DE1615324B1 - Flash butt welding process and equipment for carrying out the process - Google Patents
Flash butt welding process and equipment for carrying out the processInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Abbrennstumpfschweißverfahren, bei dem die zu verschweißenden Stücke während des dem Stauchvorgang vorhergehenden ununterbrochenen Abbrennvorgangs fortlaufend mit wechselnder Geschwindigkeit aufeinander zu bewegt werden.The invention relates to a flash butt welding process in which the pieces to be welded during the uninterrupted period preceding the upsetting process Burning process continuously moved towards each other at changing speed will.
Ein derartiges Abbrennstampfschweißverfahren, das gegenüber den herkömmlichen Verfahren, bei denen die Bewegung der Schweißstücke mit konstanter Geschwindigkeit bzw. fortlaufend anwachsender Geschwindigkeit erfolgt, den Vorteil eines geringeren Energieaufwandes und geringerer Metallverluste auch bei Teilen mit großem Querschnitt aufweist, ist beispielsweise aus der französischen Patentschrift 1390 443 bekannt.Such a flash-flash welding process, which has the advantage of lower energy expenditure and lower metal losses even with parts with a large cross-section, compared to conventional processes in which the movement of the weldments takes place at constant speed or continuously increasing speed, is, for example, from French patent specification 1390 443 known.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch einen besonderen Bewegungsablauf der zu verschweißenden Stücke aufeinander zu den Energieaufwand und die Metallverluste beim, Abbrennen weiter zu vermindern.The invention is based on the object by means of a special sequence of movements of the pieces to be welded together to the energy expenditure and the metal losses while further reducing burn-off.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Geschwindigkeit in jeweils gleichen, im. Verhältnis zur Zeitdauer des Abbrennvorgangs kurzen, vorherbestimmten Zeitabständen um einen vorherbestimmten Betrag erhöht wird.This is achieved according to the invention in that the speed in each case, im. Relation to the duration of the burning process short, predetermined Time intervals is increased by a predetermined amount.
Vorteilhaft werden die Geschwindigkeitserhöhungen mit Hilfe von Schwingungsbewegungen bewirkt, die mindestens einein der zu verschweißenden Stücke in Richtung von deren gegenseitiger Annäherung erteilt werden.The increases in speed with the aid of vibratory movements are advantageous causes the at least one of the pieces to be welded in the direction of their mutual rapprochement.
Die Schwingungsbewegungen erfolgen vorzugsweise mit einer Frequenz von mindestens 1 Hz. Eine bevorzugte Einrichtung zum Einspannen eines Schweißstückes in einer Abbrennstumpfschweißmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die stromzuführende Spannbacken sowie Elemente besitzt die die Spannkraft auf diese Backen übertragen und von denen mindestens eines mit einem Einspannantri verbunden is4 zeichnet sich dadurch aus, daß die stromzuführenden Spannbacken zusammen mit dem dazwischen eingespannten Schweißstück längs dessen Achse gegenüber den Elementen verschiebbar angeordnet sind.The vibratory movements are preferably carried out at a frequency of at least 1 Hz. A preferred device for clamping a welding piece in a flash butt welding machine for carrying out the method according to the invention, which has current-supplying clamping jaws and elements that transmit the clamping force to these jaws and of which at least one is connected to a clamping drive is4 is characterized by the fact that the current-supplying clamping jaws, together with the welded piece clamped in between, are arranged so that they can be moved along its axis relative to the elements.
Vorteilhaft sind zu diesem Zweck die stromzuführenden Spannbacken auf Wälzkörpem gelagert, die in von Anschlägen begrenzten Nuten der Elemente angeordnet sind, die die Spannkraft auf die Backen übertragen, wobei zwischen Backen und Anschlägen ein Spiel vorgesehen ist, das der gewünschten Schwingungsamplitude des Schweißstückes entspricht.The clamping jaws that are to be supplied with power are advantageous for this purpose mounted on rolling elements, which are arranged in grooves of the elements that are limited by stops that transmit the clamping force to the jaws, with between jaws and stops a game is provided that corresponds to the desired oscillation amplitude of the welding piece is equivalent to.
Zur Verschiebung der stromzuführenden Spannbacken zusammen mit dem darin eingespannten Schweißstück längs dessen Achse ist vorzugsweise ein Einzelantrieb vorgesehen, der auf mindestens eine Backe einwirkt.To move the current-supplying clamping jaws together with the The welding piece clamped therein along its axis is preferably a single drive provided that acts on at least one jaw.
Der Einzelantrieb besitzt vorteilhafterweise einen Elektromotor, der einen Exzentertrieb in Drehung versetzt, der mit der strornzufüh enden Backe über eine Hebelanordnung verbunden ist.The individual drive advantageously has an electric motor that an eccentric drive is set in rotation, which ends with the strornzufüh jaw over a lever assembly is connected.
Der erwähnte Einzelantrieb kann auch dann verwendet werden, wenn das Hebelwerk über einen Bügel unmittelbar auf das Schweißstück einwirkt.The mentioned single drive can also be used if that Lever mechanism acts directly on the welding piece via a bracket.
Die Erfindung gewährleistet eine einwandfreie Schweißung von Teilen, insbesondere von solchen mit großem Querschnitt, unter minimalen Verlusten an Metall der Schweißstücke und an Energie beim Abbrennen, wodurch die Leistungsfähigkeit einer Widerstands-Stumpfschweißmaschine bei Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens erhöht und ihr Energiebedarf vermindert wird.The invention ensures perfect welding of parts, especially those with a large cross-section, with minimal losses of metal of the weldments and of energy during burning, which increases the performance of a resistance butt welding machine when carrying out the proposed method and reduces its energy consumption.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Einrichtung zum Einspannen des Schweißstückes, die einen Einzelantrieb besitzt, der auf die stromzuführende Spannbacke einwirkt (Längsschnitt), F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-11 der F ig. 1, F i g. 3 eine Einrichtung zum Einspannen des Schweißstückes, die einen Einzelantrieb besitzt, der auf das Schweißstück einwirkt (Längsschnitt).The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the drawings. 1 shows a device for clamping the welding piece, which has an individual drive which acts on the clamping jaw to be supplied with current (longitudinal section), FIG . 2 shows a section along the line II-11 in FIG. 1, Fig. 3 a device for clamping the welding piece, which has an individual drive which acts on the welding piece (longitudinal section).
Zur deutlicheren Erläuterung der Erfindung sind manche Teile in den Zeichnungen nicht gezeigt. So ist z. B. in F i g. 1 nur ein Teil der Platte 1 (beweglich oder unbeweglich) der Stumpfschweißmaschine gezeigt, auf der die Einrichtung zum Einspannen des Schweißstückes befestigt ist.In order to explain the invention more clearly, some parts are not shown in the drawings. So is z. B. in Fig. 1 shows only part of the plate 1 (movable or immovable) of the butt welding machine on which the device for clamping the welding piece is attached.
Die Einrichtung besitzt ein Gehäuse 2, stromzuführende Spannbacken 3 und 4 zum Einspannen des Schweißstückes 5, ein Gleitstück 6, das die Spannkraft P in Richtung des Pfeils A auf das Schweißstück 5 überträgt, und einen Einzelantrieb zur Verschiebung der Spannbacken 3 und 4 zusammen mit dem darin eingespannten Schweißstück 5 längs der Achse b-b.The device has a housing 2, current-supplying clamping jaws 3 and 4 for clamping the welding piece 5, a sliding piece 6 which transmits the clamping force P in the direction of arrow A to the welding piece 5 , and a single drive for moving the clamping jaws 3 and 4 together with the welded piece 5 clamped therein along the axis bb.
Das Gehäuse 2 der -Einrichtung und das Gleitstück 6 besitzen Nuten, die von Anschlägen 7 bzw. 8 begrenzt sind. In den Nuten sind Wälzkörper 9 angeordnet auf denen die stromzufährenden Spannbacken 3 und 4 gelagert sind. Zwischen den Anschlägen 7 und 8 ist ein Spiel c vorgesehen, dessen Größe durch die Amplitude der Schwingungen, die dem Schweißstück 5 beim Abbrennvorgang erteilt werden soll, bestimmt ist.The housing 2 of the device and the slider 6 have grooves which are delimited by stops 7 and 8, respectively. Rolling bodies 9 on which the clamping jaws 3 and 4 to be supplied are mounted are arranged in the grooves. A game c is provided between the stops 7 and 8 , the size of which is determined by the amplitude of the vibrations that are to be imparted to the welding piece 5 during the burning process.
Die Anordnung der Spannbacken 3 und 4 auf den Wälzkörpern 9 gestattet es, die Reibungskräfte zwischen den Oberflächen der Backen 3 und 4 und der Nuten des Gehäuses 2 bzw. des Gleitstückes 6 auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Dadurch ist es wiederum möglich, einen Einzelantrieb recht kleiner Leistung für die Verschiebung der Spannbacken 3 und 4 zusammen mit dem dazwischen eingespannten Schweißstück 5 zu verwenden.The arrangement of the clamping jaws 3 and 4 on the rolling elements 9 makes it possible to reduce the frictional forces between the surfaces of the jaws 3 and 4 and the grooves of the housing 2 and the slide 6 to a minimum. This in turn makes it possible to use a single drive of very low power for the displacement of the clamping jaws 3 and 4 together with the welding piece 5 clamped in between.
Die Betätigung der Spannbacken 3 und 4 erfolgt mittels Druckluft- oder Druckflüssigkeitseinrichtungen.The clamping jaws 3 and 4 are actuated by means of compressed air or hydraulic fluid devices.
Der Einzelantrieb zur Verschiebung der Spannbacken 3 und 4 zusammen mit dem dazwischen eingespannten Schweißstück 5 enthält einen Elektromotor 10 (F i g. 2), der einen Exzentertrieb D (F i g. 1 und 2) in Drehung versetzt, der mit der unteren Backe 4 mittels einer Hebelanordnung E verbunden ist.The individual drive for moving the clamping jaws 3 and 4 together with the welded piece 5 clamped in between contains an electric motor 10 ( FIG. 2), which sets an eccentric drive D ( FIGS. 1 and 2) in rotation that rotates with the lower jaw 4 is connected by means of a lever arrangement E.
Als Elektromotor 10 wird zweckmäßigerweise ein Elektromotor mit regelbarer Drehzahl verwendet, weil dies die Frequenz der Schwingungen zu regeln gestattet, welche den Spannbacken 3 und 4 zusammen mit dem darin eingespannten Schweißstück 5 erteilt werden.An electric motor with a controllable speed is expediently used as the electric motor 10 , because this allows the frequency of the vibrations to be controlled which are given to the clamping jaws 3 and 4 together with the welded piece 5 clamped therein.
Der Exzentertrfeb D besitzt eine Welle 11, die in Lagern 12 gelagert ist, welche auf einer Stätze 13 befestigt sind. Die Stütze 13 ist ihrerseits am Gehäuse 2 starr befestigt. Auf dem mittleren Teil der Welle 11, die bezüglich der Drehachse mit einer Exzentrizität e gelagert ist, ist eine Hülse 14 drehbar gelagert, deren eine Stirnseite mit einer Verzahnung versehen ist. Der Innendurchmesser Di der Hülse 14 besitzt die gleiche Exzentrizität e gegenüber dem Außendurchmesser D, wie die Welle 11 der Hülse.The eccentric gear D has a shaft 11 which is mounted in bearings 12 which are fastened on a set 13. The support 13 is for its part rigidly attached to the housing 2. On the middle part of the shaft 11, which is mounted with an eccentricity e with respect to the axis of rotation, a sleeve 14 is rotatably mounted, one end face of which is provided with a toothing. The inner diameter Di of the sleeve 14 has the same eccentricity e with respect to the outer diameter D, as the shaft 11 of the sleeve.
Durch Drehen der Hülse 14 gegenüber der Welle 11 läßt sich demnach die Summenexzentrizität des Antriebsmechanismus zwischen 0 bis 2 e stetig verändern.By rotating the sleeve 14 with respect to the shaft 11 , the total eccentricity of the drive mechanism can accordingly be changed continuously between 0 and 2 e.
Die Stellung der Hülse 14 auf der Welle 11 wird über die Verzahnung an der Stirnseite der Hülse 14, die mit einer Verzahnung 15 im Eingriff steht, eingestellt und drehbar ist, mit Hilfe eines Federkeils 16 auf der Welle 14 axial verschiebbar angeordnet. Um einen sicheren Eingriff der Verzahnungen zu gewährleisten, sind eine Schraubenmutter 17 und eine Gegenmutter 18 vorgesehen.The position of the sleeve 14 on the shaft 11 is set and rotatable by means of the toothing on the end face of the sleeve 14, which meshes with a toothing 15 , and is axially displaceable on the shaft 14 with the aid of a spring wedge 16. A screw nut 17 and a lock nut 18 are provided in order to ensure a secure engagement of the toothings.
Zur Umformung der Drehbewegung des Exzentertriebs D in eine Hin- und Herbewegung ist eine Ringfassung 19 mit Hilfe von Nadellagern 20 auf der Hülse 14 montiert.To convert the rotary movement of the eccentric drive D into a reciprocating movement, an annular mount 19 is mounted on the sleeve 14 with the aid of needle bearings 20.
Die Ringfassung 19 ist über eine Achse 21 mit der Hebelanordnung E beweglich verbunden.The ring mount 19 is movably connected to the lever arrangement E via an axis 21.
Die HebelanordnungE besitzt einen zweiarmigen Hebel 22 mit einer am Gehäuse 2 unbeweglich befestigten Schwenkachse 23. Durch eine Achse 24 ist der Hebel 22 mit einem Zugglied 25 beweglich verbunden, das seinerseits wiederum über eine Achse 26 mit der unteren Spannbacke 4 beweglich verbunden ist.The lever arrangement E has a two-armed lever 22 with a pivot axis 23 fixed immovably on the housing 2. The lever 22 is movably connected by an axis 24 to a tension member 25 , which in turn is movably connected to the lower clamping jaw 4 via an axis 26.
Unter Verwendung der obenerwähnten Einrichtung zum Einspannen der Schweißstücke arbeitet das erfindungsgemäße Abbrennstumpfschweißverfahren wie folgt: Das Schweißstück 5 wird zwischen den Backen 3 und 4 eingespannt, wobei die SpannkraftP von dem Einspannantrieb über das Gleitstück 6 in Richtung des Pfeils A auf die Backen übertragen wird. Danach werden, wenn man die Schweißspannung an die Spannbacken 3 und 4 anlegt, die zu verschweißenden Werkstücke fortlaufend aufeinander zu bewegt, ohne daß vor dem Stauchmoment ein Andrücken der Stoßflächen erfolgt. Gleichzeitig wird der Elektromotor 10 eingeschaltet, der über die Kupplung 27 eine Drehbewegung auf die Welle 11 und die Hülse 14 überträgt. Dabei erteilt die Ringfassung 19 dem zweiarmigen Hebel 22 Schwingbewegungen um die Achse 23. Der Hebel 22 versetzt die untere Spannbacke 4 über das Zugglied 25 in hin- und hergehende Bewegungen mit vorgegebener Frequenz und Amplitude.Using the above-mentioned device for clamping the welding pieces, the flash butt welding method according to the invention works as follows: The welding piece 5 is clamped between the jaws 3 and 4, the clamping force P being transmitted from the clamping drive to the jaws via the slide 6 in the direction of the arrow A. Thereafter, when the welding voltage is applied to the clamping jaws 3 and 4, the workpieces to be welded are continuously moved towards one another without the abutment surfaces being pressed before the upsetting moment. At the same time, the electric motor 10 is switched on, which transmits a rotary movement to the shaft 11 and the sleeve 14 via the coupling 27. The ring mount 19 gives the two-armed lever 22 oscillating movements about the axis 23. The lever 22 sets the lower clamping jaw 4 via the tension member 25 in reciprocating movements with a predetermined frequency and amplitude.
Gleichzeitig mit der unteren Spannbacke 4 vollführen das Schweißstück 5 und die obere Spannbacke 3 auf Grund der zwischen ihnen vorhandenen Reibungskräfte ebenfalls hin- und hergehende Bewegungen längs der Achse b-b des Schweißstückes 5. Simultaneously with the lower clamping jaw 4, the welding piece 5 and the upper clamping jaw 3 also perform reciprocating movements along the axis bb of the welding piece 5 due to the frictional forces between them.
Die Amplitude der Schwingung ist der Summenexzentrizität des Exzentertriebs D direkt proportional.The amplitude of the oscillation is directly proportional to the total eccentricity of the eccentric drive D.
Die Schwingungsbewegungen können dem in den Spannbacken3 und 4 eingespannten Schweißstück5 auch unmittelbar mit Hilfe des obenerwähnten Antriebs erteilt werden, wenn die HebelanordnungE mittels eines Bügels 28 (Fig. 3) direkt mit dem Schweißstück5 verbunden wird.The oscillating movements can also be imparted directly to the welding piece 5 clamped in the clamping jaws 3 and 4 with the aid of the above-mentioned drive if the lever arrangement E is connected directly to the welding piece 5 by means of a bracket 28 (FIG. 3).
Auf diese Weise wird also der Grundbewegung, d. h. der fortlaufenden gegenseitigen Annäherungsbewegung der Schweißstücke, eine Schwingungsbewegung von mindestens einem der Schweißstücke überlagert, wodurch jeweils in gleichen Zeitabständen eine kurzzeitige Erhöhung der Annäherungsgeschwindigkeit der Schweißstücke erfolgt.In this way the basic movement, i.e. H. The continuous mutual approaching movement of the welding pieces is superimposed on a vibratory movement of at least one of the welding pieces, whereby a brief increase in the approach speed of the welding pieces takes place at the same time intervals.
Der Schweißvorgang nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verläuft dann am günstigsten, wenn die Schwingungsbewegungen der Schweißstücke mit einer Frequenz von mindestens 1 E[z erfolgen. Die Schwingungsamplitude sollte jedoch nicht zu groß sein, um die Entstehung von Kurzschlüssen an den Stoßflächen der Schweißstücke zu verhindern.The welding process according to the method according to the invention is most favorable when the oscillating movements of the welding pieces take place with a frequency of at least 1 E [z. However, the vibration amplitude should not be too large in order to prevent short circuits from occurring on the joint surfaces of the welded pieces.
Anschließend läßt man auf die Schweißstücke eine Stauchkraft in Richtung des Pfeils G einwirken. Infolge der Reibungskräfte zwischen den Spannbacken 3 und 4 und dem Schweißstück 5 verschieben sich die Spannbacken 3 und 4 mit dem Schweißstück 5 in den Nuten so lange in Richtung des Pfeils G, bis die Spannbacken die Anschläge 7 und 8 berühren. Dadurch wird das Spiel c aufgehoben, und die Einspanneinrichtung arbeitet nun in üblicher Weise.An upsetting force in the direction of arrow G is then applied to the weldments. As a result of the frictional forces between the clamping jaws 3 and 4 and the welding piece 5 , the clamping jaws 3 and 4 move with the welding piece 5 in the grooves in the direction of arrow G until the clamping jaws touch the stops 7 and 8. This eliminates the play c, and the clamping device now works in the usual way.
Im Stauchmoment wird der Elektromotor 10 abgeschaltet.In the upsetting moment, the electric motor 10 is switched off.
Damit ist der Schweißvorgang beendet.This ends the welding process.
Die Versuche ergaben, daß es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist, an Teilen unterschiedlichen Querschnitts Schweißungen mit kleinerer Leistung vorzunehmen, die acht- bis zehnmal kleiner ist als bei Verfahren, die mit konstanter oder fortlaufend anwachsender Abbrenngeschwindigkeit arbeiten.The experiments showed that it is possible with the method according to the invention is, on parts of different cross-section, welds with lower power to undertake, which is eight to ten times smaller than in procedures with constant or work continuously increasing burning speed.
Gleichzeitig wird die eigentliche Schweißzeit auf die Hälfte bis ein Drittel verringert, wodurch die Leistungsfähigkeit der Schweißmaschine erhöht wird. Auch die Zugaben der Schweißstücke für Wegschmelzen des Metalls beim Schweißvorgang können gleichfalls um das zwei- bis dreifache vermindert werden.At the same time, the actual welding time is reduced to half to one Third reduced, thereby increasing the efficiency of the welding machine. Also the allowances of the weldments for melting away the metal during the welding process can also be reduced by two to three times.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1615324 | 1967-03-03 | ||
| DE19712114148 DE2114148C3 (en) | 1971-03-24 | Device for clamping one of the welding parts in a flash butt welding machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1615324B1 true DE1615324B1 (en) | 1971-09-08 |
Family
ID=32509260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1967I0033129 Withdrawn DE1615324B1 (en) | 1967-03-03 | 1967-03-03 | Flash butt welding process and equipment for carrying out the process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1615324B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1006547B (en) * | 1952-12-17 | 1957-04-18 | Licentia Gmbh | Process for flash-off welding with control of the feed speed according to the electrical state variables at the welding point |
| FR1390443A (en) * | 1964-01-21 | 1965-02-26 | Inst Elektroswarki Patona | Device for adjusting the speed of advance of parts in resistance butt welding machines |
-
1967
- 1967-03-03 DE DE1967I0033129 patent/DE1615324B1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1006547B (en) * | 1952-12-17 | 1957-04-18 | Licentia Gmbh | Process for flash-off welding with control of the feed speed according to the electrical state variables at the welding point |
| FR1390443A (en) * | 1964-01-21 | 1965-02-26 | Inst Elektroswarki Patona | Device for adjusting the speed of advance of parts in resistance butt welding machines |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2114148A1 (en) | 1972-09-28 |
| DE2114148B2 (en) | 1977-01-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |