DE1790142A1

DE1790142A1 - Process for resistance welding of coated sheets and machines for this

Info

Publication number: DE1790142A1
Application number: DE19681790142
Authority: DE
Inventors: Dr Becker Otto Alfred
Original assignee: BECKER OTTO ALFRED DR
Current assignee: BECKER OTTO ALFRED DR
Priority date: 1968-09-17
Filing date: 1968-09-17
Publication date: 1972-11-23

Description

"Verfahren zum Widerstandsschweissen von .beschichteten Blechen und Maschinen dazutt In der Haupt- und den Zusatzpatentanmeldungen sind in die Beschichtungen jeglicher Art von Blechen ,jeglicher, Metalle profilierte Fräsungen vorgesehen.. Durch Koinzidenz der Fräsungen entstehen geometrische z.B: zylindrische und kanalförmige Hohlräume zwischen den übereinander gelegten Blechen entsprechend den entfernten Beschichtungsstärken und gegebenenfalls zusätzlich entsprechend der Verminderung der Stärken der Trägerbleche. In diese Hohlräume sind profilierte Kontakteinlegestücke zur Kontaktbildung eingebracht. Sie bilden für den Stromdurchgang einen hohen elektrischen Widerstand" Bei Durchtritt eines starken Schweissstromes mit hinreichender Spannung z.B. eines Kondensatorentladungsstromes durch diese Kontaktteile,, entstehen hierdurch bei nur feinen punkt- oder linienförmigen Kontakten zwischen den inneren Oberflächen der die Hohlräume begrenzenden, sich gegenüber.-liegenden Schweissstellen der beiden Bleche, infolge teilweiser Verdampfung der Kontaktelemente und Ionisierung im Hohlraum, Lichtbögen" die auf die beiden metallblanken Oberflächen der Schweissstellen während etwa ein bis zwei Millisekunden einwirken und diese ohne thermische Tiefenwirkung (Eindringtiefe etwa o, o2 bis o,2 mlm) anschmelzen. Es findet eine kombinierte Gleichstromwiderstands- und Lichtbogenschweissung statt, Während dieses Vorganges wird nach der Erfindung die Schweissfläche des anzuschweissenden Bleches von der Elektrode oder einem stromlosen Andruckmittel durch elastische Mittel, z. B. Federungen oder durch Druckluft '(z. B. über Druckluftkolben) progressiv gegen die koinzidierende innere Schweissfläche des Hauptbleches (Dekorblech) vorgeschoben und verbindet sich mit dieser im optimalen. Zeitpunkt der Anschmelzung in der Endphase. Dazu sind Gestelle, Gerüste oder dergl. vorgesehen, an denen die Schweisselektroden oder stromlosen Andruckmittel oder dergl. finit Vorschubmitteln, z.B. Federn, Druckluftzylindern mit Kolben angeordnet sind und mit dem Schweissgerät vorzugsweise durch flexible Kabel verbunden sind. . Für das an sich bekannte Steuerungskabel sind im Falle isolierender äusserer Beschichtungen der Bleche besondere Schaltmittel, z.B. ein Schaltdruckknopf z.B. an der Vorschub-Vorrichtung oder sonstwo vorgesehen. Dieser Schaltknopf, der die Kontakt-Einschaltung des Steuerkabels bewirkt, kann mit der Erdleitung zur Schliessung des Stromkreises verbunden sein. Der Schaltknopf kann auch so vorgesehen sein, dass der Schweissstrom erst fliesst, wenn der Schaltknopf und der Schweissstrom-Auslöseknopf gleichzeitig betätigt werden."Process for resistance welding of .coated sheets and Machines added In the main and the additional patent applications are in the coatings Any type of sheet metal, any metal profiled milling provided. The coincidence of the millings results in geometric e.g. cylindrical and channel-shaped Cavities between the sheets placed one on top of the other according to the removed ones Coating thicknesses and, if necessary, additionally according to the reduction the strengths of the carrier plates. Profiled contact inserts are located in these cavities introduced for contact formation. They form a high electrical level for the passage of current Resistance "When a strong welding current with sufficient voltage passes through E.g. a capacitor discharge current through these contact parts, arise from this in the case of only fine point or line contacts between the inner surfaces the opposing weld points of the two that delimit the cavities Sheet metal, as a result of partial evaporation of the contact elements and ionization in the cavity, Arcs "which occur on the two bare metal surfaces of the weld points during act for about one to two milliseconds and this without thermal depth effect Melt (penetration depth about 0.02 to 0.2 mlm). It finds a combined direct current resistance and arc welding takes place, during this process is after the Invention of the welding surface of the sheet to be welded from the electrode or an electroless pressure means by elastic means, e.g. B. suspensions or by Compressed air '(e.g. via compressed air piston) progressively against the coinciding inner The welding surface of the main sheet (decorative sheet) is pushed forward and connects to it this in the optimal. Time of melting in the final phase. There are also racks, Scaffolding or the like. Provided on which the welding electrodes or currentless Pressure means or similar finite feed means, e.g. springs, compressed air cylinders are arranged with pistons and with the welding device preferably by flexible Cables are connected. . For the per se known control cable are in the case of insulating outer coatings of the sheet metal special switching means, e.g. a switch push button e.g. provided on the feed device or elsewhere. That button that the contact activation of the control cable can be connected to the earth line for closing of the circuit must be connected. The switch button can also be provided so that The welding current only flows when the switch button and the welding current release button operated at the same time.

Die Elektrode oder der stromlose Andruckstempel kann entgegen einer ausreichenden Federkraft beim Aufsetzen auf die entschichtete Schweissstelle sich in das Vorschub-Element mit der erforderlichen Federspannung einschieben.The electrode or the currentless pressure stamp can counteract a sufficient spring force when placing it on the stripped welding point slide into the feed element with the required spring tension.

Beim Schweissen wird die Elektrode oder dergl. von der Feder vorgesdhoben. Die Elektrode kann statt dessen in die Vorschub-Vorrichtung so mit Vors,pannung eingeschoben werden, dass ein veränderlicher Luftspalt ;etwa 3.-5 mm) zwischen der Schweissstelle und der Elektrode entsteht.When welding, the electrode or the like is advanced by the spring. Instead, the electrode can be biased into the feed device be inserted that a variable air gap; about 3 - 5 mm) between the Welding point and the electrode is created.

Dieser Abstand wird mit bekannten Mitteln z.B. Distanzstangen mit Rändelmuttern nach Erfordernis eingestellt. In. der eingeschobenen Lage wird die Elektrode bzw. der Elektrödenhalter von einer stromführenden Magnetspule gehalten. Bei Auslösung des Kondensator-Entladungsschweissstromes wird die Magnetspule stromlos, wodurch die Feder die Elektrode gegen die entschichtete Schweissstelle des beschichteten Bleches mit dem erforderlichen Elektrodendruck vorschnellt und die Schweissung progressiv vom Zeitpunkt des Aufsetzens an vollzieht. Die variablen Schweissparameter sind in bekannter Weise entsprechend einstellbar. . Die Aufrechterhaltung der notwendigen Lichtbogenzeit erfolgt durch eineentsprechende Abschmelzzeit des Zündkontaktes im Hohlraum, Die Abschmelzzeit ist bedingt durch die Metallart sowie die Form und Bemessung der Profilierun. gen, Fortsätze oder/und Einlegestücke. Das Schmelzen der Kontaktteile, z, B. der Punkt- und linienförmigen FOrtsätze bzw. Kontaktprofilierungen sowie das Aneinanderpessen der Schweissstellen erfolgt in zeitlicher Übereinstimmung mit dem Zeitpunkt des optimalen Ans chmelzens der Blechoberflächen durch die Lichtbögen. -Die innere Schweissstelle des anzuschweissenden Bleches kann zur Lichtbogen Bildung- vorteilhaft leicht hohl gewölbt" ringförmig berührend in Richtung zum Hauptblech ausgeprägt sein, so dass der durch Fräsen oder Prägen vorzugsweise Punkt- oder linienförmig vorspringende Teil in die Ausfräsung des Hauptbleches sich einsetzt und beim StromdurchfIuss unter gleichzeitiger Lichtbogenzündung und Lichtbogenschweissung als elektrischer Widerstand sich mit der Schweissstelle des °':auptbleches ebenfalls verschweisst, Auch eine flache Ausprägung mit Zwischenlage eines Kontaktenlegestückes kann anstelle der ringförmigen Profilierung den gleichen Effekt bewirken, Die ein.-gebrachten Einlegestücke können mit Metallüberzügen niederer Schmelzpunkte als die Bleche versehen sein und damit die Ionisierung des Hohlraumes begünstigen, Es können Ionisierungsmittel in anderer Weise in den Schweisshohl-. raum eingebracht werden, -Die Widerstandserwärmung ist beschränkt auf das erforderliche Schmelzen und Verdampfen der die :Bleche nur punktförmig oder linienförmig berührenden Kon, taktprofilierungen, Fortsätze, Einlegestücke und dergl, Die Bereiche der Schweissparameter und -der Kontaktprofilierungen, Fräsungen, Prägungen und/oder Einlegestücke und dergl. Kontaktausbildungen, innerhalb deren keine Dekorbeschädigung eintritt, sind entsprechend den im Einzelfall gegebenen Fakten zu ermitteln.This distance is established using known means, e.g. using spacer bars Knurled nuts adjusted as required. In. the inserted position becomes the Electrode or the electrode holder held by a current-carrying magnet coil. When the capacitor discharge welding current is triggered, the magnet coil is de-energized, whereby the spring pushes the electrode against the stripped weld of the coated Sheet metal with the required electrode pressure accelerates and the welding progresses from the moment it is set up. The variable welding parameters can be adjusted accordingly in a known manner. . Maintaining the necessary The arc time occurs through a corresponding melting time of the ignition contact in the Cavity, the melting time depends on the type of metal as well as the shape and dimensioning the profiling. genes, extensions and / or inserts. The melting of the contact parts, e.g. the point and line-shaped continuations or contact profiles as well as the The welding points are pressed together at the same time as the Time of the optimal melting of the sheet metal surfaces by the arcs. -The inner welding point of the sheet to be welded can lead to arcing- advantageously slightly hollow arched "ring-shaped touching in the direction of the main sheet be pronounced, so that the milling or embossing is preferably point-shaped or linear The protruding part is inserted into the cutout of the main sheet and when the current flows through with simultaneous arc ignition and arc welding as electrical Resistance to the welding point of the ° ': main sheet also welded, A flat expression with an intermediate layer of a contact insert can also be used instead the ring-shaped profiling cause the same effect as those brought in Inlay pieces can be provided with metal coatings with lower melting points than the sheets and thus favor the ionization of the cavity. Ionizing agents can be used in a different way in the Schweisshohl-. space, -The resistance heating is limited to the required melting and evaporation of the die: sheets only punctiform or linear touching contact profiles, extensions, inserts and the like, The areas of welding parameters and contact profiling, milling, Embossings and / or inserts and the like. Contact formations, within them no damage to the decor occurs, are in accordance with the given in the individual case Establish facts.

Die Prägungen können selbstverständlich auch zuerst erfolgen und dann die Fräsungen und ebenso umgekehrt.The embossing can of course also be done first and then the millings and vice versa.

Ist das anzuschweissende Blech (z.B, eine Halterung) von hinreichender Stärke, s o kann z. B. durch Ausfräsung.eine Stiftbildung Zapfen): ,(z. B" von etwa . o',6 mm Durchmesser und etwa o,7 mm Länge) vorgesehen werden.Is the sheet metal to be welded (e.g. a bracket) of sufficient size Strength, s o can e.g. B. by milling a pin formation pin): .

Wie erwähnt kann auch in die z. B. zylindrische Prägung des anzuschweißen. den Bleches eine leicht gewölbte Höhlung z. B. mit einem leicht gewölbten Stirnfräser eingefräst werden, so dass ein mehr oder minder spitzer linien. förmiger Ring verbleibt. Die Ausfräsung kann auch so erfolgen, dass ein niedriger dünner scharfer Ring verbleibt, der gegen das Hauptblech durch die Elektrode oder das stromlose Andruckmittel gepresst wird. Auch eine oder-mehrere dünne scharfe oder spitze Rippen können durch beidseitig zu diesen vorzunehmende Rillenausfräsungen an den entschichteten inneren Schweissstellen ausgebildet werden.As mentioned, in the z. B. cylindrical shape of the weld. the sheet a slightly curved cavity z. B. with a slightly curved face milling cutter be milled so that a more or less pointed lines. shaped ring remains. The milling can also be done in such a way that a lower, thin, sharp ring remains, which is pressed against the main sheet by the electrode or the currentless pressure medium will. One or more thin, sharp or pointed ribs can also go through on both sides For these, milled grooves to be made on the stripped inner welding points be formed.

Der Kontakt kann auch ohne Ausprägung durch Elektrodendruck oder nur Stempeldruck erfolgen. Das gleiche gilt für streifenförmige Ausfräsungen und -entsprechende Ausprägungen und Profilierungen (hohlgewölbt, stegförmig, Längsrippen uswe).The contact can also be made without expression through electrode pressure or only Stamp printing take place. The same applies to strip-shaped millings and corresponding ones Characteristics and profiles (hollow arched, web-shaped, longitudinal ribs, etc.).

Bei sehr dünnen Blechen" die eine Fräsung nicht zulassen, können durch Körnerschlag oder dergl. sehr spitze Ausprägungen nach dem Hautblech hin an der Schweissstelle des Halterungsbleches oder dergl. vorgenommen sein:Statt Elektroden treten stromlose Andruckstempel oder -Leisten, wenn der Strom an anderer Stelle in das Blech eingeleitet wird. Alsdann kann auch dessen äussere Dekorschicht thermisch unverletzt bleiben,ebenso wie die äussere Dekorschicht des Hauptbleches, wenn der Strom an einer anderen Stelle des Hauptbleches abgeleitet bzw. das Blech geerdet wird.In the case of very thin sheets "that do not allow milling, you can get through Grain punch or the like. Very pointed manifestations towards the skin plate on the Welding point of the mounting plate or the like. Be made: Instead of electrodes electroless pressure stamps or strips occur when the power is elsewhere is introduced into the sheet. Then its outer decorative layer can also be thermal remain intact, as does the outer decorative layer of the main sheet if the Current is diverted at another point on the main sheet or the sheet is grounded will.

Bei der Verschweissung von mit Metallüberziigen versehenen Blechen sind mangels isolierender Beschichtung entsprechend ausgestanzte Isolierflächen, Isolierscheiben, -Streifen, -Platten, -Ringe oder dergl.z.B. aus Papier, Kunststoff-Folie oder dergl. zwischenzulegen oder zu kleben. Auch können Kunststoffolien auf das oder die Bleche unter Wärme aufgewalzt und dann an den Schweissstellen ausgefräst werden.When welding sheets with a metal coating are, in the absence of an insulating coating, appropriately punched-out insulating surfaces, Insulating washers, strips, plates, rings or the like, e.g. made of paper, plastic film or the like. To be inserted or glued. Plastic films can also be applied to the or the metal sheets are rolled on with heat and then milled out at the welding points will.

Auf den Einsatz von Kondensator.platten-Ladungen zur Verdrängung der Stromlinien von der Dekor-Aussenseite des Hauptbleches weg zu den inneren Berührungsflächen hin sei auch zu vorliegendem Verfahren hingewiesen. Auch folgende Vorrichtung ist zur Verhinderung thermischer Dekorschäden vorteilhaft: Die Elektrode ist z. B, ein Rohr, in dem ein Eisenstab eingebracht ist. Um diesen ist eine Magnetspule zur Erzeugung eines Magnetfeldes angeordnet, die z.On the use of capacitor plate charges to displace the Streamlines from the decor outside of the main sheet towards the inner contact surfaces reference should also be made to the present procedure. Also the following Device is advantageous for preventing thermal damage to the decoration: The electrode is z. B, a tube in which an iron rod is inserted. Around this is a solenoid arranged to generate a magnetic field, the z.

B. gleichzeitig von einem Teil des Kondensator-Schweissstromes unter Zwischenschaltung eines Regulier-Widerstandes durchflossen wird. Durch die Magnetisierung des im Hohlraum befindlichen flüssigen Eisens Fund der schmelzenden Einlegestückey wird dieses in Richtung zum anzuschweissenden Blech angezogen und das Dekor-Blech thermisch entlastet. Dies erlaubt eine stärkere Anschmelzurig des anzuschweissenden Bleches und eine optimale Steuerung des Anschmelzens des Dekorbleches. Entsprechendes gilt für die Anordnung stromloser Andruckstempel. Die Anordnung des Eisens mit Magnetspuele kann auch in jeder anderen geeigneten Weise erfolgen. Auch Kombinationen mit elektrischen Platten-Kondensator-Feldern sind möglich. Der durch die Fräsentschichtungen an den Schweissstellen der Blechinnenseiten gebildete Schweisshohlraum ist eine hervorragende Grundlage zu den verschiedenen Schweissverfahren. Anstelle der Schweisseinlegestücke aus gleichem Metall können auch niedrig schmelzende Legierungen geeigneter Art eingelegt werden. Auch verschiedenartige Bleche oder Blechlegierungen -können miteinander verschweisst werden. Soll eine Kondensator-Impuls-Schweissmaschine mit transformierter Kondensatorladung zum Einsatz kommen, so ist die Sekundärs--eite des Impulstransformators zur Erzielung einer zur Lichtbogenerzeugung ausreichend hohen Spannung aus zubilden.B. at the same time from part of the capacitor welding current below Interposition of a regulating resistor is flowed through. Because of the magnetization of the molten iron in the cavity Find the melting inlay pieces this is tightened in the direction of the sheet to be welded and the decorative sheet thermally relieved. This allows a stronger fusion of the to be welded Sheet metal and an optimal control of the melting of the decorative sheet. Corresponding applies to the arrangement of de-energized pressure stamps. The arrangement of the iron with magnetic coils can also be done in any other suitable manner. Also combinations with electric Plate capacitor fields are possible. The through the layers of milling to the Welding cavity formed by welding points on the inside of the sheet is an excellent one Basis for the various welding processes. Instead of the welding inserts Low-melting alloys of a suitable type can also be inserted from the same metal will. Different types of sheet metal or sheet metal alloys can also be used with one another be welded. Should a capacitor pulse welding machine with transformed Capacitor charge are used, so is the secondary side of the pulse transformer to achieve a voltage that is high enough to generate an arc.

Mit den Verfahren der Hauptanmeldung und denen der vorangegangenen Zusatz- -anmeldungen sind zahlreiche Kombinationen möglich.With the procedures of the main application and those of the previous ones Additional registrations are possible in numerous combinations.

Claims

Claims. 1. A method for resistance welding of coated sheets and machines for this, characterized in that the electrodes or pressure means. or parts thereof by elastic means, e.g. B. springs or by compressed air (z. B. via compressed air pistons during the welding process until 'to press the sheets together, 2, method according to claim 1, characterized in that for the arrangement of the welding electrodes and also the welding guns racks, scaffolding or the like . Are provided on which feed .. means, for example springs, compressed air cylinders with pistons, for pressing the electrodes (or currentless pressure means are arranged. 3. Method according to claims 1 and 2, characterized in that special control panel means for the control cable 4. The method according to claim 2, characterized in that between the workpiece and the electrode there is an air gap to a frame which is formed by resilient pretensioning and fixing of the electrode position, for example by a current-carrying magnet coil , The method according to claim 4, characterized .. that at the moment the power is switched on, the Mag netspule is de-energized and the preload causes the electrode to snap against the workpiece. 6. The method according to claim 1, characterized in that arcs are ignited by the contact bridges provided in the welding cavity between the opposing stripped welding points and are maintained until the welding points are united. 7; Process according to Claim 1, characterized in that the surfaces to be welded together and (or) the inserts introduced for this purpose are provided with metal coatings with a low melting point which evaporate when the current flows in and ionize the air layer between the surfaces to be welded to form an arc. 8. The method according to claim 7, characterized in that - for the purpose of ionization, special ionizing agents are introduced into the cavity, 9; Method according to Claim 1, characterized in that the sheet metal to be welded on is milled at the inner welding point in such a way that a peg-like tip (generally less than a millimeter in diameter and height) remains towards the main sheet. 1o. Method.-according to claim 1 "characterized in that the sheet metal to be welded on is embossed towards the main sheet metal and a flat curved recess is made through which pointed protruding edge parts remain; ring-shaped or web-shaped). 11, method according to claim 9, characterized in that a rectangular cutout takes place, through which thin, sharp edge parts remain (ring-shaped or web-shaped) 12. The method according to claim 1, characterized in that

1.3, the method according to claim 1, characterized in that, for example, by means of a center punch, very pointed embossments towards the other sheet are formed on the inside of the sheet to be welded. 14. The method according to claim 1, characterized in that cavities between non-insulating coated or metallically coated sheets by interposing insulating surfaces, insulating washers, insulating rings, strips of any insulating material, e.g., paper, plastic films or the like., which are punched out beforehand to form the welding points or are provided by rolling on and subsequent milling out at the welding points. 15, The method of claim 1, characterized gekennzeichne t that capacitor plates which are arranged on the welding points with electrically charged, the welding current is displaced from the outer decorative coating of -Hauptbleches to the opposite surface.

(outside) are arranged, which are magnetically excited by magnetic coils and act on magnetizable melting inserts and molten metal in the welding cavity. 17. The method according to claim 16, characterized in that the liquid mass is attracted to the sheet metal or the like to be welded by direct current in the 'magnetic coil.