CZ300059B6

CZ300059B6 - Zpusob odporového svarování

Info

Publication number: CZ300059B6
Application number: CZ20013505A
Authority: CZ
Inventors: Karakas@Erdogan
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2009-01-21
Also published as: ATE254978T1; EP1169155A1; DE50004568D1; AU4541000A; EP1169155B1; JP2002540947A; WO2000059672A1; WO2000059673A1; US20020011471A1; KR20010108420A; CZ20013505A3; JP4838424B2; ES2211529T3; AU3964300A; CZ20013494A3; US6586701B2; KR100692805B1

Abstract

Pri zpusobu odporového svarování stejnosmerným proudem, u kterého se prepólovává stejnosmerné napetí, priložené na svárecích elektrodách (8, 10), se volí polarita stejnosmerného napetí na svárecích elektrodách (8, 10) pred nebo po každém svarovacím procesu v závislosti na alespon jednom parametru, zjištovaném behem svárecího procesu. Volba polarity stejnosmerného napetí na svárecích elektrodách (8, 10) se pritom provádí rídicími prostredky (14) pred, poprípade po, každém prubehu svarování. Zpusobem podle vynálezu je zamezeno jednostrannému opotrebení svárecích elektrod (8, 10), takže je zvýšena jejich životnost, poprípade trvanlivost.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu odporového svařování stejnosměrným proudem, u kterého se přepólo5 vává stejnosměrné napětí přivedené na svářecí elektrody.

Dosavadní stav techniky

U odporového svařování stejnosměrným proudem se svářecí elektrody ohřívají nerovnoměrně, přičemž svářecí elektroda s kladnou polaritou se stává teplejší než svářecí elektroda se zápornou polaritou, l oto je možno odvodit z Peltierova tepla a z Joulcova tepla. Jednostranné ohřátí kladně polované elektrody způsobuje zmenšení životnosti, popř. trvanlivosti, této elektrody. Toto se vyskytuje zejména tehdy, když. se svařují materiály s vyšší tepelnou vodivostí, například aluminium.

K zamezení těchto nedostatku je známé používání střídavého proudu ke svařování.

Způsob a zařízení k odporovému svařování střídavým proudem jsou známé prostřednictvím spisu DE-C 1-41 13 117. U tohoto způsobu se na primární straně svářecího transformátoru vytváří nejdříve řada kladných proudových impulzů středního kmitočtu a následně řada záporných proudových impulzů středního kmitočtu a přivádí se ke svářecím elektrodám, připojeným k sekundární straně transformátoru, takže svářecí proud je střídavý proud. Nevýhoda známého způsobu spočívá v tom. že svářecí transformátor musí přenášet nejen proudové impulzy středního kmitočtu, nýbrž i výsledný proud s nízkou frekvencí, protože svářecí střídavý proud se získává na primární straně transformátoru. Svářecí transformátor, pro to potřebný, je velký a těžký, jakož. í drahý ve výrobě. Svářecí střídavý proud z principu dále nemrze u známého zařízení mít tvar pravoúhlé křivky, protože charakteristika přenosu svářecího transformátoru nepřipouští takový tvar křivky.

Podobná zařízení jsou známa prostřednictvím spisů DE-C2 30 05 083 a EP-A 1-0 261 328.

Ze spisu DE Cl—14 40 351 je znám způsob odporového svařování, u kterého se k vytvoření svářecího střídavého proudu přepólovává stejnosměrné napětí, přivedené na svářecí elektrody, takže se ve výsledku vytváří střídavý proud, jehož kladná a záporná půlvlna jsou v podstatě ve tvaru obdélníku. Podle údajů ve spisu se tím má zabránit tomu. že se svarový bod tvoří posunutý b k teplejší kladné elektrodě, a tím je asymetrický ke kontaktní rovině, ve které na sobě leží součástí, které je třeba svařovat, eož. ovlivňuje pevnost svarového spoje. Způsobem, známým ze spisu se má mimoto zabránit nerovnoměrnému opotřebení svářecích elektrod, které vede ke zmenšení životnosti, popř. trvanlivosti, elektrod.

Zařízení k provádění způsobu, známého z spisu DE-C I 44 40 351 je známo prostřednictvím spisu DE-U1-295 08 868.

Prostřednictvím spisu US-A-4 409 461 je znám způsob odporového svařování hřebíků v automatické hřebíkové sbíječce, u kterého se velký počet hřebíku přivádí pomocí otočného kotouče ke

4? svářecím elektrodám svářecího zařízení a při varuje se na pár drátů. U známého způsobu se stejnosměrné napětí, přivedené na svářecí elektrody, neřízené přepolovává před každým průběhem svařování.

Podstata vynálezu so Vynález měl za úkol najít způsob, u kterého se nechá dosáhnout vysokých životností, popř.

trvanlivostí, elektrod a který' se nechá jednoduše realizovat.

- I CZ 300059 Bó

Tento úkol se řeší způsobem odporového svařování stejnosměrným proudem, u kterého se přepólovává stejnosměrné napětí, přivedené na svářecí elektrody, jehož podstatou je, že polarita stejnosměrného napětí na svářecích elektrodách sc před nebo po každém průběhu svařování řídí pomocí řídicích prostředků v závislosti na alespoň jednom parametru, zjišťovaném během svářecího procesu.

Pod průběhem svařování se podle vynálezu rozumí průběh, při kterém se mezi součástmi, které je třeba svařovat, vytváří svarový spoj, tedy svarový bod nebo svarový šev.

in Pokud z měření teploty obou svářecích elektrod, které se v dalším označují krátce jako elektrody , například vyplývá, že se kladná elektroda ohřívá silněji než záporná elektroda a že teplotní rozdíl mezi oběma elektrodami překračuje předem danou hodnotu, stejnosměrné napětí na elektrodách se před příštím průběhem svařování, tedy před vytvořením příštího svarového bodu, přepólovává, takže se elektroda, nejdříve záporně polovaná a nyní polovaná kladně, ohřívá silněji.

Překvapivě se ukázalo, že způsobem podle vynálezu sc nechá podstatně zvýšit životnost, popř. trvanlivost, elektrod, aniž by bylo zapotřebí přepólování během průběhu svařování, jak je známo zc spisu DE-C1—4 40 351. *

Způsobem podle vynálezu se nechá dosáhnout rovnoměrného opotřebení elektrod. Toto zabraňuje předčasnému opotřebení a zmenšuje prostoje, které jsou způsobeny výměnou elektrod. Tímto je způsob podle vy nálezu jednoduchý a nechá se provádět s menšími nároky na přístroje.

Zjištění alespoň jednoho parametru, průběhu svařovaní zahrnuje nejen zjištění parametru nebo parametrů během průběhu svařování, tedy například během vytváření svarového bodu, ale i zjištění parametru, nebo parametrů před nebo po vlastním průběhu svařování. Tak je například možné zjišťovat teplotu svářecích elektrod před průběhem svařování, během průběhu svařování nebo po průběhu svařování. Je také možné během průběhu svařování zjišťovat alespoň jeden parametr a alespoň jeden další parametr před nebo po průběhu svařování.

.M)

Další řešení způsobu podle vynálezu upravuje, žc se měří alespoň jeden parametr svářecího procesu a bere se k volbě polarity stejnosměrného napětí na elektrodách. U tohoto provedení se uskutečňuje volba polarity v závislosti na jednom měřeném parametru svářecího procesu. Jeden nebo více parametrů se mohou podle vynálezu měřit během průběhu svařování, tedy například při .b vytváření svarového bodu. Mohou se ale měřit také před a/nebo po průběhu svařování.

Podle dalšího řešení se z alespoň dvou měřených parametrů svářecího procesu počítá další parametr a bere se k volbě polarity stejnosměrného napětí na svářecích elektrodách, U tohoto provedení se tím mohou k volbě polarity brát nejen měřené parametry, nýbrž také parametry'.

odvozené od měřených parametrů.

Podle vynálezu se mohou libovolné vhodné parametry svářecího procesu brát jako základ pro volbu polarity před, popř. po každém průběhu svařování, Parametry svářecího procesu přednostně zahrnují alespoň teplotu svářecích elektrod a/nebo

- stupeň opotřebení svářecích elektrod a/nebo

- celkovou dobu trvání sváření, během které sc od předcházejícího přepojování stejnosměrného napětí svářelo s nezměněnou polaritou svářecích elektrod, a/nebo

- počet svarových spojů, zejména svarových bodů nebo svarových švů, které byly vyrobené

5o s nezměněnou polaritou od předcházejícího přepólování stejnosměrného napětí, a/nebo

poměr doby trvání, během které byia elektroda při vytváření velkého poctu svarových spojů kladně polovaná, k době trvání, během které byla elektroda při vytváření většího počtu svarových spojů záporně polovaná, a/nebo

- tloušťku a/nebo materiál součástí, kterc je třeba svářet.

Tyto parametry nabízejí samy o sobě nebo v kombinací spolehlivý základ pro volbu, polarity na elektrodách.

Jiné přednostní řešení upravuje, že polarita stejnosměrného napětí na svářecích elektrodách 10 během vytváření velkého počtu svarových spojů nebo během předem určeného časového intervalu se volí takovým způsobem, že součet dob trvání sváření, během kterých byla jedna elektroda kladně polovaná, je v podstatě rovný součtu dob trvání sváření, během kterých byla elektroda záporně pólovaná. U tohoto provedení se elektrody tak stejně ..zatěžují kladnou polaritou jako zápornou polaritou, takže je zv lášť spolehlivě zabráněno nerovnoměrnému opotřebení, i?

Další řešení způsobu podle vynálezu upravuje, že se zadávacím zařízením, spojeným s řídicími prostředky, externě zadává alespoň jeden parametr svářecího procesu. U tohoto provedení se mohou například zadávat tloušťka a/nebo materiál součástí, které je třeba svářet, externě obsluhující osobou, a brát samostatně nebo v souvislosti s dalšími měřenými parametry jako

2i) zá k lad pro vo I bu po 1 ar i ty stej nos mě rn cho n apět í na s vářee í ch e I e k Irod áe h,

Stupeň opotřebení svářecích elektrod se může zjišťovat libovolně vhodným způsobem. Podle dalšího řešení se stupen opotřebení svářecích elektrod zjišťuje pomocí optických prostředků.

Teplota svářecích elektrod se může zjišťovat libovolně vhodným způsobem. Podle jednoho provedení se teplota svářecích elektrod měří bezdotykově, zejména prostředky k měření infračerveného záření, například infračervenou kamerou.

sa Přehled obrázků na výkresech

Vynález je následovně vysvětlen blíže podle připojeného výkresu na jehož jediném obrázku je znázorněno zařízení k provádění způsobu podle vynálezu.

ýS

Příklady provedent vynálezu

Na obrázku je znázorněno zařízení 2, označené obecně vztahovou značkou, k odporovému sváření hliníkových plechů 4, 6, které má svářecí elektrody 8, _10. Svářecí elektrody 8, 10 jsou so spojené se zařízením £2, které přivádí na svářecí elektrody 8. £0 k vytváření svářecího střídavého proudu, s v podstatě pravoúhlou, kladnou a zápornou půlvlnou, přepólovatelné stejnosměrné napětí. Konstrukce zařízení J_2 je odborníkům obecně známá, a proto se zde blíže nevysvětluje.

Podle vynálezu se polarita stejnosměrného napětí na svářecích elektrodách 8, H) volí před. popř.

po. každém průběhu svařovaní, například před. popř. po. vytvoření svarového bodu, v závislosti na alespoň jednom parametru, zjišťovaném během svářecího procesu. Volba polarity se u příkladného provedení uskutečňuje řízené pomocí řídicích prostředku £4.

Řídicí prostředky 14 jsou spojené s měřícími prostředky £6, které u tohoto příkladného provedení měří teplotu svářecích elektrod přes teplotní čidla £8, 20 jako parametry svářecího procesu a přivádějí je k řídicím prostředkům £4. Měřicí prostředky £6 mohou dodatečně k teplotě svářecích elektrod 8, 10 měřit, ještě libovolné jiné vhodné parametry svářecího procesu, například celkové trvání doby sváření, během které se od předcházejícího přepólování stejnosměrného napětí svářelo s nezměněnou, polaritou, a/nebo počet svářecích bodů, které se od předcházejícího

- j přepólování stejnosměrného napětí vytvořily se stejnou polaritou, a/nebo poměr doby trvání, během které byla jedna elektroda při vytvoření velkého počtu svarových bodli kladně polovaná, k době trvání, během které byla elektroda při vytvoření velkého počtu svarových spojů záporné polovaná. Řídicí prostředky J_4 mohou dodatečné z měřených parametrů svářecího procesu v případe potřeby vypočítat ještě další parametry'.

K externímu zadávání parametrů, svářecího procesu, například materiálu a/nebo tloušťky hliníkových plechů 4, 6. které je třeba svařovat, má zařízení 2 zadávací zařízení 22 na způsob klávesnice, která je spojena s řídicími prostředky J_4.

io

Způsob podle vynálezu sc u tohoto příkladného provedení se zařízením 2 podle obrázku provádí n ás I ed uj íc í m způsobem:

Pokud se mají například hliníkové plechy 4. 6 spolu navzájem spojovat velkým počtem svaro15 vých bodů, mohou se před začátkem průběhu svařování přes zadávací zařízení 22 externě zadávat materiál a/nebo tloušťka hliníkových plechů 4. 6. které je třeba svařovat. Následovně volí řídicí prostředky Γ4 polaritu stejnosměrného napětí na elektrodách 8. 10 a řídí zařízení £2 takovým způsobem, že toto přivádí na svářecí elektrody 8, JO stejnosměrné napětí se zvolenou polaritou, takže sc vytváří první svarový bod. U studených a ještě neo potřebo váných svářecích elektrod 8,

2(i 10 je polarita stejnosměrného napětí pro první průběh svařování libovolná.

Během průběhu, svařování měří měřicí prostředky 16 teplotu svářecích elektrod 8. J_0, Poklid byla například nejprve svářecí elektroda 8 kladně polovaná a z měření teplot svářecích elektrod 8, 10 vyplývá, že se svářecí elektroda 8 ohřála silněji než svářecí elektroda J_0 a teplotní rozdíl mezi svářecími elektrodami 8, J_0 překročil předem danou hodnotu, tak řídí řídicí prostředky J4 zařízení 12 takovým způsobem. Že loto přepólovává stejnosměrné napětí na svářecích elektrodách 8, 10. takže při kladení příštího svarového bodu je nyní svářecí elektroda 10 polovaná kladně.

Pokud z měření teploty svářecích elektrod 8, J_0 vyplývá, že se nevyskytlo žádné nerovnoměrné so ohřátí svářecích elektrod 8. JO, popř. teplotní rozdíl mezi svářecími elektrodami nepřekročil předem danou, hodnotu, může polarita svářecích elektrod 8. 10 zůstat nezměněná. Řízení zařízení pomocí řídicích prostředků J_4 k přepólování stejnosměrného napětí se potom ncusk uteč ňuje.

Polarita svářecích elektrod 8, 10 se voli příslušným způsobem před každým průběhem svařování, tedy před vytvořením každého svarového bodu. Pokud například během prvních deseti svarových bodů zůstala polarita stejnosměrného napětí nezměněná a z měření teploty svářecích elektrod 8. 10 před vytvořením jedenáctého svarového bodu vyplývá, žc teplotní rozdíl mezi svářecími elektrodami 8, 10 překračuje předem danou, hodnotu, tak řídicí prostředky U řídí zařízení 12. které potom přepóluje stejnosměrné napětí na svářecích elektrodách 8, IQ.

Dodatečné k teplotě svářecích elektrod 8, J_0 nebo místo teploty se popř. mohou brát jako základ pro volbu polarity stejnosměrného napětí na svářecích elektrodách 8, 10 před. popř. po, každém průběhu, svařování výše uvedené parametry svářecího procesu, jakož i libovolné jiné vhodné parametry.

Způsobem podle tohoto vynálezu se spolehlivě zabraňuje jednostrannému, opotřebení svářecích elektrod 8, 10, takže je zvýšena životnost, popř. trvanlivost, svářecích elektrod 8, J_0. Tím se zmenšují prostoje, které jsou způsobené výměnou svářecích elektrod 8, J_0 z důvodu předčasného opotřebení, takže svářecí proces je uskutečňován celkově nákladově příznivějším způsobem.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

5 1. Způsob odporového svařování, stejnosměrným proudem, u kterého se přepólovává stejnosměrné napětí, přivedené na svářecí elektrody, vyznačující se tím, že polarita stejnosměrného napětí na svářecích elektrodách se před nebo po každém průběhu svařování řídí pomocí řídicích prostředků v závislosti na alespoň jednom parametru, zjišťovaném během svářecího procesu.

!Q
2. Způsob podle nároku 1. vyznačující se tím. že se měří alespoň jeden parametr svářecího procesu a bere se k volbě polarity stejnosměrného napětí na svářecích elektrodách.
3. Způsob podle nároku I nebo 2, vyznačující se tím. že z alespoň dvou měřených

15 parametrů svářecího procesu se počítá další parametr a bere se k volbě polarity stejnosměrného napětí na elektrodách.
4. Způsob podle nároků 1. 2 nebo 3, vyznačující se tím, že parametry svářecího procesu zahrnují alespoň

2o teplotu svářecích elektrod a/nebo

- stupeň opotřebení svářecích elektrod a/nebo

- celkovou dobu trvání sváření, během které se od předcházejícího přepólování stejnosměrného napětí svářelo s nezměněnou polaritou svářecích elektrod, a/nebo

- počet svarových spojů, zejména svarových bodů nebo svarových švů, které byly vyrobené

25 s nezměněnou polaritou od předcházejícího přepólování stejnosměrného napětí, a/nebo poměr doby trvání, během které byla elektroda při výrobě velkého počtu svarových spojů kladně polovaná, k době trvání, během které byla elektroda při výrobě většího poetu svarových spojů záporně polovaná, a/ncbo

- tloušťku a/nebo materiál součástí, které je třeba svářet.
5. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že polarita stejnosměrného napětí na elektrodách se během velkého počtu průběhů svařování nebo během předem určeného časového intervalu volí takovým způsobem, že součet dob trvání sváření, během kterých byla elektroda kladně pól ováná, je v podstatě roven součtu dob trvání sváření,

5? během kterých byla elektroda polovaná záporně.
6. Způsob podle nároku I. vyznačující sc tím. že pomocí zadávacího zařízení, spojeného s řídícími prostředky, se externě zadává alespoň jeden parametr svářecího procesu.

κι
7. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím. že sc zjišťuje stupeň opotřebení svářecích elektrod pomocí optických prostředků.
8. Způsob podle nároku 2, vy z n a č u j í c í se t í m , že se měří teplota svářecích elektrod bezdotekově. zejména prostředky k měření infračerveného záření, například infračervenou

15 kamerou.