DE1790152A1

DE1790152A1 - Process for resistance welding of coated sheets and machines for this

Info

Publication number: DE1790152A1
Application number: DE19681790152
Authority: DE
Inventors: Dr Becker Otto Alfred
Original assignee: BECKER OTTO ALFRED DR
Current assignee: BECKER OTTO ALFRED DR
Priority date: 1966-09-21
Filing date: 1968-09-19
Publication date: 1972-08-10
Also published as: DE1615155A1

Description

"Verfahren zum Widerstandsschweissen von beschichteten Blechen und Maschinen dazu" Zusatzanmeldung zu P 15 65 438.3, P 16 15 155.6, P 17 9o o58.2 In der Haupt- und den Zusatzpatentanmeldungen sind in die Beschichtungen von Blechen kreis- und nutenförmige Fräsungen in wahlweise vorbestimmter Frästiefe vorgesehen. Durch konzentrische Koinzidenz der Fräsungen entstehen zylindrische und kanalförmige Hohlräume zwischen den Blechen entsprechend der entfernten Beschichtungsdicke und ggf. entsprechend der Verminderung der Stärken der Trägerbleche. Nach der Erfindung ist in einer Lochung des anzuschweissenden Bleches ein Schweisskörper, bestehend aus einem unteren Schweissstift und einem darüber zweifach abgesetztes Flansch vorgesehen, mit welchem der Schweisskörper und das anzuschweissende Blech mit seinen seitlich der Lochung befindlichen Schweissflächen an das Hauptblech (Dekorblech) ohne die Dekorseite zu verletzen, durch Lichtbogenschweissung unter, Schmelzen des Stiftes angeschweisst wird. Dabei ist ein oberer Flansch vorgesehen, der das anzuschweissende Blech gegen das Hauptblech bei Beendigung der Schweisszeit anpresst; Es kann auch der oberhalb des Stiftes zunächst sich anschliessende Teil flanschartig so breit ausgebildet sein, dass nur dieser mit dem Dekorblech verschweisst wird, und der darüber befindliche noch grössere Flansch wie ein Nietkopf das anzuschweissende Blech an das Hauptblech presst."Process for resistance welding of coated sheets and machines to it" additional application to P 15 65 438.3, P 16 15 155.6, P 17 9o o58.2 In the main and additional patent applications, circular and groove-shaped millings are optionally predetermined in the coatings of sheets Milling depth provided. Due to the concentric coincidence of the millings, cylindrical and channel-shaped cavities are created between the sheets according to the removed coating thickness and, if necessary, according to the reduction in the thickness of the carrier sheets. According to the invention, a weld body consisting of a lower welding pin and a flange that is offset twice is provided in a perforation of the sheet metal to be welded, with which the weld body and the sheet metal to be welded with its weld surfaces located on the side of the perforation are attached to the main sheet (decorative sheet) without the decorative side to hurt, is welded by arc welding under, melting the pin. In this case, an upper flange is provided which presses the sheet to be welded against the main sheet when the welding time has ended; The part that is initially connected above the pin can also be designed in a flange-like manner so wide that only this is welded to the decorative sheet and the even larger flange above it presses the sheet to be welded onto the main sheet like a rivet head.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass ein Schweisskörper, der beidseits nach unten und oben Stifte trägt, zunächst auf das Hauptblech durch Lichtbogenschweissung aufgeschweisst wird und dann das obere Blech gegen den oberen Schweissstift auf den scheibenartigen Schweisskörper aufgeschweisst wird.Another embodiment provides that a weld body, the carries pins on both sides up and down, initially on the main sheet by arc welding is welded on and then the upper sheet against the upper welding pin the disk-like welding body is welded on.

Auch Luftspalte zwischen Schweisskörper und Werkstück können durch in der Höhe an Gestellen regulierbare Elektroden, Elektromagnete und Stempel z.B. mit Federvorspannung zur weiteren Verminderung der Schweisszeit, insbesondere für Leichtmetalle, vorgesehen sein. Die Fig,_ -1 - 4 zeigen im Senkrechtschnitt Bleche 1 mit beidseitigen Beschichtungen 1 a und 1 b und Bleche 2 mit beidseitigen Beschichtungen 2 a und 2 b, die an den inneren- sich berührenden Flächen 1 d und 2 c entschichtet sind und einen gemeinsamen Hohlraum (Fig, 1 - 3) bilden, der der Verbindung der beiden Bleche durch Schweissung dient, Dazu können, wie in Fig, 1 und 2 gezeigt, in dem oberen Blech Lochungen 1 e vorgesehen sein, in die Schweisskörper 6 o a, b, c und 61 a, b,, c eingesetzt sind, In Fig, 1= besteht dieser -Schweisskörper 6o aus einem unteren Stift 6o a (ca, 'l mm Durchmesser, Höhe ca, o, 6 mm), der oberhalb eine Verbreiterung 6o b' besitzt (Durchmesser etwa 1, 5 mm; Höhe: etwa o, 8 mm). Entsprechend ist die Lochung 1 e (Durchmesser ca, o, 9 mm) gestanzt, Oberhalb :des verbreiterten Stiftes 6o b besitzt dieser einen Flansch 6o: c Durchmesser ca, 3 mmHöhe ca, 1,5 mm), Der Schweisskörper ist mit seinem Flansch von einer Elektrode --5 mit einer den Flansch von oben und seitlich stromführend berührenden Aus -sparung aufgenommen, wozu ein Magnet 5 a axial in die Elektrode 5 eingesetzt ist, Die Elektrode 5 kann z®B. in einer Schweisspistole (z"B, mit Dreifuss oder an einem Schweissgestellt so angeordnet sein, dass sie stets streng senkrecht sich aufsetzt, wobei die Werkstücke an Anschlägen oder dergl. so zu der Elektrode angeordnet sind, dass diese präzis mit dem Schweißkörper bzw, dessen Schweissstift 6o a in die Lochung 1 e beim Aufsetzen der Elektrode sich einsetzt, Wird der Kondensatorentladungsstrom über die Elektrode 5 durch den Schweisskörper 6o a in das geerdete Blech 2 geleitet, so entstehen zwischen dem Blech 1 und dem Blech 2 Lichtbögen, während gleichzeitig Stift 6o a schmilzt und Stiftteil 6o b sowie die innere Schweissfläche 1 o des Bleches 1 mit der Schweissfläche 2 o des Bleches 2 alsdann sich verschweissen. Der Kondensatorentladungsstrom (Spannung ca. 15o bis Zoo Volt) ist gleichzeitig in die Elektrode 5 und in das Blech 1 (z. B. über Schnittkanten) geleitet.Air gaps between the weld body and the workpiece can also occur Electrodes, electromagnets and stamps adjustable in height on racks, e.g. with spring preload to further reduce the welding time, especially for Light metals, may be provided. The Fig, _ -1 - 4 show in vertical section Sheets 1 with coatings on both sides 1 a and 1 b and sheets 2 with coatings on both sides Coatings 2 a and 2 b, which on the inner touching surfaces 1 d and 2 c are stripped and form a common cavity (Fig, 1 - 3), which the Connection of the two sheets is used by welding, as in Fig. 1 1 and 2, perforations 1 e can be provided in the upper sheet metal, in the weld body 6 o a, b, c and 61 a, b ,, c are inserted, In Fig. 1 = this weld body consists 6o from a lower pin 6o a (approx. 1 mm diameter, height approx. 0.6 mm), the one above a widening 6o b 'has (diameter about 1.5 mm; height: about 0.8 mm). The perforation 1 e (diameter approx. 0.9 mm) is punched accordingly, Above: des widened pin 6o b, this has a flange 6o: c diameter approx. 3 mm height approx. 1.5 mm), the welding body is with its flange from an electrode --5 with a recess that is in contact with the flange from above and from the side recorded, including a magnet 5 a is inserted axially into the electrode 5, the electrode 5 can e.g. in a welding gun (e.g. with a tripod or on a welding stand be arranged so that it always sits down strictly vertically, with the workpieces Are arranged on stops or the like in relation to the electrode in such a way that it is precise with the welding body or its welding pin 6o a into the hole 1 e when it is placed the electrode is inserted, the capacitor discharge current across the electrode 5 passed through the weld body 6o a into the grounded sheet metal 2, so arise between the sheet 1 and the sheet 2 arcs, while at the same time pin 6o a melts and pin part 6o b and the inner welding surface 1 o of the sheet 1 with the welding surface 2 o of the sheet 2 then weld. The capacitor discharge current (Voltage approx. 15o to zoo volts) is simultaneously in the electrode 5 and in the sheet metal 1 (e.g. over cut edges).

Die' Elektrode 5 ist federnd angeordnet, so dass während des Schweissvorganges des Stiftes 6o a der Schweisskörper 6o b, 6o c zum Blech 2 hin durch die Federkraft gedrückt wird und mit dem Flanschteil 6o c gegen Ende des Schweissvorganges Blech 1 an Blech 2 @ andrückt und die angeschmolzenen Flächen 1 o und 2 o sich verbinden.The 'electrode 5 is resiliently arranged so that during the welding process of the pin 6o a of the weld body 6o b, 6o c towards the sheet metal 2 by the spring force is pressed and with the flange part 6o c towards the end of the welding process sheet 1 presses against sheet 2 @ and the melted surfaces 1 o and 2 o connect.

Wie bei Schweisspistolen von Bolzenmaschinen (System Graham) üblich, kann im vorliegenden Fall (statt einer Spannzange) die Elektrode gegen den Federdruck eingeschoben und vorgespannt werden und durch eine i Magnetspule gehalten sein bis durch Auslösen des Kondensator-Entladungsstromes die Magnetspule stromlos wird und die Elktrode vorschnellt. Der hierbei von der Elektrode mit dem daran magnetisch gehaltenen Schweisskörper 6o zurückzulegende Weg (ca. 3 mm Abstand) bis zum Blech 2 verkürzt die Schweisszeit, die mit Betätigen des Strom-Auslöseknopfesbereits begonnen hat. Dies ist in manchen Fällen z.B. bei Leichtmetallen, insbesondere Aluminium und seinen Legierungen, von Bedeutung.As is common with welding guns on stud machines (Graham system), can in the present case (instead of a collet) the electrode against the spring pressure be inserted and biased and held up by an i solenoid the solenoid is de-energized by triggering the capacitor discharge current and the electrode leaps forward. The one from the electrode with the one magnetically attached to it held weld body 6o distance to be covered (approx. 3 mm distance) to the sheet metal 2 shortens the welding time that has already started when the current release button is pressed Has. In some cases, this is the case with light metals, especially aluminum and its alloys, of importance.

Dieser von der Elektrode bzw, dein Schweisskörper zu `durchlaufende Weg bzw. die zeitliche Verzögerung des Schweissbeginnes kann nach Lage des Einzelfalles optimale Schweissungen ergeben.This from the electrode or your welding body to be `passed through The path or the time delay of the start of welding may vary depending on the individual case result in optimal welds.

Die Werkstücke sind auf einem Tisch 11. angeordnet, der eine polierte Kühlplatte: tragen kann. Grundsätzlich sind die Schweissparameter optimal so gewählt, dass eine Kühlung der Dekorfläche 2 b nicht erforderlich ist. In die Tischplatte sind Elektromagnete 11 a eingelassen, die das Werkstück absolut eben halten und auch Schweisskörper am Verrutschen hindern bzw. ihre Lage und Stellung sichern. Fig, 2 zeigt die gleichen Werkstücke und Vorrichtungen, Der Schweisskörper 61 unterscheidet sich jedoch von dem der Fig. i in der Weise, dass oberhalb des Stiftes 61 a j(von gleicher Grösse wie in Fig, 1) ein Flansch 61 b (Durchmesser aa, 4 mm, Höhe ca, o, 8 mm) ausgebildet ist, der in eine entsprechend grössere Lochung 1 e (Durchmesser ca, 4,1 mm) z,B, durch Vorschnellen sich einführen kann,. Oberhalb des Flansches _61 b ist abgesetzt eingrösserer Flansch 61 c (Durchmesser ca, 6 mm, Höhe ca, 1, 5 mm) in etwa gleicher Weise von der Elektrode 5 mit axial eingebautem Magnet 5 a aufgenommene Wird der Kondensatorentladungsstrom ausgelöst, so schmilzt der Stift 61 a, wobei gleichzeitig Lichtbögen zwischen 61 b und der 'Schweissfläche 2 o wirksam sind und somit Flansch 61 b mit Schweissfläche 2 o verschweisst wird, Es kann (so, wie in Fig, 1) in Blech 1 gleichzeitig der Stromstoss eingeleitet sein und damit auch bei entsprechend-grösserer Ausfräsung 1 d und 2 a durch Lichtbogenbildung im Hohlraum zwischen den Blechschweissflächen 1 o und 2 o eine Verschweissung der Trägerbleche 1 und 2 miteinander zusätzlich wie in Fig, 1 erfolgen.The workpieces are arranged on a table 11. which can carry a polished cooling plate. In principle, the welding parameters are optimally selected so that the decorative surface 2b does not need to be cooled. Electromagnets 11 a are embedded in the table top, which keep the workpiece absolutely flat and also prevent welded bodies from slipping or secure their position and position. Fig. 2 shows the same workpieces and devices. However, the welding body 61 differs from that of FIG. 1 in that a flange 61 b (diameter aa, 4 mm, height approx. 0.8 mm) , which can be inserted into a correspondingly larger perforation 1 e (diameter approx. 4.1 mm) z, B, by jumping forward. Above the flange 61 b there is a stepped larger flange 61 c (diameter approx. 6 mm, height approx. 1.5 mm) picked up in approximately the same way by the electrode 5 with an axially built-in magnet 5 a. If the capacitor discharge current is triggered, the pin melts 61 a, at the same time arcs between 61 b and the 'welding surface 2 o are effective and thus flange 61 b is welded to welding surface 2 o, It can (as in FIG even with correspondingly larger milled-out 1 d and 2 a by arcing in the cavity between the sheet metal welding surfaces 1 o and 2 o, the carrier sheets 1 and 2 are additionally welded to one another as in FIG.

Im ersten Falle, in welchem nur Flansch 61 b mit Schweissfläche 2 o verschweisst ist, kann das Blech 1 um den Flansch 61 b gedreht werden, was in besonderen Fällen in Betracht kommen kann. Durch Flansch 61 c wird Blech 1 an Blech 2 ähnlich wie von einem Nietkopf gehalten, Die Fg, 3 und 4 zeigen im Senkrechtschnitt ein etwas anderes Verfahren, Zur Verschweissung der beiden Bleche 1 und 2 ist ein Schweisskörper 63 a, b, c vorgesehen,. Dieser besteht aus einer Scheibe 63 b .(z,B; Durchmesser cal mm, Höhe ca, 3 mm), der nach unten und oben axial Stifte 63 a und 63 c trägt (Höhe ca, o, 6 mm, Durchmesser ca, 0. ,7 mm). Die Elektrode 5 reit einem Magnet 5 a ist mit Aussparungen entsprechend der Form der Scheibe 63 b und zusätzlich mit einer Aussparung für den. Stift 63 c vorgesehen, Zunächst wird der vom Magneten 5 a getragene Schweisskörper 63 durch den Kondensatorentladungsstrom über die Elektrode 5 auf die Schweissstelle 2 o des geerdeten Bleches 2 aufgeschweisst (z. B. mit Luftspalt von ca. 3 mm durch Vorschnellen). Damit ist es möglich, auf sehr dünnen Dekorblechen 2 über Schweisskörper 63 b beliebig kräftige Verschweissungen von Blechen 1 (jeglicher Stärke) vorzunehmen, ohne dass die Dekorschicht 2 b dadurch verletzt wird. Auch die Höhe der Schweissscheibe 63 b kann beliebig gewählt werden, ohne dass dies von Einfluss ist auf ihre Anschweissung an die Schweissfläche 2 o.In the first case, in which only the flange 61 b is welded to the welding surface 2 o, the sheet metal 1 can be rotated around the flange 61 b, which can be considered in special cases. Sheet metal 1 is held to sheet metal 2 by flange 61c in a manner similar to that of a rivet head. Figures 3 and 4 show a somewhat different method in vertical section. . This consists of a disk 63 b. (Z, B; diameter cal mm, height approx. 3 mm), which carries pins 63 a and 63 c axially upwards and downwards (height approx. 0.6 mm, diameter approx. 0 . , 7 mm). The electrode 5 rides a magnet 5 a is with recesses corresponding to the shape of the disc 63 b and additionally with a recess for the. Pin 63 c provided, first of all, the welding body 63 carried by the magnet 5 a is welded by the capacitor discharge current via the electrode 5 to the welding point 2 o of the grounded sheet metal 2 (e.g. with an air gap of approx. 3 mm by rushing forward). It is thus possible to weld metal sheets 1 (of any thickness) with any desired strength on very thin decorative sheets 2 via weld bodies 63 b, without damaging the decorative layer 2 b as a result. The height of the welding disk 63 b can also be selected as desired, without this having any effect on its welding to the welding surface 2 or the like.

Blech 1 kann von Elektromagneten 13 a im Abstand (ca. 3 mm) getragen sein und von den Stempeln gegen die Schweisskörper 63 c vorgeschnellt werden. Solche in der Höhe regulierbar angeordnete Elektromagnete können an einem Gestell vorgesehen sein.Sheet 1 can be carried by electromagnets 13 a at a distance (approx. 3 mm) be and be snapped forward by the stamps against the weld body 63 c. Such Electromagnets arranged to be adjustable in height can be provided on a frame be.

Als Kondensator-Schweissmaschinen und Schweisspistolen können die gleichen wie beim Bolzenschweissen angewandt werden, jedoch mit. Elektrodenköpfen, wie beschrieben, öder mit stromlosen Druckstempeln, bei verbleibender äusserer Beschichtung auch des anzuschweissenden Bleches (z. B. eines Halterungsbleches) und bei Stromzuleitung direkt in Blech 1.As condenser welding machines and welding guns, the same as are used for stud welding, but with. Electrode heads, as described, or with electroless pressure stamps, with the outer coating remaining also of the sheet to be welded (e.g. a mounting sheet) and for power supply directly in sheet 1.

Claims

Claims --------------- 1. Method for resistance welding of coated sheets according to patent, "." ........ (patent application P 15 65 438.3 and P 16 15 155.6 and P 17 9o o58,2), characterized in that a multi-step welded body with a lower welding pin is inserted into a hole in the upper sheet to be welded on and, when the welding pin melts when the capacitor current is switched on, both sheets are melted with their welding surfaces due to arcing and approximately at At the end of the welding time, the melted surfaces are pressed against one another by the upper flange of the welding body, the current preferably also being fed to the upper sheet metal. 2 .. The method according to claim 1, characterized in that the welding body above the pin carries a flange-like widening which welds to the lower main sheet, the larger flange above it sits on the upper sheet to be welded and this like a rivet head on the Main sheet presses. 3, method according to claim 1 and 2, characterized in that a weld body with upper and lower pins is provided , which is first welded with the lower pin onto the lower main sheet and then the upper sheet is welded to the weld body via the upper pin, it being possible to provide an electroless counter-punch which presses the sheet metal to be welded against one another over a large area against the weld body washer. 4. The method according to claim 1, characterized in that the electrode heads carry recesses and magnets for receiving the upper part of the weld body. 5, - Method according to claim 4, characterized in that the electrodes, stamps, welding bodies, magnets with bias in a distance to the workpiece or to welding bodies z. As are provided over the magnet coil of welding guns, racks or the like. In height adjustable, 6. The method according to claim 5, characterized in that the to be welded sheet metal, for example, by adjustable in height magnets which are arranged on a frame adjustable in a The distance to the weld body or counter plate by spring force or the like. Is arranged vorschnellbar. 7. The method according to claim 6, characterized in that the welding bodies are held in their position on the electrodes and on the workpieces by magnets. 8. The method according to claim 1, characterized in that the workpieces are held lying flat by magnets. Method according to Claim 7, characterized in that a magnet is inserted in the electrodes axially above the weld body flanges to be received, which magnet holds the weld body axially to the electrode.