used battery device.
Es kann notwendig werden, während eines vergleichsweise längeren Schweißvorgangs den über das Ohmsche Stromsteuerelement eingestellten Widerstand anzupassen. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Ladezustand der zum Einsatz kommenden Batterieeinrichtung stark abnimmt und dadurch der Stromfluss des Batterieschweißstroms zu gering zu werden droht.It may be necessary to adjust the resistance set via the Ohmic Current Control during a comparatively longer welding operation. This is especially true when the state of charge of the battery device used for use decreases sharply and thus the current flow of the battery welding current threatens to be too low.
Eine Ausführungsform des Elektroden-Schweißsystems zum Batteriestrom-Schweißen ist in den nachfolgenden Figuren veranschaulicht. Es zeigen schematisch und nicht maßstabsgerecht:
-
1 ein erfindungsgemäßes Elektroden-Schweißsystem während eines Schweißvorgangs; -
2 eine Teil-Draufsicht auf die in1 gezeigte Batterieschweißstrom-Steuereinrichtung; -
3 eine vergrößerte Ansicht auf die in1 gezeigte Schweißelektrode und -
4 eine noch weiter vergrößerte Teil-Draufsicht auf den Innenaufbau der in3 gezeigten Schweißelektrode.
-
1 an electrode welding system according to the invention during a welding operation; -
2 a partial top view of the in1 shown battery welding current control device; -
3 an enlarged view of the in1 shown welding electrode and -
4 a still further enlarged partial plan view of the internal structure of in3 shown welding electrode.
Nachfolgend ist ein Beispiel zur weiteren Erläuterung der Erfindung angegeben.The following is an example for further explanation of the invention.
Beispielexample
Das in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- B1, B2, KB1, B2, K
- Batterieeinrichtungbattery means
- B1B1
- Batteriebattery
- BB
- weitere Batterieadditional battery
- Ee
- Erstreckungsachseextension axis
- HH
- Schweißelektroden-HalterWelding Electrode Holders
- KK
- elektrisches Verbindungskabelelectrical connection cable
- WW
- Werkstückeworkpieces
- 11
- Schweißelektrodewelding electrode
- 1010
- Elektroden-MantelbereichElectrode sheath region
- 1111
- Einzel-SchweißelektrodeSingle-welding electrode
- 1212
- Elektrodenkernelectrode core
- 1313
- Umhüllungsstoffcover fabric
- 1414
- Kontaktierungsende der SchweißelektrodeContact end of the welding electrode
- 22
- Batterieschweißstrom-SteuereinrichtungBattery welding current control means
- 2020
- Ohmsches StromsteuerelementOhm's current control
- 2121
- Kontaktstellecontact point
- 2222
- Platteplate
- 2323
- Streifensicherungstrip fuse
- 2424
- Keramikvergussmasse oder -matteCeramic casting compound or mat
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 2650255 A1 [0002]DE 2650255 A1 [0002]
- DE 2235277 A1 [0009, 0011]DE 2235277 A1 [0009, 0011]
- DE 2235277 [0010]DE 2235277 [0010]
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DE102017115886.3A DE102017115886A1 (en) | 2017-07-14 | 2017-07-14 | Electrode welding system for battery current welding and method for battery current electrode welding |
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-
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