DE1765366A1 - Process for resistance welding of coated sheets and machines for this - Google Patents
Process for resistance welding of coated sheets and machines for thisInfo
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Description
Zusatz zur Patentanmeldung " '7 e5 o7!7. e vom 29. 3.1968 Die Hauptpatentanmeldung sieht zum Zwecke der Widerstandsschweissung zweier beschichteter Bleche kreis- oder streifenförmige Entschichtungen an den Aussenseiten vor.Addition to the patent application "' 7 e5 o7! 7. E of 3.19.1968 The main patent application provides for the purpose of resistance welding of two coated metal sheets in circular or strip-shaped stripping on the outside.
Die Aufgabe ist gestellt, solche Verschweissungen mit nur einer Entschichtung oder ohne jegliche Entschichtung der Aussenflächen vornehmen zu können. Die Erfindung sieht hierzu innere Verschweissungen der Trägerbleche miteinander vor, die durch indirekte Stromzuführung mittels Kabel erfolgen, die am Sekundärkreis einer Widerstandsschweissmaschine angeschlossen sind. Die erforderlichen Kontaktstellen werden an verdeckten, zuvor entschichteten Stellen der Bleche hergestellt. Für mindestens eines der beschichteten Bleche wird der Schweissstrom der Schweissstelle indirekt durch dessen Blechfläche geführt.The task is set, such welds with just one stripping or without being able to do any stripping of the exterior surfaces. The invention provides for this purpose internal welds of the carrier plates to one another, which through indirect power supply takes place by means of cables that are connected to the secondary circuit of a resistance welding machine are connected. The required contact points are concealed beforehand stripped areas of the sheets made. For at least one of the coated Sheet metal the welding current of the welding point is indirectly through its sheet metal surface guided.
An den zur Verschweissung vorgesehenen Stellen werden z. B, zwischen die Beschichtungen, der Blechflächen einschneidende Schweisskörper z,B. Zackenringe oder dergl. als Kontaktelemente zwischengelegt, die unter dem Elektrodendruck oder dem Druck von z. B. mit Druckluft oder Elektromagneten betätigten Andruckplatten, Andruckstempeln oder dergl. in die Isolierschichten der Trägerbleche bis auf deren metallische Fläche eindringen und so Kontakte zwischen den Blechen herstellen. Diese vorbestimmten Schweissstellen zwischen den Blechen können zuvor kreis- oder streifenförmig z. B. durch Fräsen entschichtet sein. Werden Elektroden zur Direktverschweissung verwendet, so werden die Trägerbleche durch den Druck dieser Elektroden zueinander durchgebogen bis sie Kontakt erhalten. Die an diesen Stellen durch den gegenpolig in die Trägerbleche eingeführten Strom entstehende Wärme führt zum Schmelzeda der entsprechenden Aussenstellen, auf denen die Elektroden sich aufpressen. Mit dem Elektrodenkontakt tritt alsdann die Verschweissung quer zu den Blechen ein, Sollen jedoch eine oder beide Aussenseiten der Bleche- beim,.Schweißsen unversehrt bleiben, so wird der Schweissstrom indirekt durch diejenige Blechfläche, die an der Aussenseite unversehrt bleiben soll, über die innere Kontakt- bzw. Schweissstelle geführt. Die Schweisszeit muss auf ein oder wenige Mini-Sekunden unter entsprechender Erhöhung der Schweissenergie begrenzt werden. Dazu eignen sich insbesondere Kondensator-Entladungsschweissmaschinen sowie Schweissmaschinen mit Phasenanschnitt und elektronischer Steuerung. An den Stellen, die unversehrt bleiben sollen, wird mittels entaprechend geformten, stromlosen Stempeln, Stempel-Leisten, -Platten, ein optimaler Druck auf die Schweissstellen ausgeübt.At the points provided for welding z. B, between the coatings, the sheet metal surfaces cutting weld bodies z, B. Serrated rings or the like. Interposed as contact elements, which under the electrode pressure or the pressure of z. B. with compressed air or electromagnets actuated pressure plates, pressure stamps or the like. Penetrate into the insulating layers of the carrier sheets up to their metallic surface and thus establish contacts between the sheets. These predetermined welds between the sheets can be circular or strip-shaped beforehand, for. B. be decoated by milling . If electrodes are used for direct welding, the pressure of these electrodes will bend the carrier plates towards one another until they come into contact. The heat generated at these points by the opposing polarity introduced into the carrier plates leads to the melting of the corresponding external points on which the electrodes are pressed. With the electrode contact, the welding then occurs across the sheet metal, but if one or both outer sides of the sheet metal are to remain intact during welding, the welding current is indirectly through the sheet metal surface that is to remain intact on the outside via the inner contact - or welding point. The welding time must be limited to one or a few mini-seconds with a corresponding increase in the welding energy. Capacitor discharge welding machines and welding machines with phase control and electronic control are particularly suitable for this purpose. At the points that are to remain intact, optimal pressure is exerted on the welding points by means of appropriately shaped, currentless stamps, stamp bars and plates.
Um eine ausreichende Verschweissung zu erzielen, ohne die Aussenseiten zu verletzen, ist eine ausserordentliche Reduzierung der Gesamtschweissenergie und damit Gesamt-Schweisswärme erforderlich. Dies wird erreicht durch eine entsprechende Steigerung des elektrischen Übergangswiderstandes an den Innenseiten der beiden Bleche ,.B. durch den erwähnten Zackenring oder durch entsprechend profilierte Kontakt-Einlegestücke z. B. gebuckelte Scheiben, dünne, kurze Drahtstücke oder entsprechend dünne Drähte, die zwischen die kreisförmig oder streifenförmig entschichtete Schweissstelle gelegt werden oder durch entsprechend entschichtete Ausprägungen (z. B. Buckel und Sicken an den Schweissstellen des einen Bleches zur entschichteten Schweissstelle des anderen Bleches hin. Diese Ausprägungen oder dergl. Profilierungen der inneren Schweissstellen können ebenso wie die profilierten Drähte, Drahtstücke, Ringe, Scheiben und sonstigen Einlegestücke mit optimalem elektrischem Widerstand gestaltet sein und dazu vorzugsweise nur linienförmige, scharfrandige und spitze Kontakte zwischen den entschichteten Schweissflächen der miteinander zu verbindenden Bleche bewirken. Durch solche Formgebungen der Schweissstellen an der Blech-Innenseite oder der Kontakt-Einlegestücke werden die Stromlinsen extrem verdichtet, die vorspringenden Teile mit relativ wenig Stromenergie verflüssigt und so mit geringer Wärmmengen-Entwicklung die Verschweissung unter dem Druck stromloser Stempel vollzogen, ohne die benachbarte Beschichtung zu verletzen. Um den Schweiss-Druck des Stempels während des ganzen Schweissvorganges bis einschliesslich zum Nachpressen aufrecht",haiten zu können, sind die Ausprägungen oder Kontakteinlegestücke entsprechend höher auszuführen als der Summe der Beschichtungsstärken entspricht, Auch können die Andruckflächen der Stempel entsprechend zum Eingriff in die Schweissstellen geformt sein.To achieve a sufficient weld without the outside violating is an extraordinary reduction in the total welding energy and thus total welding heat is required. This is achieved through a corresponding Increase in the electrical contact resistance on the inside of the two Sheets, .B. by the aforementioned serrated ring or by correspondingly profiled contact inserts z. B. hunched disks, thin, short pieces of wire or correspondingly thin wires, placed between the circular or strip-shaped stripped welding point or by means of appropriately decoated features (e.g. bumps and beads at the welding points of one sheet to the decoated welding point of the other Sheet metal. These characteristics or similar profiles of the inner welds can as well as the profiled wires, pieces of wire, rings, discs and others Insert pieces should be designed with optimal electrical resistance and preferably for this purpose only linear, sharp-edged and pointed contacts between cause decoated welding surfaces of the sheets to be joined together. By shaping the welding points on the inside of the sheet metal or the contact inserts in this way the current lenses are extremely compacted, the protruding parts with relatively little Electricity is liquefied and so the weld is made with a small amount of heat performed under the pressure of an electroless stamp without the adjacent coating to hurt. About the welding pressure of the stamp during the whole welding process "to be able to hold upright up to and including the repressing" are the characteristics or contact inserts are designed to be correspondingly higher than the sum of the coating thicknesses The pressure surfaces of the stamp can also be used accordingly for engagement be shaped into the welds.
Die Andruckstempel oder -Platten sind vorzugsweise als Kühlelemente ausgebildet zuin Schutz der Aussenbeschichtungen. Die Einlegestücke und auch das anzuschweissende beschichtete Blech können aus anderem Metall oder geeigneten Legierungen sein" Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass die Trägerbleche in das Kraftfeld von Kondensatorplatten eingebracht sind, wobei von dem Gesetz der Abstossung gleichpoliger Elektrizität Anwendung gemacht wird, um den in den Trägerblechen fliessenden Strom von einer der Aussenflächen weg nach den inneren Berührungsstellen bzw. Schweissstellen hin zu verdrängen und zu konzentrieren. Damit ist eine der Aussenflächen vom Stromfluss und damit von der Erwärmung entlastet. An den definierten Schweissstellen konzentrieren sich die nach der Gegenseite hin verdrängten Stromlinien unter Verschweissung der Trägerbleche und gegebenenfalls mit den zwischengelegten Einlegestücken. Zur Erhaltung der erforderlichen Schweiss-Parameter (Spannung, Stromstärke, Stromzeit, Druck uaw.) des Schweiss-Stromes in den Trägerblechen sind an und für sich bekannte Schalt- und Steuer-Einrichtungen vorgesehen. Die Kapazität und Spannung des Kraftfeld-Kondensators sind entsprechend optimal vorzusehen. Statt eines elektrostatischen Feldes kann auch ein magnetisches Feld angeordnet sein, z. B. mittels Elektromagneten, die mit entgegengesetzten Polen zu den Schweissstellen angeordnet sind, wobei der Schweissstrom des einem Pol nächstliegenden Trägerbleches, ebenso wie bei dem beschriebenen elektrostatischen Feld, einseitig zu den Innenflächen der Bleche verdrängt wird und damit mindestens eine der äusseren Dekor-Beschichtungen vor Verletzung durch die Schweisswärme geschützt ist. Elektrostatische und magnetische Felder können miteinander zu den Schweissstellen kombiniert sein. Die Beschichtungen, der Trägerbleche sind Dielektrica im elektrostatischen Feld mit den ihrer Natur zugehörenden Dielektrizitäts-Konstanten..: Bei richtiger Bemessung der Kontakteinlegestücke zwischen entschichteten Stellen können zwischen den Schweissflächen durch Kondensator-Entladungsströme z. B. mittels Kondensator-Impulsschweissmaschinen Lichtbögen sich ausbilden, die eine flächige Verschweissung bei entsprechender Druckausübung auf die Schweissstelle bewirken. Weitere Einzelheiten sind nachfolgend beschrieben und in der Zeichnung in stark vergrössertem Maßstab (zum Teil schematisch) dargestellt. In Fi . 1 ist ein Blech 1 mit einer oberen Schicht 1 a und einer unteren Schicht 1 b dargestellt, welches mit einem zweiten Blech 2 mit den Schichten 2 a und 2 b duze h Punkt. schweissen verbunden werden soll. Dazu wird ein nach beiden Seiten mit Zacken versehener Zacken-Schweissring 3 oder sonst ein Schneidkörper zwischen die Bleche an die zu verschweissende Stelle gelegt Das obere Blech 1 wird mittels einer Nebenleitung 4 (Kabel), gegenpolig zur oberen Elektrode 5, mit der unteren Elektrode verbunden und das untere Blech 2 mit einem Kabel 7 gegenpolig zur unteren Elektrode 6, verbunden. Durch den Druck der beiden Elektroden dringen die Zacken des Zackenrings 3 durch die Beschichtung der beiden Bleche und stellen eine Stromleitung zwischen Blech 1 und 2 her. Hierbei erhitzt sich die Schweissstelle und schmelzen die Isolierschichten auch an den beiden Aussenflächen unter den z.B. ballig oder spitz geformten Elektroden, so dass auch diese Kontakt mit den beiden Trägerblechen 1 und 2 erhalten und die Verschwei# ßung senkrecht zu den Blechen eintritt.The pressure stamps or plates are preferably designed as cooling elements to protect the outer coatings. The insert pieces and also to be welded coated sheet may be made from other metal or appropriate alloys "The invention further provides that the carrier plates are incorporated in the force field of capacitor plates, wherein the same pole of the law of repulsion electricity is made application to the in the Carrier sheets to displace and concentrate the current flowing away from one of the outer surfaces towards the inner contact points or welding points. This relieves one of the outer surfaces from the flow of current and thus from heating. At the defined welding points, the streamlines displaced towards the opposite side are concentrated below Welding of the carrier sheets and, if necessary, with the interposed inserts seen. The capacity and voltage of the force field capacitor are to be optimally provided accordingly. Instead of an electrostatic field, a magnetic field can also be arranged, e.g. B. by means of electromagnets, which are arranged with opposite poles to the welding points, the welding current of the carrier plate closest to a pole, as with the described electrostatic field, is displaced on one side to the inner surfaces of the plates and thus at least one of the outer decorative coatings in front Injury is protected by the heat of sweat. Electrostatic and magnetic fields can be combined with one another to form the welding points. The coatings of the carrier sheets are dielectrics in the electrostatic field with the dielectric constants belonging to their nature. B. by means of capacitor pulse welding machines arcs are formed, which cause a surface welding with appropriate pressure on the weld. Further details are described below and shown in the drawing on a greatly enlarged scale (partly schematically). In Fi. 1 shows a sheet 1 with an upper layer 1 a and a lower layer 1 b, which is connected to a second sheet 2 with the layers 2 a and 2 b duze h point. welding is to be connected. For this purpose, a serrated welding ring 3 with serrations on both sides or another cutting element is placed between the sheets at the point to be welded.The upper sheet 1 is connected to the lower electrode by means of a secondary line 4 (cable) with opposite polarity to the upper electrode 5 and the lower plate 2 is connected with a cable 7 with opposite polarity to the lower electrode 6. As a result of the pressure of the two electrodes, the prongs of the serrated ring 3 penetrate the coating of the two sheets and establish a current line between sheet 1 and 2. The welding point heats up and the insulating layers also melt on the two outer surfaces under the, for example, spherical or pointed electrodes, so that these also get in contact with the two carrier sheets 1 and 2 and the welding occurs perpendicular to the sheets.
Die Stromstärken der Kabel zu den Elektroden sind durch Regulierwiderstände 8 aufeinander abgestimmt.The currents of the cables to the electrodes are controlled by regulating resistors 8 coordinated.
Statt des Zackenringes 3 oder dergl. können die Bleche 1 und 2 an den sich berührenden Flächen 1 b und 2 a z. B. durch Fräsen kreisförmig entschichtet sein und unter dem Druck der Elektroden 5 und 6 sich zueinander durchbiegend leitend berühren und verschweissen.Instead of the serrated ring 3 or the like. The sheets 1 and 2 can the touching surfaces 1 b and 2 a z. B. stripped circularly by milling be and under the pressure of the electrodes 5 and 6 to each other bending conductive touch and weld.
Fi . 2 zeigt die gleichen Trägerbleche 1 und 2 mit nur einer Schweiss .Elektrode 5, die auf eine z. B. mit Stirn-Fingerfräser entschichteten Stelle 1 c zum Verschweissen sich aufsetzt, während die untere Aussenfläche 2 b des Bleches 2 vollbeschichtet ist und zur Vermeidung einer Beschädigung durch die Verschweissung mittels einer Kupferkühlplatte 1o oder dergl. während des Schweissvorganges gekühlt ist. Zwischen der unteren Flachelektrode 6 und der Kühlplatte 1o ist eine Isolierschicht ll zwischengelegt. Von der unteren Elektrode 6 gehen Kabel 4 a, 4 bzu beiden Blechen 1 und 2. Wird der Strom eingeschaltet, so schmelzen unterhalb der Elektrode 5 die Islierschichten 1 b und 2 a, so dass Blech 2 v mit Blech 1 in leitende Berührung kommt und durch den Stromfluss über Kabel 4 b Blech 1 mit Blech 2 sich verschweisst. Hierbei bleibt die Dekorschicht 2 b unverletzt.Fi. 2 shows the same carrier sheets 1 and 2 with only one weld .Electrode 5, which on a z. B. area decoated with a face end mill 1 c sits down for welding, while the lower outer surface 2 b of the sheet 2 is fully coated and to avoid damage by the welding by means of a copper cooling plate 1o or the like. During the welding process is cooled. Between the lower flat electrode 6 and the cooling plate 1o is a Insulating layer ll interposed. Cables 4 a, 4 go from the lower electrode 6 bto both sheets 1 and 2. If the current is switched on, they melt underneath of the electrode 5 the insulating layers 1 b and 2 a, so that sheet 2 v with sheet 1 in Conductive contact comes and through the flow of current via cable 4 b sheet metal 1 with sheet metal 2 welded together. In this case, the decorative layer 2 b remains intact.
Fi . 3 zeigt Doppel-Elektroden 5 und 6 angeschlossen an einen Sekundärkreis S mit Kabeln 4 und ?, die mit unteren Blechen 2 d, 2 e mit beidseitigen Beschichtungen 2 a, 2 b verbunden sind. Unterhalb dieser Bleche ist eine Kühlplatte 1o mit Isolierung ll a ruhend, z. B, auf einem Schweisstisch 11, angeordnet, Die Doppelektroden 5 und 6 greifen auf entschichtete Stellen 1 c. Beim Einschalten des Stromes schmelzen die Zwischenschichten 1 b und 2 a und findet mit den voreinander getrennten Blechen 2 d, 2 e, die gegenpolig angeschlossen sind, die Verschweissung statt. Hierbei bleiben die unteren Seiten 2 b dieser beiden Bleche 2 d, 2 e unverletzt.Fi. 3 shows double electrodes 5 and 6 connected to a secondary circuit S with cables 4 and?, Those with lower sheets 2 d, 2 e with coatings on both sides 2 a, 2 b are connected. Below these sheets is a cooling plate 1o with insulation ll a dormant, e.g. B, arranged on a welding table 11, the double electrodes 5 and 6 access stripped areas 1 c. Melt when the power is switched on the intermediate layers 1 b and 2 a and takes place with the sheets separated from one another 2 d, 2 e, which are connected with opposite polarity, the welding takes place. Stay here the lower sides 2 b of these two sheets 2 d, 2 e unharmed.
F!. 4 zeigt eine obere Elektrode 5 mit einer sie umschliessenden gegenpoligen Elektrode 6 auf einer entschichteten Stelle 1 c des oberen Bleches 1 und darunter das Blech 2 .. auf Kühlplatte 1o .# Isolierung 11 a und Tischplatte 71. Beim Einschalten des Stroms erhitzt sich die entschichtete Schweiss.» Stelle und schmilzt die Isolierschicht 1 b und 2 a und erhält Kontakt mit Blech 2, das mit der Aussenelektrode 6 durch ein Kabel 4 verbunden ist* Fi . 5 zeigt eine streifenförmige Entschichtung 1 d, die z;B. durch Fräsen mittels Scheibenfräser hergestellt wurde und der Rollennahtverschweissung durch Rolle 5 a dien ;t: Blech 1 und Blech 2 sind mitzwei Kabeln 4 an den Gegenpol `des Sekundärkreises S angeschlossen. Zwischen Blech 1 und 2 ist ein dünner Draht 9 gespannt, der an dem gleichen Pol wie die Rolle 5 a des Sekundärkreises angeschlossen ist. Beim Einschalten des Stromes und Laufen der Rolle schmilzt die Isolierschicht 1 b, sowie alsdann 2 a und erfolgt die Verschweissung der beiden Bleche. Der Draht 9 kann auch, wie die Bleche, am Gegenpol des Sekundärkreises angeschlossen sein oder auch ohne Stromanschluss sein. Der Draht könnte statt dessen an beiden Enden auch gegenpolig angeschlossen sein, Die Verschweissung ist auch ohne den Draht 9 möglich. Die Dekorseite 2 b bleibt durch Kühlung 1o unversehrt, Fi . 6 zeigt einen oberhalb des Bleches 1 gespannten Draht 12, der gegenpolig zur Rolle 5 a am Sekundärkreis angeschlossen ist, In der gleichen Weise sind die Trägerbleche 1 und 2, gegenpolig zur Rolle, angeschlossen. Der Draht 12 schmilzt unterhalb der Rolle 5 a beim Einschalten des Stromes, wodurch die Schichten 1 a, 1 b und 2 a ebenfalls schmelzen und durch die Stromverbindungen damit die Verschweissung der Bleche untereinander sich vollzieht. Die Dekorschicht von 2 b bleibt durch die Kühlplatte .1o unversehrt. Die Bleche könnten auch anders angeschlossen sein z. B. Blech 1 oder Blech 2 gleichpolig mit Rolle 5 a, Fig. 7 zeigt die Trägerbleche 1 und 2 mit je beidseitigen Beschichtungen, gegenpolig angeschlossen an Sekundärkreis S. Zwischen den Blechen sind stromführende Drähte 21 gespannt, deren Enden an beiden Polen des Sekundärkreises zur Erhitzung angeschlossen sind. An beiden Aussenseiten 1 a, 2 b der Bleche sind oberhalb und unterhalb Kühlplatten 1o angeordnet und hierzu magnetisierbare Druckplatten 13, zu denen Elektromagnete 14 vorgesehen sind, deren Gegenpole gegeneinander gerichtet sind. Oberhalb der oberen Elektro-Magnete ist eine Druckplatte 15, betätigt von Druckluft über Druckluftkolben 16 in Zylindern 17 angeordnet. Zwischen Magnetplatte 13 und Druckplatten 12 sind mit Federn 18 Kühlrohre 19 vorgesehen. Die unteren Elektro-Magnete werden von einer Platte 15 a auf einem Tisch 11 getragen. Nach Einschalten der Druckluft wird z. B. Wechselstrom zu den Elektro-Magneten einge- . schaltet undalsdann der Schweissstrom. Die Drähte 21 kommen zur Erhitzung, bringen die Isolierschichten 1 b und 2 a zum Schmelzen und damit Blech 1 und Blech 2 in stromleitende Verbindung, die zur Verschweissung unter dem Druck der Druckplatten 13 führt. Durch die von den Wechselstrom-Elektromagneten 14 über die magnetisierbaren Druckplatten 15 bewirkte Vibration wird die Verschweissung beschleunigt. Beide Aussenbeschichtungen bleiben trotz der inneren Verschweissungen unversehrt. F !. 4 shows an upper electrode 5 with an opposing polarity surrounding it on a stripped point 1c of the upper sheet 1 and below it the sheet 2 .. on cooling plate 1o. # Insulation 11a and table top 71. When the current is switched on, the stripped heats up Sweat. " Place and melt the insulating layer 1 b and 2 a and get in contact with sheet metal 2, which is connected to the outer electrode 6 by a cable 4 * Fi. 5 shows a strip-shaped decoating 1 d, e.g. was made by milling with a disc milling cutter and the roller seam welding by roller 5 a; t: sheet 1 and sheet 2 are connected to the opposite pole of the secondary circuit S with two cables 4. Between sheet 1 and 2, a thin wire 9 is stretched, which is connected to the same pole as the roller 5 a of the secondary circuit. When the current is switched on and the roller is running, the insulating layer 1 b and then 2 a melts and the two sheets are welded together. The wire 9, like the metal sheets, can also be connected to the opposite pole of the secondary circuit or it can also be without a power connection. Instead, the wire could also be connected with opposite polarity at both ends. The welding is also possible without the wire 9. The decor side 2 b remains undamaged by cooling 1o, Fi. 6 shows a wire 12 tensioned above the metal sheet 1, which is connected with opposite polarity to the roller 5a on the secondary circuit. In the same way, the carrier sheets 1 and 2 are connected with opposite polarity to the roller. The wire 12 melts below the roller 5 a when the current is switched on, whereby the layers 1 a, 1 b and 2 a also melt and the welding of the sheets to one another takes place through the current connections. The decorative layer of 2b remains intact due to the cooling plate .1o. The sheets could also be connected differently z. B. sheet 1 or sheet 2 homopolar with roller 5 a, Fig. 7 shows the carrier sheets 1 and 2 with coatings on both sides, connected with opposite polarity to the secondary circuit S. Between the sheets, current-carrying wires 21 are stretched, the ends of which are at both poles of the secondary circuit Heating are connected. On both outer sides 1 a, 2 b of the metal sheets, cooling plates 1o are arranged above and below, and for this purpose magnetizable pressure plates 13, for which electromagnets 14 are provided, the opposing poles of which are directed towards one another. A pressure plate 15, actuated by compressed air via compressed air pistons 16, is arranged in cylinders 17 above the upper electro-magnets. Cooling tubes 19 are provided with springs 18 between the magnetic plate 13 and the pressure plates 12. The lower electro-magnets are carried by a plate 15 a on a table 11. After switching on the compressed air z. B. alternating current to the electro-magnets. switches and then the welding current. The wires 21 come to heat, bring the insulating layers 1 b and 2 a to melt and thus sheet 1 and sheet 2 are electrically connected, which leads to welding under the pressure of the pressure plates 13. The welding is accelerated by the vibration caused by the alternating current electromagnet 14 via the magnetizable pressure plates 15. Both outer coatings remain intact despite the internal welds.
Statt der Runddrähte können auch profilierte Drähte oder auch stromlose Drahtstücke, Schneidelemente, Zackenringe und dergl. eingelegt sein. Es können auch kreis- oder streifenförmige Fräsentschichtungen an definierten Stellen koinzidiert vorgesehen sein, zwischen die Drahtstücke, kleine Scheiben, gebuckelte Scheiben oder entsprechende gebuckelte Streifen eingelegt sind.Instead of round wires, profiled wires or also currentless wires can be used Pieces of wire, cutting elements, serrated rings and the like. Be inserted. It can too circular or strip-shaped milling layers coincide at defined points be provided between the pieces of wire, small disks, hunched disks or corresponding hunched strips are inserted.
Fig. 8 zeigt die gleiche Vorrichtung, wobei jedoch abweichend oberhalb gespannter Drähte 22, Querdrähte 23 oder statt letzteren ein alle Drähte überdeckendes Blech 23, das an der zu den Drähten 22 gerichteten Seite metallblank ist oder an diesen Schweiss-Stellen kreis- bzw. streifenförmig entschichtet ist, angeordnet sind. Die Drähte 22 werden an dem einen Pol, die Drähte 23 bzw. Blechplatte 23 an dem anderen Pol des Sekundärkreises angeschlossen. Blech 1 ist gegenpolig zu Drähten 23 und Blech 2 gegenpolig zu Drähten 22 angeschlossen. Durch Schmelzen der Isolierschichten erfolgt Stromfluss und innere Verschweissung zwischen Blech 1 und Blech 2, Auch andere Polanschlüsse sind möglich, sowie andere Einlage#Blemente, wie z..B. zu Fig. 7 angegeben. Die Dekor-Aussenflächen bleiben unversehrt. Die Fig. 8 a und 8 b zeigen in ausserordentlicher Vergrösserung statt Runddrähten Beispiele von profilierten feinen Drähten, insbesondere Stahldrähten, deren scharfe Kanten in die Isolierschichten, diese unter Druck durchschneidend, eindringen können.Fig. 8 shows the same device, but differently above tensioned wires 22, transverse wires 23 or instead of the latter a sheet 23 covering all wires, which is bare metal on the side facing the wires 22 or is circular or strip-shaped at these welding points is stripped, are arranged. The wires 22 are connected to one pole, the wires 23 or sheet metal plate 23 to the other pole of the secondary circuit. Sheet 1 is connected with opposite polarity to wires 23 and sheet 2 with opposite polarity to wires 22. By melting the insulating layers, current flows and internal welding between sheet 1 and sheet 2 occurs. Other pole connections are also possible, as well as other insert elements, such as e.g. given for FIG. 7. The exterior decor surfaces remain intact. 8 a and 8 b show, in an extraordinary enlargement, instead of round wires, examples of profiled fine wires, in particular steel wires, the sharp edges of which can penetrate the insulating layers by cutting them under pressure.
Fi . 9 zeigt die Trägerbleche 1 und 2 mit einem zwischengelegten, teils nach oben, teils nach unten gebuckelten Zwischenblech 15, ebenfalls beidseitig beschichtet 15 a, 15 b, dessen Buckel 15 c in Blech-Entschichtungen 1 c und 2 c ragen, wobei auch die Buckel an ihren Sgitzenentschichtet sind, An den Aussenseiten sind Kühlplatten 1o vorgesehen.Fi. 9 shows the carrier plates 1 and 2 with an interposed, intermediate sheet 15, partly upwards, partly downwards, also on both sides coated 15 a, 15 b, the boss 15 c of which in sheet metal stripping 1 c and 2 c protrude, whereby the humps are also stripped at their corners, on the outside cooling plates are provided 1o.
Der Schweissstrom wird durch Kabel in die Bleche geleitet, wobei das Blech 15 über Kabel 7 seinen Strom erhält und die beiden Trägerbleche 1 und 2 gegenpolig über Kabel 4, Zum Anpressen sind Druckplatten 13 mit Druckluft-Kolben (s. Fig. 7) vorgesehen.The welding current is conducted through cables into the metal sheets, whereby the Sheet 15 receives its current via cable 7 and the two carrier sheets 1 and 2 have opposite polarity via cable 4, for pressing on there are pressure plates 13 with compressed air pistons (see Fig. 7) intended.
Die Druckplatten 13 können mit Wasserkühlungsleitungen 24 a, 24 b vorgesehen sein zur Kühlung der Kupferkühlplatten 1o. Statt der Buckelungen können auch durch Stempel aufgerissene Bohrungen an den Schweissstellen des Zwischenblechs 15 oder statt deren auch Zackenringe bzw. sonstige Schweissschneid.. körper vorgesehen sein. Werden in die entschichteten Schweissstellen entsprechende Schweissscheiben, Drahtstücke oder dergl, zwischengelegt, so können ebenfalls innere Verschweissungen erfolgen.The pressure plates 13 can with water cooling lines 24 a, 24 b be provided for cooling the copper cooling plates 1o. Instead of the humps you can also holes torn open by punches at the welding points of the intermediate plate 15 or instead also serrated rings or other welding cutting bodies are provided be. Are corresponding welding disks, Pieces of wire or the like placed between them, internal welds can also be used take place.
Fi , 1o zeigt ein umgefalztes, beidseitig beschichtetes Blech 1, in das ein Winkelblech 2 eingeschoben ist. Beide Bleche tragen an den zueinander gerichteten inneren Seiten koinzidierende Fräsentschichtungen 1 c und 2 c, zwischen die kleine Schweissscheiben, kurze Drahtstücke 2o und dergl, oder Drähte zwischengelegt sind. Die Bleche sind gegenpolig angeschlossen. An den Aussenseiten sind Kühlplatten 1o und Druckstempel 13 vorgesehen, Beim Einschalten des Stromkreises und unter dem vorbemessenen Druck von Luftdruck-Kolben oder dergl. verschweissen die Bleche mit den Schweissscheiben oder dergl, untereinander. Die Fig. ll a zeigt in schematisch vereinfachter Darstellung die Trägerbleche 1 und 2 mit je beidseitigen Isolier-Beschichtungen 1 a, 1 b, bzw. 2 a, 2 b zwischen oberen und unteren Kondensatorplatten 31 a, 31 b, die an den beschichteten Aussenflächen 1 a bzw. 2 b der beiden Trägerbleche anliegen. Diese Kondensatorplatten erzeugen bei elfirischer Aufladung ein Kondensatorfeld. Der Strom, der durch Trägerblech 1 fliesst, ist stets so durch entsprechenden Anschluss an den Sekundärkres der Schweissmaschine gerichtet, dass er unter der Einwirkung der Spannung der Kondensator.platte 31 a abgestossen und damit zur Fläche, auf der die Beschichtung 1b aufgetragen ist, verdrängt wird.Fi, 1o shows a folded sheet metal sheet 1 coated on both sides, into which an angle sheet metal 2 is inserted. Both sheets have coincident milling layers 1c and 2c on the mutually facing inner sides, between which small welding disks, short pieces of wire 2o and the like, or wires are interposed. The sheets are connected with opposite polarity. On the outside, cooling plates 1o and plungers 13 are provided. When the circuit is switched on and under the pre-measured pressure of air pistons or the like, the metal sheets with the welding disks or the like weld to one another. Fig. Ll a shows in a schematically simplified representation of the support plates 1 and 2 each having double-sided insulating coatings 1 a, 1 b, and 2 a, 2 b between upper and lower capacitor plates 31 a, 31 b, which at the coated outer surfaces 1 a and 2 b of the two carrier plates are in contact. These capacitor plates generate a capacitor field when they are charged with electricity. The current that flows through the carrier plate 1 is always directed through the corresponding connection to the secondary circuit of the welding machine that it repels the capacitor plate 31a under the action of the voltage and thus displaces it to the surface on which the coating 1b is applied will.
Die Beschichtungen 1 b und 2 a sind an den beabsichtigten Schweisspunkten durch Fräsen kreis- oder streifenförmig zu entschichten. Durch dieses Fräsen wird z. B. bei Leichtmetallen ebenfalls die Oxydschicht, bei Stahlblechen die Bonderschicht mit allen darüber befindlichen, die Verschweissung hindernden oder störenden sonstigen metallischen (z. B. Zink-) Beschichtungen und nicht metallischen Kleber-., Lack- und Kunststoffbeschichtungen mit entfernt. Während z. B. Aluminium-Legierungen unter loooo C schmelzen, bedarf es bei Oxydschichten einer Temperatur von über 2oooo C. Die metallische Reinheit der entschichteten Trägerblechoberflächen, insbesondere bei Aluminium, ist wesentliche Voraussetzung für eine innere Verschweissung ohne Verletzung der äusseren Dekorschichten.The coatings 1 b and 2 a are at the intended welding points to remove the coating by milling in a circular or strip shape. This milling becomes z. B. with light metals also the oxide layer, with steel sheets the bonder layer with all of the above that hinder or interfere with the welding metallic (e.g. zinc) coatings and non-metallic adhesive., paint and plastic coatings removed with. While z. B. aluminum alloys under Melting loooo C, oxide layers require a temperature of over 2oooo C. The metallic purity of the stripped support plate surfaces, in particular in the case of aluminum, is an essential prerequisite for internal welding without Damage to the outer decorative layers.
In diese Entschichtungsstellen 1 c sind Einlegestücke z.B. kleine, dünne gebuckelte Scheiben, feine kurze Drahtstücke 32 und dergl. aus gleichem Metall oder aus zur jeweiligen Verschweissung speziell geeigneten Legierungen s o eingelegt, dass nur linierförmige und spitzenförmige Berührungspunkte zwischen den miteinander zu verschweissenden Trägerblechen 1 und 2 durch das Einlegen bestehen. Durch meximale Verminderung der Berührungsflächen zwischen Einlegestücken und Trägerblechflächen mittels entsprechender Formgebung wird der elektrische Widerstand erheblich erhöht. Diese Einlegestücke sind in ihrer Grösse so zu dimensionieren, dass der durch Andruckplatten 13, z. B. mittels Druckluft-Kolben 16 vorzubemessende Schweissdruck während der Schweisszeit aufrechterhalten wird.In these decoating points 1 c, e.g. small, thin hunched disks, fine short pieces of wire 32 and the like made of the same metal or made of alloys specially suitable for the respective welding, so inserted, that only linear and pointed points of contact between each other to be welded support sheets 1 and 2 exist by inserting. By Mexican reduction of the contact surfaces between insert pieces and carrier sheet surfaces the electrical resistance is considerably increased by means of appropriate shaping. These inserts are to be dimensioned in their size so that the pressure plates 13, e.g. B. by means of compressed air piston 16 pre-measured welding pressure during the Welding time is maintained.
Der Strom wird durch Kabel 7 dem oberen Blech 1 zugeleitet und fliesst über Einlegestück 32 nach Blech 2 und über Kabel 4 zurück zum Gegenpol des Sekundärkreises. Dabei entspricht der Stromverlauf dem Kondensatorfeld in dem oben beschriebenen Sinne einer einseitigen Verdrängung des Stromflusses zu der Isolierschicht 1 b hin. Diese Verdrängung zeigt in vergröss ertem Maßstab Fig. 1l b. Die Isolierschichten la, 1 b, 2 a, 2 b bilden Dielectrica in dem Kondensatorfeld. Auch diesem Ausführungsbeispiel liegt, wie bei den vorbeschr iebenen Ausführungsbeispielen die Aufgabe zugrunde, die Dekor-Aussenbeschichtung trotz der inneren Verschweissung unversehrt zu erhalten. Die Kondensatorplatten 31 a und 31 b können gleichzeitig als Kühlplatten ausgebildet sein. Erforderlichenfalls ist mit unterkühltem Salzwasser in zugeordneten Kühlleitungen, getrennt durch entsprechende Isolierungen, verstärkt zu kühlen.The current is fed through the cable 7 to the upper plate 1 and flows Via insert 32 to sheet 2 and via cable 4 back to the opposite pole of the secondary circuit. The current curve corresponds to the capacitor field in that described above The sense of a one-sided displacement of the current flow towards the insulating layer 1b. This displacement is shown on an enlarged scale in FIG. 11b. The insulating layers la, 1 b, 2 a, 2 b form dielectrica in the capacitor field. Also this embodiment as in the above-described exemplary embodiments, the underlying task is to keep the decorative outer coating intact despite the internal welding. The capacitor plates 31 a and 31 b can be designed as cooling plates at the same time be. If necessary, subcooled salt water in assigned cooling lines, separated by appropriate insulation, increased cooling.
Die Kondensatorplatten oder Kondensatorbelege können jede Form besitzen, wobei es zweckmässig ist, z. B, bei einer Schweisspunktfolge sie in einer Linie oder Kurve entsprechend dem Verlauf der Schweisspunktfolge, auszubilden. Zu den Kons dl densatorplatten bzw. Kühlplatten,/ Andruckstempel oder Andruckplatten 13 vorgesehen mit Druckluft-Kolben (s. Fig. 7).The capacitor plates or capacitor covers can have any shape, where it is appropriate, for. B, in the case of a sequence of welding points, they are in one line or curve according to the course of the welding point sequence. To the Cons dl capacitor plates or cooling plates, / pressure stamps or pressure plates 13 provided with compressed air piston (see Fig. 7).
Es können auch Elektromagnete angeordnet sein, durch die gleichzeitig über die Andruckplatten, die in diesem Falle aus magnetisierbarem Werkstoff sein müssen und als Magnetpole wirken, zu dem Kondensatorfeld ein magnetisches Kraftfeld zusätzlich erzeugt wird, zwischen dem die zu verschweissenden Trägerbleche angeordnet sind. Dabei ist selbstverständlich auch das magnetische Feld so zu richten, dass es im gleichen Sinne wie das Kondensatorfeld eine stromverdrängende Wirkung auf den durch die Trägerbleche fliessenden Schweissetröm in Richtung zu der Zwischenisolierung 1 b und zu den entschichteten Stellen 1 c und Einlegestück 32 ausübt.It can also be arranged by electromagnets at the same time on the pressure plates, which in this case be made of magnetizable material must and act as magnetic poles, a magnetic force field to the capacitor field Additionally is generated, between which the to be welded Support plates are arranged. Of course, this also includes the magnetic Field to be directed in such a way that there is a current-displacing in the same sense as the capacitor field Effect on the welding stream flowing through the carrier plates in the direction of the intermediate insulation 1 b and to the stripped points 1 c and insert 32 exercises.
Durch diese einseitige Stromverdrängung von einer der Aussenflächen weg nach den Innenflächen hin wird diese Aussenfläche 1 a von dem Stromfluss und damit von einer Erwärmung entlastet, wodurch, gemeinsam mit den Kühleinrichtungen, deren Dekorschicht» geschützt ist.Due to this one-sided current displacement from one of the outer surfaces away towards the inner surfaces, this outer surface 1 a of the current flow and thus relieved of heating, which, together with the cooling devices, whose decorative layer is »protected.
Durch die Konzentration und Erhöhung der Stromdichte ihn Schweisspunkt bzw. dem profilierten Einlegestück wird das Schweissen begünstigt.By concentrating and increasing the current density, it creates a welding point or the profiled insert, welding is promoted.
Da die Elektromagnete nicht nur das Magnetfeld ausbilden, sondern bei Wechselstrom eine Vibration auf die Andruckplatte und über sie auf die Trägerbleche und Einlegestücke ausüben, ist die Kontaktbildung zwischen den Einlegestücken und den Trägerblechen gesichert und verbessert. Es können gleichzeitig eine grosse Anzahl von Schweissstellen verschweisst werden.Because the electromagnets not only form the magnetic field, but with alternating current a vibration on the pressure plate and via it on the carrier plates and insert pieces, the formation of contact between the insert pieces and the carrier plates secured and improved. A large number can be used at the same time be welded by welding points.
Für solch' innere Verschweissungen, die ohne Zerstörung einer der äusseren Dekorschichten erfolgen sollen, bedarf es Schweisszeiten von nur 1 bis 2 Milli-Sekunden bei gleichzeitig hohen Stromstärken. Vorzugsweise kommt daher für diese Verschweisung das Kondensator-Impulsschweissverfahren in Betracht, wie es vom Bolzenschweissen bekannt ist. Dies Verfahren und die Maschinen dazu sind bekannt. Dementsprechend sind auch die Kondensatoren bzw. Kraftfelder und Elektromagnete in der oben bezeichneten Weise zu den Kondensator-Impuls-Schweissströmen anzuordnen und alle erforderlichen, an sich bekannten Schalt- und Steuereinrichtungen in Übereinstimmung damit vorzusehen. Das magnetische Feld kann zusätzlich oder auch allein durch entsprechende Anordnung von Magnetpolen zu den Schweßstee, w@ @g2sehen sein. Bei Anwendung von Gleich.- Strom kann statt einer durch Wechselstrom erzeugten Vibration durch Ultraschallschwinger eine entsprechende mechanische Wirkung herbeigeführt werden.For such internal welds that can be made without destroying one of the If the outer decorative layers are to be made, welding times of only 1 to 2 milliseconds with high currents at the same time. Therefore preferably comes for this welding the capacitor pulse welding process into consideration as it is known from stud welding. This method and the machines for it are known. The capacitors or force fields and electromagnets are also corresponding to be arranged in the manner described above for the capacitor pulse welding currents and all necessary, per se known switching and control devices in accordance to provide with it. The magnetic field can additionally or also solely by appropriate Arrangement of magnetic poles to the Schweßstee, be w @ @ g2sehen. When using Same.- Electricity can be used instead of a vibration generated by alternating current a corresponding mechanical effect is brought about by an ultrasonic oscillator will.
Fig" ll a zeigt eine ausserordentliche Vergrösserung des mittleren Teils von Fig, ll in schematischer Vereinfachung.FIG. 11 a shows an extraordinary enlargement of the central part of FIG. 11 in a schematic simplification.
Fig. 12 a: Die beiden Trägerbleche sind durchbohrt und ein Schweiss-Stift 28 eingesetzt. Die Bleche sind gegenpolig zu den Elektroden angeschlossen. Es findet eine Verschweissung des Stiftes zwischen den Schweisselektroden einerseits und mit den Blechflächen andererseits statt. Durch die Elektroden-Arbeitsflächen werden die Stiftköpfe während der Ver.-schweissung wie Nietköpfe verbreitert aufgepresst.Fig. 12 a: The two carrier plates are drilled through and a welding pin 28 is inserted. The metal sheets are connected with opposite polarity to the electrodes. The pin is welded between the welding electrodes on the one hand and to the sheet metal surfaces on the other hand. The pin heads are pressed on like rivet heads during welding through the electrode working surfaces.
Fig, 7.2 b zeigt eine Variante zu Fig. 12 a. Die untere Elektrode erhält ihren Strom von der oberen Elektrode und ist somit gleichpolig mit dieser, während die Bleche 1 und 2 ihren Strom von dem Gegenpol des Sekundärkreises erhalten. Die Verschweissung des Nietstiftes 28 findet durch den ihm allseits von den Blechen zufliessenden gegenpoligen Strom statt"FIG. 7.2 b shows a variant of FIG. 12 a. The lower electrode receives its current from the upper electrode and is thus homopolar with this, while the sheets 1 and 2 receive their current from the opposite pole of the secondary circuit. The welding of the rivet pin 28 takes place through the opposing polarity flowing to it on all sides from the metal sheets "
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