Verfahren zur elektrischen Widerstandsschweissung von sich überlappenden Blechen, insbesondere verzinnten Stahlblechen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektri schen Widerstandsschweissung von sich überlappenden Blechen, insbesondere verzinnten Stahlblechen,
bei wel chen beide Blechenden abgebogen und mittels zweier sich über die ganze Länge der Naht erstreckenden Schweisselektroden an den Abbiegungen miteinander verbunden werden. Bei einem bekannten Verfahren die ser Art soll ein erhöhter Widerstand zur Erzielung einer konzentrierten Hitze durch Rundbiegen der Blechkan ten erzielt werden, wobei die Bleche sich mit einer grösseren Breite überlappen und :demgemäss die Blech enden sich nur mit den Kanten der beiden Abbiegungen aufeinander abstützen.
Bei diesem vorbekannten Ver fahren ist also nur eine doppelte Linienberührung vor handen, so dass an den Abbiegungskanten eine ausser ordentlich hohe Stromdichte vorhanden ist, die eine sehr starke örtliche Erhitzung beim Stromdurchgang zur Folge hat. Diese an den Kanten entstehende Schweisshitze dringt aber beim Schweissen von verhält nismässig dünnen verzinnten Blechen, wie sie für die Konservendosenherstellung benötigt werden, hindurch, so dass bei ,diesem vorbekannten Schweissverfahren an Iden den Abbsegungskanten ;
gegenüberliegenden Aussen- seiten der Bleche .ein Verdampfen des Zinns eintritt. Hierdurch tritt nicht nur eine Beschädigung der Bleche an der Schweissnaht ein, sondern dieses verdampfte Zinn diffundiert ausserdem in die Schweisselektroden, so dass damit der Übergangswiderstand der Elektroden :geändert Wird. Der Kontaktwiderstand schwankt daher bzw. wird unregelmässig.
Die Folge davon ist ein Ver brennen des Schweissmaterials bzw. eine ungenügende Schweissung.
Brei dem vorerwähnten Verfahren entstehen zwei Schweissnähte. Es ist dabei sehr schwierig, zwei feste und dichte Schweissnähte herzustellen, da es praktisch kaum möglich ist, den durch die Schweisselektroden ausgeübten Druck an den beiden Abbiegungskanten genau gleich gross einwirken zu lassen.
Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass diese beiden Kanten, die durch einen Schneid- und Biegevorgang erzeugt sind, keine mathematisch genau gerade Linie bilden, so dass diese Kannen unregelmässig und nur an einigen Stellen am gegenüberliegenden Blech ;
anliegen. Es ist .also längs dieser Kanten bzw. an beiden Kanten ein ungleicher Kontaktwiderstand vorhanden, so dass sich erhebliche Unterschiede im Stromdurchgang ergeben, also eine ungleiche Verschweissung längs der Kanten bzw. an beiden Kanten eintritt. Nlit diesem vorbekannten Ver fahren kann demgemäss keine feste und dichte Schweiss verbindung erzielt werden.
Um die vorerwähnten Nachteile zu beseitigen, wer den bei dem Verfahren nach der Erfindung die ;sich überlappenden Blechenden vor dem Schweissvorgang so miteinander vereinigt, dass die abgewinkelten Enden aneinander liegen und eine kraftschlüssige Verbindung bilden.
Dieses neue Verfahren unterscheidet sich wesent lich von dem vorerwähnten bekannten Verfahren: Da bei dem erfindungsgemässen Verfahren die einander zugekehrten Steiben bzw.
Flächen der Abkantungen eine kraftschlüssige Verbindung bilden, also aufeinander lie gen, so tritt beim Stromstoss durch diesen Flächenkon takt ,eine erhebliche Widerstandsverminderung ein, ins- besondere bei verzinnten Stahlblechen, da die abge- winkelten Blechenden ;
an der Kontaktfläche mit Zinn aufeinander liegen. Die Stromdichte wird damit erheb lich vermindert bzw. über diese Kontaktfläche gleich mässig verteilt. Dadurch wird erreicht, dass die von die ser Kontaktfläche beim Schweissvorgang ausgehende Schweisshitze sich nicht auf die Aussenseiten der Bleche auswirkt, so dass demgemäss .das Zinn @an @diesen Aussen seiten nicht verdampft.
Es tiitb also hier weder eine Beschädigung der (Schweissnaht ein noch eine nachteilige Veränderung der Schweisselektroden durch diffundieren des Zinn. Da bei diesem neuen Schweissverfahren eine durch die Höhe der Abkantung bestimmte Kontraktfläche vor handen ist, so wird bei allen Schweissungen längs der Schweissnaht ein gleichmässiger Stromübergang erzielt, so dass die Unterschiede des Stromdurchgangs sehr ge ring sind.
Während bei dem vorerwähnten Verfahren zwei Schweissnähte vorhanden sind, wird mit dem er findungsgemässen Verfahren mit nur einer einzigen Schweissnaht eine sehr feste und dichte Schweissverbin dung erzielt. Bei dem neuen Verfahren ist ferner nur eine ausserordentlich geringe Überlappung der beiden Blechenden vorhanden. Dies hat gegenüber dem vorbe kannten Verfahren nicht nur den Vorteil einer Material einsparung, sondern weiterhin auch den Vorzug, dass die Schweissnaht nur eine örtlich beschränkte, gering fügige Verdickung bildet. Bei einem nach dem erfin- dungsgemässen Verfahren hergestellten Dosenrumpf z. B. können demgemäss Boden und Deckel ohne jede besondere Massnahme (kein Aussparen der Falz- bzw.
Schweissnaht erforderlich) befestigt bzw. eingefalzt wer den.
Das Verfahren nach der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele zeigt, näher erläutert.
Es stellt dar: Fig. 1 einen Querschnitt durch zwei Schweisselek troden mit einer Dosenzarge, Fig. 2 die Seitenansicht der Schweisselektroden von Fig. 1, Fig. 3 eine andere Ausführung der Schweisselektro den in der Darstellung von Fig. 1.
In der Zeichnung bezeichnet 10 eine balkenförmige Schweisselektrode (Aussenelektrode) und 15 eine dorn- förmige Schweisselektrode (Innenelektrode). Mit 12 ist eine Dosenzarge bezeichnet, deren Enden vor dem Ein bringen in die Schweissvorrichtung rechtwinklig abge kantet werden. Die Höhe dieser Abkantungen entspricht annähernd der Blechstärke. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, werden vor dem Schweissvorgang die Blech enden mit den Abkantungen 13, 14 kraftschlüssig mit einander verbunden. Demgemäss liegen die einander zu gekehrten Seit: n bzw. Flächen der beiden Abkantungen 13, 14 aufeinander und bilden dann, wenn die beiden Schweisselektroden 10, 15 aufeinandergepresst wenden, Kontaktflächen für den Stromdurchgang.
Die Schweiss hitze entsteht also an diesen Kontaktflächen der Ab- kantungen 13, 14, so dass also dann über die ganze Länge der Dosenzarge eine feste Schweissnaht entsteht. Bei diesem Schweissvorgang wirkt sich die Schweisshitze nicht auf die Aussen- und Innenseiten der Zarge aus, so dass also beim Schweissen einer verzinnten Zarge die Zinnoberfläche nicht beschädigt wird.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, erstrecken sich die beiden Schweisselektroden 10 und 15 über die ganze Länge der Schweissnaht bzw. der Zarge 12. Dabei be rühren die Schweisselektroden die Zarge 12 mit einer grösseren Fläche, um jede Überhitzung der Zarge an den Kontaktstellen zu vermeiden. Aus Fig. 1 geht her vor, dass die Elektrode 10 eine Kontaktfläche 11 auf weist, deren Breite X1 ein Vielfaches der Überlap pungsbreite X der abgekanteten Blechenden beträgt. Wenn beispielsweise bei der Blechstärke von 0,28 mm die Überlappung X 0,56 mm beträgt, so kann die Breite X1 beispielsweise etwa 11 mm betragen.
In Fig. 1 ist mit gestrichelten Linien das eine Blechende der Zarge 12 waagrecht dargestellt, um anzudeuten, dass bei einer entsprechend grösseren Ausführung eine flächenhafte Berührung zwischen der Kontaktfläche 11, der Balkenelektrode 10 und der Zarge gegeben ist. Die balkenförmige Aussenelektrode kann gegebenen falls, wie in Fig. 2 dargstellt, aus mehreren Abschnitten 1-5 bestehen, wobei ferner diese Elektrodenabschnitte durch Lack- oder Oxydschichten 16 voneinander ge trennt sein können, um durch die einzelnen Elektroden abschnitte Stromimpulse zu schicken.
Für die impuls mässige Aussteuerung der Stromstösse wird eine .an sich bekannte elektronische Einrichtung verwendet, welche in jeder zeitlichen Form und Grösse die notwendigen Stromstösse für die Schweissung abgibt. Hierdurch wird eine Strombegrenzung erzielt, :so dass bei Erreichung der Schweisswärme verhindert wird, dass das Metall überhitzt wind und die Oberfläche beschädigt wind, z. B.
dass die Zinnschicht wegschmilzt oder eine Oxydation eintritt.
In Fig. 3 ist noch eine weitere Ausführung einer Schweissvorrichtung für Dosenzargen gezeigt, die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens Ver wendung finden kann. Bei dieser Ausführung ist nicht nur die dornförmige Schweisselektrode 15, sondern auch die Balkenelektrode 10 mit der Kontaktfläche 11 der Form bzw. Krümmung der zu schweissenden Zange angepasst.
Method for electrical resistance welding of overlapping sheets, in particular tinned steel sheets The invention relates to a method for electrical resistance welding of overlapping sheets, in particular tinned steel sheets,
in which both sheet metal ends are bent and connected to one another at the bends by means of two welding electrodes extending over the entire length of the seam. In a known method of this type, an increased resistance to achieve a concentrated heat by bending the Blechkan th to be achieved, the sheets overlap with a greater width and: accordingly the sheet ends only with the edges of the two bends are supported on each other.
In this previously known Ver drive so only a double line contact is available, so that an extremely high current density is present at the turning edges, which has a very strong local heating when the current passes. This welding heat generated at the edges but penetrates when welding relatively thin tin-plated sheets, as they are required for the production of cans, through, so that in this known welding process on Iden the Abbsegungskanten;
opposite outer sides of the sheets. an evaporation of the tin occurs. This not only causes damage to the metal sheets at the weld seam, but this vaporized tin also diffuses into the welding electrodes, so that the contact resistance of the electrodes is changed. The contact resistance therefore fluctuates or becomes irregular.
The consequence of this is that the welding material burns or the weld is inadequate.
The aforementioned process produces two weld seams. It is very difficult to produce two firm and tight weld seams, since it is practically hardly possible to let the pressure exerted by the welding electrodes act on the two bending edges to the same extent.
It should also be taken into account that these two edges, which are produced by a cutting and bending process, do not form a mathematically precise straight line, so that these cans are irregular and only in a few places on the opposite sheet metal;
issue. There is an unequal contact resistance along these edges or on both edges, so that there are considerable differences in the passage of current, that is, unequal welding occurs along the edges or on both edges. Accordingly, no firm and tight welded connection can be achieved with this previously known method.
In order to eliminate the aforementioned disadvantages, in the method according to the invention, the overlapping sheet metal ends are combined with one another before the welding process so that the angled ends lie against one another and form a force-fit connection.
This new method differs significantly from the aforementioned known method: Since in the method according to the invention the facing stubs or
Areas of the folds form a force-fit connection, ie if they lie on top of one another, a considerable reduction in resistance occurs in the event of a current surge due to this surface contact, especially with tinned steel sheets, since the angled sheet metal ends;
lie on top of each other at the contact surface with tin. The current density is thus considerably reduced or evenly distributed over this contact area. This ensures that the welding heat emanating from this contact surface during the welding process does not affect the outside of the sheet metal, so that the tin does not evaporate on these outside sides.
So there is neither damage to the weld seam nor a disadvantageous change in the welding electrodes due to the diffusion of the tin achieved, so that the differences in the passage of current are very low.
While there are two welds in the aforementioned method, a very strong and tight welded joint is achieved with the method according to the invention with only a single weld. With the new method there is also only an extremely small overlap of the two sheet metal ends. Compared to the previously known method, this not only has the advantage of saving material, but also the advantage that the weld seam only forms a locally restricted, slight thickening. In a can body produced by the method according to the invention, for. B. Accordingly, the base and cover can be replaced without any special measures (no recessing of the fold or
Weld seam required) attached or folded in.
The method according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which shows exemplary embodiments.
It shows: FIG. 1 a cross section through two welding electrodes with a can body, FIG. 2 the side view of the welding electrodes from FIG. 1, FIG. 3 another embodiment of the welding electrodes in the illustration of FIG. 1.
In the drawing, 10 denotes a bar-shaped welding electrode (outer electrode) and 15 a spike-shaped welding electrode (inner electrode). With a can frame 12 is referred to, the ends of which bring before the one into the welding device are folded abge at right angles. The height of these folds corresponds approximately to the sheet thickness. As can be seen from the drawing, the sheet metal ends with the bevels 13, 14 are frictionally connected to each other before the welding process. Accordingly, the facing sides or surfaces of the two folds 13, 14 lie on top of one another and form contact surfaces for the passage of current when the two welding electrodes 10, 15 are pressed against one another.
The welding heat thus arises on these contact surfaces of the bevels 13, 14, so that a solid weld seam then arises over the entire length of the can body. During this welding process, the welding heat does not affect the outside and inside of the frame, so that the tin surface is not damaged when welding a tin-plated frame.
As can be seen from the drawing, the two welding electrodes 10 and 15 extend over the entire length of the weld seam or the frame 12. The welding electrodes touch the frame 12 with a larger area in order to avoid any overheating of the frame at the contact points. From Fig. 1 it is possible that the electrode 10 has a contact surface 11, the width X1 of which is a multiple of the overlap width X of the bent sheet metal ends. If, for example, with the sheet metal thickness of 0.28 mm, the overlap X is 0.56 mm, the width X1 can for example be approximately 11 mm.
In Fig. 1, one sheet metal end of the frame 12 is shown horizontally with dashed lines to indicate that, in a correspondingly larger design, there is extensive contact between the contact surface 11, the bar electrode 10 and the frame. The bar-shaped outer electrode can if necessary, as shown in Fig. 2, consist of several sections 1-5, and these electrode sections can be separated from each other by lacquer or oxide layers 16 ge to send sections through the individual electrodes current pulses.
For the pulsed modulation of the current surges, an electronic device known per se is used, which emits the necessary current surges for the welding in any temporal form and size. This achieves a current limitation: so that when the welding heat is reached, the metal is prevented from being overheated and the surface being damaged, e.g. B.
that the tin layer melts away or oxidation occurs.
In Fig. 3 still another embodiment of a welding device for can bodies is shown, which can be used for carrying out the method according to the invention. In this embodiment, not only the mandrel-shaped welding electrode 15, but also the bar electrode 10 with the contact surface 11 is adapted to the shape or curvature of the pliers to be welded.