DE1565500A1

DE1565500A1 - Device for resistance spot welding of painted or coated metal sheets

Info

Publication number: DE1565500A1
Application number: DE19661565500
Authority: DE
Inventors: Conrad Sander; Hans Schuhmann
Original assignee: Deutsche Solvay Werke GmbH
Current assignee: Cavity GmbH
Priority date: 1966-10-28
Filing date: 1966-10-28
Publication date: 1970-04-16
Also published as: BE705223A; AT276017B; ES343533A1

Description

Vorrichtung zur Widerstandspunktschweißung von lackierten oder beschichteten Blechen.Device for resistance spot welding of painted or coated Sheet metal.

In der blechverarbeitenden Industrie ergibt sich die Notwendigkeit, bereits lackierte oder anderi"Teitig beschichtete Bleche durch eine Punktschweißung zu verbinden und die Industrie tritt daher immer wieder an die Lackhersteller (beispielsweise bei der Coil-Coating-Beschichtung) heran, eine Lackierung zu schaffen, welche punktschweißfähig ist. Man hat daher schon lange versucht, punktschweißfähige Anstrichstoffe herzustellen und ist dabei fast immer den Weg gegangen, die Anstrichstoffe mit elektrisch leitenden Pigmenten zu versehen. Als Pigment wird dabei häufig Graphit verwendet.In the sheet metal processing industry there is a need to Already painted or otherwise coated sheets by spot welding to connect and the industry therefore repeatedly turns to the paint manufacturers (for example with coil coating) to create a paint that can be spot welded is. Attempts have therefore been made for a long time to produce paints that can be spot welded and has almost always gone the way of using electrically conductive paints To provide pigments. Graphite is often used as the pigment.

Eine große Anzahl von Messungen, die von der Anmelderin durchgeführt wurden, ergab, daß es selbst mit ausgesprochenen Leitpigmenten wie Silber oder versilbertem Kupfer in Konzentrationen bis 90 % zum Bindemittel nicht möglich war, Schichtwiderstände bei übli*chen Schichtstärken von ca. 30 /u mit weniger als 80 Ohm/cm 2 zu erzielen. Derartige Widerstände sind für eine normale Punktschweißung aber viel zu hoch. Die Leerlaufspannung eines üblichen Punktschweißgerätes beträgt etwa 4 Volt.'Bei einem Schichtwider'stand von nur 4 Ohm i--jürde das einem Stromfluß von 1 Ampere entsprechen. Mit einem Stromfluß von 1 Ampere ist aber die Schicht niemals zu zerstören. In die Untersuchungen wurden auch eine Anzahl- funktionierender Punktschweißfarben einbezogen. Bei allen diesen punktschweißfähigen Farben bewirkt der Graphitzusatz aber nicht eine ausreichende Leitfähigkeit der Schicht" sondern die Schicht läßt sich durch den Elektrodendruck, z.B. bei thermoplastischen Beschichtungen, beiseite schieben und es wird dadurch ein direkter Kontakt hergestellt und die Punktschweißfähigkeit dadurch erzielt.A large number of measurements carried out by the applicant showed that it was not possible even with pronounced conductive pigments such as silver or silver-plated copper in concentrations of up to 90% to the binder, with layer resistances of about 30 / u with usual layer thicknesses to achieve less than 80 ohms / cm 2. Such resistances are much too high for normal spot welding. The open circuit voltage of a conventional spot welding device is around 4 volts. With a sheet resistance of only 4 ohms, that would correspond to a current flow of 1 ampere. With a current flow of 1 ampere, however, the layer can never be destroyed. A number of functioning spot welding colors were also included in the investigations. With all these spot-weldable paints, however, the addition of graphite does not cause the layer to have sufficient conductivity, but rather the layer can be pushed aside by the electrode pressure, e.g. in the case of thermoplastic coatings, and direct contact is thereby established and spot weldability is achieved.

Ein derartiger Anstrichstoff kann natUrlich auch keine ausreichende Korrosionsbeständigkeit zeigen, da durch den Graphitzusatz wegen des erforderlichen elektrischen Kontaktes eine Korrosion des Grundmaterials nur gefördert wird. Außerdem Ist es logischerweise nicht möglich, eine Funktschweißgrundierung nach dem beschriebenen System tietziehfähig herzustellen.Such a paint can of course also not be sufficient Show corrosion resistance because of the addition of graphite because of the required electrical contact, corrosion of the base material is only promoted. aside from that It is logically not possible to apply a radio welding primer as described System to be made pullable.

Aus dem Deutschen Patent 1 099 663 ist weiterhin bereits eine Anordnung zur Widerstands-Schweißverbindung *von lackierten mit unlackierten Metallteilen mittels eines nietartigen .Schi.#reißstiftes, der die in dem lackierten, anzuschweißenden. Teil angebrachte Bohrung nach dem Schweißvorgang ausfüllt und mit seinem Kopf abdeckt, beispielsweise für Geräte der Fernmelde-, insbesondere Fernsprechtechnik bekannt, bei der vor Beginn des Schlieißvorganges der nietartige, mit einem Kopf und einer Kuppe versehene Scht.reißstift in der Bohrung des allseits lackierten Metallteiles derart angeordnet ist, daß die Kuppe die ungelochte Oberfläche des unlackierten Teiles berührt. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß man die lackierten Bleche nur einseitig durch einen nietartigen Stift verbinden kann.The German patent 1 099 663 also already provides an arrangement for the resistance welding connection * of painted and unpainted metal parts by means of a rivet-like .Schi. Fills part of the hole after the welding process and covers it with its head, known for example for telecommunications equipment, in particular telephone technology, in which, before the start of the closing process, the rivet-like Scht.reißstift provided with a head and a dome in the hole of the metal part painted on all sides is arranged such that the dome touches the unperforated surface of the unpainted part. However, this arrangement has the disadvantage that the painted metal sheets can only be connected on one side by a rivet-like pin.

Ziel und Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es somit unter Verwendung der an sich bekannten Widerstandspunktschweißgeräte zu erreichen, daß man auch allseitig lackierte Bleche (beispielsweise 2 Bleche mit vier Lackschichten) durch Widerstandspunktschweißung verbinden kann. Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß bei der Mitverwendung eines im i.,lesentlichen aus einem Hochtrequenzgenerator bestehenden, den Punktschweißvorgang einleitenden Zusatzgerät, zu den an sich bekannten Widerstandspunktschweißgeräten auch allseitig lackierte Bleche durch Widerstands- .punktschweißen verbunden werden können. Das Widerstandspunktschweißgerät ist mit dem Hochfrequenzgenerator sekundärseitig über eine Hochfrequenzzuleitung verbunden.The aim and object of the present invention was thus to use of the resistance spot welding devices known per se to achieve that one also works on all sides painted sheets (for example 2 sheets with four layers of paint) by resistance spot welding can connect. According to the invention it was found that when using a in the i., essentially consisting of a high-frequency generator, the spot welding process introductory additional device to the resistance spot welding devices known per se sheet metal painted on all sides thanks to resistance .spot welding can be connected. The resistance spot welder is with the high frequency generator connected on the secondary side via a high-frequency lead.

Eine Hochfrequenzspannung ist dadurch notwendig, weil ein Abfließen des Einleitungsstromes durch die mit den Schweißelektroden fest verbundene Sekundärwicklung des Schweißtransformators verhindert werden muß. Die Sekundärwicklung der Sch,t,#,eißtransformatoren besteht in der Regel aus 1 bis 2 Windungen. Es ist also notwendig, eine ziemlich hohe Frequenz anzulegen, damit diese geringe Windungszahl noch ausreichend als Drosselspule wirkt, oder man ist gezwungen, in den Schweißstromkreislauf eine zusätzliche Drosselspule einzuschalten, welche einen ausreichend hohen induktiven Widerstand hat, um die überlagerte Hochfrequenz zu sperren, dem beispielsweise 50 Hertz Schweißstrom aber keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzt.A high-frequency voltage is necessary because the discharge current must be prevented through the secondary winding of the welding transformer, which is firmly connected to the welding electrodes. The secondary winding of the Sch, t, #, ice transformers usually consists of 1 to 2 turns. It is therefore necessary to apply a fairly high frequency so that this small number of turns still works sufficiently as a choke coil, or you are forced to switch an additional choke coil into the welding current circuit, which has a sufficiently high inductive resistance to block the superimposed high frequency, the for example 50 Hertz welding current but does not offer any resistance worth mentioning.

Vir haben es alsp im Prinzip im Schweißstromkreis mit zT.,ei verschiedenen Widerständen zu tun: 1. Der Ohmtsche Widerstand zwischen den Elektroden an der Schweißstelle. Dieser Widerstand ist nicht beeinflußbar. 2. Der vorwiegend induktive Widerstand-an der Sekundärwicklung des Schweißtransformators. Induktive Widerstände sind bekanntlich frequenzabhängig. Es bleibt also die Möglichkeit offen, die Stoßspannung hochfrequent den Elektroden zuzuführen. Die Konstruktion eines Hochfrequenzgenerators zur Erzeugung dieser Spannung bereitet keine großen Schwierigkeiten. Bei der Frequenzwahl ist zu berücksichtigen, daß die Sekundärwicklung des Schweißtransformators als Drossel wirken muß und einen Kurzschluß der Stoßspannung mit Sicherheit verhindern muß.In principle, the welding circuit has to do with partly different resistances: 1. The ohmic resistance between the electrodes at the welding point. This resistance cannot be influenced. 2. The predominantly inductive resistance on the secondary winding of the welding transformer. Inductive resistances are known to be frequency-dependent. The possibility remains open of applying the surge voltage to the electrodes at high frequency. The construction of a high-frequency generator for generating this voltage does not present any great difficulties. When selecting the frequency, it must be taken into account that the secondary winding of the welding transformer must act as a choke and must reliably prevent a short circuit in the surge voltage.

Außerdem ist zu berücksichtigen, daß diese Spannung nicht auf die Primärseite des Transformators übertragen werden darf, da dadurch in jedem Falle die Thyrathrons, welche die Primärwicklung steuern, beschädigen würde. Der energieübertragende HF-Kreis muß abstimmfähig gestaltet werden, um die kapazitiven Verluste der Anordnung zu kompensieren zu können.It should also be noted that this voltage does not affect the Primary side of the transformer may be transferred, since this in any case would damage the thyrathrons that control the primary winding. The energy transmitting one The HF circuit must be designed so that it can be tuned in order to avoid the capacitive losses of the arrangement to be able to compensate.

Als Hochfrequenzgenerator wird ein Gerät mit einer Frequenz von ca. 0,8 bis 28 Megahertz, vorzugsweise 0,8 bis ca. 14 Megahertz benutzt. Im Hinblick auf die von der Deutschen Bundespost vorgeschriebenen Frequenzen emrden fUr die Versuche Frequenzen von 13,55322 bis 13.56678 Megahertz und von 26,95728 bis 27.28272 Megahertz verwendet. Durch Einschaltung einer Drosselspule in den Sekundärstromkreis des Schweißtransformators kann die Frequenz des Hochtrequenzgenerators auf 60 bis 5 000 Kilohertz, vorzugsweise 800 bis 1 200 Kilohertz muß über 80 Volt, erniedrigt werden. Die Hochfrequenzspannung vorzugsweise über 100 Volt liegen.A device with a frequency of approximately 0.8 to 28 megahertz, preferably 0.8 to approximately 14 megahertz, is used as the high-frequency generator. With regard to the frequencies prescribed by the Deutsche Bundespost, frequencies from 13.55322 to 13.56678 megahertz and from 26.95728 to 27.28272 megahertz are used for the tests. By inclusion of an inductor in the secondary circuit of the welding transformer the frequency of the Hochtrequenzgenerators can on 60-5000 kHz, preferably 800-1200 kilohertz must about 80 volts, are lowered. The high frequency voltage is preferably above 100 volts.

Die beigefügte Zeichnung stellt die Prinzipschaltung einer derartigen Anlage dar. Die Ziffern der Zeichnung haben folGende Bedeutung: 1 die Schweißelektroden 2 die aus einer oder zwei Windungen bestehende Sekundärwicklung des Schweißtransformators 3 der Hochtrequenzgenerator 4 die Drosselspule 5 die Anodspannungsanschlüsse für den Hochfrequenzgenerator 6 die Heizungsanschlüsse.für den Hochfrequenzgenerator.The attached drawing shows the basic circuit of such a system. The numbers in the drawing have the following meaning: 1 the welding electrodes 2 the one or two turn secondary winding of the welding transformer 3 the high frequency generator 4 the choke coil 5 the anode voltage connections for the high frequency generator 6 the heating connections for the high frequency generator.

Claims

Claims: 1. Device for resistance point welding of lacquered or coated metal sheets using a known tearing device, characterized by the use of an additional device which initiates the spot welding process and which consists of a high frequency generator.

2. Device for resistance spot welding of painted or coated metal sheets according to claim, l ,. characterized .. that the spot welding device mit.dem high frequency generator Via high-frequency feed lines, in connection with a tunable output circuit, is coupled. ,

3.Vorrichtung.zur resistance spot welding of painted or coated metal sheets.nach claims, 1 and-.2, .- characterized in that a high-frequency generator with a frequency of - ea. 0.8 to -28 megahertz, -. Preferably about 0.8 to about -14 megahertz. is used.

4. Device for resistance spot welding of - lacquered or coated sheet metal..according to claims 1. to 3 .. characterized in that a-choke coil In.den secondary circuit of the welding transformer is switched and thereby the -Prequency of the High frequency generator can be reduced.