Verfahren und Vorrichtung zum Anschweissen von Bolzen an einem Träger, mit dazwischengelegtem, sendzimirverzinktem Blech, unter Anwendung des Bolzenschweissverfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschwei ssen von Bolzen an einem Träger, mit dazwischengelegtem, sendzimirverzinktem Blech unter Anwendung des Bolzenschweissverfahrens mit Vor- und Hauptstrom.
Zum Beispiel bei der Herstellung einer verlorenen Schalung für die betonierte Fahrbahndecke einer Brük- kenkonstruktion war es bisher üblich, die Schalungsbleche mit Löchern zu versehen und Kopfbolzen durch diese Löcher hindurch an z. B. doppel-T-förmigen Trägern festzuschweissen. Die Bleche konnten hierbei mit einer Zinkschicht und die Träger mit einer Zinkstaubfarbe zum Schutz gegen Korrosion versehen sein. Nachteilig ist hierbei, dass das Voranbringen der Löcher für die Kopfbolzen umständlich ist und dass sich diese Bolzen ohne Anbringen von Löchern unter Zwischenschaltung der Bleche an den Trägern nicht festschwei ssen lassen, wenn die Zinkschicht eine grössere Schichtdicke besitzt, weil dann das beim Schweissprozess verdampfende Zink die Schweissgüte beeinträchtigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Anwendung des Bolzenschweissverfahrens, das Anschweissen von Bolzen an einem Träger mit zwischengeschaltetem verzinktem Blech zu ermöglichen, ohne dass durch die Zinkschicht die Schweissgüte beeinträchtigt ward.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass zum lkrch;brennen des sendzimirverzinkten Bleches während einer Durchbrennzeit ein dem Hauptstrom vorgelagerter Durchbrenn-Mittelstrom dient.
Das Verfahren nach der Erfindung bietet den Vorteil, dass die Bolzen durch das zweckmässig dünne Blech hindurch, ohne Voranbringung von Löchern, an einem Träger angeschweisst werden können und dass durch Anwendung des Durchbrenn-Mittelstromes während der Durchbrennzeit für das dünne, verzinkte Blech die bis- her störenden Zinkdämpfe vor Einsetzen des eigentlichen Schweissstromes bereits von der Schweissstelle entfernt sein können. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die bei dem üblichen Bolzenschweissverfahren verwendeten Keramikringe nicht zu knapp am Schaft des Bolzens anliegen. Es sollen ca. 2 mm Luft vorhanden sein. Die Keramikringe seilen überdies eine genügend grosse Schweisswulstbildung ermöglichen.
Es ist zweckmässig auch dafür Sorge zu tragen, dass das dünne, verzinkte Blech an dem Träger oder dergleichen plan und fest anliegt.
Die Durchbrennzeit und/oder der Durchbre,nniMit- telstrom ist zweckmässig zur Anpassung an Blechstärke und Bolzenquerschnitt veränderbar.
Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung, mit einer elektrischen Stromquelle, einer Zeit- und Strom-Steuervorrichtung und einer Bolzenschweisspistole ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung zwischen einem Vorstrom und einem Hauptstrom während einer vorbestimmten Zeitdauer einen Mittelstrom schaltet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch das herzustellende Schweissgut,
Fig. 2 eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung und
Fig. 3 ein schematisches Strom- und Zeitdiagramm.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein Kopfbolzen 1 durch ein dünnes beidseitig sendzimirverzinktes Blech 2 mit Zinkschichten 3, 4, deren Dicke 3-5 , übersteigt, hindurch an einem z. B. doppel-T-förmigen Träger 5 festgeschweisst. Die dem Blech zugekehrte Oberseite des Trägers 5 kann mit einer Zink-Staubfarbe 6 zum Schutz gegen Korrosion versehen sein.
Die Vorrichtung zum Anschweissen des Bolzens 1 am Träger 5 durch das sendzimirverzinkte Blech 2 hindurch besitzt eine Stromquelle 10. Aus Leistungsgründen können zwei übliche für das Bolzenschweissen vorhandene Stromquellen 10 eingesetzt werden. Ihre Pluspole sind über Leitungen 11, 12 mit dem Träger 5 verbunden. Ihre Minuspole sind über Leitungen 13, 14 an die Steuervorrichtung 15 angeschlossen. Die Steuervorrichtung besitzt Zeitgeber, die die Dauer eines Vorstromes, eines Mittelstromes und eines Hauptstromes bestimmen. Der Vorstrom ist dabei meist kon- stant. Die von dem Hauptstrom bestimmte Schweisszeit ist abhängig vom Bolzenquerschnitt einstellbar. Desgleichen ist die Durchbrennzeit mit dem Mittelstrom z. B. abhängig von Bolzenquerschnitt und Blechstärke einstellbar.
Ausgangsleitungen 16, 17 der Steuervorrichtung 15 sind an den Elektromagneten 18 der Hubvorrichtung der Bolzenschweisspistole angeschlossen.
Ober die Leitung 19 ist der zeitgesteuerte Stromausgang der Steuervorrichtung 15 elektrisch leitend mit dem Bolzenhalter 20 der Schweisspistole verbunden.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, fliesst nach Ansetzen des Bolzens 1 mit einer üblichen Bolzenschweisspistoie an dem dünnen Blech 2 eine konstanter Vorstrom, von z.B. 15 Amp. über eine vom Bolzenquerschnitt abhängige, veränderbare Vorzeit. Hierbei wird die Pistolenspule zum Abheben des Bolzens 1 vom Blech 2 erregt und unter Abhebung des Bolzens wird zwischen diesem und dem Blech 2 ein schacher Lichtbogen gezogen. Nach Beendigung der Vorstromzeit wird über eine Durchbrennzeit eine Mittelstrom von den Stromquellen 10 über die Steuervorrichtung 15, Bolzen 1, Lchtbogen zum Blech 2, Träger 5 und zurück zu den Stromquellen geleitet. Dieser erhöhte Mittelstrom führt zum Durchbrennen des dünnen Bleches unter gleichzeitigem Verdampfen der Blechzinkschichten und gegebenenfalls der Zink-Staubfarbe am Träger 5.
Der Mittelstrom wird für grössere Bolzenquerschnittsbereiche konstant gehalten, z. B. auf 350 Amp. Die Durchbrennzeit kann abhängig vom Bolzenquerschnitt und/ oder von der Blechdicke veränderbar sein. Nach Beendigung der Durchbrennzeit wird der eigentliche Hauptstrom eingeschaltet, wobei die Schweisszeit abhängig vom Bolzenquerschnitt veränderbar ist. Am Ende der Schweisszeit wird der Hauptstrom abgeschaltet, der Bolzen 1 wird durch die Hubvorrichtung der Schweisspistole zum Blech 2 und Träger 5 hin bewegt und taucht in die Schweisse ein. Nach Erstarren der Schweisse ist der Bolzen 1 am Träger 5 festgeschweisst.
Wie aus dem Strom- und Zeitdiagramm der Fig. 3 ersichtlich, kann bei Verwendung von zwei Stromquellen der Hauptstrom dadurch erzeugt werden, dass der Mittelstrom, welcher von einer der beiden Schweissstromquellen geliefert wird, auch über die Schweisszeit aufrechterhalten bleibt und die zweite Schweissstromquelle hinzu geschaltot wird. Die den Mittelstrom liefernde Schweissstromquelle wird dann kurz vor Ende der Schweisszeit zuerst abgeschaltet, wodurch sich der Hauptstrom um das entsprechende Mass verringert und zum Eintauchen des Bolzens in die Schweisse wird dann auch die zweite Schweissstromqueile abgeschaltet.
Der Schaltschütz des Mitteistromes schaltet etwa 10/ 100 sec synchron vor dem Hauptschweissstromschütz ab.
Mit Abschalten vom Hauptschweissstromschütz wird die Pistolenspule stromlos, womit ein spritzerfreies Eintauchen der Bolzen gewährleistet ist.
Die Durchbrennzeit und die Schweisszeit summieren sich zur Totalzeit und wie schon dargelegt überschneiden sich Mittelstrom und Hauptstrom bei Verwendung von zwei Schweissstromquellen. Der Vorstrom kann im Gesamtstrom von der Zeit vernachlässigt werden.
Bei der Auswahl der Keramikringe 21, welche die Schweissstelle abschirmen, ist darauf zu achten, dass diese nicht zu knapp am Schaft des Bolzens 1 anliegen. Es soll etwas Luft vorhanden sein. Ausserdem sollen die Keramikringe eine genügend grosse Schweisswulstbildung ermöglichen.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zum Anschweissen von Bolzen an Trägern, mit dazwischengelegten, sendzimirverzinkten Blechen, unter Anwendung des Bolzenschweissverfahrens mit Vor- und Hauptstrom, dadurch gekennzeichnet, dass zum Durchbrennen des sendzimirverzinkten Bleches, während einer Durchbrennzeit, ein dem Haupt- strom vorgelagerter Durchbrenn-Mittelstrom dient.
Method and device for welding studs to a carrier with a sendzimir galvanized sheet in between, using the stud welding process
The invention relates to a method for welding studs to a carrier, with a Sendzimir galvanized sheet in between, using the stud welding method with upstream and mainstream.
For example, in the production of permanent formwork for the concrete road surface of a bridge construction, it has hitherto been customary to provide the formwork sheets with holes and insert head bolts through these holes at e.g. B. welded double-T-shaped beams. The metal sheets could be provided with a zinc layer and the supports with a zinc dust paint to protect against corrosion. The disadvantage here is that making the holes for the headed studs is cumbersome and that these studs cannot be welded to the supports without making holes with the interposition of the sheets if the zinc layer has a greater layer thickness, because then the zinc evaporating during the welding process the welding quality is impaired.
The object of the invention is, using the stud welding process, to enable studs to be welded onto a carrier with an interposed galvanized sheet without the welding quality being impaired by the zinc layer.
The invention achieves this object in that a central burn-through flow upstream of the main flow is used to burn the sendzimir-galvanized sheet metal during a burn-through time.
The method according to the invention offers the advantage that the bolts can be welded to a carrier through the suitably thin sheet, without holes being made beforehand, and that by using the burn-through medium flow during the burn-through time for the thin, galvanized sheet, the up to interfering zinc vapors can already be removed from the welding point before the actual welding current starts. It is advantageous if the ceramic rings used in the conventional stud welding process do not rest too closely on the shaft of the stud. There should be about 2 mm of air. The ceramic rings also allow a sufficiently large weld bead to be formed.
It is also useful to ensure that the thin, galvanized sheet rests flat and tight on the carrier or the like.
The burn-through time and / or the breakthrough mean current can be changed to suit the thickness of the sheet metal and the bolt cross-section.
The device for carrying out the method according to the invention, with an electrical power source, a time and current control device and a stud welding gun, is characterized according to the invention in that the control device switches a medium current between a preliminary current and a main current for a predetermined period of time.
The invention is described in more detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing. In the drawing show:
1 shows a schematic section through the weld metal to be produced,
Fig. 2 is a schematic view of the device for carrying out the method according to the invention and
3 is a schematic current and timing diagram.
As can be seen from Fig. 1, a head bolt 1 is through a thin double-sided Sendzimir galvanized sheet 2 with zinc layers 3, 4, the thickness of 3-5, through on a z. B. double-T-shaped support 5 welded. The upper side of the carrier 5 facing the sheet metal can be provided with a zinc dust paint 6 for protection against corrosion.
The device for welding the stud 1 to the carrier 5 through the sendzimir galvanized sheet 2 has a power source 10. For reasons of performance, two current sources 10 that are customary for stud welding can be used. Their positive poles are connected to the carrier 5 via lines 11, 12. Their negative poles are connected to the control device 15 via lines 13, 14. The control device has timers which determine the duration of a bias current, a middle current and a main current. The bias current is mostly constant. The welding time determined by the main current can be set depending on the stud cross-section. Likewise, the burn through time with the medium flow z. B. adjustable depending on the bolt cross-section and sheet thickness.
Output lines 16, 17 of the control device 15 are connected to the electromagnet 18 of the lifting device of the stud welding gun.
The time-controlled current output of the control device 15 is electrically conductively connected to the stud holder 20 of the welding gun via the line 19.
As can be seen from Fig. 5, after the stud 1 has been applied with a conventional stud welding gun on the thin sheet 2, a constant preliminary current flows, e.g. 15 Amp. Over a variable prehistory that is dependent on the bolt cross-section. In this case, the gun coil is energized to lift the bolt 1 from the sheet metal 2, and when the bolt is lifted, a narrow arc is drawn between it and the sheet metal 2. After the end of the pre-current time, a medium current is conducted over a burn-through time from the current sources 10 via the control device 15, bolt 1, arc to sheet metal 2, carrier 5 and back to the current sources. This increased mean flow leads to the thin sheet burning through with simultaneous evaporation of the sheet zinc layers and possibly the zinc dust paint on the carrier 5.
The mean flow is kept constant for larger bolt cross-sectional areas, e.g. B. to 350 Amp. The burn-through time can be changed depending on the bolt cross-section and / or the sheet thickness. After the end of the burn-through time, the actual main current is switched on, whereby the welding time can be changed depending on the stud cross-section. At the end of the welding time, the main current is switched off, the stud 1 is moved by the lifting device of the welding gun towards the sheet metal 2 and carrier 5 and dips into the weld. After the weld has solidified, the bolt 1 is welded to the carrier 5.
As can be seen from the current and time diagram in FIG. 3, when using two current sources, the main current can be generated in that the medium current, which is supplied by one of the two welding current sources, is maintained over the welding time and the second welding current source is also switched dead becomes. The welding current source supplying the medium current is then switched off first shortly before the end of the welding time, whereby the main current is reduced by the corresponding amount and the second welding current source is then also switched off for the stud to dip into the weld.
The contactor of the center current switches off synchronously for about 10/100 seconds before the main welding current contactor.
When the main welding current contactor is switched off, the gun coil is de-energized, which ensures that the studs are immersed without spatter.
The burn-through time and the welding time add up to the total time and, as already explained, the mean flow and main flow overlap when using two welding power sources. The bias current can be neglected in the total current from the time.
When selecting the ceramic rings 21, which shield the welding point, it must be ensured that they do not lie too close to the shaft of the bolt 1. There should be some air. In addition, the ceramic rings should enable a sufficiently large weld bead to be formed.
PATENT CLAIM 1
Method for welding studs to girders with sendzimir galvanized sheets placed in between, using the stud welding process with pre-flow and main flow, characterized in that a central burn-through flow is used to burn through the sendzimir galvanized sheet during a burn-through time.