DE102007050476A1 - Stud welder has electromagnetic system with piston which presses welding head against workpiece using capacitor discharge, allowing both contact and gap stud welding and drawn arc welding - Google Patents

Stud welder has electromagnetic system with piston which presses welding head against workpiece using capacitor discharge, allowing both contact and gap stud welding and drawn arc welding Download PDF

Info

Publication number
DE102007050476A1
DE102007050476A1 DE102007050476A DE102007050476A DE102007050476A1 DE 102007050476 A1 DE102007050476 A1 DE 102007050476A1 DE 102007050476 A DE102007050476 A DE 102007050476A DE 102007050476 A DE102007050476 A DE 102007050476A DE 102007050476 A1 DE102007050476 A1 DE 102007050476A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
welding
electromagnetic
force
pressure system
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102007050476A
Other languages
German (de)
Inventor
Michael Flemke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AU TECH GmbH
Original Assignee
AU TECH GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE200620016484 priority Critical patent/DE202006016484U1/en
Application filed by AU TECH GmbH filed Critical AU TECH GmbH
Priority to DE102007050476A priority patent/DE102007050476A1/en
Publication of DE102007050476A1 publication Critical patent/DE102007050476A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B23K9/201—Stud welding of the extremity of a small piece on a great or large basis
    • B23K9/202—Stud welding of the extremity of a small piece on a great or large basis by means of portable equipment, e.g. stud welding gun
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/002—Resistance welding; Severing by resistance heating specially adapted for particular articles or work
    • B23K11/004—Welding of a small piece to a great or broad piece
    • B23K11/0046—Welding of a small piece to a great or broad piece the extremity of a small piece being welded to a base, e.g. cooling studs or fins to tubes or plates
    • B23K11/0053—Stud welding, i.e. resistive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/24—Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/248—Electric supplies using discharge tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
    • B23K9/1081—Arc welding by means of accumulated energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Abstract

Stud welder has an electromagnetic system (5) with a piston (3) which presses the welding head (15) against the workpiece. This uses capacitor discharge and allows both contact and gap stud welding and drawn arc welding. It can be adjusted to alter the change in power over time or the travel of the head over time.

Description

Technisches UmfeldTechnical environment

Die Erfindung betrifft eine Bolzenschweißvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a stud welding device according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Beim Bolzenschweißen wird zwischen Kondensatorentladungsschweißen mit Spitzenzündung und Hubzündungsschweißen unterschieden. Bei beiden Verfahren gibt es zusätzliche Unterscheidungen beim Ablauf des Schweißvorgangs.At the stud welding is used between capacitor discharge welding with tip ignition and Lift Ignition welding distinguished. Both methods have additional ones Distinctions in the course of the welding process.

KondensatorentladungsschweißenCapacitor discharge welding

Hierbei wird zwischen den zwei Unterverfahren Kontaktschweißen und Spaltschweißen unterschieden.in this connection will contact welding between the two subprocedures and gap welding distinguished.

Beim Kontaktschweißen wird die Zündspitze des Schweißelementes mittels einer starken, in der Schweißvorrichtung eingebauten Druckfeder auf das Werkstück gepresst, um einen Schweißstromkreis herzustellen. Das anschließende „Zuschalten" der geladenen Kondensatoren bewirkt das Verdampfen der Zündspitze, wodurch der Entladungslichtbogen zündet. Nach sehr kurzer Zeit, ca. 1–3 Millisekunden, taucht das Schweißelement durch die einwirkende Federkraft in das Schmelzebad ein und der Schweißvorgang ist abgeschlossen.At the Contact welding will be the firing tip of the welding element by means of a strong pressure spring built into the welding device on the workpiece pressed to produce a welding circuit. The subsequent "connection" of the charged capacitors causes evaporation of the firing tip, whereby the discharge arc ignites. After a very short time, about 1-3 milliseconds, dives the welding element by the acting spring force in the melt bath and the welding is closed.

Für dieses Schweißverfahren werden sogenannte Kontakt-Pistolen oder Kontakt-Schweißköpfe verwendet. Die bekannten Vorrichtungen erzeugen die Anpresskraft durch eine mechanisch verstellbare Vorspannung einer Druckfeder.For this welding processes So-called contact guns or contact welding heads are used. The known devices generate the contact pressure by a mechanically adjustable preload of a compression spring.

Das Spaltschweißen unterscheidet sich dadurch, dass das Schweißelement um ein bestimmtes Maß vom Werkstück abgehoben wird, um dann, beschleunigt durch Federkraft, mit hoher Geschwindigkeit auf der Werkstückoberfläche aufzutreffen. Der Schweißstromkreis schließt sich, wenn die Zündspitze die Werkstückoberfläche berührt. Die Zündspitze verdampft und zündet den Entladungslichtbogen. Nach sehr kurzer Zeit, ca. 0,5–2 Millisekunden, taucht das Schweißelement in das Schmelzebad ein und der Schweißvorgang ist abgeschlossen.The gap welding differs in that the welding element lifted by a certain amount from the workpiece is, then, accelerated by spring force, at high speed impinging on the workpiece surface. The welding circuit includes yourself when the firing tip touches the workpiece surface. The Firing tip evaporates and ignites the discharge arc. After a very short time, about 0.5-2 milliseconds, dives the welding element in the melt bath and the welding process is completed.

Für dieses Schweißverfahren werden sogenannte Spalt- oder Hub-Pistolen bzw. Spalt- oder Hub-Schweißköpfe (nachfolgend Vorrichtung genannt) verwendet. Um das Schweißelement vom Werkstück abzuheben, wird ein in der Vorrichtung eingebauter Elektromagnet bestromt. Durch die Abhubbewegung wird eine bereits leicht vorgespannte Druckfeder weiter zusammengedrückt. Dadurch erhöht sich die zur Beschleunigung notwendige Kraft. Wird der Elektromagnet abgeschaltet, erzeugt die Druckfeder die Beschleunigung und dadurch die Bewegung des Schweißelementes in Richtung Werkstück. Die Größe des Abhubes, auch Spalt genannt, wird durch einen mechanisch verstellbaren Anschlag bestimmt. Nur eine geringe Anzahl der bekannten Vorrichtungen verfügt über eine zusätzliche Einstellmöglichkeit für die Federkraft.For this welding processes So-called gap or stroke pistols or gap or lifting welding heads (hereafter Called device) used. To lift the welding element from the workpiece, an electromagnet installed in the device is energized. The Abhubbewegung is an already slightly biased compression spring further compressed. This increases the necessary force for acceleration. Will the electromagnet switched off, the compression spring generates the acceleration and thereby the movement of the welding element towards the workpiece. The size of the lift, Also called gap, is determined by a mechanically adjustable stop. Only a small number of the known devices has a additional adjustment for the Spring force.

Für die beiden unterschiedlichen Schweißverfahren beim Kondensatorentladungsschweißen werden derzeit zwei verschiedene Pistolen- oder Schweißkopf-Ausführungen benötigt und verwendet.For both different welding methods In capacitor discharge welding are currently two different Pistol or welding head versions needed and used.

Auch sind keine Bolzenschweißpistolen oder Bolzenschweißköpfe bekannt, mit denen ohne Änderungen an Mechanik oder Elektrik sowohl Kontaktschweißen als auch Spaltschweißen durchgeführt werden kann.Also are not stud welding guns or stud welding heads known, with those without changes on mechanics or electrics both contact welding and gap welding are performed can.

HubzündungsschweißenHubzündungsschweißen

Beim Hubzündungsschweißen wird zwischen Kurzzeit-Hubzündung und normalem Hubzündungsschweißen unterschieden.At the Hubzündungschweißen is between short-term lift ignition and normal Hubzündungschweißen.

Die beiden Verfahren unterscheiden sich lediglich in der Zeitdauer des Schweißvorgangs und im Anwendungsbereich. Das Schweißelement besitzt keine Zündspitze und wird mittels einer in der Schweißvorrichtung eingebauten Druckfeder auf das Werkstück gepresst, um einen Schweißstromkreis herzustellen. Der Schweißstrom wird eingeschaltet und gleichzeitig das Schweißelement um ein bestimmtes Maß vom Werkstück abgehoben, wodurch sich der Lichtbogen aufbaut. Das Maß des Abhubes, d.h. der Abstand zwischen Werkstück und Schweißelement, bestimmt die Schweißparameter Lichtbogen-Spannung und -Strom, wobei Differenzen im 1/10 mm-Bereich das Schweißergebnis beeinflussen können. Nach einer vorbestimmten Lichtbogenbrennzeit wird der Schweißstrom abgeschaltet und das Schweißelement in das Schmelzebad gedrückt. Bei bekannten Schweißvorrichtungen, die für dieses Verfahren verwendet werden, erfolgt das Abheben mittels Elektromagneten. Nach der vorbestimmten Brennzeit wird der Magnet abgeschaltet und das Schweißelement durch die Kraft einer in der Vorrichtung eingebauten Druckfeder in das Schmelzebad gedrückt.The Both methods differ only in the duration of the welding and in the scope. The welding element has no firing tip and is by means of a built-in pressure device in the welding device on the workpiece pressed to produce a welding circuit. The welding current is turned on and at the same time the welding element to a certain Measure of workpiece lifted, causing the arc builds up. The amount of lift, i. the distance between the workpiece and welding element, determines the welding parameters Arc voltage and current, with differences in 1/10 mm range the welding result can influence. After a predetermined arc burning time, the welding current is switched off and the welding element pressed into the melt bath. at known welding devices, the for When this method is used, lifting takes place by means of electromagnets. After the predetermined burning time, the magnet is turned off and the welding element by the force of a pressure spring built into the device pressed into the melt bath.

Für das Verfahren Kurzzeit-Hubzündung werden spezielle Schweißelemente mit eingeengten Längentoleranzen angeboten. Aus diesem Grund finden in der Praxis häufig baugleiche Ausführungen von Schweißvorrichtungen Verwendung, wie sie auch für das Kondensator-Entladungsschweißen beim Spaltschweißen benutzt werden.For the procedure Be short-term lift ignition special welding elements with narrowed length tolerances offered. For this reason, in practice often identical Executions of welding devices Use, as well as for used the capacitor discharge welding in gap welding become.

Die Längentoleranzen von Schweißelementen für das normale Hubzündungsschweißen sind dagegen wesentlich größer. Daher sind spezielle Hubzündungs-Schweißvorrichtungen mit aufwändigen mechanischen Systemen ausgestattet, um die Längendifferenzen auszugleichen. Der Grund liegt darin, dass auch diese Schweißvorrichtungen zum Abheben in der Regel einen Elektromagneten verwenden, wobei der benötigte Abhubweg durch einen mechanischen Anschlag bestimmt wird. Einige Ausführungen dieser speziellen Hubzündungsvorrichtungen verfügen zusätzlich über ein mechanisches Dämpfungssystem, um die Eintauchgeschwindigkeit des Schweißelementes in das Schmelzebad zu reduzieren und/oder ein Zurückprellen zu dämpfen oder zu verhindern.The length tolerances of welding elements th for normal Hubzündungschweißen are, however, much larger. Therefore, special lift-ignition welding devices are equipped with sophisticated mechanical systems to compensate for the length differences. The reason is that also these welding devices for lifting usually use an electromagnet, the required Abhubweg is determined by a mechanical stop. In addition, some embodiments of these particular lift devices have a mechanical damping system to reduce the rate of dip of the welding element into the melt bath and / or to dampen or prevent rebounding.

Es sind neuere Hubzündungsschweißvorrichtungen, vornehmlich Schweißköpfe bekannt, die mit sogenannter Servotechnik, d.h. Elektromotoren mit Rückführungssystem und Lageregelung, ausgestattet sind. Sie sind geeignet, präzise Bewegungen einschließlich automatischem Längenausgleich auszuführen. Ihr Nachteil sind eine aufwändige und kostenintensive Mechanik sowie hohe Trägheit auf Grund der größeren bewegten Massen. Sie sind daher nicht für das Verfahren Spaltschweißen beim Kondensatorentladungsschweißen geeignet.It are newer lift-and-lift welding devices, mainly known welding heads, those with so-called servo technology, i. Electric motors with feedback system and position control, are equipped. They are capable of precise movements including automatic length compensation perform. Their disadvantage is an elaborate one and costly mechanics as well as high inertia due to the larger moving ones Masses. They are not for the process gap welding suitable for capacitor discharge welding.

Aufgabetask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der alle der eingangs beschriebenen Schweißverfahren durchführbar sind. Sie sollte so gestaltet sein, dass sie sowohl in Schweißpistolen als auch in Schweißköpfen gleichermaßen einsetzbar ist und die Funktionalität der verschiedenen, vorbeschriebenen Schweißvorrichtungen in einer einzigen Vorrichtung vereint.Of the Invention has for its object to develop a device with all of the welding methods described above are feasible. It should be designed to work in both welding guns as well as in welding heads equally usable is and the functionality the various, above-described welding devices in a single Device united.

Lösungsolution

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These The object is achieved with the features of claim 1. advantageous Further developments are the subject of the dependent claims.

Ausführungsbeispielembodiment

In der einzigen Figur ist im Schnitt eine Schweißpistole dargestellt, die mit der multifunktionalen Vorrichtung ausgerüstet ist. Diese kann sowohl in Schweißpistolen als auch in Schweißköpfen verwendet werden.In the single figure is shown in section a welding gun, with the multifunctional device is equipped. This can be both in welding guns as well as used in welding heads become.

Ein Pistolengehäuse 1 mit Kolbenführung 2 dient als Aufnahme der Vorrichtung, bestehend aus elektromagnetischem Andrucksystem 5, elektromagnetischem Abhubsystem 6, Anker 7, Spindel 8, Mitnehmer 9 und Feder 4, z.B. Kegelfeder.A pistol case 1 with piston guide 2 serves as a receptacle of the device, consisting of electromagnetic pressure system 5 , electromagnetic lifting system 6 , Anchor 7 , Spindle 8th , Driver 9 and spring 4 , eg cone spring.

Der Kolben 3 ist über ein Schweißstromkabel (nicht dargestellt) mit dem Schweißgerät (nicht dargestellt) verbunden und leitet den Schweißstrom über einen Bolzenhalter 14 zum Schweißelement 15.The piston 3 is connected via a welding power cable (not shown) to the welding machine (not shown) and conducts the welding current through a stud holder 14 to the welding element 15 ,

Eine Steuerelektronik 12 mit einem Wegmeßsystem 11 steuert das Abhubsystem 6 und das Andrucksystem 5 und ist über eine Steuerleitung mit dem nicht gezeigtem Schweißgerät verbunden.An electronic control system 12 with a measuring system 11 controls the lift-off system 6 and the pressure system 5 and is connected via a control line to the welding machine, not shown.

1. Kondensatorentladungsschweißen, Verfahren Kontaktschweißen1. Capacitor discharge welding, contact welding method

Um einen elektrischen Kontakt zwischen Werkstück und Schweißelement sicherzustellen, drückt die zwischen elektromagnetischem Andrucksystem 5 und Kolben 3 eingespannte Feder 4 mit einer geringen Kraft das im Bolzenhalter 14 gehaltene Schweißelement 15 gegen das Werkstück 16. Die Kraft beträgt nur einen Bruchteil der Anpresskraft bekannter Kontaktpistolen. Hierbei ist nach dem Ansetzen der Pistole an das Werkstück der Kolben 3 um ein für das Schweißelement spezifisches Maß in Richtung Andrucksystem 5 verschoben.To ensure electrical contact between workpiece and welding element, the presses between electromagnetic pressure system 5 and pistons 3 clamped spring 4 with a small force in the stud holder 14 held welding element 15 against the workpiece 16 , The force is only a fraction of the contact pressure of known contact pistols. Here, after attaching the gun to the workpiece, the piston 3 a measure specific to the welding element in the direction of pressure system 5 postponed.

Der Schweißvorgang wird dadurch ausgelöst, dass die Kondensatoren „zugeschaltet" werden, um durch das Verdampfen der Zündspitze den Entladungslichtbogen zu zünden. Gleichzeitig erhält die elektronische Steuerung 12 vom Schweißgerät das elektrische Signal zum Einschalten des Andrucksystems 5. Das elektromagnetische Andrucksystem 5 erzeugt über den Anker 7 eine Kraft, die mittels einer Achse 17 auf den Kolben 3 übertragen wird und somit als Anpresskraft des Schweißelementes 15 gegen das Werkstück 16 wirkt. Entsprechend dem vom Schweißgerät über die Steuerleitung an die Pistolenelektronik übertragenen Parameter wird das Andrucksystem 5 von der Elektronik 12 so gesteuert, dass die gewünschte Kraft zum gewünschten Zeitpunkt ihren Maximalwert erreicht, um so das Schweißelement 15 in das entstandene Schmelzebad zu drücken. Hierbei werden die bauartbedingten und in der Steuerung 12 gespeicherten Kennwerte des induktivitätsbehafteten Andrucksystems und die Massenträgheiten der mechanischen Komponenten berücksichtigt.The welding process is triggered by "switching on" the capacitors to ignite the discharge arc by igniting the firing tip while maintaining the electronic control 12 From the welding machine, the electrical signal for switching on the pressure system 5 , The electromagnetic pressure system 5 generated over the anchor 7 a force by means of an axis 17 on the piston 3 is transmitted and thus as the contact pressure of the welding element 15 against the workpiece 16 acts. According to the parameters transmitted by the welding machine via the control line to the gun electronics, the pressure system 5 from the electronics 12 controlled so that the desired force reaches its maximum value at the desired time, so as to the welding element 15 to press into the resulting melt bath. Here are the design-related and in the control 12 stored characteristic values of the inductance-pressure system and the inertia of the mechanical components taken into account.

Somit verfügt die Pistole über eine elektrisch/elektronisch steuerbare Kraft/Zeit-Kennlinie, um den optimalen Einsatzpunkt der Anpresskraft für den Schweißvorgang zu bestimmen. Zusätzlich kann mit dem Wegmeßsystem 11 vor der Auslösung des Schweißvorgangs der Eindrückweg des Kolben 3 überwacht werden, um fehlerhafte, zu lange oder zu kurze oder nicht richtig eingesetzte Schweißelemente zu erkennen. Gegebenenfalls kann dann die Auslösung des Schweißvorgangs verhindert werden.Thus, the gun has an electrically / electronically controllable force / time curve to determine the optimum point of application of the contact pressure for the welding process. In addition, with the distance measuring system 11 before the triggering of the welding process the Eindrückweg of the piston 3 be monitored to detect faulty, too long or too short or not properly used welding elements. If necessary, then the triggering of the welding process can be prevented.

2. Kondensatorentladungsschweißen, Verfahren Spaltschweißen2. Capacitor discharge welding, gap welding process

Um einen elektrischen Kontakt zwischen Werkstück 16 und Schweißelement 15 sicherzustellen, drückt die zwischen elektromagnetisches Andrucksystem 5 und Kolben 3 eingespannte Feder 4 mit einer geringen Kraft das im Bolzenhalter 14 gehaltene Schweißelement 15 gegen das Werkstück 16. Die Kraft ist geringer als bei bekannten Spaltpistolen. Hierbei ist nach dem Ansetzen der Pistole an das Werkstück 16 der Kolben 3 um ein für das Schweißelement spezifisches Maß in Richtung Andrucksystem 5 verschoben.To make an electrical contact between the workpiece 16 and welding element 15 ensure that pushes between electromagnetic pressure system 5 and pistons 3 clamped spring 4 with a small force in the stud holder 14 held welding element 15 against the workpiece 16 , The force is lower than in known splitting pistols. This is after the attachment of the gun to the workpiece 16 The piston 3 a measure specific to the welding element in the direction of pressure system 5 postponed.

Der Schweißvorgang startet, wenn die elektronische Steuerung 12 vom Schweißgerät das elektrische Signal zum Einschalten des elektromagnetischen Abhubsystems 6 erhält. Der Anker 7 zieht über die Achse 17 den Kolben 3 und den Bolzenhalter 14 mit dem Schweißelement 15 in Richtung der Spindel 8. Die Spindel 8 wird über den Mitnehmer 9 und die Kappe 10 axial im Abhubsystem 6 verstellt und definiert somit den gewünschten Abhubweg. Nach einer vorgegebenen Zeit schaltet die Steuerung 12 das Abhubsystem 6 aus. Gleichzeit schaltet das Schweißgerät den Strompfad der Kondensatoren ein und übermittelt der Steuerung 12 das Signal zum Einschalten des elektromagnetischen Andrucksystems 5. Das Andrucksystem 5 erzeugt nun eine Kraft, die den Anker 7, den damit mittels der Achse verbundenen Kolben 3 und somit den Bolzenhalter 14 und das Schweißelement 15 in Richtung Werkstück 16 beschleunigt. Der Schweißstromkreis schließt sich, wenn die Zündspitze des Schweißelementes 15 die Werkstückoberfläche 16 berührt. Die Zündspitze verdampft und zündet den Entladungslichtbogen.The welding process starts when the electronic control 12 From the welding machine, the electrical signal for switching on the electromagnetic Abhubsystems 6 receives. The anchor 7 pulls over the axle 17 the piston 3 and the stud holder 14 with the welding element 15 in the direction of the spindle 8th , The spindle 8th is about the driver 9 and the cap 10 axially in the lifting system 6 adjusted and thus defines the desired Abhubweg. After a given time, the controller switches 12 the lift-off system 6 out. At the same time, the welding machine switches on the current path of the capacitors and transmits it to the controller 12 the signal for switching on the electromagnetic pressure system 5 , The pressure system 5 now generates a force that is the anchor 7 , the piston connected thereto by means of the axle 3 and thus the stud holder 14 and the welding element 15 towards the workpiece 16 accelerated. The welding circuit closes when the firing tip of the welding element 15 the workpiece surface 16 touched. The firing tip evaporates and ignites the discharge arc.

Bei der elektrischen Steuerung des Bewegungsablaufes werden die bauartbedingten und in der Steuerung 12 hinterlegten Kennwerte des induktivitätsbehafteten Abhubsystems 6 und die des Andrucksystems 5 und die Massenträgheiten der mechanischen Komponenten berücksichtigt. Hierbei werden der Stromfluß durch die beiden Magnetsysteme und somit die jeweils erzeugten Kräfte unabhängig voneinander elektrisch/elektronisch gesteuert, um den Bewegungsablauf optimal an die Schweißaufgabe anzupassen.In the electrical control of the motion sequence are the design-related and in the control 12 deposited characteristic values of the inductively loaded lifting system 6 and the pressure system 5 and takes into account the inertia of the mechanical components. Here, the current flow through the two magnet systems and thus the forces generated in each case are electrically / electronically controlled independently to optimally adapt the movement to the welding task.

Somit verfügt die neue Pistole über eine elektrisch/elektronisch steuerbare Kraft/Zeit- und Kraft/Weg-Kennlinie, um den optimalen Bewegungsablauf und Einsatzpunkt der benötigten Kräfte für dieses Schweißverfahren zu bestimmen.Consequently has the new gun over an electrically / electronically controllable force / time and force / displacement characteristic, for the optimal movement and starting point of the required forces for this welding processes to determine.

3. Kurzzeit-Hubzündungsschweißen3. Short-term lift ignition welding

Der Steuerungs- und Bewegungsablauf entspricht dem Verfahren Spaltschweißen beim Kondensatorentladungsschweißen.Of the Control and movement sequence corresponds to the gap welding method Capacitor discharge welding.

Der Unterschied besteht darin, dass das Schweißgerät den Schweißstrom zum gleichen Zeitpunkt einschaltet, zu dem auch das Steuersignal zum Abheben an die Pistole gegeben wird. Das Abhubsystem 6 wird hierbei so gesteuert, dass ein „weiches" Abheben erfolgt, um ein Abreißen des Lichtbogens zu vermeiden.The difference is that the welder turns on the welding current at the same time as the control signal is given to lift the gun. The lift-off system 6 is controlled in this case so that a "soft" lifting takes place in order to avoid tearing of the arc.

Die Zeit bis zum Abschalten des Abhubsystems bestimmt die Lichtbogenbrennzeit.The Time to switch off the lift-off system determines the arc burn time.

4. Normales Hubzündungsschweißen4. Normal lift ignition welding

Der Steuerungs- und Bewegungsablauf entspricht dem Verfahren Spaltschweißen beim Kondensatorentladungsschweißen.Of the Control and movement sequence corresponds to the gap welding method Capacitor discharge welding.

Der Unterschied besteht darin, dass das Schweißgerät den Schweißstrom zum selben Zeitpunkt einschaltet, zu dem auch das Steuersignal zum Abheben an die Pistole gegeben wird. Das Abhubsystem 6 wird hierbei so gesteuert, dass ein „weiches" Abheben erfolgt, um ein Abreißen des Lichtbogens zu vermeiden.The difference is that the welder turns on the welding current at the same time as the control signal is given to lift the gun. The lift-off system 6 is controlled in this case so that a "soft" lifting takes place in order to avoid tearing of the arc.

Die Zeit bis zum Abschalten des Abhubsystems bestimmt die Lichtbogenbrennzeit.The Time to switch off the lift-off system determines the arc burn time.

Durch ein gleichzeitiges und gegensinniges Ansteuern von Abhubsystem 6 und Andrucksystem 7 kann in Verbindung mit dem Wegmeßsystem 11 eine einstellbare Dämpfung realisiert werden, um die Eintauchgeschwindigkeit des Schweißelementes 15 in das Schmelzebad zu reduzieren und/oder ein Zurückprellen zu dämpfen oder zu verhindern.By a simultaneous and opposite driving of Abhubsystem 6 and pressure system 7 Can in conjunction with the distance measuring system 11 An adjustable damping can be realized to the immersion speed of the welding element 15 reduce in the melt bath and / or to dampen or prevent rebounding.

5. Das Wegmeßsystem5. The measuring system

Die Funktionen des Wegmeßsystems 11 stehen allen Schweißverfahren zu Verfügung und werden entsprechend dem gewählten Verfahren eingesetzt.The functions of the measuring system 11 are available to all welding processes and are used in accordance with the chosen process.

Bei allen Verfahren kann mit dem Wegmeßsystem 11 vor der Auslösung des Schweißvorgangs der Eindrückweg des Kolbens 3 überwacht werden, um fehlerhafte, zu lange oder zu kurze oder nicht richtig eingesetzte Schweißelemente zu erkennen. Gegebenenfalls kann dann die Auslösung des Schweißvorgangs verhindert werden.In all procedures can with the measuring system 11 before the triggering of the welding process the Eindrückweg of the piston 3 be monitored to detect faulty, too long or too short or not properly used welding elements. If necessary, then the triggering of the welding process can be prevented.

Beim Spaltschweißen und allen Hubzündungsverfahren kann mit dem Wegmeßsystem 11 die korrekte Funktion des Abhubsystems 6 überwacht werden. Gegebenenfalls kann dann die Auslösung des Schweißvorgangs verhindert werden.In gap welding and all Hubzündungsverfahren can with the measuring system 11 the correct function of the lifting system 6 be monitored. If necessary, then the triggering of the welding process can be prevented.

Beim Hubzündungsschweißen bilden Abhubsystem 6, Wegmeßsystem 11 und Pistolenelektronik 12 einen Regelkreis, mit dem der Abhubweg auf einen vorgegebenen Sollwert ausgeregelt wird. Dadurch entfallen die aufwändigen mechanischen Längenausgleichssysteme herkömmlicher Hubzündungspistolen.When Hubzündungschweißen form Ab Lifting system 6 , Measuring system 11 and gun electronics 12 a control loop with which the Abhubweg is adjusted to a predetermined setpoint. This eliminates the complex mechanical length compensation systems of conventional Hubzündungspistolen.

Eine weitere Funktion des Wegmeßsystems 11 ist die Ermittlung eines Weg/Zeit-Diagramms zur vollständigen Überwachung des Bewegungsablaufes während des Schweißvorgangs.Another function of the measuring system 11 is the determination of a path / time diagram for complete monitoring of the movement sequence during the welding process.

11
Pistolengehäusegun housing
22
Kolbenführungpiston guide
33
Kolbenpiston
44
Druckfedercompression spring
55
elektromagnetisches Andrucksystemelectromagnetic locking system
66
elektromagnetisches Abhubsystemelectromagnetic Abhubsystem
77
Ankeranchor
88th
Spindelspindle
99
Mitnehmertakeaway
1010
Kappecap
1111
Wegmeßsystemmeasuring system
1212
Elektronik/SteuerungElectronics / Control
1313
Stößeltappet
1414
BolzenhalterBolzenhalter
1515
Schweißelementwelding element
1616
Werkstückworkpiece
1717
Achseaxis

Claims (11)

Vorrichtung zum Bolzenschweißen, umfassend ein Andrucksystem (5) mit einem Kolben (3) zum Anpressen eines in einem Halter (14) gehaltenen Schweißelementes (15) an ein Werkstück (16), dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Andrucksystem (5) so ausgebildet ist, dass es – die Anspresskraft des Schweißelementes (15) an das Werkstück (16) beim Kondensatorentladungsschweißen im Kontaktverfahren erzeugt, – die Kraft zur Beschleunigung und Bewegung des Schweißelementes (15) in Richtung Werkstück (16) beim Kondensatorentladungsschweißen im Spaltverfahren erzeugt, – die Kraft zur Beschleunigung und Bewegung des Schweißelementes (15) in Richtung Werkstück (16) beim Hubzündungsschweißen und Kurzzeit-Hubzündungsschweißen erzeugt, wobei die erzeugte Kraft des elektromagnetischen Andrucksystems (5) elektrisch oder elektronisch einstellbar und veränderbar ist und somit der Kraft/Zeit-Verlauf bzw. der Weg/Zeit-Verlauf dem gewählten Schweißverfahren angepasst wird.Apparatus for stud welding, comprising a pressure system ( 5 ) with a piston ( 3 ) for pressing in a holder ( 14 ) held welding element ( 15 ) to a workpiece ( 16 ), characterized in that the electromagnetic pressure system ( 5 ) is designed so that it - the Anspresskraft of the welding element ( 15 ) to the workpiece ( 16 ) is generated during the capacitor discharge welding in the contact method, - the force for acceleration and movement of the welding element ( 15 ) towards the workpiece ( 16 ) in the capacitor discharge welding produced in the gap method, - the force for acceleration and movement of the welding element ( 15 ) towards the workpiece ( 16 ) produced in the Hubzündungschweißen and short-term Hubzündungschweißen, wherein the generated force of the electromagnetic pressure system ( 5 ) is electrically or electronically adjustable and changeable, and thus the force / time curve or the path / time curve is adapted to the selected welding process. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein elektromagnetisches Abhubsystem (6) für das Schweißelement (15), wobei die erzeugte Kraft des Abhubsystems (6) elektrisch oder elektronisch einstellbar und veränderbar ist und somit der Kraft/Zeit-Verlauf bzw. der Weg/Zeit-Verlauf dem gewählten Schweißverfahren angepasst wird.Apparatus according to claim 1, characterized by an electromagnetic Abhubsystem ( 6 ) for the welding element ( 15 ), whereby the generated force of the Abhubsystems ( 6 ) is electrically or electronically adjustable and changeable, and thus the force / time curve or the path / time curve is adapted to the selected welding process. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abhubsystem (6) und das Andrucksystem (5) durch gezielte Steuerung gegeneinander arbeiten und somit die Kraftwirkung eines Systems durch das entgegengesetzte System beeinflusst wird, wodurch eine einstellbare Dämpfung der axialen Bewegung des Kolbens (3) erreicht wird. Apparatus according to claim 2, characterized in that the Abhubsystem ( 6 ) and the pressure system ( 5 ) by targeted control against each other and thus the force effect of a system is influenced by the opposite system, whereby an adjustable damping of the axial movement of the piston ( 3 ) is achieved. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein eingebautes oder angebautes Wegmeßsystem (11) zur Erfassung und Überwachung von Abhubweg, Eintauchweg, Weg/Zeit-Verläufen und/oder Weg/Geschwindigkeits-Verläufen.Device according to one of the preceding claims, characterized by a built-in or attached measuring system ( 11 ) for detecting and monitoring Abhubweg, immersion path, path / time histories and / or path / speed gradients. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wegmeßsystem (11) zusammen mit dem Abhubsystem (6) und einer elektrischen oder elektronischen Steuerung (12) einen Regelkreis bildet, der zur Einstellung eines frei wählbaren Wertes für den Abhubweg verwendet wird.Apparatus according to claim 4, characterized in that the measuring system ( 11 ) together with the lifting system ( 6 ) and an electrical or electronic controller ( 12 ) forms a control loop, which is used to set a freely selectable value for the Abhubweg. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass das elektromagnetische Andrucksystem (5) und/oder das elektromagnetische Abhubsystem (6) als Joch/Anker-System ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, that the electromagnetic pressure system ( 5 ) and / or the electromagnetic Abhubsystem ( 6 ) is designed as a yoke / anchor system. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichent, dass das elektromagnetische Andrucksystem (5) und/oder das elektromagnetische Abhubsystem (6) aus einer stromdurchflossenen Zylinderspule besteht, die in einem zylinderringförmigen, elektrisch erzeugten Magnetfeld angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the electromagnetic pressure system ( 5 ) and / or the electromagnetic Abhubsystem ( 6 ) consists of a current-carrying cylindrical coil, which is arranged in a cylindrical annular, electrically generated magnetic field. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Andrucksystem (5) und/oder das elektromagnetische Abhubsystem (6) in einer Einheit zusammengefasst sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electromagnetic pressure system ( 5 ) and / or the electromagnetic Abhubsystem ( 6 ) are combined in one unit. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Andrucksystem (5) und das elektromagnetische Abhubsystem (6) in einer Einheit zusammengefasst sind und die Zylinderspule und/oder das zylinderringförmige Magnetfeld nur einfach vorhanden ist.Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the electromagnetic pressure system ( 5 ) and the electromagnetic lifting system ( 6 ) are combined in one unit and the cylindrical coil and / or the cylindrical magnetic field is only present in a simple manner. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Andrucksystem (5) und das elektromagnetische Abhubsystem (6) in entgegengesetzter Weise montiert sind und auf einen dementsprechend zweigeteilten Anker wirken.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electromagnetic pressure system ( 5 ) and the electromagnetic lifting system ( 6 ) are mounted in the opposite way and act on a corresponding two-part anchor. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichent durch eine auf den Kolben (3) wirkende Feder (4) mit progressiver Weg/Kraft-Kennlinie, die die gewöhnlich nicht-lineare Weg/Kraft-Kennlinie des elektromagnetischen Abhubsystems (6) annähernd kompensiert und somit die Schwingungsneigung des Lage-Regelkreises verringert.Device according to one of the preceding claims, characterized by a piston ( 3 ) acting spring ( 4 ) with progressive path / force characteristic, the usual non-linear path / force characteristic of the electromagnetic Abhubsystems ( 6 ) approximately compensated and thus reduces the tendency of vibration of the position control loop.
DE102007050476A 2006-10-24 2007-10-23 Stud welder has electromagnetic system with piston which presses welding head against workpiece using capacitor discharge, allowing both contact and gap stud welding and drawn arc welding Withdrawn DE102007050476A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200620016484 DE202006016484U1 (en) 2006-10-24 2006-10-24 Stud welding device
DE102007050476A DE102007050476A1 (en) 2006-10-24 2007-10-23 Stud welder has electromagnetic system with piston which presses welding head against workpiece using capacitor discharge, allowing both contact and gap stud welding and drawn arc welding

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200620016484 DE202006016484U1 (en) 2006-10-24 2006-10-24 Stud welding device
DE202006016484.7 2006-10-25
DE102007050476A DE102007050476A1 (en) 2006-10-24 2007-10-23 Stud welder has electromagnetic system with piston which presses welding head against workpiece using capacitor discharge, allowing both contact and gap stud welding and drawn arc welding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007050476A1 true DE102007050476A1 (en) 2008-04-30

Family

ID=39247199

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200620016484 Expired - Lifetime DE202006016484U1 (en) 2006-10-24 2006-10-24 Stud welding device
DE102007050476A Withdrawn DE102007050476A1 (en) 2006-10-24 2007-10-23 Stud welder has electromagnetic system with piston which presses welding head against workpiece using capacitor discharge, allowing both contact and gap stud welding and drawn arc welding

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200620016484 Expired - Lifetime DE202006016484U1 (en) 2006-10-24 2006-10-24 Stud welding device

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE202006016484U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013201463A1 (en) * 2013-01-30 2014-07-31 Bolzenschweißtechnik Heinz Soyer GmbH Apparatus, useful for welding a welding element to workpiece, comprises pressure-generating device, and changeover device that is designed such that the pressure is changed by operation of changeover device using additional spring element

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202008013498U1 (en) * 2008-10-10 2010-02-25 Heinz Soyer Bolzenschweisstechnik Gmbh Arrangement for CD welding
US9321121B2 (en) * 2009-08-19 2016-04-26 Yoshitaka Aoyama Electric resistance welding device, electrode therefor, and welding method
DE102009051571A1 (en) * 2009-10-23 2011-04-28 Newfrey Llc, Newark Joining method and joining device
EP3838467A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-23 Hilti Aktiengesellschaft Welding device and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013201463A1 (en) * 2013-01-30 2014-07-31 Bolzenschweißtechnik Heinz Soyer GmbH Apparatus, useful for welding a welding element to workpiece, comprises pressure-generating device, and changeover device that is designed such that the pressure is changed by operation of changeover device using additional spring element
DE102013201463B4 (en) 2013-01-30 2024-03-28 Bolzenschweißtechnik Heinz Soyer GmbH Welding device, especially for gap and contact welding

Also Published As

Publication number Publication date
DE202006016484U1 (en) 2008-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1328370B1 (en) Method for the control and/or regulation of a welding process
DE2848957C2 (en) Method and apparatus for automatically adjusting the initial height of a cutting torch from a workpiece
EP1014395B1 (en) Method and apparatus for reducing the noise of electromagnetically operated devices
DE102007050476A1 (en) Stud welder has electromagnetic system with piston which presses welding head against workpiece using capacitor discharge, allowing both contact and gap stud welding and drawn arc welding
EP0241697A1 (en) Fuel injection device for internal-combustion engines
DE4429000C2 (en) Device and method for welding at least two parts together
WO2014095334A1 (en) Method and welding device for electrical resistance welding, having an electromagnet for producing and regulating the welding force
DE69522951T2 (en) BOLT WELDING DEVICE
DE19723931A1 (en) Device for controlling an electromechanical actuator
WO1981003297A1 (en) Method for setting the position of at least one soldering or brazing electrode,apparatus for implementing it and application of the method and of the apparatus
DE102013227132B3 (en) Welding device and method for welding a welding element to a workpiece
DE10144256B4 (en) Short-time arc welding system and method
DE102005046933B4 (en) Method for controlling a piezo-actuated injection valve
DE10138947A1 (en) Robotic pulsed arc welding system attaching e.g. studs to sheet metal, has controller moving stud into contact to make relative position determination
DE3731180C2 (en) METHOD AND DEVICE FOR SPLIT-FREE ENDING THE WELDING ARC IN PARTIAL OR FULLY MECHANICAL WELDING WITH MELTING ELECTRODE
WO2017076653A1 (en) Drawn-arc welding device
DE10140550A1 (en) Injection nozzle positioning method in fuel injection valve of engine, involves using electromagnetic coils to optimally position nozzle based on current interruption duration in coils and sensed current position of nozzle
EP0901866A2 (en) Cutting machine with an apparatus designed for automatically controlling the starting height of a gun
DE102008051803A1 (en) Welding a metal component with metallic base material, comprises moving the component against the base material by a component holder, subjecting with a welding voltage and then removing from the base material to a predetermined elevation
DE19539791A1 (en) Stud welding process for attachment of studs to aluminium@ workpiece
DE19917323C2 (en) Welding head or welding gun for stud welding with drawn arc
EP1412123B1 (en) Method for short-cycle arc welding and a short-cycle arc welding system
EP3964318B1 (en) Welding head for stud welding with ignition by elevation or tip ignition
DE102016109653A1 (en) Electromagnetically controlled device for shooting a short or long weapon
WO2009153078A1 (en) Method for setting the stroke of a valve

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130501