DE102009020280A1 - Resistance pressure welding method for materially connecting sheet metal parts flatly lying on each other and compressed between electrodes during welding, comprises developing heat need for welding by electrical resistor in welding zone - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Widerstandspressschweißverfahren und eine Widerstandspressvorrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden von flächig aufeinander liegenden und beim Schweißen zwischen zwei Elektroden zusammengepressten Blechteilen, wobei die zum Schweißen erforderliche Wärme durch elektrischen Widerstand in einer Schweißzone bei einem Stromdurchgang durch die aufeinander liegenden Blechteile entsteht.The The invention relates to a resistance pressure welding process and a resistance-pressing device for material-locking Connecting surface-to-surface and during welding between two electrodes compressed sheet metal parts, wherein the heat required for welding by electrical Resistance in a weld zone during a current passage created by the stacked sheet metal parts.
Es
sind zahlreiche Maßnahmen bekannt, um die Eigenschaften
von Schweißverbindungen, die durch Widerstandspressschweißen
erzeugt werden, zu verbessern. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, die Eigenschaften von Schweißverbindungen, die durch Widerstandspressschweißen erzeugt werden, weiter zu verbessern.task the invention is the properties of welded joints, which are produced by resistance pressure welding, continue to improve.
Die Aufgabe ist bei einem Widerstandspressschweißverfahren zum stoffschlüssigen Verbinden von flächig aufeinander oder aneinander liegenden und beim Schweißen zwischen zwei Elektroden zusammengepressten Blechteilen, wobei die zum Schweißen erforderliche Wärme durch elektrischen Widerstand in einer Schweißzone bei einem Stromdurchgang durch die aufeinander oder aneinander liegenden Blechteile entsteht, dadurch gelöst, dass die Umgebung der Schweißzone beeinflusst wird, um die Eigenschaften der Schweißverbindung zu verbessern. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen wurde herausgefunden, dass durch eine gezielte Beeinflussung der Umgebung der Schweißzone die Eigenschaften der Schweißverbindung unter Belastung, zum Beispiel bei einem Crash, deutlich verbessert werden können. Das erfindungsgemäße Widerstandspressschweißverfahren eignet sich besonders zum Verschweißen höherfester beziehungsweise warmumgeformter Stähle.The The task is with a resistance pressure welding process for cohesive bonding of flat to each other or adjacent and welding between two Electrode pressed sheet metal parts, where for welding required heat through electrical resistance in one Welding zone during a passage of electricity through each other or adjacent sheet metal parts, thereby solved, that the environment of the weld zone is affected to the properties to improve the weld. In the context of The present invention was carried out investigations found out that by deliberately influencing the environment the welding zone the properties of the welded joint Under load, for example in a crash, significantly improved can be. The resistance pressure welding process according to the invention is particularly suitable for welding higher-strength or hot-formed steels.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Widerstandspressschweißverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungstemperatur der Schweißzone beeinflusst wird, um die Eigenschaften der Schweißverbindung zu verbessern. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass die Eigenschaften der Schweißverbindung insbesondere durch Kühlen der Schweißzone verbessert werden können.One preferred embodiment of the resistance pressure welding process is characterized in that the ambient temperature of the welding zone is influenced by the properties of the welded joint to improve. In the context of the present invention it has been found that the properties of the welded joint in particular by Cooling of the weld zone can be improved.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Widerstandspressschweißverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebung der Schweißzone zum Kühlen ein Kühlfluid zugeführt wird. Bei dem Kühlfluid kann es sich zum Beispiel um eine Kühlflüssigkeit handeln, die Wasser und/oder Öl enthält.One Another preferred embodiment of the resistance pressure welding process is characterized in that the environment of the weld zone for cooling, a cooling fluid is supplied. The cooling fluid may be, for example, a cooling fluid Act that contains water and / or oil.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Widerstandspressschweißverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebung der Schweißzone als Kühlfluid ein gasförmiges Kühlmedium zugeführt wird. Dadurch wird das Handling des Kühlfluids, insbesondere das Abführen des Kühlfluids nach dem Kühlen der Schweißzone, vereinfacht.One Another preferred embodiment of the resistance pressure welding process is characterized in that the environment of the weld zone as cooling fluid, a gaseous cooling medium is supplied. As a result, the handling of the cooling fluid, in particular, the removal of the cooling fluid after Cooling the welding zone, simplified.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Widerstandspressschweißverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebung der Schweißzone an den Kontaktstellen der Elektroden mit den Blechteilen mit Kühlfluid angeströmt wird. Über die Menge und die Temperatur des Kühlfluids kann die Temperatur in der Umgebung der Schweißzone definiert eingestellt werden.One Another preferred embodiment of the resistance pressure welding process is characterized in that the environment of the weld zone at the contact points of the electrodes with the sheet metal parts with cooling fluid is flown. About the amount and the temperature of the cooling fluid, the temperature in the environment of Welding zone can be set defined.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Widerstandspressschweißverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfluid über Kühlfluidzuführdüsen zugeführt wird. Die Kühlfluidzuführdüsen sind vorzugsweise so angeordnet, dass die Schweißzone vollständig und/oder gleichmäßig mit dem Kühlfluid angeströmt wird.One Another preferred embodiment of the resistance pressure welding process is characterized in that the cooling fluid via Kühlfluidzuführdüsen is supplied. The cooling fluid supply nozzles are preferably arranged so that the welding zone completely and / or evenly with the cooling fluid is flown.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Widerstandspressschweißverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfluid über die Elektroden zugeführt wird. Dadurch wird die Anwendung des erfindungsgemäßen Schweißverfahrens erheblich vereinfacht.One Another preferred embodiment of the resistance pressure welding process is characterized in that the cooling fluid over the electrodes are supplied. This will be the application the welding process according to the invention considerably simplified.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Widerstandspressschweißverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blechteile mit der Schweißzone und die Elektroden zum Kühlen in einem Kühlraum angeordnet werden, der ein Kühlfluid enthält. Dabei wird vorzugsweise eine Flüssigkeit als Kühlfluid verwendet.One Another preferred embodiment of the resistance pressure welding process is characterized in that the sheet metal parts with the welding zone and the electrodes for cooling in a cold room can be arranged, which contains a cooling fluid. In this case, preferably, a liquid as a cooling fluid used.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Widerstandspressschweißverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blechteile mit der Schweißzone und die Elektroden zum Kühlen in ein Tauchbecken mit Kühlflüssigkeit eingetaucht werden. Über die Temperatur und/oder die Verweildauer der Blechteile mit der Schweißzone in dem Tauchbecken kann die Temperatur in der Schweißzone definiert eingestellt werden.Another preferred embodiment of the resistance-pressure welding method is characterized in that the sheet metal parts with the welding zone and the electrodes for cooling are immersed in a dip tank with cooling liquid. About the temperature and / or the residence time of the Sheet metal parts with the welding zone in the dip tank, the temperature can be set defined in the welding zone.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Widerstandspressschweißverfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die flächig aufeinander oder aneinander liegenden Blechteile in einem Schweißpunkt verschweißt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich vorzugsweise um ein Widerstandspresspunktschweißverfahren.One Another preferred embodiment of the resistance pressure welding process is characterized in that the surface to each other or adjacent sheet metal parts in a welding point be welded. In the inventive The method is preferably a resistance-point welding method.
Die vorab angegebene Aufgabe ist bei einer Widerstandspressschweißvorrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden von flächig aufeinander oder aneinander liegenden und beim Schweißen zwischen zwei Elektroden zusammengepressten Blechteilen, wobei die zum Schweißen erforderliche Wärme durch elektrischen Widerstand in einer Schweißzone bei einem Stromdurchgang durch die aufeinander oder aneinander liegenden Blechteile entsteht, insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren, durch eine Beeinflussungseinrichtung gelöst, durch welche die Umgebung der Schweißzone beeinflusst wird, um die Eigenschaften der Schweißverbindung zu verbessern. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen wurde herausgefunden, dass durch eine gezielte Beeinflussung der Umgebung der Schweißzone die Eigenschaften der Schweißverbindung unter Belastung, zum Beispiel bei einem Crash, deutlich verbessert werden können. Die erfindungsgemäße Widerstandspressschweißvorrichtung eignet sich besonders zum Verschweißen höherfester beziehungsweise warmumgeformter Stähle.The The above task is with a resistance pressure welding device for cohesive bonding of flat to each other or adjacent and welding between two Electrode pressed sheet metal parts, where for welding required heat through electrical resistance in one Welding zone during a passage of electricity through each other or adjacent sheet metal parts, in particular according to one previously described method, by an influencing device solved by which affects the environment of the weld zone is to improve the properties of the welded joint. When carried out in the context of the present invention Investigations have been found that by a targeted influence the environment of the weld zone the properties of the welded joint Under load, for example in a crash, significantly improved can be. The resistance pressure welding device according to the invention is particularly suitable for welding higher-strength or hot-formed steels.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussungseinrichtung als Kühleinrichtung ausgeführt ist, durch welche die Umgebungstemperatur der Schweißzone reduziert wird, um die Eigenschaften der Schweißverbindung zu verbessern. Die Kühleinrichtung kann, zum Beispiel durch Verwendung geeigneter Sensoren, mit einer Regelung ausgestattet sein, durch welche der Temperaturverlauf in der Schweißzone geregelt wird.One preferred embodiment of the device is characterized in that the influencing device is in the form of a cooling device is executed, by which the ambient temperature of the weld zone is reduced to the properties of the welded joint to improve. The cooling device can, for example, by Use of suitable sensors, equipped with a control, which regulates the temperature profile in the welding zone becomes.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussungseinrichtung als Kühlfluidzuführeinrichtung ausgeführt ist, durch welche der Umgebung der Schweißzone zum Kühlen ein Kühlfluid zugeführt. Bei dem Kühlfluid handelt es sich vorzugsweise um ein gasförmiges Kühlmedium. Es ist aber auch möglich, eine Kühlflüssigkeit zuzuführen.One Another preferred embodiment of the device is characterized in that the influencing device as Cooling fluid supply executed is through which the environment of the welding zone for cooling supplied a cooling fluid. In the cooling fluid it is preferably a gaseous cooling medium. But it is also possible, a cooling liquid supply.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlfluidzuführeinrichtung Kühlfluidzuführdüsen umfasst, aus denen die Umgebung der Schweißzone an den Kontaktstellen der Elektroden mit den Blechteilen mit Kühlfluid angeströmt wird. Über die Temperatur und/oder die Menge des angeströmten Kühlfluids kann die Temperatur der Schweißzone begrenzt werden bzw. eine beschleunigte Abkühlung erreicht werden.One Another preferred embodiment of the device is characterized in that the Kühlfluidzuführeinrichtung Includes cooling fluid supply nozzles from which the surroundings of the welding zone at the contact points of the Electrodes with the sheet metal parts with cooling fluid flowed becomes. About the temperature and / or the amount of the flowed Cooling fluid can be the temperature of the weld zone be limited or reached an accelerated cooling become.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlfluidzuführeinrichtung in die Elektroden integriert ist. Das liefert den Vorteil, dass für die Kühlfluidzuführeinrichtung kein oder nur wenig zusätzlicher Bauraum benötigt wird.One Another preferred embodiment of the device is characterized in that the Kühlfluidzuführeinrichtung integrated into the electrodes. That gives the advantage that for the Kühlfluidzuführeinrichtung no or only little additional space is needed.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlfluidzuführeinrichtung Kühlfluidzuführrohre umfasst, welche die Elektroden unter Ausbildung von Ringräumen umgeben, über welche der Umgebung der Schweißzone an den Kontaktstellen der Elektroden mit den Blechteilen Kühlfluid zugeführt wird. Dadurch kann auf einfache Art und Weise sichergestellt werden, dass das Kühlfluid nur in die Umgebung der Schweißzone gelangt.One Another preferred embodiment of the device is characterized in that the Kühlfluidzuführeinrichtung Kühlfluidzuführrohre comprising the electrodes surrounded by formation of annular spaces, over which of the surroundings of the welding zone at the contact points of the Electrodes supplied with the sheet metal parts cooling fluid becomes. This can be ensured in a simple manner, that the cooling fluid only in the vicinity of the weld zone arrives.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussungseinrichtung einen Kühlraum umfasst, der Kühlfluid enthält, in welchem die Umgebung der Schweißzone und/oder die Elektroden angeordnet werden beziehungsweise wird. Dabei wird vorzugsweise ein flüssiges Kühlmedium verwendet.One Another preferred embodiment of the device is characterized in that the influencing means a Refrigerator comprising cooling fluid, in which the environment of the welding zone and / or the electrodes be arranged or will. It is preferred used a liquid cooling medium.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussungseinrichtung ein Tauchbecken mit Kühlflüssigkeit umfasst, in welche die Blechteile mit der Umgebung der Schweißzone eingetaucht werden. Über die Temperatur und/oder die Verweildauer der Blechteile mit der Schweißzone in dem Tauchbecken kann die Temperatur in der Schweißzone definiert eingestellt werden.One Another preferred embodiment of the device is characterized in that the influencing means a Plunge pool with coolant includes, in which the sheet metal parts are immersed in the environment of the welding zone. about the temperature and / or the residence time of the sheet metal parts with the welding zone in the plunge pool, the temperature in the weld zone be set defined.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description, with reference to the drawing various embodiments described in detail are. Show it:
In
den
Die
stoffschlüssige Verbindung wird beziehungsweise wurde mit
Hilfe von zwei Elektroden
In
In
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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