DE1565782A1

DE1565782A1 - Welding processes as well as welding electrodes and resistance welding machines to carry out the process

Info

Publication number: DE1565782A1
Application number: DE19661565782
Authority: DE
Inventors: David Sciaky
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-01-28
Filing date: 1966-01-28
Publication date: 1970-03-26

Description

Schweißverfahren sowie Schweißelektroden uridWiderstandsschweißmaschinän zur Durchführung des Verfahrens. Beim Widerstandsschweißen von Titan und anderen Werkstoffen großer Dicke, d.h. einer Dicke von mehr als 3 mm, mit Hilfe von üblichen Elektrodenhaltern und Elektroden hat sich gezeigt, dass die während des Schweißvorgangs auftretende Erwärmung der Schweißstelle eine Verdrängung des im Bereich der Schweißstelle plastischen Materials hervorruft. Das verdrängte Material verursacht die Trennung des zu befestigenden 13leches in der Umgebung der Schweißung und die mechanische Yestigkeit CD der Schweißverbindung wird verringert.Welding process as well as welding electrodes and resistance welding machines to carry out the process. When resistance welding titanium and other materials of great thickness, i.e. a thickness of more than 3 mm, with the help of conventional electrode holders and electrodes, it has been shown that the heating of the welding point during the welding process causes the plastic material in the area of the welding point to be displaced. The displaced material causes the sheet metal to be fastened to separate in the vicinity of the weld and the mechanical strength CD of the weld joint is reduced.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden, und schlägt ein2Schweißverfahren vor, ,welches sich dadurch kennzeichnet, daso auf die zu schweißenden Werkstücke in einem ringförmigen, die vom Schweißstrom durchflossene Schweißelektrode oder -elektroden umgebenden Bereich eine Druckkraft ausgeübt wird, derart, daso eine Ortsveränderung oder eine Verdrängung der Werkatücke vermieden und die Herstellung einer Schweißung mit guter mechanischer Festigkeit auch bei Verwendung einer gedrängt gebauten Schweißvorrichtung, welche Schweißungen geringer Ausdehnung herstellt, gewährleistet wird.The present invention addresses these disadvantages to avoid, and suggests a welding process, which is characterized by daso on the workpieces to be welded in a ring-shaped manner, which is caused by the welding current The area surrounding the welding electrode or electrodes through which the flow passes through a pressure force is exercised in such a way that a change of location or a displacement of the work piece avoided and the production of a weld with good mechanical strength even when using a tightly built welding device, which welds produces small expansion, is guaranteed.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird die Wärme während des Schweißvorgangs innen und'außen von den Schweißelektroden abgeführt. Die Erfindung bezieht sich auch auf Schweißelektroden zur Durchführung des genannten oder ähnlicher Verfahren.According to a further advantageous feature of the invention, the heat dissipated inside and outside of the welding electrodes during the welding process. the The invention also relates to welding electrodes for performing the aforesaid or similar procedures.

C> Eine Schweißelektrode, die sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens CD eignet, weist, wie die Erfindung ferner vorschlägt, den in der l',iiiite ang-eordneten, vom Strom durchflossenen Elektrodenhalter umgebende Einrichtungen auf, die die zu verschweißenden Werkstücke daran hindern, sich während des Schweißvorgangs voneinander zu trennen. C> A welding electrode, which is particularly suitable for carrying out the method CD proposed according to the invention, has, as the invention further suggests, the devices surrounding the electrode holder arranged in the l ', iiiite, through which the current flows and which hold the workpieces to be welded thereon prevent them from separating during the welding process.

Hierbei ist die Schweißelektrode vorteilhaft mit Einrich" tungen zum Durchleiten einer Kühlflüssigkeit, die die Auß6nfläche der Schweißelektrode bespült, versehen.Here, the welding electrode is advantageous with facilities for Passing through a cooling liquid that washes the outer surface of the welding electrode, Mistake.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf die nachfolgend beschriebenen Ilerkmale sowie deren mögliche Kombinationen.The invention also extends to those described below Features and their possible combinations.

Ein erfindungsgemäßer Elektrodenhalter ist in den Abbildungen dargestellt. Hierbei handelt es sich um ein die Erfindung beschränkendes Ausführungsbeispiel. In den Figuren zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Anmeldungsgegenstandes, bei der eine hydraulische Kraft zur Erzeugung einer in einem ringförmigen Bereich auf die -Jerkstücke einwirkenden Druckkraft verwendet wird, Fig. 2 eine Ausführungsform, bei der eine Feder 9 zur Ausübung einer Kraft auf ein rohrförmiges Druckstück Verwendung findet, Fig. 3- eine Draufsicht auf die Elektrode zur Erläuterung des Verlaufs der-Kanäle für' die Kühlflüssigkeit uüd Fig. 4 zwei nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag übereinander in einer Widerstandeschweißmaschine eingebaute Elektroden. Wie Fig. 1 zeigt, ist ein Elektrodenhalter 1 mit einem Gewinde 2 versehen, an dem die Blektrodenspitze 3 befestigt wird. Den im Durchmesser verkleinerten Teil 4 des Elektrodenhalters umgibt ein ringförmiger Teil 5, in dem ein Kanal zum Durchleiten von Wasser, welches die Elektrodenspitze3 kühlt, vorgesehen ist. Es Ist ferner ein zweiter Anachluss für hydraulisches Druckmittel angeordnet. Das Druckmittel dient dazu, um eine nach unten gerichtete Kraft-'hervorzurufen. Zwischen Dichtungen 6 ist eine kleine Druckkammer angeordnet" die mit einem mit Gewinde ausgestatteten Anschluns 7 in Verbindung steht. Am Anschluss können die zur Herstellung einer Verbindung mit einer geeigneten Druckpumpe benötigten"Einrichtungen angeschlossen werden. Beim Einleiten von Flüssigkeit in die Druckkamer ergibt sich eine zwischen der Wand 8 und der Scheibe 9 des Blektrodenhalters 1 sowie der Wand 10 des ringförmigen Teils 5 wirkende Kraft. Unter dem Einfluss- dieser Kraft wird der ringförntige Teil 5 gegenüber dem Elektrodenhalter 1 nach unten bewegt. Die Abwärtsbewegung ist beendet, wenn eine Überwurfmutter 11 am oberen Ende des Teils 5 an einer isolierten Scheibe 12 zur Anlage kommt. Die Elektrodenspitze 3 wird von innen über eine Leitung 13 gekühlt, die durch den Elektrodenhalter und die Blektrodenspitze hindurchführt.An electrode holder according to the invention is shown in the figures. This is an exemplary embodiment which restricts the invention. 1, 2 shows a first embodiment of the subject of the application, in which a hydraulic motor for generating a force acting in an annular region on the -Jerkstücke compressive force is used shows an embodiment in which a spring 9 for applying a force: In the drawings.. 3 is a plan view of the electrode to explain the course of the channels for the cooling liquid and FIG. 4 shows two electrodes built one above the other in a resistance welding machine according to the proposal according to the invention. As FIG. 1 shows, an electrode holder 1 is provided with a thread 2 to which the metal electrode tip 3 is attached. The part 4 of the electrode holder, which is reduced in diameter, is surrounded by an annular part 5 in which a channel for the passage of water, which cools the electrode tip 3, is provided. A second connection for hydraulic pressure medium is also arranged. The pressure medium is used to produce a downward force. A small pressure chamber is arranged between the seals 6 and is connected to a connection 7 equipped with a thread. The devices required to establish a connection with a suitable pressure pump can be connected to the connection. When liquid is introduced into the pressure chamber, there is a force acting between the wall 8 and the disk 9 of the metal electrode holder 1 and the wall 10 of the annular part 5. Under the influence of this force, the ring-shaped part 5 is moved downwards relative to the electrode holder 1. The downward movement is ended when a union nut 11 comes to rest against an insulated disc 12 at the upper end of the part 5. The electrode tip 3 is cooled from the inside via a line 13 which passes through the electrode holder and the lead electrode tip.

Die Außenfläche 141 der Blektrodenspitze wird mit Wasser kühl gehalten, das durch einen mit Gewinde versehenen Anschluss 15 "-uge'2dhrt wird. Das Wasser fließt durch einen Ringraum 16, der von einem Abschnitt der Außenwand 17 des Bauteils 18 und der Innenwand 19 des zylindrischen Teij-s 5 begrenm-t wird. Ablenkeinrichtungen 31 (s. Fig. 3) sorgen dafür, dase das zugeführte Wasser nicht unmittelbar durch die Austrittsöffnung 24 abläuft. Das Kühlwasser durchfließt zwei Öffnungen 20, die einander' diametral gegenüberliegend am Bauteil 18 angeordnetleind. Das Was.ser tritt sodann in einen Kanal 21 e'in, der zwischen' der Elektrodenspitze und der Innenwand des Te ils 18 gebildet ist.The outer surface 141 of the Blektrodenspitze is kept cool with water which is -uge'2dhrt by a threaded connection 15 ". The water flows through an annular space 16, 19 of the cylindrical of a portion of the outer wall 17 of the component 18 and the inner wall Part 5. Deflection devices 31 (see FIG. 3) ensure that the supplied water does not run off directly through the outlet opening 24. The cooling water flows through two openings 20 which are arranged on the component 18 diametrically opposite one another. The water then enters a channel 21 which is formed between the electrode tip and the inner wall of part 18 .

Sodann gelangt das Wasser durch einen gestrichelt angedeuteten Kanal 23 zu der mit einem Gewinde ausgestatteten Austrittsöffnung 24.The water then passes through a channel 23 indicated by dashed lines to the outlet opening 24 equipped with a thread.

Durch die Kanäle wird ausreichend Wasser hindurchgeleitet, um die Elektrodenspitze auf einer so niedrigen Temperatur zu halten, daso das Werkstück nicht erweicht und daher keine Verformung an ihm eintritt.Sufficient water is passed through the channels to keep the Keeping the electrode tip at such a low temperature that the workpiece does not soften and therefore no deformation occurs on it.

Eine 0- oder andere geeignete Dichtung 32 dient dazu, das Wasser am Ausfließen auf die Oberfläche des zu-verschweißenden Werkstücks während der Schw#ißung zu hindern.An O or other suitable seal 32 serves to prevent the water from flowing out onto the surface of the workpiece to be welded during the welding.

In Fig. 2 ist eine Abwandlung der Erfindung dargestellt. Hierbei dient eine Feder 25 zur Erzeugung einer nach unten gerichteten Kraft. Der Feder wird mit Hilfe der Überwurf-# mutter 11 eine erforderliche Vorspannung gegeben*. Die Stellung des ringförmigen Druckstücks 26 wird mit Hilfe einer Gewindeverbindung 27 vorgenommen, und zwar derart, daso beispielsweise die Elektrode in entspannter Stellung um eine bestimmte Strecke, beispielsweise 1,6 mm, hinter dem vorderen Ende des rohrförmigen Druckstücke steit. Wenn die Elektrode in Schweißstellung gebracht wird, wird durch die Feder 25 ei * ne Druckkra-ft übertragen, so daso das außen liegende zylindrische Druckstück die vorgegebene Druckkraft auf das Werbtück überträgt. Die auf den Elektrodenhalter und die Elektrodenspitze ausgeübte Kraft erzeugt somit die Druckkraft, mit der die Werkstücke beim Schweißen zusammengepresst werden. Um sicherzustellen, dass der Strom nicht in den zylindrischen Teil 5 gelangt, sind Isolierringe 28, 29 und 30 vorgesehen. Die Ringe 28 und 29 stellen Abstützungen dar, die darüber hinaus den zylindrischen Teil 5 konzentrisch zum Elektrodenhalter 1 halten. In der Draufsicht nach Fig. 3 ist der von der Kühlflüssigkeit zurückgelegte Weg dargestellt. Das zur Kühlung verwendete Wasser tritt an der Öffnung 15, wie durch den rechts eingezeichneten Pfeil angegeben, ein, fließt an der Innenwand 19 des zylindrischen Teils 5 bis zur Anlenkeinrichtung 31, durchquert die Öffnungen 20 in einem Einsatz 18, gelangt in denKanal 21, der sich zwischen dem Ende der Elektrode und der Innenwand 22 des Teile 18 befindet, und tritt durch die Öffnung 24 aus. Fig. 4 zeigt die Anbringung des Elektrodenhalters an einer Widerstandsschweißmaschine. Die miteinander zu verschweißenden Werkstücke 33 sind zwischen zwei untereinander gleichen Elektrodenhaltern eingespannt. Die Elektrodenhalter sind an einem oberen und unteren Arm 34 und 35 der Widerstandsschweißmaschine befestigt. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und besehriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann.im Rahmen des ihr zu Grunde liegenden Gedankens auf die.verschiedenste Weise abgewandelt, ergänzt und verbessert werden.In Fig. 2 a modification of the invention is shown. Here, a spring 25 is used to generate a downward force. The spring is given the required preload with the aid of the union nut 11 *. The position of the annular pressure piece 26 is carried out with the aid of a threaded connection 27 in such a way that, for example, the electrode in the relaxed position stands a certain distance, for example 1.6 mm, behind the front end of the tubular pressure piece. When the electrode is brought into the welding position, is transmitted through the spring 25 ei * ne pressure force so daso the outer cylindrical pressure member transmits the predetermined pressure force to the Werbtück. The force exerted on the electrode holder and the electrode tip thus generates the compressive force with which the workpieces are pressed together during welding. In order to ensure that the current does not get into the cylindrical part 5 , insulating rings 28, 29 and 30 are provided. The rings 28 and 29 represent supports which also hold the cylindrical part 5 concentric to the electrode holder 1. In the plan view according to FIG. 3 , the path covered by the cooling liquid is shown. The water used for cooling enters at the opening 15, as indicated by the arrow drawn on the right, flows on the inner wall 19 of the cylindrical part 5 up to the articulation device 31, passes through the openings 20 in an insert 18, arrives in the channel 21, the is located between the end of the electrode and the inner wall 22 of the part 18 and exits through the opening 24. Fig. 4 shows the attachment of the electrode holder to a resistance welding machine. The workpieces 33 to be welded together are clamped between two mutually identical electrode holders. The electrode holders are attached to upper and lower arms 34 and 35 of the resistance welding machine. The invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, but can be modified, supplemented and improved in the most varied of ways within the framework of the underlying concept.

Claims

P atentan s p r ü o he welding process "d a d ur a h g e k hen -zeichnet that a compressive force is exerted on the workpieces to be welded in an annular, which flowed through by welding current welding electrode or electrodes' surrounding area, such that a change of location or a displacement of the counter pieces is avoided and the production of a weld with good mechanical strength is guaranteed even when using a compactly built welding device which produces welds of small dimensions.

2. The method of claim 1, d a d g e h for a - k hen characterized in that the heat during the welding process is dissipated inside and outside of the electrodes. Welding electrode, in particular for implementing the method according to claims 1 and 2, d, a d urch g e k ennzei a HNET, they daso having the arranged in the center, surrounding the current-carrying Blektrodenhalter devices which prevent the zuverschweißenden workpieces from moving separated from each other during the welding process. Is provided 4. welding electrode -to claim 3, d a d g e k urch ennzeichnet that-they obligations with Einrich- i for passing a Kühlflütisigkeit that washes the outer surfaces of the welding electrode. 5. Welding electrode according to claims 3 and 4, d a d ur o h g e k ennzei o hnet 9 that it is provided with a hydraulic device that exerts a compressive force on the workpieces during the welding process inpinem ring-shaped, the end of the rod-shaped electrode surrounding area. 6. welding electrode according to claims 3 and 5, d a - de rch g e k ennzeichnet that it is provided with a spring force-generating means including a pressure force auf.die workpieces during the welding operation in an annular, the end of the rod-shaped Elektrpde surrounding area. 7. The welding electrode of claims 3, 5 and 6, d a d g e k URC h- hen characterized in that it exerted with means for controlling the thickness on the workpieces, the separation of which is equipped preventing force. 8. Welding electrode according to claims 3, 5, 6 and 7, d a d ur o h g e k ennzeichnet that they with means for adjusting the position of the Blektrodenendes in the device, which is provided dientg for pressing together the zp welding workpieces . G. Welding electrode according to claims 3-8, d a -through 'g e k ennzeichnet 9 that the electrode holder, the wirdy crossed by the current is surrounded by an cylindrical, with respect to the electrode holder displaceable part, that means are provided, a required for the displacement force generate, and that devices are arranged, which direct a cooling liquid into the cavity located between the electrode holder and the cylindrical part, which is secured by seals against leakage of the cooling liquid to the outside. 10. The welding electrode of any of claims 3-99 d a d ur o h g e k e is nft zei o HNET, the electrode holder daso electrically from Deen cylindrical TeLl isolated and the isolation serves to hold the electrode holder concentrically with the cylindrical portion. 11. Welding machines which are equipped with electrodes according to the type of the preceding claims or of a similar type. 9 66 7007 d 37/20