DE102005053437A1 - Process to test the quality of an electrical weld between a stud and substrate sheet metal automotive bodywork - Google Patents

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Jürgen Gerhards
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/20—Stud welding
    • B23K9/205—Means for determining, controlling or regulating the arc interval

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Abstract

In a drawn arc stud (2) welding process, an electrically conducting metal stud is presented to electrically conducting automotive sheet metal bodywork (1) and the welding current applied. The stud is lifted from the bodywork, triggering an arc and electrical heating, followed by renewed pressed presentation of the stud to the sheet metal. The weld quality is then checked by application of a test current I(PS : The test current is a regulated impulse current (I(PSi) applied after a predetermined time lapse (t(s) for a predetermined duration (t(p) and determines the current flowing through the stud. The test current value is compared with a predetermined value, and the difference used to determine the weld quality. A measured current (I(PS) below the test current (I(PSmin) falls below the minimum weld quality threshold and is spot marked by color.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen der Qualität beim Bolzenschweißen an elektrisch leitende Bauteile, insbesondere an ein Karosserieblech, bei welchem Verfahren ein zu verschweißender Bolzen elektrisch leitend an das Bauteil angelegt und durch den leitend angelegten Bolzen und das Bauteil ein Schweißstrom hindurchgeleitet und der Bolzen vom Bauteil unter Ausbildung eines Lichtbogens abgehoben, durch den Lichtbogen zumindest Werkstoff des Bauteils aufgeschmolzen, der Bolzen unter einer bestimmten, vorgebbaren Presskraft auf den geschmolzenen Werkstoff aufgepresst und der aufgepresste Bolzen für eine vorgebbare Schweißzeit aufgepresst verbleibt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es im Hause der Anmelderin eingesetzt und hier als bekannt unterstellt wird.The The invention relates to a method for checking the quality of stud welding to electrical conductive components, in particular to a body panel, in which Method to be welded Bolt electrically applied to the component and through the conductively applied bolt and the component passed a welding current and the bolt is lifted from the component to form an arc, melted by the arc at least material of the component, the Bolt under a certain, predetermined pressing force on the molten Material pressed on and the pressed-on bolt for a predefinable welding time remains pressed, according to the preamble of Claim 1 as used in the Applicant's home and here is assumed to be known.

Das vorbekannte Verfahren ist zum Anschweißen von Bolzen, insbesondere Batteriemasseschrauben und dgl. an Karosseriebleche vorgesehen. Bei dem Verfahren wird ein zu verschweißender Bolzen elektrisch leitend an das Bauteil angelegt und durch den angelegten Bolzen und das Bauteil ein Schweißstrom hindurchgeleitet. Anschließend wird der Bolzen vom Bauteil unter Ausbildung eines Lichtbogens abgehoben, wodurch sich zumindest Werkstoff des Karosserieblechs aufgeschmolzen wird. Der Bolzen wird danach unter einer bestimmten, vorgebbaren Presskraft auf den geschmolzenen Werkstoff aufgepresst.The Previously known method is for welding bolts, in particular Batteriemasseschrauben and the like. Provided on body panels. In the method, a bolt to be welded becomes electrically conductive applied to the component and by the applied bolt and the Component a welding current passed. Subsequently the bolt is lifted from the component to form an arc, whereby at least material of the body panel melted becomes. The bolt is then below a certain, specifiable Pressing force on the molten material pressed.

Aufgrund vieler möglicher Einflussfaktoren, wie verzinkten Blechen, Abweichungen der Materialstärken, Toleranzen usw. kommt es allerdings immer wieder vor, dass eine Bolzenschweißung unzureichend ist oder sogar misslingt. Aus diesem Grunde wird vielfach mit einem sehr hohen Schweißstrom gearbeitet, wodurch wiederum das geschmolzene Material über Gebühr erhitzt wird und sich dadurch Spritzer bilden. Die sich daraus bildenden Schweißperlen müssen u.U. aufwendig entfernt und das geschweißte Bauteil nachgearbeitet werden.by virtue of many possible Influencing factors, such as galvanized sheets, deviations in material thicknesses, tolerances etc. However, it happens again and again that a stud welding inadequate is or even fails. For this reason is often with a very high welding current worked, which in turn heated the molten material excessively becomes and thereby splashes. The resulting You may need to weld beads. consuming removed and reworked the welded component become.

Aus der DE 695 15 497 T2 ist zur Abhilfe dieses Problems ein Verfahren bekannt, bei dem für die Lichtbogenspannung ein Bezugsspannungsprofil vorgegeben wird, innerhalb deren die Schweißung für gut erachtet wird. Damit dies möglichst regelmäßig erfolgt, wird die Lichtbogenspannung während des Schweißvorgangs wiederholt gemessen, mit einer Betriebsspannung in vorgegebener Weise verglichen und bei Bedarf die Lichtbogenspannung entsprechend nachgeregelt. Dieses Verfahren ist allerdings recht aufwendig.From the DE 695 15 497 T2 For the remedy of this problem, a method is known in which a reference voltage profile is specified for the arc voltage, within which the welding is considered good. So that this takes place as regularly as possible, the arc voltage is repeatedly measured during the welding process, compared with an operating voltage in a predetermined manner and, if necessary, the arc voltage readjusted accordingly. This process is quite expensive.

Aus der DE 101 10 045 A1 ist ein weiteres Verfahren bekannt, bei dem gleichfalls während des Schweißvorgangs Parameter aufgenommen und mit Referenzwerten verglichen werden. Anhand dieses Vergleichs können selbst unerfahrene Werker eine Aussage hinsichtlich der Qualität einer Bolzenschweißung treffen.From the DE 101 10 045 A1 Another method is known in which also during the welding process parameters are recorded and compared with reference values. Based on this comparison even inexperienced workers can make a statement regarding the quality of stud welding.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein möglichst einfaches Verfahren zu entwickeln, mit dem die Qualität einer Bolzenschweißung bewertet werden kann, wobei insbesondere der Einsatz innerhalb eines Transportbandes möglichst nicht gestört werden soll.The The object of the invention is to have the simplest possible method to develop the quality of stud welding can be, in particular the use within a conveyor belt preferably not disturbed shall be.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Verfahrensschritten des Anspruchs 1 gelöst. Durch die einer der Schweißzeit erfolgenden Durchleitung eines Prüfstromimpulses kann der aufgrund des Prüfstromimpulses durch den Bolzen fließende Prüfstrom ermittelt werden. Der Wert des Prüfstroms wird mit zuvor ermittelten Vergleichswerten verglichen und die Qualität der Bolzenschweißung anhand des Vergleichs des Wertes des Prüfstroms mit den Vergleichswerten ermittelt.The The object of the invention is achieved by a method with the method steps of claim 1. By the one of the welding time Successful passage of a Prüfstromimpulses may due to the test current pulse flowing through the bolt Test current be determined. The value of the test current is determined with previously determined Comparison of the comparative values and the quality of stud welding the comparison of the value of the test current determined with the comparison values.

Auf diese Wiese kann bspw. ein als nicht ordnungsgemäß geschweißt erkannter Bolzen, ohne einen Eingriff ins Transportband vorzunehmen, auf einfache Weise außerhalb des normalen Transportbandes nachgearbeitet werden. Dadurch ist in vorteilhafter Weise der apparative Aufwand gering. Insbesondere muss in manchen besonders günstigen Fällen in bestehende Anlagen nur ein weiteres Programm eingespeist bzw. ein bestehendes Schweißprogramm entsprechend erweitert werden.On This meadow may, for example, a bolt that is not properly welded, without a bolt To make intervention in the conveyor belt, in a simple way outside be reworked the normal conveyor belt. This is advantageously the apparatus required low. Especially must be particularly favorable in some make in existing plants only another program fed or an existing welding program accordingly be extended.

In einer weiteren Ausgestaltung wird bei einer Unterschreitung des Wertes des Prüfstromes unter einen Mindestprüfstromwert der Schweißpunkt (8) als unzureichend gewertet und optisch, vorzugsweise mit einem Farbpunkt markiert. Durch diese Maßnahmen ist eine als fehlerhaft erkannte Schweißung einfach zu erkennen und nach zu arbeiten.In a further embodiment, when the value of the test current falls below a minimum test current value, the spot weld ( 8th ) evaluated as inadequate and optically, preferably marked with a color point. These measures make it easy to identify a weld that has been identified as faulty and to work.

In einer weiteren Ausgestaltung erfolgt die Durchleitung des Prüfstroms unter Beibehaltung der Presskraft usw., wobei die Presskraft vorzugsweise bis nach Abschluss der Prüfzeit insbesondere unverändert aufrechterhalten bleibt. Hierdurch werden in günstiger Weise alle sonstigen vorherigen Schweißparameter aufrechterhalten und somit Fehlereinflüsse verringert.In In another embodiment, the passage of the test current takes place while maintaining the pressing force, etc., wherein the pressing force is preferably up after completion of the test period especially unchanged is maintained. As a result, all other are in a favorable manner previous welding parameters maintained and thus reduced errors.

In manchen Fällen kann die Wartezeit zwischen Schweißzeit und Prüfzeit auf zumindest nahezu 0 Sekunden verkürzt werden, wodurch insbesondere der gesamte Zeitbedarf gesenkt ist.In some cases can set the waiting time between welding time and test time shortened at least nearly 0 seconds which, in particular, reduces the overall time requirement.

Weitere sinnvolle Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen entnehmbar. Im Übrigen wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigtFurther useful embodiments of the invention are the further subclaims removed. Furthermore The invention will be explained in more detail with reference to embodiments illustrated in the drawings. there shows

1 einen auf einem Karosserieblech angelegten Bolzen, 1 a bolt applied to a body panel,

2 den unter Ausbildung eines Lichtbogens vom Karosserieblech abgehobenen Bolzen nach 1, und 2 after the arc lifted from the body panel bolt after 1 , and

3 den in geschmolzenen Werkstoff eingedrückten Bolzen nach 1. 3 the pin pushed in molten material 1 ,

In 1 ist ein Bolzen 2 dargestellt, der auf einem Karosserieblech 1 und zwar an dem Ort seiner späteren Verbindung mit dem Karosserieblech 1 mit der Presskraft FD aufgepresst ist. Der Bolzen 2 ist zum Verschweißen mit dem Karosserieblech 1 vorgesehen.In 1 is a bolt 2 pictured on a body sheet 1 and in the place of his later connection with the body sheet 1 is pressed with the pressing force F D. The bolt 2 is for welding to the body panel 1 intended.

In 2 ist die Anordnung nach 1 dargestellt, wobei der Bolzen 2 von dem Karosserieblech 1 abgehoben ist. Bedingt durch die an Bolzen 2 und Karosserieblech 1 angelegte Schweißspannung bildet sich zwischen den nächst benachbarten Bereichen dieser beiden Teilen ein Lichtbogen (nicht dargestellt) aus. Durch die Hitzeentwicklung dieses Lichtbogens wird Werkstoff sowohl des Bolzens 2 als auch des Karosserieblechs 1 aufgeschmolzen. Mittels dieses geschmolzenen Werkstoffes 3 sollen die beiden Teile miteinander verschweißt werden.In 2 is the arrangement after 1 shown, wherein the bolt 2 from the body sheet 1 is lifted off. Due to the on bolt 2 and body sheet 1 applied welding voltage is formed between the next adjacent areas of these two parts of an arc (not shown). Due to the heat development of this arc, the material of both the bolt 2 as well as the body sheet 1 melted. By means of this molten material 3 the two parts are to be welded together.

In 3 ist der Bolzen 2 mit seinem geschmolzenen Werkstoff 3 in den geschmolzenen Werkstoff 3 des Karosserieblech 1 unter der Presskraft 3 eingedrückt. Der geschmolzenen Werkstoff 3 der beiden Teile 2 und 1 erkaltet und bildet den Schweißpunkt 4 aus.In 3 is the bolt 2 with his molten material 3 in the molten material 3 of the body sheet 1 under the press force 3 pressed. The molten material 3 the two parts 2 and 1 cools down and forms the welding point 4 out.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Bolzen 2 am Ort seiner späteren Verschweißung auf das Karosserieblech 1 aufgelegt. Damit eine gute elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Bolzen 2 und dem Karosserieblech 1 vorliegt, erfolgt die Anlage des Bolzens 2 unter der Presskraft FD. Der Bolzen ist hierbei mit der einen gepolten Seite eines Schweißgenerators und das Karosserieblech 1 mit der anders gepolten Seite des Schweißgenerators verbunden und somit der Stromkreislauf geschlossen. Nach angelegter Spannung an den Schweißgenerator wird der Bolzen bis zur Ausbildung eines Lichtbogens von dem Karosserieblech 1 abgehoben. Der entstehende Lichtbogen schmilzt Werkstoff an Bolzen 2 und Karosserieblech 1 auf. In diese Schmelze 3 wird anschließend der Bolzen 2 mit der Presskraft FD eingedrückt, wonach die Schmelze 3 erkaltet und zu der Schweißverbindung (Schweißpunkt 4) erkaltet und aushärtet.To carry out the method according to the invention is the bolt 2 at the site of his later welding on the body sheet 1 hung up. Thus a good electrically conductive connection between the bolt 2 and the body sheet 1 is present, the attachment of the bolt takes place 2 under the pressing force F D. The bolt is here with the one poled side of a welding generator and the body panel 1 connected to the other polarized side of the welding generator and thus closed the circuit. After voltage has been applied to the welding generator, the bolt is allowed to form an arc from the body panel 1 lifted. The resulting arc melts material on bolts 2 and body sheet 1 on. In this melt 3 then the bolt 2 pressed with the pressing force F D , after which the melt 3 cooled and to the welded joint (welding point 4 ) cools and hardens.

Nachdem Einpressen des Bolzens 2 in die Schmelze 3 wird die Presskraft FD zumindest aufrechterhalten und durch den Bolzen 2 und das Karosserieblech 1 ein Prüfstromimpuls IPSI geleitet. Die Größe des real fließenden Prüfstroms IPS wird ermittelt. Der Wert des Prüfstroms IPS wird mit zuvor ermittelten Vergleichswerten verglichen. Diese Vergleichswerte werden anhand zuvor vorgenommenen und hinsichtlich ihrer Qualität bewerteten Schweißpunkte 4 gewonnen, wobei mit ihnen so genannte Qualitätsfenster ermittelt werden können. Liegt ein Wert des Prüfstroms IPS innerhalb eines entsprechenden Qualitätsfensters, wird ein Schweißpunkt 8 als gut bewertet.After pressing in the bolt 2 in the melt 3 the pressing force F D is at least maintained and by the bolt 2 and the body sheet 1 passed a Prüfstromimpuls I PSI . The size of the real flowing test current I PS is determined. The value of the test current I PS is compared with previously determined comparison values. These comparative values are determined on the basis of previously performed and evaluated quality points 4 won, whereby so-called quality window can be determined with them. If a value of the test current I PS lies within a corresponding quality window, a spot weld becomes 8th rated as good.

Claims (5)

Verfahren zum Überprüfen der Qualität beim Bolzenschweißung an elektrisch leitenden Bauteilen, insbesondere an ein Karosserieblech, bei welchem Verfahren ein zu verschweißender Bolzen elektrisch leitend an das Bauteil angelegt wird, durch den leitend angelegten Bolzen und das Bauteil ein Schweißstrom hindurchgeleitet wird, der Bolzen vom Bauteil unter Ausbildung eines Lichtbogens abgehoben wird, durch den Lichtbogen zumindest Werkstoff des Bauteils aufgeschmolzen wird, und der Bolzen unter einer bestimmten, vorgebbaren Presskraft auf den geschmolzenen Werkstoff aufgepresst und der aufgepresste Bolzen für eine vorgebbare Schweißzeit aufgepresst verbleibt, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer der Schweißzeit (tS) folgenden Wartezeit (tW) ein Prüfstroms (IPS) für eine bestimmte, vorzugsweise regelbare Prüfzeit (tP) ein konstanter, insbesondere regelbarer Prüfstromimpuls (IPSi) durch einen Schweißtransformator geleitet wird, dass der aufgrund des Prüfstromimpuls (IPSi) durch den Bolzen (2) fließende Prüfstrom (IPS) ermittelt wird, dass der Wert des Prüfstroms (IPS) mit zuvor ermittelten Vergleichswerten verglichen wird und dass die Qualität der Schweißung anhand des Vergleichs des Wertes des Prüfstroms (IPS) mit den Vergleichswerten ermittelt wird.Method for checking the quality of stud welding to electrically conductive components, in particular to a body panel, in which method a bolt to be welded is applied electrically conductive to the component through the conductive applied bolt and the component a welding current is passed, the bolt from the component below Training arc is lifted, at least the material of the component is melted by the arc, and the bolt pressed under a certain predetermined pressing force on the molten material and the pressed-on pin remains pressed for a predetermined welding time, characterized in that after one of the welding time ( t S ) the following waiting time (t W ) a test current (I PS ) for a certain, preferably controllable test time (t P ) a constant, in particular controllable Prüfstromimpuls (I PSi ) is passed through a welding transformer that due to the Prüfstromimpul s (I PSi ) through the bolt ( 2 ) flowing test current (I PS ) is determined that the value of the test current (I PS ) is compared with previously determined comparison values and that the quality of the weld is determined by comparing the value of the test current (I PS ) with the comparison values. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Unterschreitung des Wertes des Prüfstromes (IPS) unter einen Mindestprüfstromwert (IPSmin) der Schweißpunkt (4) als unzureichend gewertet wird.Method according to Claim 1, characterized in that, if the value of the test current (I PS ) falls below a minimum test current value (I PSmin ), the spot weld point ( 4 ) is considered insufficient. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Unterschreitung des Wertes des Prüfstromes (IPS) unter einen Mindestprüfstromwert (IPSmin) der Schweißpunkt (4) als unzureichend gewertet und optisch, insbesondere mit einem Farbpunkt markiert wird.A method according to claim 1, characterized in that when falling below the Value of the test current (I PS ) below a minimum test current value (I PSmin ) the welding point ( 4 ) is assessed as insufficient and is optically marked, in particular with a color point. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während und/oder nach der der Schweißzeit (tS) folgenden Wartezeit (tW) die den Bolzen (2) an das Bauteil anpressende Presskraft (FD) insbesondere unverändert aufrecht erhalten wird.A method according to claim 1, characterized in that during and / or after the welding time (t S ) following waiting time (t W ) the bolt ( 2 ) pressed against the component pressing force (F D ) is maintained in particular unchanged. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Wartezeit (tW) zumindest nahezu 0 Sekunden gewählt wird.A method according to claim 1, characterized in that at least almost 0 seconds is selected as the waiting time (t W ).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102017100157A1 (en) * 2017-01-05 2018-07-05 Newfrey Llc A method of evaluating a weld joint and weld joint evaluation device

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