DD274181A1 - Vorrichtung zum regeln des abbrandes beim widerstandsabbrennstumpfschweissen - Google Patents

Abstract

Insbesondere an kompakten und grossoberflaechigen Werkstuecken, wie Schienen, sowie hoeherfesten und legierten Werkstuecken, Sinterwerkstoffen oder Sonderwerkstoffen ist waehrend des progressiven Abbrandes die Stromdichte entsprechend der technologischen Aufgabe festzulegen und bei Bedarf zu erhoehen, des weiteren den gesamten Verlustweg zu regeln und eine primaerseitige Umschaltung des Transformators zu vermeiden. Dazu ist eine erste Messung so angeordnet, dass waehrend des Abbrandes eine Stromdichte gemessen, diese umgeformt und mit einer vorgegebenen Gleichspannung verglichen wird. Erfindungsgemaess ist zum Steuern der ersten Messung 6 fuer die Waermphase eine zweite derartige Messung 7 zum Regeln der Abbrennphase fuer die progressive Bewegung des Stauchschlittens 9 angeordnet. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln des Abbrandes beim Widerstandsabbrennstumpfschweißen, um insbesondere kompakte und großoberflächige Werkstücke, wie Schienen sowie höherfeste und legierte Werkstoffe und Sinterwerkstoffe als auch londerw ''stoffe, bearbeiten zu können.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist eine CH-PS 515774 zum „Verfahren zum elektrischen Widerstands-Stumpfschweißen von Erzeugnissen durch unterbrochenes Abschmelzen und Vorrichtung zu dessen Durchführung" bekannt. Darin wird während des Abbrennvorganges der Extremwert der Leistung als eine Funktion des im Primärkreis des Schweißtransformators fließenden Stroms durch eine Änderung der Abbrenngeschwindigkeit aufrechterhalten. Der Abbrennprozeß beginnt, bevor an der ganzen Oberfläche eier abzuschmelzenden Stirnflächen eine Temperatur erreicht wird, die im Bereich der Schmelztemperatur des zu schweißenden Werkstoffes liegt. Der Stauchprozeß wird um ein Maß durchgeführt, das dem Abstand zwischen den Querschnitten, welche die Solltemperatur der erhitzten Erzeugnisse haben, gleich ist.

Des weiteren ist aus der DE-OS 2559369 ein „Verfahren zur Regelung der Abbrenngeschwindigkeit von Schweißteilen beim Widerstandsstumpfschweißan und Einrichtung zur Ausführung desselben" bekannt, in welcher die Größen der Abbrennstromdichten gemessen, diese in Gleichspannung umgeformt und dann mit einer vorgegebenen Gleichspannung verglichen werden. Die Einrichtung dazu hat zum Inhalt, daß die elektrische Verbindung der Sekundärwicklung des Anpassungstransformators mit der Vergleichsschaltung zum Vergleichen des laufenden Spannungswertes mit dem vorgegebenen durch in Reihe geschaltete Schaltung zur Umformung des Abbrennstromes in die Stromdichte und Detektor des größten Signals hergestellt ist. Unter anderem ist ein Schweißtransformator mit seiner Sekundärwicklung an den anderen zu schweißenden Stoß und dessen Primärwicklung aber an die Wechselstromquelle angeschlossen. Diese Arten von Regeleinrichtungen !laben zum Nachteil, daß zur Konstanthaltung des progressiven Abbrandes die Transformatorspannung erhöht werden muß. Um den Schweißstrom konstant zu halten, muß mit fortschreitender Erwärmung der Fügeteile auf eine andere Maschinenkennlinie übergegangen werden.

Eine erhöhte Spannung bedeutet jedoch einen größeren Abbrand an den Fügeteilen, der u. a. Verfahrensunsicherheiten mit sich bringt. Zur Gewährleistung der erforderlichen Progressivst wird die Geschwindigkeit über mehrere Stufen schrittweise erhöht, wobei im allgemeinen nicht mehr geregelt wird. Außerdem ist ein Schalten des Transformators unter Last erforderlich.

Ziel der Erfindung

Es-ist Ziel der Erfindung, beim Widerstandsabbrennstumpfschweißen ein sparsames sicheres und durchgängiges Regeln des Abbrandes zu ermöglichen, indem eine automatische selbständige Stauchschlageinschaltung bei vorgegebener Schlittengeschwindigkeit erfolgt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, während des progressiv, en Abbrandes die Stromdichte entsprechend der technologischen Aufgabe festzulegen und bei Bedarf zu erhöhen, c es weiteren den gesamten Verlustweg zu ;egein und eine primärseitige Umschaltung des Transformators zu vermeiden.

Zusätzlich zum Messen der Abbrennstromdichte, deren Umformen in Gleichspannung und deren Vergleichen mit öiner vorgegebenen Gleichspannung erfolgt, ist erfindungsgemäß zusätzlich zur ersten Messung eine zweite derartige Messung für die progressive Schlittenbeweg-jng angeordnet. So erfolgt nach dem Steuern der an sich bekannten Wärmephase ein Regeln der Abbrennphase.

Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung soll im nachfolgenden Ausführur.gsbeispiel näher erläutert werden. Dabei bedeuten

Fig. 1: Informationsfluß einer hydraulisch bestätigten Widerstandsabbrennstumpfschweißmaschine Fig. 2: Diagramme der-Weg-Zeit

-Spannung-Zeit

-Strom-Zeit gem. einer Schweißung nach dem beschriebenen Verfahren.

Nach Fig. 1 erzeugt der Schweißtransformator 1 den Erwärmungsstrom in den Fügeteilen 2; 3. Die Höhe dieses Erwärmungsstromes wird von einem Stromwandler 4 gemessen. Das im Stromwandler 4 erzeugte Spannungssignal wird gleichgerichtet 5, und im Baustein 6 wird diese Spannung gewandelt.

Das einstellbare Übertragungsverhältnis ist abhängig von der technologischen Aufgabe und ist jeweils für den Vorgang „Wärmen" 6 (erste Messung) und „Abbrennen progressiv" 7 (zweite Messung) getrennt einstellbar. Im Baustein 6 wird eine Spannung erzeugt, die der Grundgeschwindigkeit v, des Stauchschlittens 9 entspricht.

Im Baustein 6 wird eine Spannung erzeugt, die der Grundgeschwindigkeit Vi des Stauchschlittens 9 entspricht. Die vom Schweißstrom i_si gewonnene Gleichspannung wird von der Grundgeschwindigkeit v, subtrahiert. Ein gleiches gilt für Baustein 7. Diese Ergebnisse werden im Verstärker 8 verstärkt und zur Regelung der Geschwindigkeit des Stauchschlittens auf ein Analogventil 10 gegeben. Fließt kein Strom in den Fügeteilen 2; 3, so stellt sich die in der Baugruppe 6 eingestellte Maximalgeschwindigkeit des Stauchschlittens 9 ein. Mit zunehmendem Schweißstrom I₅, oder l_s) wird in der Baugruppe 6 oder eine analoge Spannung erzeugt, die der angelegten Spannung V| oder V₂ entgegengerichtet ist.

In Fig.2 sind Weg-Zeit-, Spannung-Zeit- und Strom-Zeit-Diagramm einer Schv\. ißung nach dem beschriebenen Verfahren dargestellt. Entsprechend dem programmierten Ablauf wird der Stauchschlitten 9 zurückgezogen. Die Zuschaltung des Schweißtransformators 1 erfolgt im Leerlauf. Bis sich die Fügeteile 2; 3 berühren und Strom fließen kann, nimmt der Stauchschlitten 9 die Grundgeschwindigkeit ein. Durch die Subtraktion der in der Baugruppe 6 erzeugten Spannung von der in Baugruppe 7 erzeugten Spannung, die der Grundgeschwindigkeit entspricht, stellt sich eine mittlere Geschwindigkeit des Stauchschlittsns 9 ein. Die Stromdichte wird über die technologische Phase „Wärmen" konstant gehalten. Nach dem Umschalten entsprechend einer vorgegebenen Schwelle wird sowohl die Spannung der Grundgeschwindigkeit als auch das Übersetzungsverhältnis im Baustein 6 geändert, wodurch sich eine resultierende Spannung einstellt, und der „Abbrand progressiv" wird eingeleitet. Während dieser Phase besteht die Möglichkeit, die Stromdichte bei gleichbleibender Sekundärspannung des Schweißtransformators 1 auf gleichem Niveau 11 zu halten oder zu erhöhen 12. Die Verfahrenssicherheit und damit die Qualität der Verbindungsbildung, welche durch diese Phase-Frequenz und Amplitude-des Schweißstromes bestimmt wird, nehmen zu.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Regeln des Abbrandes beim Widerstandsabbrennstumpfschweißen, indem eine erste Messung so angeordnet ist, daß während des Abbrandes eine Stromdichte gemessen, diese Stromdichte in Gleichspannung umgeformt und mit einer vorgegebenen Gleichspannung verglichen wird, gekennzeichnet dadurch, daß zu Steuern der ersten Messung (6) für die Wärmphase eine zweite derartige Messung (7) zum Regeln der Abbrennphase für die progressive Bewegung des Stauchschlittens (9) angeordnet ist.

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