AT231786B

AT231786B - Verfahren zum Widerstandsabbrennshweißen von mit Gehrungsschnitt vershenen Werkstücken und Maschine zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: AT231786B
Application number: AT613761A
Authority: AT
Original assignee: Schlatter Ag
Priority date: 1960-08-25
Filing date: 1961-08-08
Publication date: 1964-02-10

Description

Verfahren zum Widerstandsabbrennschweissen von mit Gehrungsschnitt versehenen Werkstücken und Maschine zur Durchführung des Verfahrens
Die Patentschrift betrifft ein Verfahren zum Widerstandsabbrennschweissen von mit Gehrungsschnitt versehenen Werkstücken und eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens.

Diese Maschine hat zwei Spannvorrichtungen, deren jede zum Festhalten eines der Werkstücke dient.

Eine dieser Spannvorrichtungen ist relativ zur andern zur Ausübung des Schweissvorschubes verschieb- bar.

Wenn mit Gehrungsschnitt versehene Werkstücke an ihrer Gehrungsschnittfläche nach dem Wider- standsabbrennverfahren miteinander verschweisst werden, schliessen die verschweissten Werkstücke in der
Regel nicht den Winkel ein, unter dem sie relativ zueinander beim Schweissvorgang eingespannt waren.

Diese Winkelabweichung ist darauf zurückzuführen, dass beim Verfahrensschritt des Stauchen die
Richtung der Stauchkraft schräg zur Längsrichtung der Werkstücke verläuft und nicht durch den Schwer- punkt der Gehrungsschnittfläche geht. Die Stauchkraft greift an den eingespannten Teilen der Werkstücke im Abstand von der Schweissstelle im spitzen Winkel zur Längsrichtung der Werkstücke an und erzeugt ein Biegemomentandenaus den Spannvorrichtungen herausragenden, miteinander zu verschweissenden Werkstückenden. Die Verschweissung erfolgt, während die Werkstücke diesem Biegemoment unterworfen sind.

Ausserdem haben die Werkstücke (in der Regel Rahmenprofile) meistens eine unsymmetrische Querschnittfläche. Das führt zu einer unsymmetrischen Wärmeverteilung beim Schweissen (sowohl beim Abbrennen als auch beim eigentlichen Schweissvorgang) und zu einem unsymmetrischen Abkühlen nach dem Schweissen.

Das Biegemoment und die unsymmetrische Erwärmung und Abkühlung bewirken die erwähnte Winkelabweichung, welche vom Profil, vom Werkstoff und von den Schweissdaten (Abbrennstrom-, vorschub und-zeit. Schweissstrom, Stauchkraft) abhängt.

Zur Vermeidung dieses Nachteils werden bei dem Verfahren nach der Erfindung die Werkstücke unter einem Winkel relativ zueinander verschweisst, welcher vom vorbestimmten Gehrungswinkel derart abweicht, dass die Werkstücke trotz Verbiegung beim Stauchen und trotz ungleichmässiger Wärmeverteilung im Schweissquerschnitt nach dem Abkühlen der Schweissstelle den vorbestimmten Winkel relativ zueinander einschliessen.

Bei der erfindungsgemässen Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist wenigstens eine der Spannvorrichtungen relativ zur andern in vom vorbestimmten Gehrungswinkel abweichende Lagen der Spannbacken schwenkbar und in diesen Lagen fixierbar.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erlindungsgemassen Maschine an Hand der Zeichnung beschrieben. Im Zusammenhang damit wird auch beispielsweise das erfindungsgemässe Verfahren erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 einen teilweisen Grundriss einer Maschine zum Widerstandsschweissen von mit Gehrungsschnitt versehenen Werkstücken ; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1, in grösserem Massstab ; Fig. 3 eine Variante zu Fig. 1.

Die dargestellte Maschine hat zwei Spannvorrichtungen 1 und 2 zum Festhalten je eines der mitein- ander zu verschweissenden Werkstücke 3 und 4. Jede Spannvorrichtung hat einen Anschlag und einen mit

diesem Anschlag zusammen arbeitenden verschiebbaren Spannbacken. In der Zeichnung sind die Anschlä- ge mit la und 2a, die Spannbacken mit 1b und 2b bezeichnet. Der Spannbacken 2b ist in Fig. 1 nicht dar- gestellt. Zur Erzeugung der Spannkraft haben die Spannvorrichtungen 1 und 2 je einen hydraulischen Zy- linder. In der Zeichnung ist nur der hydraulische Zylinder 1c der Spannvorrichtung 1 dargestellt.

Wie Fig. 2 zeigt, wird das Werkstück 4 zusammen mit einem Zwischenstück 5, dessen Form dem Pro- fildesWerkstückes 4 angepasst ist, zwischen den Anschlag 2a und den Spannbacken 2b eingelegt und fest- gespannt, wobei der Spannbacken 2b die strichpunktiert gezeichnete Lage 2b'einnimmt. In entsprechen- der Weise ist das Werkstück 3 zwischen den Anschlag la und den Spannbacken 1b festgeklemmt.

Die Spannvorrichtung 1 ist auf einem Schlitten 6 montiert. Der Schlitten 6 ist mittels einer im ein- zelnen nicht dargestellten hydraulischen Antriebsvorrichtung 7 in Richtung des Doppelpfeiles 8 verschieb- bar.

Die Spannvorrichtung 2 ist auf einem ortsfesten Tisch 9 der Maschine um einen Zapfen 10 schwenk- bar angeordnet. Die geometrische Achse 11 des Zapfens 10 schneidet sich mit der Richtung 12 der Spannkraft des Spannbackens 2b, und das Zwischenstück 5 ist so bemessen, dass die geometrische Achse 11 des
Zapfens 10 annähernd durch den Schwerpunkt S des Querschnittes des Werkstückes 4 geht.

Die Spannvorrichtung 2 ist an ihrem dem Anschlag 2a abgewandten Ende mit zwei Stellschrauben
13 versehen, zwischen welche eine am Tisch 9 ortsfeste Zunge 14 geklemmt ist. Durch Verstellen der Stellschrauben 13 kann die Spannvorrichtung 2 um die Achse 11 geschwenkt werden. Die Spannvorrichtung 2 hat drei um die Achse 11 angeordnete Senklöcher 15 und drei im grösseren Abstand von der Achse 11 angeordnete als Langlöcher geformte Senklöcher 16. Mittels Schrauben 17 und 18, welche durch die Senklöcher 15 bzw. 16 hindurchgeführt sind, ist die Spannvorrichtung 2 mit dem Tisch 9 verschraubt. Dabei haben die Schrauben 17 in den Senklöchern 15 so viel seitliches Spiel, und es ist die Länge der Langlöcher 16 so bemessen, dass die Spannvorrichtung 2 um einige Winkelgrade um die Achse 11 geschwenkt werden kann, wenn die Schrauben 17 und 18 gelöst sind.

Bei angezogenen Schrauben 17 und 18 ist die Spannvorrichtung 2 derart fest auf dem Tisch 9 fixiert, dass sie ihre Lage auch unter der Wirkung der relativ grossen während des Stauchvorganges auftretenden Kraft nicht verändert, und dass das mittels des Zapfens 10 gebildete Lager dieser Kraft im wesentlichen nicht ausgesetzt ist.

Beim Schweissen mit der beschriebenen Maschine wird zunächst bei gelösten Schrauben 17 und 18 die Spannvorrichtung 2 mittels der Stellschrauben 13 in eine solche Lage relativ zur Spannvorrichtung 1 gebracht, dass der von den Werkstücken 3 und 4 eingeschlossene Winkel von dem vorbestimmten Gehrungswinkel um einen Betrag abweicht, welcher der Winkelabweichung entgegengesetzt gleich ist, die erfahrungsgemäss beim Schweissen zu erwarten ist.

Daraufhin werden die Schrauben 17 und 18 angezogen und es wird eine Probeschweissung ausgeführt.

Die durch ein Probeschweissung miteinander verschweissten Werkstücke werden aus der Maschine genommen und die bei der Probeschweissung eventuell aufgetreten Winkelabweichung wird gemessen. Die Spannvorrichtung 2 kann dann erforderlichenfalls noch um den Winkel nachgestellt werden, welcher entgegengesetzt gleich der gemessenen Winkelabweichung ist. Gegebenenfalls kann die Spanavorrichtung 2 mehrmals nachgestellt werden, bis eine Schweissung erzielt wird, bei welcher die Werkstücke nach dem Abkühlen der Schweissstelle den vorbestimmten Winkel hinreichend genau einschliessen.

Bei Veränderung der Daten der Schweissung (Vorschub, Strom und Dauer des Abbrennens, Stauchkraft, Schweissstrom) oder wenn Werkstücke anderer Form oder aus anderem Material miteinander verschweisst werden sollen, ist die dabei auftretende Winkelabweichung erneut zu messen und in der beschriebenen Weise zu korrigieren.

An Stelle der Stellschrauben 13 und der Zunge 14 kann ein Exzenter 19 (Fig. 3) Verwendung finden, der am Tisch 9 drehbar angeordnet ist und in einem Schlitz 20 des am Anschlag 2a abgewandten Endes der Spannvorrichtung 2 hineingreift.

Die Spannvorrichtung 2 kann an ihrem dem Anschlag 2a abgewandten Ende eine Winkelteilung aufweisen und der Tisch 9 kann einen zugehörigen Index tragen. Dadurch ist es möglich, eine für bestimmte Daten der Schweissung und der Werkstücke als geeignet gefundene Stellung der Spannvorrichtung 2 zu reproduzieren.

Es kann auch die Spannvorrichtung 1 oder die Spannvorrichtung 2 zusätzlich um eine parallel zur Ebene des Tisches 9 liegende Achse schwenkbar sein. Dadurch ist es möglich, eine Verwindung auszugleichen, welche beim Schweissen - je nach der Gestalt des Querschnittes - aus den gleichen Gründen auftre- ten kann wie die erwähnte Winkelabweichung.

Der Gehrungswinkel kann natürlich auch abweichend von dem gezeichneten Beispiel eine andere Grö- 3e als 450 haben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Widerstandsabbrennschweissen von mit Gehrungsschnitt versehenen Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke unter einem Winkel relativ zueinander verschweisst wer- den, welcher vom vorbestimmten Gehrungswinkel derart abweicht, dass die Werkstücke trotz Verbie- gung beim Stauchen und trotz ungleichmässger Wärmeverteilung im Schweissquerschnitt nach dem Ab- kühlen der Schweissstelle den vorbestimmten Winkel relativ zueinander einschliessen.

2. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit zwei zum Festhalten je eines der Werkstücke dienenden Spannvorrichtungen, deren eine relativ zur andern zur Ausübung des Schweissvorschubes verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine (2) der Spannvorrichtungen relativ zur andern (1) in vom vorbestimmten Gehrungswinkel abweichende Lagen der Spannbacken (2a, 2b) schwenkbar und in diesen Lagen fixierbar ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in vom Gehrungswinkel abweichende Lagen der Spannbacken (2a, 2b) fixierbare Spannvorrichtung (2) um eine Achse (11) schwenkbar ist, welche wenigstens annähernd durch die Richtung (12) der Spannkraft dieser Spannvorrichtung und den Schwerpunkt (S) des Querschnittes des Werkstückes (4) geht.

4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbare Spannvorrichtung (2) einen Arm hat, an dessen freiem Ende ein zum Schwenken dieser Spannvorrichtung dienendes Antriebselement (13,19) angreift.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Teile, schwenkbare Spannvorrichtung (2) und Maschinengestell (9), eine Zunge (14) aufweist, welche zwischen zwei am andern Teil angebrachten Stellschrauben (13) festklemmbar ist.

6. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einem der beiden Teile, schwenkbare Spannvorrichtung (2) und Maschinengestell (9), ein eine Gabel des andern Teiles führender Exzenter (19) drehbar gelagert und fixierbar ist.

7. Maschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Winkelteilung mit Index zur Ablesung der Abweichung der Lage der schwenkbaren Spannvorrichtung von ihrer dem vorbestimmten Gehrungswinkel entsprechenden Lage.

8. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Ausübung des Schweissdruckes verschiebbare Spannvorrichtung (1) nur in der Vorschubrichtung (8) bewegbar und die andere Spannvorrichtung (2) relativ zur erstgenannten Spannvorrichtung schwenkbar ist.

9. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Spannvorrichtung in relativ zu der durch die Schenkel des vorbestimmten Gehrungswinkels bestimmten Ebene geneigte Lagen verstellbar und in diesen Lagen fixierbar ist.

10. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der schwenkbaren Spannvor- richtung (2) mittels Schrauben (17,18) fixierbar ist, welche durch Öffnungen (15,16) der Spannvorrichtung hindurch gehen, die bei gelösten Schrauben ein Schwenken in die abweichenden Lagen ermöglichen.