Hochfrequenz-Schweißverfahren Die vorliegende Erfindung betrifft das
Herstellen von Schweißnähten zwischen Metallteilen unter Verwendung eines hochfrequenten
Heizstromes und insbesondere ein Verfahren, bei dem Metall in die Naht hineingedrückt
wird. Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind besonders gut zum Herstellen
von Freßschweißungen und dergleichen zwischen Metallteilen geeignet und zwar in
all denjenigen Fällent in denen es unmöglich oder unpraktisch ist, die Metallteile
seitlich gegeneinander
zu pressen, d.h. einen Druck auf die Metallteile
aaszuüben, der diese entlang der Nahtlinie zusammenpreßt. In der US-Patentschrift
2 85? 503 sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen länglicher
Schweißnähte unter Verwendung eines hochf--equenten Heizstromes beschrieben, bei
denen die Einleitpunkte des Stromes an in Schweißrichtung aufeinanderfolgenden Stellen
der Schweißnaht liegen und bei denen die zu verschweißenden Werkstücke in Längsrichtung
vorgeschoben werden. Eine derartige "Reihenanordnung" der Elektroden arbeitet in
den Fällen sehr zufriedenstellend, in denen die Werkstücke Während ihres Vorschubes
ohne Schwierigkeit mit Hilfe von seitlich angreifenden Andruckrollen zusammengepreßt
werden können, wie es z.B. beim Verschweißen des Längsspaltes in einem vorgeschobenen
Rohr zutrifft, das auf einfache Weise zwischen den Andruckrollen und am Schweißpunkt
vorbei vorgeschoben werden kann. In vielen Fällen ist es jedoch unpraktisch bez`w.
sehr umständlichydie Metallteile im Schweißpunkt mit Hilfe von im Bereich des Schweißpunktes
seitligh angeordnete Andruckrollen zusammenzupressen. Wenn beispielsweise die eine
Längskante eines aufgerollten ggtallstreifens mit der einen Längskante eines anderen
S4reifens mit Hilfe
einer Preßschweißung verbunden werden soll,
läßt sich der erforderliche Druck nicht mit dem aus der genannten Patentschritt
bekannten Verfahren auf die zu verschweißenden Kanten ausüben. Das gleiche trifft
auch für verschiedene andere Fälle zu, bei denen eine Preßschweißung zwischen zwei
aneinanderstoßenden Blechen hergestellt werden sollt weil es - zumindest in einigen
Fällen - unzweckmäßig ist, die beiden Bleche unter einem Winkel zueinander anzuordnen
bzw. vorzuschieben, wodurch an sich die Ausübung des Druckes in der bekannten Richtung
möglich w wre. In der hauptanmeldung,A 53 481 VIIId/21h sind verschiedene Verfahren
und Vorrichtungen beschrieben, mit deren Hilfe die genannten Probleme auf relativ
einfache und bequeme Weise überwunden werden können. Dabei wird der Hochfrequenz-Strom
in der oben erläuterten, an sich bekannten Weise, d.h. mit Hilfe der sogenannten
"Reihenelektroden" zugeführt und die miteinander zu verschweißenden Metallbleche
gegeneinander gelegt und in dieser Tage festgehalten. Darauf wird der Nochfrequenzstrom
mit Hilfe der Reihenelektroden entlang der Linie der einander grenzenden Blechkanten
zugeführt, und,, während die Werkstücke gleichför-. mig relativ zu den Elektroden
in Richtung der gewünschten Nahtlinie vorgeschoben werden, wird mit Hilfe einer
oder mehrerer Rollen ein Druck auf das erhitzte, im
plastischen
Zustand befindliche Metall im Bereich der Nahtlinie nach unten gegen die aneinanderstol@enden
Kanten ausgeübt, die zu diesem Zeitpunkt über ihre gesamte Tiefe erhitzt sind, wobei
der Druck so groß ist, daß er die beiden Kanten unter Bildung einer Freßschweißung
miteinander verbindet. Bei diesem Verfahren wird das Metall aufgrund der Wirkung
der Rolle etwas eingedrückt, so daß eine flache Nut entlang der iqahtinie entsteht.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterbildung der in der Hauptanmeldung
beschriebenen Erfindung dadurch, daß ein Streifen einer Folie, eines kleinen Drahtes,
einer Stange o.dgl. als Füllstreifen verwendet wird, der vorzugsweise aus dem ir?etall
besteht, wie die zu verschweißenden Werkstücke und daß der Füllstreifen während
der Herstellung der Schweißnaht in eine Lage gebracht wird, in der er auf Schweißtemperatur
erhitzt und dann von der Andruckrolle in die herstellende Nahtlinie gepreßt wird..
Auf diese Weise gelangt das plastische Metall des Füllstreifens in die Schweißnaht
und bildet einen Teil der lreßschweißung. Der ai2f diese Weise verarbeitete Füllstreifen
dient ganz oder teilweise zum Abdecken bzw. füllen desjenigen Bereiches der Nahtlinie,
der anderenfalls als flacbe Nut zurd.ckt:leiben würde.High Frequency Welding Process The present invention relates to this
Manufacture of weld seams between metal parts using a high frequency
Heating current and in particular a method in which metal is pressed into the seam
will. Various embodiments of the invention are particularly good for manufacture
of seizure welds and the like between metal parts in
all those cases where it is impossible or impractical to remove the metal parts
laterally against each other
to press, i.e. a pressure on the metal parts
to practice, which presses them together along the seam line. In the US patent
2 85? 503 are various methods and devices for making elongate
Welded seams using a high frequency heating current are described in
those are the points at which the current is introduced at successive points in the welding direction
of the weld seam and in which the workpieces to be welded lie in the longitudinal direction
be advanced. Such a "series arrangement" of the electrodes works in FIG
very satisfactory in those cases in which the workpieces during their advance
pressed together without difficulty with the help of pressure rollers acting on the sides
can be, for example, when welding the longitudinal gap in an advanced
Pipe applies, which is in a simple manner between the pressure rollers and at the welding point
can be advanced past. In many cases, however, it is impractical or
very cumbersome the metal parts in the welding point with the help of in the area of the welding point
Pressing together pressure rollers arranged sideways. For example, if the one
Long edge of a rolled up ggtall strip with one long edge of another
S4reifen with help
a pressure weld is to be connected,
the required pressure can not be achieved with the patent step mentioned
exercise known methods on the edges to be welded. The same applies
also for various other cases where a pressure weld between two
butting sheets should be made because it - at least in some
Cases - it is inexpedient to arrange the two sheets at an angle to each other
or to advance, which in itself means that the pressure is exerted in the known direction
would be possible. In the main application, A 53 481 VIIId / 21h, there are various procedures
and described devices with the help of which the problems mentioned are relatively
easy and convenient way can be overcome. Thereby the high frequency electricity
in the manner known per se explained above, i.e. with the help of the so-called
"Row electrodes" supplied and the metal sheets to be welded together
placed against each other and held in these days. Thereupon the still frequency current becomes
with the help of the row electrodes along the line of the adjacent sheet metal edges
fed, and ,, while the workpieces simul- taneously. mig relative to the electrodes
can be advanced in the direction of the desired seam line with the help of a
or several rollers a pressure on the heated, im
plastic
State of the metal in the area of the seam line facing downwards against each other
Edges exerted, which at this point are heated over their entire depth, being
the pressure is so great that it cuts the two edges with the formation of a seizure weld
connects with each other. In this process, the metal is due to the effect
the roller slightly pressed in, so that a flat groove is created along the seam line.
The present invention relates to a further development of the main application
described invention in that a strip of a film, a small wire,
a rod or the like. is used as a filler strip, which is preferably made from the iron
consists of how the workpieces to be welded and that the filler strip during
the production of the weld seam is brought into a position in which it is at the welding temperature
heated and then pressed by the pressure roller into the producing seam line.
In this way, the plastic metal of the filler strip gets into the weld seam
and forms part of the tear weld. The ai2f processed filler strips in this way
serves completely or partially to cover or fill that area of the seam line,
who would otherwise move back as a flat groove: would love.
Durch die vorliegende Erfindung entstei.t daher eine Schweißnaht,
die vorzugsweise die gleiche Dicke hat wie
die übrigen Bereiche
des Bleches, die aber je nach Anforderungen dicker sein kann. Das erweichte Metall
des Füllstreifens ergänzt also das erhitzte weiche Metall der Bleche an den aneinandergrenzenden
Kanten und stellt, sicher, daß eine gleichmäßige Schweißnaht von hoher qualität
über die gesamte Metalldicke im Bereich der Nahtlinie entsteht. Die relative Vorschubgeschwindigkeit
der Werkstücke zusammen mit dem Füllstreifen in Bezug auf die Stromzuführung-und
unter Berücksichtigung der zugeführten Leistung ist so gewählt, daß nicht nur die
aneinandergrenzenden Kanten der Werkstücke sondern der Füllstreifen o.dgl. unter
dem angewandten Druck soweit verlagert wird, daB er mindestens zum größten Teil
in das Metall der Werkstükke auf oder im Bereich der Nahtbrie eingeprellt wird,
In einer schwebenden US-Patentanmeldung der Anmelderin (amtl. Aktenzeichen 510.502
vom 30.'1'I.'1965) ist ein Schweißverfahren beschrieben, mit dem ein Metallblech
entlang einer gewünschten Nahtlinie mit einem darunterliegenden Metallblech durch
Zuführung eines Hochfrequenzstromes verschweißt werden kann, der auf die oberliegende
Fläche des oberen Bleches mit Hilfe der bereits erwähnten Reihenelektroden zugeführt
wird, wobei der Strom eine
solche Frequenz und die Metallteile
einen solchen Wider-
stand und eine relative Permiabilität haben, daß
der Strom bis zu einer sogenannten Zugstiefe in die Metallteile eindringt
und entlang der sich berührenden Flächen fließt und,diese auf Schweißtemperatur-bringt.
Jenen Verfahren wird heute vielfach als "hochfrequentes Eindring-Schweißverfahren"
bezeichnet. Auf ähnliche Weise dringt der Strom auch bei der vorliegenden Erfindung
ein und heizt sowohl das Metall des Füllstreifens als auch das Metall der aneinanderstoßenden
Werkstücke entlang der Nahtlinie völlig durch, wobei der Strom vor dem Schweißpunkt
dicht auf einen im Bereich der Nahtlnie liegenden Pfad konzentriert wird. Darauf
wird ein nach unten gerichteter (d.h. in Richtung der Ebene der aneinandersto-Benden
Kantenflächen wirkender) Druck ausgeübt, der auf die im Bereich der Nahtlinie unterstützten
Werkstücke im Bereich dieser Nahtlinie einwirkt, sodaß das erweichte Metall des
Füllstreifens und der aüeinandergrenzenden Werkstückflächen zwischen der Werkstückunterstützung
sowie den weiter fest bleibenden Bereichen des @:ietalles auf beiden Seiten
der herzustellenden Schweißnaht eingeschlossen ist, wobei der Druck ausreicht, die
zu verschweißenden Teile zu vereinigen. Da das erhitzte Metall beim Erreichen der
Schweißtemperatur in den plaseischen Zustand übergeht und in der beschriebenen Weise
an einem Ausweichen gehindett ist, ist es unnötig, beiderseits
der
Nahtlinie Rollen vorzusehen, die die Werkstücke weiter in Richtung aufeinander zu
zusammenpressen. Es-sind bislang verschiedene Vorschläge und Versuche gemacht worden,
beim Herstellen von Freßschweißungen einen Füllstreifen in die Schweißnaht einzupressen,
die jedoch alle mit einem starken Wechselstrom oder einem sehr niederfrequenten
Strom arbeiteten, der von einer Elektrode bzw. einer Andruckrolle auf den unmittelbar
darunterliegenden Füllstreifen und weiter direkt durch den Streifen und die aneinandergrenzenden
Werkstückkanten im Bereich der Schweißnaht zu einer darunterliegenden Elektrode
floß. Bei derartigen, nicht mit einem Hochfrequenzstrom gemäß der vorliegenden Erfindung
arbeitenden Verfahren liegen die Stellen besonders schneller und intensiver Aufheizung
an den Stellen des größten Ohmschen Widerstandes , d.h. also an den Kontaktstellen
zwischen Elektroden und Werkstück und an der Kontaktstelle zwischen den Werkstücken
mit dem Ergebnis, daß die Schweißung über#,#@ap: ende Bereicbe und Einschlüsse erhält,
also-nicht gleichförmig ist. Diese mangelnde Gleichförmigkeit entsteht deswegen=
weil-das Metall an einigen Stellen regelrecht geschmolzen wird., weil es über Plastizitäts=femperatur
hinaus erhitzt wird, während andere Stellen noch nicht die Schweißtemperatur erreicht
haben. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Verfahren besteht darin, daß
auch
nur geringfügige DckenabWeichuhgen der Werkstücke erzen unterschiedlichen Schweißdruck
und demzufolge ein unterschiedliches Aufheizen an einigen Stellen bewirken. Weiterhin
muß bei diesen bekannten Verfahren das Auf-.heizen in dem Moment durchgeführt werden,
in dem sich die Metallteile im Schweißpunkt befinden, so daß die Teile nicht mit
hoher Geschwindigkeit vorgeschoben und verschweißt werden können: Wenig es dennoch
versucht würde, mit solch niedrilJen Frequenzen zu arbeiten und die Werkstücke entlang
der Nahtlinie während des Vorschubes zum Schweißpunkt zu erwärmen, würden sich Strom
und .2;rwärmung in höchst unerwünschter Weise verteilen. A.11 diese Schwierigkeiten
werden mit der vorliegenden Erfindung dadurch Vermieden, daß nein hochfrequenter
Heizstrom verwendet wird' der bis zur Tiefe der Lerzustellenden Schweißnaht eindringt
und entlang von Pfaden. fließt$ die dicht entlang der Nahtlinie konzentriert gindg
während die Werkstücke schnell bis zum Sc_iweiß-Punkt vorgeschoben werden, so daß
die Teile mit großer Annäherung nur in dem Schweißpunkt bzwe den Schweißpunkten
auf Schweißtemperatur gebracht werden. Gleichzeitig läBt sich die Temperatur bei
Verwendung dieses Verfahrenn sehr genau regeln. Als Ergebnis ergibt sich eine Schweißung,
in der das Metall eine durch und durch gleichmäßige
Struktur hat
und in der die Teile ohne eine Schwächung bedeutende Einschlüsse oder Unregelmäßigkeiten
vollständig miteinander verbunden sind. Dieses Ergebnis entsteht zum Teil wegen
der dichten Konzentration des.
Naht befindliche Metall unter sehr großen Druck gesetzt werden kann, gleichzeitig
aber im Schweißpunkt dem einwirkengen Druck nicht ausweichen kann. Die vorliegende
Erfindung läßt sich vielfach abwandeln und an verschiedene Anwendungsgebiete anpassen,
von denen einige nachstehend genauer beschrieben ,werden. Bei einem dieser _iusführungsbeispiele
werden zwei sich gegenüberliegende abgekantete Bereiche zweier Werkstücke mit Hilfe
einer Preßschweißung verbunden. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird
ein Füllstreifen zur :Erzielung eines weichen Übergangs in die Ecke zweier Werkstücke
eingeschweißt, die gemeinsam einen T-förmigen Querschnitt haben. In einer weiteren
Ausführungsform wird ein Füllstreifen von keilförmigem Querschnitt zwischen die
einen geringen Abstand voneinander aufweisenden, sich gegenüberliegenden Kanten
zweier Werkstücke eingebrachty so daß eine Ar=t Doppelschweißung entsteht. In einem
anderen beschriebenen Ausführungsbeispeil wird ein Füllstreifen verwendet, der anfänglich
einen T-förmigen Querschnitt hat
und zwischen die mit Abstand voneinander
angeordneten ganten zweier Werkstücke eingebracht wird, so daß eine Schweißnaht
entsteht, deren Oberfläche etwas über die
obere und untere Werkstückfläche
hervorragt. In allen Ausführungsformen der Erfindung. kann die Schweißnaht geradlinig
in einer Ebene verlaufen, sie kann aber auch s in Art einer Gürtelschweißung ausgeführt
sein, wie es beispielsweise zum Verschweißen der Enden zweier Zylinder, Tanks oder@Rohre
erforderlich ist, wobei die Werkstücke in-aiesen Fällen während des Schwei3ens mit
Bezug auf die Stromzuführung rotiert werden, Die Erfindung ist anwendbar mit den
üblicherweise zur Verfügung stehenden Hochfrequenz-Stromquellen, die einen Strom
mit einer Frequenz von etwa 23 kHz bis 500 kHz oder höher abgeben. Zur Erzielung
gleichförmiger Ergebnisse und eines hohen Wirkungsgrades wird der Strom vorzugsweise
von in Reihe liegenden Elektroden in der oben erwähnten Weise zugeführt, obwohl
die Erfindung in einigen Fällen auch ohne Nachteil mit einem induktiv zugeführten
Nochfrequenzstrom ausführbar ist, wobei vorzugsweise längliche Induktionsspulen
verwendet werden, die in geeigneter Weise
konstruiert sind, um den
den Strom dicht auf eine einzige Linie zu konzentrieren.
Die Erfindung ist -nach stehend anhand einiger Ausführungsbeispiele erläutert und
in den Zeichnungen dargestellt.The present invention therefore creates a weld seam which preferably has the same thickness as the other areas of the sheet, but which, depending on requirements, can be thicker. The softened metal of the filler strip thus complements the heated, soft metal of the sheets on the adjacent edges and ensures that a uniform weld of high quality is created over the entire metal thickness in the area of the seam line. The relative speed of advance of the workpieces together with the filling strip in relation to the power supply and taking into account the power supplied is selected so that not only the adjacent edges of the workpieces but also the filling strip or the like. is shifted under the applied pressure to such an extent that it is at least for the most part bruised into the metal of the workpieces on or in the area of the seam cover. 1965) describes a welding process with which a metal sheet can be welded along a desired seam line to an underlying metal sheet by supplying a high-frequency current, which is supplied to the upper surface of the upper sheet with the aid of the already mentioned row electrodes, the current having such a frequency and the metal parts have such a resistance and a relative permeability that the current penetrates the metal parts up to a so-called tensile depth and flows along the contacting surfaces and brings them to the welding temperature. This process is now often referred to as the "high-frequency penetration welding process". Similarly, in the present invention, the current penetrates and heats both the metal of the filler strip and the metal of the abutting workpieces along the seam line, concentrating the current close to a path in the area of the seam line before the weld point. A downward pressure (i.e. in the direction of the plane of the abutting edge surfaces) is exerted on this, which acts on the workpieces supported in the area of the seam line in the area of this seam line, so that the softened metal of the filler strip and the adjacent workpiece surfaces between the workpiece support and the further fixed permanent areas of @: ietalles is enclosed on both sides of the weld seam to be produced, said pressure being sufficient to unite the parts to be welded. Since the heated metal changes to the plastic state when the welding temperature is reached and is prevented from deviating in the manner described, it is unnecessary to provide rollers on both sides of the seam line which press the workpieces further towards one another. So far, various proposals and attempts have been made to press a filler strip into the weld seam when producing seizure welds further flowed directly through the strip and the adjacent workpiece edges in the area of the weld seam to an electrode below. In such methods, which do not work with a high-frequency current according to the present invention, the points are particularly rapidly and intensely heated at the points of greatest ohmic resistance, ie at the contact points between the electrodes and the workpiece and at the contact point between the workpieces, with the result that the weld over #, # @ ap: end areas and inclusions, so-is not uniform. This lack of uniformity arises because the metal is literally melted in some places, because it is heated above the plasticity temperature, while other places have not yet reached the welding temperature. A further disadvantage of this known method is that even slight differences in the thickness of the workpieces produce different welding pressures and consequently cause different heating in some places. Furthermore, in these known methods, the heating must be carried out at the moment when the metal parts are in the welding point, so that the parts cannot be advanced and welded at high speed: little would be tried anyway, with such low frequencies To work and to heat the workpieces along the seam line during the advance to the welding point, current and .2; rheating would be distributed in a highly undesirable way. A.11 these difficulties are avoided with the present invention in that no high-frequency heating current is used which penetrates to the depth of the weld to be made and along paths. which flows closely along the seam line while the workpieces are quickly pushed forward to the welding point, so that the parts are only brought to welding temperature in the welding point or the welding points with close proximity. At the same time, the temperature can be regulated very precisely using this method. The result is a weld in which the metal has a thoroughly uniform structure and in which the parts are completely bonded together without any significant inclusions or irregularities being weakened. This result is due in part to the dense concentration of the.
The metal located in the seam can be put under very high pressure, but at the same time cannot evade the applied pressure in the welding point. The present invention can be modified in many ways and adapted to various fields of application, some of which are described in more detail below. In one of these examples, two opposing beveled areas of two workpieces are connected by pressure welding. In another embodiment of the invention, a filler strip is welded to: Achieve a soft transition into the corner of two workpieces which together have a T-shaped cross section. In a further embodiment, a filler strip with a wedge-shaped cross section is introduced between the slightly spaced, opposite edges of two workpieces so that an Ar = t double weld is produced. In another exemplary embodiment described, a filler strip is used which initially has a T-shaped cross-section and is inserted between the spaced-apart ganten of two workpieces, so that a weld seam is produced, the surface of which protrudes slightly over the upper and lower workpiece surface. In all embodiments of the invention. The weld seam can run in a straight line in one plane, but it can also be designed in the manner of a belt weld, as is required, for example, to weld the ends of two cylinders, tanks or pipes, whereby the workpieces are referenced in all cases during welding are rotated on the power supply, the invention can be used with the commonly available high-frequency power sources that deliver a current with a frequency of about 23 kHz to 500 kHz or higher. In order to achieve uniform results and a high degree of efficiency, the current is preferably supplied from electrodes arranged in series in the manner mentioned above, although the invention can in some cases also be carried out without disadvantage with an inductively supplied frequency current, with elongate induction coils preferably being used, which are shown in suitably are designed under the current to concentrate close to a single line.
The invention is explained below with reference to some exemplary embodiments and illustrated in the drawings.
Es zeigt. -
In Fig. 1 sind zwei Icetallbelchstz,eifen 25, 26 gezeigt, die über eine 1,reßschweißung
ent:l -3,riaz einer Nahtlinie 227
miteinander verbunden werden sollen. Bei
eine:: ;der beiden der Streifen 25, 2.6 kann. E s si c:i mm d e freien Enden großer
Blechspulenlandeln, die zur 1Jnreinfachung der ;eiter- bzw. Fertigbea-beitung miteinander
veiachwei.ßt werden sollen. Die ane.nandergrenzenden Streifenkanten werden in der
gewlxzscl=terz Nahtlinie mit.: i nander in Berührung
und in eine
Zage gebracht, in der sie auf einer Stützschiene 28 o.dgl. aufliegen, während geeignete
Klemmvorrichtungen mit Spannbacken 29, 29' und 30, 301 vorgesehen und in nicht dargestellter
Weise befestigt sind und die oben und unten liegenden Flächen der Blechstreifen
25, 26 erfassen. Die Klemmbacken halten die Blechstreifen daher relativ zueinander
und zu der Stützschiene 28 fest, während die Schweißnaht hergestellt wird. Die gleichen
oder ähnliche Spannbacken o.dgl. können auch in allen nachstehend noch beschriebenen
Ausführungsformen der Erfindung mit oder ohne Ab,-,andlungen Verwendung finden,
Sam %'l.ie zu verschweilsenden Werkstücke in Schweißlage zu halben. Zur Erhöhung
der Übersichtlichkeit der Zeichnungen sind die Spannbacken jedoch in den meisten
Fällen fortgelassen worden. Von einer geeigneten Hochfrequenz-Stromquelle 3'i gelangt
der hochfrequente Strom zu zwei in einer Linie angeordneten Elektroden 32, 33, über
die der Strom auf oder nahe bei der Nahtlinie in die UJerkstücke gelangt. Gleiche
oder ähnliche Elektroden für die Zuführung des Hoohfrequenzstromes sind auch in
den weiteren Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen, und sie sollten die bei
Hochfrequenz-Schweißmaschinen üblichen Hohlräume zur Aufnahme eines Kühlmittels
haben. Ein Teilstück einer der Stromzuführungen
zu den Elektroden
32, 33, beispielsweise also das Teilstück 32a ist so geführt, daß es dicht oberhalb
der Nahtlinie verläuft und als sogenannter Näheleiter wirkt, durch den der Hochfrequenzstrom
in den Werkstücken, und damit auch der Reizeffekt, sehr eng auf den Bereich der
Nahtlinie konzentriert wird. Ein dünner Metallstreifen 34 in der Form einer Folie
o.dgl., der vorzugsweise aus dem gleichen Metall wie die Werkstücke 25, 26
besteht, wird so zugeführt, daß er im Bereich der Nahtlinie liegt und von den Elektroden
32,33
beaufschlagt Wird. An einem gemeinsamen Rahmen o.dgl. ist eine Andruckrolle
35 gegebenenfalls zusammen mit den Elektroden in dem durch die strichpunktierten
Linien angedeuteten Bereich angeordnet, so daß entweder dieser Rahmen mit allen
seinen Teilen gleichförmig in Längsrichtung zur Nahtlinie bewegt oder aber - falls
dieses zweckmäßiger oder einfacher ist - ruht, während die Werkstücke einschließlich
des Füllstreifens 34, der Spannbacken sowie der Stützschiene o.dgl. in Richtung
der Nahtlinie bewegt werden. In einigen Fällen kann. die Andruckrolle 35 anstelle
der Elektroden 32 verwendet Werden. In jedem Fall aber-preßt die Andruckrolle 35
vorzugsweise unmittelbar nach dem Aufheizen des Füllstreifens und der Kantenbereiche
der Werkstücke auf Schweißtemperatur das Metall des Füllstreifens gegen die Nahtlinie
der Werkstücke?
wobei.der Schweißpunkt unterhalb der Andruckrolle
liegt, Der zwischen den Elektroden fließende Hochfrequenzstrom durchdringt im Bereich
der herzustellenden Preßschweißung nicht nur den gesamten Füllstreifen 34 (in Fig.
2 in etwas übertriebener Dicke dargestellt), sondern auch die gesamte Dicke der
Werkstücke im Bereich der Nahtlinie 271, wie es in Fig. 2 mit dem gepunkteten Bereich
37 angedeutet ist. Dadurch wird das Metall des Füllstreifens sowie das Metall der
Werkstücke im Bereich der Naht erweicht bzw. in den. plastischen Zustand gebracht
und auf Schweißtemperatur erhitzt, wenn sie den Bereich der Elektroden passiere,,.
Es leuchtet ein, daß das auf diese ',eise erhitzte Metall nur einen engen, länglichen
Bereich umfaßt, der auf seiner Unterseite von der Stützschiene 28 und seitlich zwischen
den weiterhin fest bleibenden Bereichen des Betalls der ,Werkstücke beiderseits
der jiah#"uli.nie begrenzt ist. Das auf diese Weise erweichte Metall wird mit Hilfe
der Andruckrolle 35 einem Druck ausgesetzt, so daß_ die in Fig. 3 angedeutete Schweißung
entsteht. Weil das erweichte und in der beschriebenen Weise an einem Ausweichen
gehinderte Metall einem starken Druck ausgesetzt wird, gelangt auch das Jetall des
Streifens 34. nach unten in die Ebene der Metallblechstreifen 25, 26 bäwe der Werkstücke,
wie es mit 34' in Fig. 3 angedeutet istt und etwas des erweichten metalls
des Filletreifenv 3l° wird
mindestens geringfügig entlang der Nahtlinie
27 nach unten gepreßt. Auf diese Weise wntsteht eine sichere Schweißung von hoher
aualität, obwohl nur ein Druck . in Richtung der Ebene der aneinanderstoi3enden
Kantenflächen ausgeübt wird, so daß die Verwendung seitlich angeorndeter Andruckrollen,
beispielsweise wie in der US-Yatentschrift 2 85? 503 beschrieben,'überflüssig ist.
In diesen Fällen sollte der Füllstreifen eine Dicke von beispielsweise im Bereich
0,00'I bis 0,06 Zoll haben, wobei deiWahl der genauen Dicke von der Dicke der zuverschweißenden
Werkstücke abhängt. Tatsächlich sollte das Volumen des Füllstreifens so gewählt
werden, daß es die durch die Druckanwendung entstehende Dickenschrumpfung und das
sich ergebende Eindellen im Bereich der Schweißnaht möglichst genau ausgleicht.
In anderen Worten, das Metall des Füllstreifens sollte die gesamte entstehende Eindellung
möglichst vollständig ausfüllen. Sofern die Werkstücke und die herzustellende Schweißnaht
nur verhältnismäig kurz sind, sowie in den Fällen, in denen es wichtig ist, die
Schweii,.zng vom Anfang bis zum Ende der Nahtlinie vollständig durchzuziehen, kännen
geeignete leitende Ansätze 38, 53 vorwendet werden, die an den Enden der
her. zustellenden chweil;naht in irgende l.ner Weise befestit"t sind und ,den Strom
weiterleiten, wenn eine
der Elektroden am Anfang oder am Ende der
Schweißung außerhalb der eigentlichen Werkstücke liegt. Gegebenenfalls kann die
Stützschiene 28 in einigen Fällen von einer unterhalb der Nahtlinie liegenden Roole
ersetzt werden, die vorzugsweise eine soche Breite hat, daß ein Eindrücken der Unterseite
der Werkstücke im Bereich der Nahtlinie vermieden wird, Ein derartiges Beispiel
ist in Fig. 20 gezeigt. Die Anordnung gemäß Fig. 4 entspricht im wesentlichen der
in Fig. 1 bis 3 beschriebenen Anordnung mit dem Unterschied, daß in diesem Fall
der Füllstreifen 34 unterhalb der Nahtlinie liegt, d.h. also auf der Fläche der
Werkstücke im Bereich der Nahtlinie, dielen Elektroden e sowie der Andruckrolle
abgewandt ist. Auf diese Weise entsteht der-in Fig. 5 durch Punkte angedeutete Aufheizbereich
37', und wenn die Teile gemäß Fig, 6 dem Druck der Andruckrolle 35 ausgesetzt werden,
wird der Füllstreifen gemäß 34a in die Unterseite der Werkstücke eingedrückt, Wobei
Teile des erweichten Metalls des Füllstreifens gemäß 27a im Bereich der Nahtlinie
nach oben steigen und eine der Fig. 3 entsprechende Schweißnaht entsteht, obwohl
in diesem Fall oben und unten vertauscht sind.It shows. -
In Fig. 1 two Icetallbelchstz, eifen 25, 26 are shown, which are to be connected to one another via a 1, tear weld ent: 1-3, riaz of a seam line 227. With one ::; of the two of the strips 25, 2.6 can. E s si c: i mm the free ends of large sheet metal coil lands, which are to be welded to one another to simplify the pus or final processing. The adjacent strip edges are in the gewlxzscl = terz seam line with: i nander in contact and brought into a frame in which they are on a support rail 28 or the like. rest, while suitable clamping devices with clamping jaws 29, 29 'and 30, 301 are provided and fastened in a manner not shown and cover the upper and lower surfaces of the sheet metal strips 25, 26. The clamping jaws therefore hold the sheet metal strips firmly relative to one another and to the support rail 28 while the weld seam is being produced. The same or similar jaws or the like. can also be used in all of the embodiments of the invention described below with or without modifications to halve the workpieces to be welded in the welding position. To increase the clarity of the drawings, however, the clamping jaws have been omitted in most cases. The high-frequency current passes from a suitable high-frequency current source 3'i to two electrodes 32, 33 arranged in a line, via which the current reaches the workpieces on or near the seam line. The same or similar electrodes for supplying the high-frequency current are also provided in the further embodiments of the invention, and they should have the cavities customary in high-frequency welding machines for receiving a coolant. A section of one of the power leads to the electrodes 32, 33, for example section 32a, is guided so that it runs just above the seam line and acts as a so-called proximity conductor through which the high-frequency current in the workpieces, and thus also the stimulus effect, is very tight is concentrated on the area of the seam line. A thin metal strip 34 in the form of a foil or the like, which preferably consists of the same metal as the workpieces 25, 26, is fed in such a way that it lies in the region of the seam line and is acted upon by the electrodes 32, 33. On a common frame or the like. a pressure roller 35 is optionally arranged together with the electrodes in the area indicated by the dash-dotted lines, so that either this frame with all its parts moves uniformly in the longitudinal direction to the seam line or - if this is more convenient or easier - rests while the workpieces are included of the filling strip 34, the clamping jaws and the support rail or the like. be moved in the direction of the seam line. In some cases it can. the pressure roller 35 can be used instead of the electrodes 32. In any case, does the pressure roller 35 preferably press the metal of the filler strip against the seam line of the workpieces immediately after the filler strip and the edge areas of the workpieces have been heated to welding temperature? The welding point is below the pressure roller, the high-frequency current flowing between the electrodes not only penetrates the entire filler strip 34 (shown in a somewhat exaggerated thickness in Fig. 2) in the area of the pressure weld to be produced, but also the entire thickness of the workpieces in the area of the seam line 271, as indicated in FIG. 2 with the dotted area 37. This softens the metal of the filler strip and the metal of the workpieces in the area of the seam or in the. brought to a plastic state and heated to welding temperature when it passes the area of the electrodes ,,. It is clear that the metal heated on this' iron only comprises a narrow, elongated area, which is on its underside from the support rail 28 and laterally between the still fixed areas of the metal of the workpieces on both sides of the jiah # "uli.nie The metal softened in this way is subjected to pressure with the aid of the pressure roller 35, so that the weld is produced as indicated in Fig. 3. Because the metal, which has been softened and prevented from evading in the manner described, is subjected to strong pressure also Jetall of the strip 34 downwardly into the plane of the sheet metal strip 25, 26 bäwe of the workpieces as it ISTT indicated by 34 'in Fig. 3 and some of the softened metal of the Filletreifenv 3l ° is at least slightly along the seam line 27 down In this way, a reliable weld of high quality is obtained, although only pressure is applied in the direction of the plane of the contiguous edge surface n is exercised, so that the use of side-mounted pinch rollers, for example as in US Patent 2,85? 503, 'is superfluous. In these cases the filler strip should have a thickness of, for example, in the range 0.001 to 0.06 inches, the choice of the exact thickness depending on the thickness of the workpieces to be welded. In fact, the volume of the filler strip should be chosen so that it compensates as precisely as possible the thickness shrinkage resulting from the application of pressure and the resulting indentation in the area of the weld seam. In other words, the metal of the filler strip should fill the entire indentation that is created as completely as possible. If the workpieces and the weld seam to be produced are only relatively short, as well as in those cases in which it is important to completely pull the weld through from the beginning to the end of the seam line, suitable conductive approaches 38, 5 3 can be used at the ends of the fro. The seam to be delivered is fastened in some way and, if one of the electrodes lies outside the actual workpieces at the beginning or at the end of the weld lying Roole are replaced, which preferably has such a width that the underside of the workpieces is prevented from being indented in the area of the seam line, such an example is shown in FIG. 20. The arrangement according to FIG 3 to 3 with the difference that in this case the filler strip 34 lies below the seam line, ie on the surface of the workpieces in the area of the seam line, the electrodes e and the pressure roller are turned away. 5 heating area 37 'indicated by dots, and when the parts according to FIG. 6 are exposed to the pressure of the pressure roller 35, the filling strip pressed into the underside of the workpieces according to 34a, whereby parts of the softened metal of the filler strip according to 27a rise up in the area of the seam line and a weld seam corresponding to FIG. 3 is formed, although in this case the top and bottom are interchanged.
Die in Fig. 7 beschriebene Ausführungsform der Erfindung
weicht
von den vorher beschriebenen insofern ab, als in diesem Fall zwei Metallblechteile
40,4'I mit Hilfe eines als Draht 42 ausgebildeten Füllstreifens fest verschweißt
werden, wobei der Draht vorzugsweise aus dem Metall der Werkstücke 40, 41 besteht.
Wenn Blech geschnitten wird, dann bilden sich im allgemeinen etwasabgerundete
Kanten 43, 43', wie es in Fig. 8 angedeutet ist. Wenn demnach die Kantenflächen
in ihrer aneinandergrenzenden Stellung festgeklammert werden, dann
bilden
die abgerundeten Itanten 43, 43' eine leichte Nut, in
die
ohne Schwierigkeiten ein als Draht 42 ausgebildeter r''üllatreifen eingeschweißt
werden kann. Mit dieser Ausführungsform der Erfindung entsteht der in Fig. 8 durch
Punkte angedeutete Reizbereich. Wenn danach die Nahtlinie unter der *ndruckrolle
35 hindurchläuft, entsteht eine Schweißung, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist, bei der
das erweichte Metall des Drahtes eine flache Oberfläche erhält und in die Ebene
der *erkstilcke 40, 41 gemäß 2711 gepreßt wird, wobei außeredem ein Teil des Metallee,
in den Bereich der Nahtlinieiineingedrückt wird. Falls erwünscht, kann der die Form
einer Folie, eines Drahtes o.dgl. aufweisende Füllstreifen sowphl voh der Oberseite
als auch von der Unterseite der Nahtlinie sowohl bei den Ausführungsformen nach
den Yig. 1 und 4 als auch nach den noch zu beschreibenden Ausführungsbeispielen
zugeführt
werden, um sowohl von unten als auch von oben in die Nahtlinie einzudringen. Der
Füllstreifen beliebiger Form wird vorzugsweise von einer Rolle oder einem anderen
Vorrad abgezogen und kontinuierlich den zu verschwei,senden Teilen mit einer Vorschubgeschwindigkeit
zugeführt, die etwa gleich der Vorschubgeschwindigkeit der Schweißung ist. Die gegenüber
der Pig. 7 abgewandelte Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 10 ist mit einer
Einrichtung versehen, die ein Überhitzen des Drahtes bzw. eines anderen Füllstreifens
verhindert. Da die Füllstreiten gewöhnlich nur einen geringen Auerschnitt haben,
kann es in einigen Fällen vorkommen, dai3 sie überhitzt und geschmolzen werden,
bevor sie den Schweißpunkt unterhalb der Lidruckrolle erreichen, wenn eine der Stromzuführungselektroden
mit dem Streifen und auch den Werkstücken an einer Stelle in Verbindung steht, die
beträchtlich vor dem Schweißpunkt liegt. Zur Vermeidung einer derartigen Überhitzung
durchläuft der Füllstreifen einen Abschnitt eines vorzugsweise innen isolierten
Rohres 45, so daß der bei 46 aus dem Rohr 45 austretende Füllstreifen erheblich
dichter am Schweiapunkt liegt. Der Strom wird in d:bsem Fall von der Elektrode 33
zur Elektrode 32 und zurück teilweise über das Metall der zu verschweißenden Werkstücke
fließen, und zwar .,o stark, daß er den Nahtbereich angemessen erhitzt,
der
Strom wird teilweise aber auch über das Metallrohr 45 zu dessen Punkt 46 und von
dort entlang des Füllstreifens o.dgl. fließen, so daß letzterer kurz vor
dem Erreichen der Andruckrolle 35 die erforderliche Temperatur erhält. Die
Isolation des Rohres verhindert dabei, daß der Strom schon vor dem Punkt 46 in den
Füllstreifen übertreten kann. Das Rohr 45 besteht beispielsweise aus einem besonders
wärmefesten Metallrohr oder gegebenenfalls kann auch ein Kühlmittel hindurchgeleitet
werden, das ein vorzeitiges Erhitzen des Füllstreifens 42 vor dem Erreichen des
Punktes 46 verhindert. Wenn das Rohr 45 aus einem Metall hoher Leitfähigkeit,
wie z.B. Kupfer besteht, wird es durch den Hochfrequenzstrom nicht
so schnell aufgeheizt wie die Werkstücke und nicht so schnell, als wenn es aus einem
Ferrometall hergestellt ist. Das Rohr 45 liegt vorzugsweise auf dem Metall entlang
der Nahtlinie auf, so daß es den Strom von der Elektrode 33 auf die Werkstücke übertragen
kann, so daß diese beim brreichen des Schweiß-Punktes und der Andruckrolle ihre
Schweißtemperatur erreicht haben, während der Füllstreifen, der einen erheblieh
kleineren Querschnitt hat, auf dem kürzeren Weg zwischen seinem Austritt
aus dem Rohr und dem Schweißpunkt die erforderliche Temperatur annimmt. Ein Querschnitt
durch diese Abwandlung der Erfindung ist in Fig. 10a gezeigt.
In
der Ausführungsform gemäß Fig. 11 sind zwei Werkstücke 50, 51 vorgesehen, die abgekantete
Bereiche 52, 55 ahben, welche während des Schweißens aneinanderstoßend mit
Hilfe geeigneter Klammern bzw. mit Hilfe von Druckrollen 54, 55 gehalten werden.
Bei den Werkstücken 50, 51 kann es sich beispielsweise um die dargestellten konkav-konvexen
Metallstreifen oder aber auch um Teile eines Rohres handeln, die beiden Werkstücke
könnten aber ebenso gut flach liegende Bleche sein, die entlang der abgekanteten
Bereiche 52, 53 miteinander verschweißt werden sollen. Durch das Abkaaten entstehen
an den Kantlinien etwas abgerundete Kurven 521, 53', die im aneinandergegelegten
Zustand eine flache Nut zwischen sich einschließen, in die ein Füllstreifen in Form
eines Drahtes 56 eingeschweißt wird, wie es beispielsweise in Fig. 12 im Querschnitt
gezeigt ist. Jede der in Reihe liegenden Elektroden kann gemäß der Darstellung gabelförmig
oder auch als Doppelelektrode 5?, 58 ausgebildet sein, wobei jede Doppelelektrode
bzw. Gabel den Füllstreifen übergreift, und wooei ein Näheleiter 59 vorgesehen ist,
der sich oberhalb des Füllstreifens 56 erstreckt. Entgegen der einfachendrahtfÖrmigen
Ausbildung 59 in Fig. 11 kann der Näheleiter auch gemäß Fig. 12 als gekrümmter,
hohler und gekühlter Körper ausgebildet sein. Aufgrund der Lage des .
Näheleiters
entlang und oberhalb des Füllstreifens, wird der Hochfrequenzstrom auf den
Füllstreifen und auch auf die dicht benachbarten Bereiche des Werkstückmetalls entlang
der Nahtlinie konzentriert. Auch hier sei angemerkt, daß gabelförmige Elektroden
gemäß der
Darstellung gegebenenfalls auch bei den anderen Ausführungsformen
der Erfindung Verwendung finden können; sie werden vorzugsweise verwendet beicbn
Ausführungsformen gemäß den Figuren 14, 18 und 21. Der bei der Anordnung
gemäß Figur 11 entstehende Heizbereich hat bei Verwendung von Frequenzen im Bereich
zwischen etwa 1 und 10 kHz die in Figur 12 durch Punkte angedeutete Form.
Nach dem Aufheizen durch den Hochfrequenzstrom, wird die
obenliegende
Fläche der herzustellenden Naht mit Hilfe einer Rolle 60 nach unten gedrückt, die
sich an einer unterhalb der abgekanteten Bereiche 52, 53 angeordneten Stützschiene
60a abstützt. Bei Verwendung eines Näheleiters in der in Figur 12 gezeigten Form
wird eine verbesserte Stromverteilu:erreicht, durch die ein "überhitzen des
Füllstreifens vereden wird; ein derartiger Näheleiter kann auch in andern AusfÜhrungsformen
der Erfindung insbesondere in denen in Figur 14, 18 und 21 beschriebenen verwendet
werden.The embodiment of the invention described in FIG. 7 differs from the previously described in that in this case two sheet metal parts 40, 4'I are firmly welded with the aid of a filler strip designed as a wire 42, the wire preferably being made from the metal of the workpieces 40 .41 consists. When sheet metal is cut, slightly rounded edges 43, 43 'are generally formed, as indicated in FIG. Accordingly, when the edge surfaces are clamped in their adjoining position , the rounded itants 43, 43 'form a slight groove into which a wire 42 designed as a wire 42 can be welded without difficulty. With this embodiment of the invention, the stimulus area indicated by dots in FIG. 8 is created. When the seam line then passes under the pressure roller 35, a weld is produced, as shown in FIG. 9, in which the softened metal of the wire is given a flat surface and is pressed into the plane of the * Erkstilcke 40, 41 according to 2711, in addition, part of the metal is pressed into the area of the seam line. If desired, it can be in the form of a film, wire, or the like. having filler strips both from the top and from the bottom of the seam line both in the embodiments according to the Yig. 1 and 4 and also according to the exemplary embodiments to be described below, in order to penetrate the seam line both from below and from above. The filler strip of any shape is preferably pulled off a roll or another feed wheel and continuously fed to the parts to be welded at a feed rate that is approximately equal to the feed rate of the weld. The opposite of the Pig. 7 modified embodiment of the invention according to FIG. 10 is provided with a device which prevents overheating of the wire or another filler strip. Since the filler strips usually have only a small cutout, it can happen in some cases that they are overheated and melted before they reach the welding point below the eyelid pressure roller, if one of the power supply electrodes is in contact with the strip and also the workpieces which is considerably in front of the welding point. To avoid such overheating, the filler strip runs through a section of a tube 45, which is preferably insulated on the inside, so that the filler strip emerging from the tube 45 at 46 is considerably closer to the welding point. In this case, the current will flow from the electrode 33 to the electrode 32 and back partly over the metal of the workpieces to be welded, namely 45 to its point 46 and from there along the filler strip or the like. flow, so that the latter before reaching the pinch roller 35, the required temperature gets short. The insulation of the pipe prevents the current from being able to pass into the filler strip before point 46. The tube 45 consists, for example, of a particularly heat-resistant metal tube or, if necessary, a coolant can also be passed through, which prevents premature heating of the filler strip 42 before the point 46 is reached. If the tube 45 is made of a metal of high conductivity, such as copper, it will not be heated by the high frequency current as quickly as the workpieces and not as quickly as if it is made of a ferrous metal. The tube 45 rests preferably on the metal along the seam line so that it can transfer the current from the electrode 33 to the workpieces so that they have reached their welding temperature when the welding point and the pressure roller are reached, while the filler strip, the has a considerably smaller cross-section, takes the required temperature on the shorter path between its exit from the pipe and the welding point. A cross section through this modification of the invention is shown in Fig. 10a. In the embodiment according to FIG. 11, two workpieces 50, 51 are provided which have beveled areas 52, 55 which are held in abutment during welding with the aid of suitable clamps or with the aid of pressure rollers 54, 55. The workpieces 50, 51 can, for example, be the concave-convex metal strips shown or parts of a pipe, but the two workpieces could just as well be flat metal sheets that are to be welded together along the beveled areas 52, 53 . Scaling creates slightly rounded curves 521, 53 'at the edge lines, which when placed against one another enclose a flat groove between them, into which a filler strip in the form of a wire 56 is welded, as shown, for example, in FIG. 12 in cross section. Each of the electrodes lying in series can be fork-shaped as shown or also as a double electrode 5 ?, 58, with each double electrode or fork engaging over the filler strip, and where a proximity conductor 59 is provided which extends above the filler strip 56. In contrast to the single wire-shaped configuration 59 in FIG. 11, the proximity conductor can also be configured as a curved, hollow and cooled body according to FIG. 12. Due to the location of the. Proximity conductor along and above the filler strip, the high-frequency current is concentrated on the filler strip and also on the closely adjacent areas of the workpiece metal along the seam line. It should also be noted here that fork-shaped electrodes according to the illustration can optionally also be used in the other embodiments of the invention; they are preferably used in the embodiments according to FIGS. 14, 18 and 21. The heating area produced in the arrangement according to FIG. 11 has the shape indicated by dots in FIG. 12 when frequencies in the range between approximately 1 and 10 kHz are used. After heating by the high-frequency current, the upper surface of the seam to be produced is pressed down with the aid of a roller 60 which is supported on a support rail 60a arranged below the beveled areas 52, 53. When using a proximity conductor in the form shown in FIG. 12 , an improved current distribution is achieved through which "overheating of the filler strip is avoided; such a proximity conductor can also be used in other embodiments of the invention, in particular in those described in FIGS. 14, 18 and 21 will.
Der in Figur 13 gezeigte querschnitt deutet an, wie die
mit
der Anordnung gemäß Figur 11 erreichbare Schweißung aussieht, wobei erkenntlich
ist, daß der Füllstreifen
durch das Einpressen die mit 56' angedeutete
Form ange-
nommen hat, in der erden Zwischenraum zwischen den
Werkstücken
völlig ausfüllt und mit seiner Oberseite
glatt mit der Oberseite der Werkstücke
abschließt, wobei
außerdem ein Teil des Füllstreifens nach unten in
die
Nahtlinie eingedrungen ist. In Figur 13 sind außerdem
Rollen
54, 55 gezeigt, die neben oder anstelle der Schlitz-
schiene 60a
Verwendung finden können.
Hei der Abwandlung der Erfindung
gemäß Figur 14, wird
die eine Kante eines Werkstückes
61 unter Bildung eines
rechten Winkels auf eine Oberfläche
eines weiteren
Werkstückes 62 aufgeschweißt. In diesem Fall aknn beispielaweiee
ein dreieekfärmiger Füllstreifen 63 verwen-
det werden, der in die
Ecke bzW. Ecken zwischen den
Werkstücken eingeschweißt wird und auf
diese Weise einen weichen Übergang zwischen den aneinandergrenzenden
Werkstük-
ken bildet, nachdem der Füllstreifen und die angrenzen-
den
ketallbereiehe durch Verwendung von Elektroden und
des Hochfrequenzstromes
in den plastischen Zustand erhitzt-und unter einer Jndruckrolle
64 hindurchgeführt
wurdrn, die sich gegen eine Stützrolle 65
abstützt. In dem
wiederum durch Punkte unterhalb des Näheleitera 67 an-
gedeutet.
In Figur 16 ist ein ähnlicher Querschnitt gezeigtv der jedoch die eigentliche
Schweißung verdeutlicht, die zwischen den aneinandergrenzenden Flächen von
Fülletreifen 63 und Werkstücken 61 und 62 entsteht. Es ist erkenntlich, daß Teile
des plastischen Metalls des Füllstreifens durch die Druckeinwirkung in die Nahtflächen
hineingepreßt wird und zur Unterstützung der Verschweißung zwischen
der Kante des Werkstücks 61 und der Oberfläche des Werkstücks 62 beiträgt, wobei'gleichzeitig
die Flä-chen des Fülletreifens mit den aneinanderstobenden Flächen der Werkstücke
verschweißt.werden. Wie in Figur 17 im Schnitt dargestellt ist, können auch
zwei Füllstreifen 66 und 66' gleichzeitig oder nacheinander in die oberhalb
und unterhalb des Werkstüc'.: ; 61 gebildeten Ecken eingeschweißt werden, wobei
prinzipiell die gleiche Heiz- und Druckvorrichtung gemäß Figur 14 verwendet wird,
jedoch in diesem Fall mit jeweils einem Satz auf der Ober- und einem Satz auf der
Unterseite des Werkstücks 61. Es ist nicht erforderlich, daB der Füllstreifen
63, 66 oder 66' schon ursprünglich einen dreiecigen Querschnitt hat, es kann vielmehr
auch ein Streifen aus Draht oder eines anderen runden querschnitt verwendet
werden, der durch das Einpressen in die Ecken zwischen den Werkstücken
einen
guten Übergang zwischen diesen bildet und eine
Schweißung von gleicher Qualität
darstellt. Auch bei dieser Ausführungsform kann der Hochfrequenzstros
eine
Frequenz zwischen etwa 1 und 10 kHz habens wodurch eine
ausreichende
Eindringtiefe des Stromes gewährleistet wird, so daß alle miteinander zu verschweißenden
Flächen auf die richtige Temperäur kommen. Eine Abwandlung der in den Figuren 14
bis 16 gezeigten Ausführun_sform ist in Figur 18 gezeigt, in der ein Füllstreifen
70 von trapezförmigem Querschnitt zwischen die geneigten Kantenflächen 71, 72 zweier
Werkstücke 73 und 74 eingeführt und verschweißt wird. Auch in diesem Fall,
wie
auch bei den vorherigen Ausführungsformen ist eine Klemmvorrichtung o.dgl.
vorgesehen, die eine Relativbewegung zwischen den Werkstücken während des Schweißens
verhindert. In diesem Fall berühren sich die zu verschweißenden Kanten der Werkstücke
jedoch nicht, sondern ähben einen Abstand, wie er am besten in Figur 19 zu erkennen
ist, wobei äar trapezförmige Füllstreifen 70 den Zwischenraum zwischen den
geneigten Flächen 71, 72 der Werkstücke 73, 74 ausfüllt, so daßrnch dem Aufheizen
und nach Ausüben des Druckes mit Hilfe einer Andruckrolle 75, die sich an einer
Rolle 76 abstützt, eine Schweißung gebildet ist, wie sie im Querschnitt in Figur
20 gezeigt ist. Notwendigerweise
entsteht hierbei eine
Doppelechweißung entlang der Nahtlinien 7'7 und ?8. Bei Verwendung
des in
Figur 19 gezeigten Näheleiters 59 verteilen sich Strom
und
Wärme in Fülletreifen in der durch Punkte angedeu-
teten Weise.
Bei
der Ausführungeform gemäß Figur 21 hat der Füll-
streifen einen
T-förmigen Querschnitt und wird in den
schmalen Spalt bzw. Zwischenraum
zwischen zwei Werk-
stücken 81, 82 eingeführt, die gegeneinander
festgelegt
sind. In dieser Darstellung sind die Elektrode
83 und
ein Träger 84 als die üblich verwendeten Blöcke aus
Lei-
termaterial dargestellt, die Hohlräume zum Druchleiten
eines Kühlmittels haben, wobei die Elektrode 83 gegabelt
ist
und den Füllstreifen übergreift und wobei der Träger 84 zum
Halten eines Näheleiters dient, der durch den
Bereich 85
in Figur 22 angedeutet ist. In Figur 22 ist
außerdem der
Heizbereich durch Punkte angedeutet. In Figur 23 ist die sich ergebende
$chweiBung gezeigt die
sich nach dem Passieren des erhitzten Bereiches
zwischen
einer Andrucktolle 86 und einer Stützrolle 87 biljet.
Diese beiden Rollen können eine sdche Form und Lage
erhalten, daß sie eine im wesentlichen flache und mit
den Werkstücken fluchtende
Schweißung erzeugen, die Rollen
können jedoch in der dargestellten Weise-auch
gekrümmte Oberflächen haben, so daß SchweiBungen mit abgerundeten
oberen
und unteren Kanten 88, 89 entstehen. Zum Herstellen
einer derartigen Schweißung
sollte der Hochfrequenzstron nicht nur den T-förmigen Füllstreifen
sondern auch die
aneinandergrenzenden Bereiche der Merkstücke in der durch
Punkte
in Figur 22 angedeuteten Weise auf Schweißtempera-
tur bzw. in den
plastischen Zustand erhitzen. Dadurch gehen
die oberen und unteren
Bereiche der Schweißung gemäß Figur
22 eine Verbindung mit den-Werkstücken
ein, so daß die
Schweißung noch verstärkt wird.
Bei den nach den
erfindungsgemäßen Vorschlägen beispiels-
weise gemäß den Figuren
3, 6v9, 13, 16 und 23 herge-
stellten Schweißungen wird das
Metall völlig gleichmäßig und frei von Unregelmäßigkeiten oder Einschlüssen
o.dgl. sein und von dem einen der verschweißten Werkstücke in
das Metall
des eingeurachten Füllstreifens und weiter in
das andere Werkstück
übergeben, so daß der geschweißte
Bereich grundsätzlich die gleiche
Festigkeit hat wie die
anderen Bereiche der Werkstücke. Diese grundsätzliche
Gleichförmigkeit
in des Metall über den gesamten Schweiß-
bereich hinweg ist immer
gegeben, obwohl in den Zeich-
nungen die verschiedenen Teile der
SchweiBung zu Zwecken
der Illustration und um die einzelnen Teils
voneinander
untL"scheiden zu können, verschieden schraffiert o.dgl. sind.
Die hervorragende Quglität der Schweißverbindungen
wird
dadurch erzielt, daß das Metall durch den Hochfrequenzstrom in der beschriebenen
Weise bis zum Erreichen der Schweißtemperatur bzw, eines plastischen Zustandes
nur in den gewünschten Bereichen und innerhalb enger kritischer Grenzen erhitzt
wird, wobei alle miteinander zu verschweißenden Flächen tatsächlich auch auf Schweißtemperatur
kommen, ohne daß sich wesentliche Schmelzkörper im Metall bilden können.
Bei einem in der beschrie-benen Weise richtig auf Schweißtemperatur erhitzt,:ber
nicht überhitzten Metall ist es möglich, mit den beschriebenen Anordnungen
den notwendigen hohen Druck für eine gute Schweißverbindung aufchs Metall auszuüben,
während dieses zwischen der oben liegenden Andruckrolle und den unten
liegenden Unterstützungen sowie den seit-
lich weiterhin.fest bleibenden
Metallbereichen eingeschlossen ist. obwohl die Erfindung besonders gut
zum Verschweißen von
Ferrometallen geeignet ist, können auch Werkstücke
aus
anderen Metallen, wie beispielsweise Aluminium und Kupfer
bzw,
Legierungen davon verschweißt werden. Besonders in diesen Fällen
ist die Einhaltung der kritischen Schweiß-
temperatur von
großer Bedeutung und das vorliegende Hochfrequenzverfahren ist im Gegensatz
zu den früheren verfahren besonders vorteilhaft, weil derartige
Metalle
entweder die Schweißtemperatur nicht erreichen oder
aber
zu leicht schmelzen, um eine gleichförmige
Preßschwei-
ßung herstellen zu können. Es kann in einigen Fällen erwünscht
sein-, den Füllstreifen mit einem Flußmittel wie z.B. Borax oder einem anderen chemischen
Material zu überziehen, um die.- Qua3-atät . dsr... .-Schweißnaht durch Verhindern
einer Oxydation zu verbessern, wodurch die einzelnen Teile noch leichter miteinander
. verbindbar sind und eine durch und durch gute Schweiß-. naht bilden. In der vorstehenden
Beschreibung wurden die Ausdrücke "oben" und"unten" oder ähnliche Ausdrücke nur
aus Gründen leichterer Erläuterung im Zusammenhang mit den Zeichnungen verwendet.
Dennoch sind diese Ausdrücke lediglich relativ zu verstehen, d.h. daß die gezeigten
Vorrichtungen und Werkstücke auch in jeder anderen gewünschten Zage angeordnet sein
können.The cross section shown in Figure 13 indicates as that according to figure looks like with the arrangement 11 achievable weld, being recognizable in that the filler has taken reasonable by pressing the 'indicated with 56 mold completely in the ground clearance between the workpieces fills and its upper side is flush with the upper side of the workpieces, with part of the filler strip also penetrating down into the seam line. In addition, rollers 54, 55 are shown in FIG. 13, which can be used next to or instead of the slotted rail 60a . In the modification of the invention according to FIG. 14, one edge of a workpiece 61 is welded onto a surface of a further workpiece 62 while forming a right angle. In this case, for example, a triangular filler strip 63 can be used, which can be inserted into the corner or Corners is welded between the workpieces and forms ken a smooth transition between the adjacent workpieces in this way, after the filler and the adjoining the ketallbereiehe by use of electrodes and high frequency current into the plastic state is heated and passed under a Jndruckrolle 64 wurdrn , which is supported against a support roller 65 . By doing
again indicated by points below the proximity ladder 67 . In FIG. 16, a similar cross section is shown, which however illustrates the actual weld that is produced between the adjoining surfaces of filler strips 63 and workpieces 61 and 62. It is recognizable that parts of the plastic metal of the filler strip is hineingepreßt by the action of pressure into the seam areas and contributes to the support of the welding between the edge of the workpiece 61 and the surface of the workpiece 62, wobei'gleichzeitig the spots on the Fülletreifens with each other raging Surfaces of the workpieces are welded. As shown in section in FIG. 17, two filler strips 66 and 66 'can also be inserted simultaneously or one after the other in the above and below the workpiece:; 61 formed corners are welded, in principle the same heating and pressure device according to Figure 14 is used, but in this case with one set on the top and one set on the bottom of the workpiece 61. It is not necessary that the filler strip 63, 66 or 66 'has originally has a dreiecigen cross-section, it can rather also a strip of wire or another round cross-section are used between the workpieces forms a good transition between these by pressing into the corners, and a weld of the same Represents quality. In this embodiment, too, the high-frequency current can have a frequency between approximately 1 and 10 kHz, which ensures a sufficient penetration depth of the current so that all surfaces to be welded to one another come to the correct temperature. A modification of the embodiment shown in FIGS. 14 to 16 is shown in FIG. 18, in which a filler strip 70 of trapezoidal cross-section is inserted and welded between the inclined edge surfaces 71, 72 of two workpieces 73 and 74. In this case, too, as in the previous embodiments, a clamping device or the like is required. provided that prevents relative movement between the workpieces during welding. In this case, the edges to be welded of the workpieces but do not touch, but ähben a distance as can be seen in Figure 19 best, wherein aear trapezoidal filler 70 fills the space between the inclined surfaces 71, 72 of the workpieces 73, 74 , so that after heating and after the pressure has been exerted with the aid of a pressure roller 75 which is supported on a roller 76, a weld is formed, as shown in cross section in FIG. This necessarily creates a double weld along the seam lines 7'7 and ? 8. When using the proximity conductor 59 shown in FIG. 19, current and heat are distributed in the filler strips in the manner indicated by dots. In the embodiment according to FIG. 21, the filler strip has a T-shaped cross section and is inserted into the narrow gap or space between two workpieces 81, 82 which are fixed against one another . In this illustration the electrode 83, and a carrier 84 as the commonly used blocks of managerial are represented termaterial having cavities for Druchleiten a coolant, wherein the electrode is bifurcated 83 and engages over the filler strip and the carrier 84 serves for holding a nearby conductor , which is indicated by the area 85 in FIG . In FIG. 22 , the heating area is also indicated by dots. FIG. 23 shows the resulting weld which is formed between a pressure roller 86 and a support roller 87 after passing through the heated area . These two rollers can be given a shape and position such that they produce an essentially flat weld which is flush with the workpieces, but the rollers can also have curved surfaces in the manner shown, so that welds with rounded upper and lower edges 88, 89 arise. For producing such welding of the Hochfrequenzstron should not only the T-shaped filler but also the adjacent portions of the heat shopping pieces in the direction indicated by dots in Figure 22 manner Schweißtempera- structure or in the plastic state. As a result, the upper and lower areas of the weld according to FIG. 22 form a connection with the workpieces , so that the weld is reinforced. In the invention according to the proposals beispiels-, according to Figures 3, 6v9, 13, 16 and 23 manufactured easily welds the metal is completely smooth and free of irregularities or the like or inclusions. and passed from one of the welded workpieces into the metal of the inserted filler strip and further into the other workpiece , so that the welded area basically has the same strength as the other areas of the workpieces. This basic uniformity in the metal over the entire welding region away is always given, although in the drawings the various parts of the welding voltages Bung for purposes of illustration and to the individual part to be able to separate UNTL "from one another, different hatching or the like. The excellent quality of the welded joints is achieved in that the metal is heated by the high-frequency current in the manner described until the welding temperature or a plastic state is reached only in the desired areas and within narrow critical limits, with all surfaces to be welded together actually come to welding temperature, without any substantial melt body may form in the metal case of a heated in the manner described correctly to welding temperature: calc. superheating metal, it is possible with the described arrangements, the necessary high pressure for a good weld joint for mead exert all, while it is trapped between the overhead pressure roller and the supports located at the bottom and the lateral Lich weiterhin.fest remaining metal regions. although the invention is particularly well suited for welding ferrometals workpieces of other metals, such as aluminum and copper can or, alloys thereof welded. Especially in these cases compliance with the critical welding temperature is of great importance and the present high-frequency method is particularly advantageous as opposed to the previous method, because these metals either the welding temperature does not reach or to melt easily to a uniform Preßschwei- produce Ssung to be able to. In some cases it may be desirable to coat the filler strip with a flux such as borax or another chemical material in order to achieve the quality. dsr .... weld seam by preventing oxidation, which makes the individual parts even easier to connect. connectable and a thoroughly good sweat. form a seam. In the above description, the terms "above" and "below" or similar expressions have been used for the sake of easier explanation in connection with the drawings. Nevertheless, these expressions are to be understood only relatively, that is to say that the devices and workpieces shown can also be arranged in any other desired frame.