Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Punktschweißen von Blechen, ins
besondere von Aluminiumblechen und Mehrblechkombinationen mit einer
Gleichstrom-Schweißanlage oder einer Mittelfrequenz-Schweißanlage. Da
bei werden insbesondere Aluminiumbleche bevorzugt mit Gleichstromtech
nik punktgeschweißt, da sich aufgrund der hohen Leitfähigkeit von Alumi
nium mit der bei Stahlblechen üblichen Wechselstromtechnik zu hohe Ver
luste einstellen würden.The invention relates to a method for spot welding sheet metal, ins
special of aluminum sheets and multi-sheet combinations with one
DC welding machine or a medium frequency welding machine. There
in particular aluminum sheets with DC technology are preferred
nik spot welded due to the high conductivity of Alumi
nium with the alternating current technology common to steel sheets
would set lust.
Jedoch sind beim Widerstandspunktschweißen mit Gleichstrom zwei uner
wünschte Wirkungen zu beobachten. Zum einen hat nämlich diejenige
Schweißelektrode, die mit dem Pluspol der Gleichspannungsquelle verbun
den ist, eine wesentlich geringere Standzeit als die mit dem Negativpol der
Gleichspannungsquelle verbundene Schweißelektrode. Zum anderen ver
schiebt sich die Lage der Schweißlinse beim Schweißen von Blechen mit
hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Aluminium, aus der Mittellage hin
zur heißeren positiven Elektrode. Diese beiden nachteiligen Effekte werden
durch den Peltier-Effekt bzw. durch die Summierung der jouleschen Wärme
und der Peltier-Wärme hervorgerufen.However, two are unlikely in resistance spot welding with DC
to observe the desired effects. On the one hand, that has
Welding electrode that connects to the positive pole of the DC voltage source
that is, a much shorter service life than that with the negative pole
Welding electrode connected to DC voltage source. On the other hand ver
the position of the welding lens moves with itself when welding sheet metal
high thermal conductivity, for example aluminum, from the middle layer
to the hotter positive electrode. These two adverse effects will be
through the Peltier effect or through the summation of the Joule heat
and the Peltier warmth.
Beschrieben ist der Peltier-Effekt bzw. eine Kompensation der
Schweißlinsen-Verformung durch denselben mit Hilfe
geeignet geformter Schweißelektrodenspitzen in "Technische Mitteilungen"
74. Jahrgang, Heft 819, August/September 1981, Seiten 483 bis 490 von J. F.
Knobloch/N. Stieme unter "Widerstandsschweißen mit Gleichrichter-Schweiß
maschinen". Weiteren Stand der Technik bildet der Artikel von R. Bothfeld,
"Widerstandspreßschweißen mit einer Mittelfrequenz-Inverterschweißstrom
quelle - Grundlagen und praktische Vorteile" in "Schweißen und Schneiden"
46 (1994)" Heft 1, Seiten 25 bis 28, da hierin eine übliche Schweißstrom
quelle beschrieben ist.The Peltier effect or a compensation of the
Welding lens deformation by the same with the help
suitably shaped welding electrode tips in "Technical Notes"
74th volume, issue 819, August / September 1981, pages 483 to 490 by J. F.
Knobloch / N. Stiee under "Resistance welding with rectifier welding
machines ". Another state of the art is the article by R. Bothfeld,
"Resistance pressure welding with a medium frequency inverter welding current
source - basics and practical advantages "in" welding and cutting "
46 (1994) "Issue 1, pages 25 to 28, since this is a common welding current
source is described.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Maßnahmen aufzuzeigen, mit
Hilfe derer die oben beschriebene ungleichmäßige Elektrodenabnutzung
sowie das beschriebene Auswandern der Schweißlinse vermieden werden
kann.The object of the present invention is to demonstrate measures with
With the help of the uneven electrode wear described above
and the described migration of the welding lens can be avoided
can.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß während der Erzeugung
eines Schweißpunktes die an den Schweißelektroden anliegende Gleich
spannung einmalig umgepolt wird. Dieses einmalige Umpolen soll dabei
hochdynamisch erfolgen, d. h. bevorzugt in einem Zeitraum von 5 Millisekun
den stattfinden. Eine bevorzugte Mittelfrequenz-Schweißvorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen einem
ersten Umrichtersatz parallelgeschalteten zweiten Umrichtersatz sowie
durch eine Zusatzsteuereinheit zur funktionsgerechten Ansteuerung der
Umrichtersätze während des Schweißprozesses.To solve this problem it is provided that during the generation
of a welding spot is the same at the welding electrodes
voltage is reversed once. This one-time polarity reversal is intended
done highly dynamic, d. H. preferably in a period of 5 milliseconds
that take place. A preferred medium frequency welding device for
This procedure is characterized by a
first converter set connected in parallel second converter set and
by an additional control unit for the functional control of the
Converter sets during the welding process.
Im wesentlichen wird vorgeschlagen, die entstehende Peltier-Wärme
gleichmäßig auf die beiden Schweißelektroden bzw. auf deren Schweiß
punkt-Berührungsflächen zu verteilen. Dies kann erreicht werden, wenn die
Polung der an den Schweißelektroden anliegenden Gleichspannung wäh
rend der Entstehung des Schweißpunktes umgepolt wird. Einfach ausge
drückt werden zwei übereinanderliegende Aluminiumbleche derart mitein
ander punktverschweißt, daß zunächst die Schweißlinse beispielsweise im
oberen Bereich der Mehrblechkombination erzeugt wird, wenn die positive
Elektrode oben und die negative Schweißelektrode unten liegt. An
schließend wird die Polung der Schweißelektroden umgekehrt, d. h. nun
mehr liegt die negative Schweißelektrode oben; hiermit wird nun der ent
sprechende Schweißpunkt fertiggestellt, wobei nun die Aufschmelzung vor
wiegend im unteren Bereich der Mehrblechkombination erfolgt.
In essence, it is suggested that the resulting Peltier heat
evenly on the two welding electrodes or on their sweat
to distribute point contact areas. This can be achieved if the
Select the polarity of the DC voltage applied to the welding electrodes
The polarity is reversed when the welding spot is created. Simply out
presses two superimposed aluminum sheets together
other spot welded, that first the welding lens, for example in
upper area of the multi-sheet combination is generated when the positive
Electrode at the top and the negative welding electrode at the bottom. On
finally the polarity of the welding electrodes is reversed, i. H. well
the negative welding electrode is more on top; now the ent
speaking welding point is completed, now the melting before
mainly in the lower area of the multi-sheet combination.
Der Zeitpunkt der Umpolung wird zeitlich optimiert von der Schweißsteue
rung aus einer Referenztabelle ermittelt werden. Anschließend erfolgt die
Auslösung der Umpolung über die Schweißsteuerung. Bezüglich des
optimalen Umpolungs-Zeitpunktes ist darauf zu achten, daß ein bestmög
licher Kompromiß, bezogen auf die Elektrodenstandzeit sowie auf die
qualitätssichere Lage des Schweißpunktes gefunden wird.The time of the polarity reversal is optimized in time by the welding tax
tion can be determined from a reference table. Then the
Polarity reversal triggered by welding control. Regarding the
Optimal polarity reversal is to ensure that the best possible
compromise, based on the electrode life and on the
quality-assured location of the welding spot is found.
Zur elektrotechnischen Realisierung der Schweißstromumpolung wird eine
übliche Mittelfrequenz-Schweißausrüstung vorgeschlagen, die mit einem
zweiten Umrichtersatz und einer Zusatzsteuerfunktion ertüchtigt werden
muß. Dieser Umrichtersatz ist entgegengesetzt parallelgeschaltet und dient
dazu, die Umpoldynamik bei hohen Strömen sicherzustellen. Die Zusatz
steuerfunktion beinhaltet die Möglichkeit, die beiden Umrichtersätze funkti
onsgerecht während des Schweißprozesses anzusteuern.For the electrotechnical realization of the welding current reversal, a
Common medium frequency welding equipment proposed using a
second converter set and an additional control function
got to. This converter set is connected in parallel in the opposite direction and serves
to ensure the pole reversal dynamics at high currents. The addition
Control function includes the option to function the two converter sets
to be controlled during the welding process.
Stets stellt sich mit dem beschriebenen Schweißverfahren eine höhere
Standzeit der positiven Schweißelektrode ein bzw. ergibt sich für die beiden
Schweißelektroden jeweils ein gleiches Wechselintervall. Ferner entsteht die
Schweißlinse beim erfindungsgemäßen Punktschweißen exakter mittig zwi
schen den beiden miteinander zu verschweißenden Blechen, wodurch die
Qualität der Verschweißung gesteigert wird.The welding process described always results in a higher one
Service life of the positive welding electrode or results for the two
Welding electrodes each have the same change interval. Furthermore, the
Welding lens in the spot welding according to the invention exactly in the middle between
between the two metal sheets to be welded together, as a result of which the
Quality of the weld is increased.