DD155397A1 - Verfahren zum doppelpunktschweissen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Widerstandsschweissen von Metallteilen mit indirekter Stromzufuehrung nach dem Prinzip des Doppelpunktschweissens, insbesondere zum Buckelschweissen beschichteter Bleche, gekennzeichnet dadurch, dass vor dem Aufsetzen der Doppel- Schweisspunkte der auf einem Anschweissteil zwischen diesen Punkten liegende Bereich mit erhoehtem elektrischen Widerstand versehen wird und damit waehrend der Schweissung der ueberwiegende Teil des Schweissstromes ueber die Schweisspunkte geleitet wird. Nach weiteren Merkmalen erfolgt dies durch Querschnittsreduzierung, z. B. durch Ausnehmungen, und/oder Widerstandskoeffizientenerhoehung im Anschweissteil.

Description

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Verfahren zum Doppelpunktschweißen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Widerstandsschweißen von Metallteilen mit indirekter Stromzuführung, das beim Punktschweißen und vorzugsweise beim Buckelschweißen Anwendung findet und auf das Schweißen von Blechteilen orientiert ist· Ein besonderes Anwendungsgebiet ist dabei das Schweißen von beschichteten Stahlblechen mit elektrisch nicht leitenden Schichten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Das Buckelschweißen wie auch das Punktschweißen beschichteter Bleche ist auf die indirekte Schweißstromzuführung beschränkt, um die meist aus organischen Stoffen bestehende Beschichtung nicht zu zerstören.

Beim Buckelschweißen von Blechteilen mit indirekter Stromzuführung wird Zo Bo nach DD-AP 76873 und DD-AP 83501 der Schweißstrom an den Blechschnittkanten zugeführt, wobei jedoch die Abbrandgefahr an diesen Einspeisungsstellen sehr hoch ist.

Weiterhin ist, wie in DD-WP 136 466 (Fig. 12) dargestellt, das Doppelpunktschweißen in Anwendung, das bezüglich Schweißenergie auch mittels Kondensatorschweißung durchgeführt wird. Zur Erzielung zuverlässiger Verbindungen ist das Doppelpunktschweißen aber infolge des sonst auf der Elektrodenseite auftretenden TTebenschlußstromes auf das jeweils gleichzeitige Schweißen von

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zwei getrennten Anschweißteilen beschränkt.

Ziel der Erfindung . -

Die Erfindung verfolgt das Ziel, das Doppelpunktschweißen universell eihsetzbar zu machen. Vorrangig soll erreicht werden, daß Anschweißteile mit organisch beschichteten Blechen an beliebigen Stellen verschweißt werden, ohne daß der der Schweißzone gegenüberliegende Flächenbereich des beschichteten Bleches qualitative Mangel der Beschichtung in Form von Blasen oder Verbrennungen aufweistο

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein universell einsetzbares Verfahren zum Doppelpunktschweißen, insbesondere Bukkelschweißen zu schaffen, das auch für einzelne Anschweißteile auf beschichteten Blechen anwendbar ist.

Das wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß vor dem Aufsetzen der Doppel-Schweißpunkte der auf einem Anschweißteil zwischen diesen Schweißpunkten liegende Bereich mit erhöhtem elektrischen Widerstand versehen wird und damit während des eigentlichen Schweißvorganges der überwiegende Teil des Schweißstromes über die Schweißpunkte verläuft. Dadurch wird in überraschender Weise ermöglicht, Doppelpunktschweißungen auch für einzelne Anschweißteile anzuwenden. Mit dem überwiegenden Teil des Schweißstromes in der Schweißzone wird zugleich der zugeführte Gesamtstrom auf einem Mindestmaß gehalten, wodurch die im Schweißobjekt erzeugte V/ärme niedrig bleibt, was besonders für organisch beschichtete Bleche den Einsatz des Punkt- bzw· Buckelschweißens erst ermöglicht. Dabei hat sich auch gezeigt, daß Nebenschlüsse über bereits verschweißte Buckel infolge des geringen Querschnittes an der Schweißstelle ebenfalls eine untergeordnete Bedeutung haben.

Wach weiteren Merkmalen der Erfindung wird die Widerstandserhöhung durch entsprechende Querschnittsreduzierung, wie Anord-

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nung von Durchbrüchen, Ausnehmungen und sonstige, gleichzeitig den Nebenschlußweg vergrößernde Gestaltungen erreicht oder die Anschweißteile v/eisen einen gegenüber dem beschichteten Blech erhöhten Widerstandskoeffizienten auf· Derartige Gestaltungen können bereits bei der Anlieferung der Halbzeuge oder beim Zuschnitt Berücksichtigung finden bzw. mit den sowieso notwendigen Vorbereitungsarbeiten, wie Buckelprägen oder -stanzen, parallel verlaufen.

Ein Merkmal besteht auch darin, daß eine partielle Reduzierung der Mat-erialdicke durchgeführt wird und dadurch im Bereich der Schweißzone eine Querschnittsbegrenzung für den Nebenschlußweg auf dem Anschweißteil durch diese Blechdickenreduzierung erfolgt» Entsprechende typische Gestaltungen der Anschweißteile sind an Beispielen erläutert.

Die Merkmale der Erfindung, den Querschnitt reduzieren, den Nebenschlußweg verlängern oder den Widerstandskoeffizienten im Anschweißteil erhöhen, können einzeln als auch wahlweise kombiniert angewendet werden.

Ausführungsbeispiel

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung an einigen Beispielen näher dargestellt und erläutert. Es zeigen:

Pig· 1: den prinzipiellen Aufbau einer Schweißanordnung, teilweise im Schnitt,

Figo 2 bis 5: Beispiele einer. Gestaltung von Anschweißteilen,

Figo 6: eine Anordnung für die fortlaufende Schweis-

sung einer Profilschiene,

Figo 7 bis 11: Formen von Ausnehmungen mit jeweils einem

dazugehörigen Schweißbuckel,

Figo 12 und 13: Formen von Ausnehmungen mit jeweils mehreren

dazugehörigen Schweißbuckeln und

Fig. 14 bis 16: Formelemente mit partiellen Blechdickenreduzierungen und eingeprägtem Buckel.

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Die Darstellung von Schweißbuckeln ist in der Zeichnung teilweise nur mit einem Kreuz als Aufsetzpunkt einer Elektrode demonstriert« An diesen Stellen können in gleicher Weise auch Elektroden für das Punktschweißen aufgesetzt werden, sofern keine Buckel für einen Anwendungsfall geprägt werden sollen. Weiterhin wird in der Zeichnung nicht näher auf die Gestaltung von Schweißbuckeln eingegangen, da dies für die Anwendung der Erfindung nicht von Bedeutung ist. In einigen Figuren ist die Darstellung nur auf das Anschweißteil beschränkt.

In Fig. 1 ist ein als Anschweißteil dienendes Blech 6 auf ein beschichtetes Blech 7 aufgesetzt, wobei eine organische Schicht 8 nach außen weist und die dem Anschweißteil zugeordnete Seite mit einer Rückseitenbeschichtung 9 versehen ist ο Im Blech 6 sind zwei Schweißbuckel 10 eingearbeitet, unter denen die z. B. aus Lack bestehende Beschichtung 9 entfernt ist oder die als Spezialbuckel die Schicht 9 vor dem Schweißen durchstoßen. Um die Schweißbuckel 10 ist jeweils eine U-förmige Ausnehmung 4 im Blech 6 eingearbeitet, so daß nur eine kleine Fläche 3 eine den Buckel 10 tragende Nase 12 mit dem übrigen Blech 6 verbindet· Auf jeden Buckel 10 sind über eine Schweißstromquelle 5 verbundene Elektroden 11 aufgesetzt. Im eingeschalteten Zustand der Stromquelle fließt ein Strom über die Elektroden 11 durch die Buckel 10 und Blech 7· Wie dargestellt, fließt über Nebenschlußwege 1 und 2 weiterhin ein Strom durch die Flächen 3, durch deren Anordnung der Nebenschlußstrom vorrangig begrenzt wird und damit im Verhältnis zum Hauptstromkreis untergeordnete Bedeutung bekommt. Zusätzlich sind durch die Lage der Ausnehmung 4 die Nebenschlußwege 1 und 2 vergrößert. Werden die Ausnehmungen 4 in der Ebene um 180 gedreht, verkürzen sich zwar die Nebenschlußwege 1 und 2, es liegt jedoch noch eine zuverlässige Strombegrenzung durch die Querschnittsminderung der Flache 3 vor, die beispielsweise bei einer Dicke von 1,0 mm des Anschweißteiles 6 einen Querschnitt

2 von 10 mm haben kann und damit eine für alle Anwendongsfälle noch genügende Festigkeit der Schweißverbindung hat.

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Pig· 2 zeigt eine U-förmige Profilschiene mit Ausnehmungen 4 entsprechend Fig. 1 und Buckel 10, die gegenüberliegend angeordnet sind und paarweise geschweißt werden. Der Nebenschlußstrom fließt auf den Wegen 1 und 2·

Pig· 3 zeigt, eine U-förmige Profilschiene, bei der im Gegensatz zu Pig. 2 die Ausnehmungen 4 nicht gegenüberliegend angeordnet sind. Der Ausnehmung 4 mit Buckel 10 gegenüber liegt nur ein Buckel 10. Die Schweißung erfolgt paarweise, so daß der angegebene Weg 1 und 2 für den Nebenschlußstrom entsteht und die Erhöhung des elektrischen Widerstandes nur durch eine strombegrenzende Fläche 3 (analog Figur 1) entsteht.

Pig. 4 zeigt eine z-förmige Profilschiene, bei der auf Grund der paarweisen Anordnung von Ausnehmungen 4 und Buckel 10 der angegebene Weg 1 und 2. für den Nebenschlußstrom entsteht.

In Fig. 5 ist eine z-förmige Profilschiene mit rechteckigen Ausnehmungen 4 und den Elektroden 11 dargestellt. Die Widerstandserhöhung wird hier durch entsprechend schmale Randstege 13 und Abstände 14 zwischen den Ausnehmungen erreicht, so" daß der Nebenschlußstrom auf den Wegen 1 und 2 eng begrenzt bleibt. Die Ausnehmungen 4 sind so angeordnet, daß sie jeweils zwischen zwei Buckel 10 zu liegen kommen« Es kann paarweise geschweißt werden oder auch eine Elektrode auf einen bereits geschweißten Punkt bzw. Buckel 10 aufgesetzt werden. Pur letztere Verfahrensweise ist der Schweißstrom entsprechend zu reduzieren.

Fig. 6 zeigt ein Hutprofil mit Ausnehmungen 4· Die Schweißung der Buckel 10 erfolgt reihenweise unter Anwendung der zur Fig. angegebenen Verfahrensweise.

In Fig. 7 bis 11 sind an einer Schweißstelle 10 durch die Ausnehmungen 4 Formelemente entstanden, bei denen die strombegrenzende Fläche 3 ein- oder mehrfach vorhanden ist (nur an Fig. 7

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näher demonstriert). Pur den Schweißvorgang werden jeweils zv/ei derartige Schweißstellen eingesetzt, es genügt aber analog Fig. 3 auch nur eine nach Fig. 7 bis 11 dargestellte Schweiß-.stelle für das Doppelpunktschweißen an einem Anschweißteil.

Figo 12 und 13 zeigen Formelemente mit zwei und mehr Buckeln Zum Schweißen genügt eines dieser Formelemente. Beim Schweißen entstehen die Stromwege 1 und 2 für den Nebenschlußstrom. Bei Fig. 13 treten diese Nebenschlußströme in der Reihenfolge der Schweißung zweimal auf, wobei der Nebenschlußstromweg über die zuerst geschweißten Buckel beim zweiten Schweißvorgang nicht dargestellt ist₀

Fig. 14 bis 16 ist für die Erhöhung des elektrischen Widerstandes die Blechdicke partiell reduziert. Fig. 14 zeigt ein Formelement analog Fig. 12, bei dem zusätzlich die Nase 12 dickenreduziert ist, wodurch die strombegrenzende Fläche 3 entsteht.

Die Formelemente der Fig. 15 und 16 werden paarweise verschweißt, wobei das Formelement nach Fig. 15 vorzugsweise für die Randzonenschweißung geeignet ist.

Das Prinzip der Widerstandserhöhung im Anschweißteil kann auch bereits durch entsprechende Materialauswahl der Werkstücke erfolgen, indem das Anschweißteil einen höheren Widerstandskoeffizienten gegenüber dem anderen zu verschweißenden Werkstück aufweist. Wie in Fig. 14 demonstriert (Anordnung von Ausnehmungen und zugleich noch Materialdickenreduzierung am Anschweißteil) können die verschiedenen Schritte auch kombiniert angeordnet werden.

Claims (4)

- 7 - 226171 Erfindungsanspruch

1· Verfahren zum Widerstandsschweißen von Metallteilen mit indirekter Stromzuführung nach dem Prinzip des Doppelpunktschweißens, insbesondere zum Buckelschweißen beschichteter Bleche, gekennzeichnet dadurch, daß vor dem Aufsetzen der Doppel-Schweißpunkte der auf einem Anschweißteil zwischen diesen Punkten liegende Bereich mit erhöhtem elektrischen Widerstand versehen wird und damit während der Schweißung der überwiegende Teil des Schweißstromes über die Schweißpunkte geleitet wird·

2· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Widerstandserhöhung durch entsprechende Querschnittsreduzierung, wie Anordnung von Durchbrüchen, Ausnehmungen und sonstige, vorzugsweise gleichzeitig den Nebenschlußweg vergrößernde Gestaltungen erfolgt·

3· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß Anschweißteile mit erhöhtem Widerstandskoeffizienten Anwendung finden·

4· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß vor dem Schweißvorgang am Anschweißteil eine partielle Reduzierung der Materialdicke durchgeführt wird.

Hierzu „„4 SeUen Zeichnungen