DE1814801A1 - Verfahren zum Widerstandsschweissen und -Loeten von beschichteten Blechen und Maschinen dazu - Google Patents

Description

• "Verfahren zum Widerstandsschweissen und Löten von beschichteten Blechen und Maschinen dazu" 29. Zusatzanmeldung zu: B 89 ool VIII d/21 h vom 21,9,1966 Klasse 49 H B 93 788 VIII d/21 h, jetzt P 16 15 155.6 vom 3,8.1967 B 95 903 VIII d/21 ha jetzt P 16 15 163,6 vom 18.12.1967 P 17 65 077.0 vom 29.3.1968 P 17 65 366.6 vom 8.5,1968 P 17 65 489.6 vom 28.5,1968 P 17 65 903,9 vom 3.8.1968 P 17 65 970.0 vom 19.8,1968 P 17 65 991.5 vom 21.8.1968 P 17 9o o58.2 vom 3.9,1968 P 17 9o 142*7 vom 17.9.1968 P 17 9o 152,9 vom 19,9,1968 p 18 o2 o39.8 vom 9.10.1968 sowie die Zusatzpatentanmeldungen vom 26. Oktober 1968, vom 30. Oktober 1968 (P 18 o5 o21.4 sowie vom 4,12,1968 In den vorangegangenen Patentanmeldungen ist beschrieben und dar.
• gestellt, wie ein und beidseitig beschichtete Bleche, die an definierten Schweissstellen koinzidierend durch kreis oder streifenförmiges Fräsen zum Zwecke einer Verschweissung entschichtet sind, durch Profil-Fräsen oder -Prägen der Trägerbleche und/dder mittels Einlegestücken unter Anwendung von vorzugsweise Korden.
• satorentladungsströmen so miteinander verschweisst werden können, dass mindestens eine Aussenseite keine Wärmer und Druckbeschäo digung erfährt, In den Pateneanmeldangen B 91 404 VIII d/21 h vom 27,2.1967> B 92 21o VIII d121 h vom 24.4,1967, B 92 707 VIII d/21 h vom 26,5,1967, B 93 71o VIII d121 h vom 29,7,1967 ist an zahlreichen Ausführungsbeispielen beschrieben und in der- Zeichnung dargestellt, wie durch Anlegen des Gegenpols des Sekundärkreises einer Schweiß maschine an das durch Aufsetzen einer Elektrode auf eine durch Fräsen entschichtete Schweissstelle eines oberen Bleches, dieses Blech unterhalb der Arbeitsfläche der aufgesetzten Elektrode belie big stark durch einen elektrischen Strom erwärmt werden kann, so dass eine Verschweissung in senkrechter Richtung zueinander des unteren Bleches mit dem oberen Blech stattfindet.
• Es kann selbstverständlich der Strom auch durch die Blechfläche diez ses unteren Bleches mittels eines Kabels (unter Entfall der unteren Elektrode) ebenfalls zum Gegenpol über erforderlichenfalls reguliert bare und zeitlich steuerbare Widerstände weitergeleitet werden, Um mit einer möglichst geringen Energie und damit geringstmöglin chen Erwärmung arbeiten zu können, sind zur oberen Fräsentschich" tung, auf der die obere Elektrode aufsitzt, koinzidierend die keine ander liegenden Beschichtungen der beiden Bleche ebenfalls durch Fräsen entschichtet, so dass lediglich die DekorAussenbeschichtung des unteren Bleches, die nicht verletzt werden soll, unentschichtet bleibt, " In der Hauptanmeldung B 89 ool VIII d/21 h vom 21,9.1966 ist das koinzidierende Fräsentschichten beschrieben und dargestellt.
• Hierdurch sind zylindrische Schweisshohlräume zwischen den sich gegenüberliegenden Schweissflächen der definierten Schweiss stellen gebildet, Die Schweissflächen berühren sich zunächst nicht, Erst z, 13, durch einen entsprechend bemessenen Elektrodendruck findet eine die Verschweissung vollziehende Berührung statt.
• Die vorliegende Erfindung sieht vor, dass entsprechend der Patents anmeldung P 17 9o o58,2 vom 3,9,1968 eine Vorerwärmung der definierten Schweissstelle des oberen Bleches (auf das die Schweissz elektrode mit ihrer Arbeitsfläche zunächst mit nur leichtem Berührungsdruck aufgesetzt ist) bis zu einem optimalen VorwärmZustand stattfinuet, und dann erst die schweissende Berührung bzw, Verschwei ßung mit dem darunter liegenden, nach der Innenseite hin entschich" teten Blech erfolgt, Der zylindrische Schweiss*Hohlraum, der durch die beiden an den Innenseiten vollzogenen Entschichtungen gebildet ist, bildet somit eine zwischenzeitliche Isolierung in thermischer und elektrischer Hinsicht.
• Da für die zeitlich relativ längere Vorwärmung insbesondere Wechsel strom"Schweissmasclünen mit präzisen Zeitreglern lund z. B. Phasen" anschnitt) in Betracht kommen (wobei die Einstellung des Zeitreglers dem optimalen Schweisszustand der Vorerwärmung zu entsprechen hat), hingegen die Schweisszeit für die Verschweissung des oberen Bleches mit dem unteren Dekorblech auf ein Minimum reduziert werden muss, ist es zweckmässig, vorzugsweise eine 2. Strom'.
• quelle, z, Bs eine Kondensator-Impulsschweiss-Maschine (mit eigen nem Stromkreis) zur oberen Elektrode und zu dem unteren Blech so einzuschalten, dass im Augenblick des automatischen Abschaltens des Vorwärmstromes gleichzeitig das Einschalten des Kondensator-Entladungsstromes über die gleiche Elektrode (die zuvor dem Durch fluss des Vorwärmstromes diente) erfolgt und zugleich in diesem Augenblick die Elektrode mit einem vorbestimmten Elektrodendruck die vorzugsweise flächige Durchbiegung der vorgewärmten Schweissk stelle des oberen Bleches bis zur Kontaktberührung der noch kalten unteren koinzidierenden Schweiss"Stelle des unteren Bleches durchs führt.
• Auch dieses Andrücken und Ausprägen der vorerwärmten Schweissn stelle durch die Elektrode kann durch an sich bekannte Mittel präo zis gesteuert werden, so wie es z.B, von den Bolzenschweisspistolen her bekannt ist, Hierbei kann die Elektrode mit einer regulierten Few derspannung durch einen Elektromagneten in der gespannten Lage zuG nächst gehalten sein und mit Einschalten des Konde ns atoruEntladungs -stromes (bzw, Schweissstromes schlechthin) der Elektromagnet abgeH schaltet werden und durch die freiwerdende Federspannung die E:lekw trode im hier wrliegenden Fall zur Ausprägung der vorerwärmten Schweissfläche und Kontaktberührung mit der gegenüberliegenden noch kalten und zuvor noch nicht vom Strom durchflossenen Gegenschweiss fläche des zylindrischen Schweisshohlraumes dienen, Die Verschweissung kann in verschiedener Weise erfolgen, nämlich wie dargestellt durch Berührung der Schweissflächen oder aber, wie in der Zusatzpatentanmeldung vom 4.12,1968 beschrieben, durch Zün dung von Lichtbögen. Hierzu kann die erwärmte Schweissfläche des oberen Bleches z,B, stiftförmig prfoliert gefräst sein, wobei jedoch der Abstand zwischen den Blechen so gross gehalten ist (evtl, mit den Abstand vergrössernden, isolierenden, gelochten Zwischeneinlagen aus Kunststoff-, KlebeFolien oder dergl. oder Kleberingen usw.), dass zunächst keine Berührung des stiftförmigen oder profiliert ausgebildes ten Zündelementes stattfindet, bis durch den oben beschriebenen Federdruck (auch Luftdruck oder Druck durch einen Elektromagneten) der ausgefräste (oder ausgeprägte) Stift beim automatischen Auslösen des Schweiss'.Stromes bei Abschaltung des Vorwärmstromes die Gegen schweissFläche des unteren Bleches stromleitend berührt, Es können auch unabhängig von der Elektrode besondere stromlose Andruckstempel zum Andrücken vorgesehen sein, z.13, koaxial zur Elektrode (oder beidseitig zu E1dktrodenLeisten), Das beschriebene Verfahren eignet sich auch für das Nahtschweissen aufgrund von koinzidierenden, e nts pre chend nutenartigen, streifens förmigen Ausfräsungen an einer Aussenseite und den beiden Innenseiten, wobei die an den Innenseiten sich gegenüberliegenden Fräsungen einen kanalartigen Hohlraum bilden, Die streifenförmige Ausfräsung an der Oberseite kann durch eine dem Streifen entspreH chende leistenartige Ausbildung der Elektrode (Elektroden"Leis te) den Vorwärmstrom und später den Schweissstrom aufnehmen bzw.
• weiterleitenq Statt der erwähnten stromlosen Andruckstempel (für kreisförmige Entschichtungen) können in diesem Fall Andruckleisten, z.B. seitlich der Elektrode-nleiste (ebenfalls von Federkraft oder dergl. betätigt) vorgesehen sein. Die Elektroden sind vorzugsd weise mit Wismut-Arbeitsflächen zu versehen.
• In den kanalförmigen Hohlräumen kann ein feiner Schweissdraht einz gelegt sein, der zunächst keine Berührung mit dem oberen vorzug wärmenden Blech hat und selbst durch einen Erwarmungsstrom nach Erfordernis vorerwärmt sein kannt wozu der gleiche Vorwärmsrom wie für das obere Blech vorgesehen sein kann, Die Regulierung der Stromstärken kann auch durch zwischengeschaltete regulierbare und zeitlich steuerbare Widerstände nach Erfordernis erfolgen. Alle bekannten Schalt" und Steuerungsmittel können eingesetzt sein.
• Das Verfahren lässt zahlreiche Ausführungs-Varianten zu.
• Insbesondere sind zahlreiche Kombinationen mit den vorangegangenen Zusatzaameldungep möglich, fur die ebenfalls Schutz begehrt wird.
• Soweit überhaupt eine Kühlung der Dekor"Aussenschicht des unteren Bleches erforderlich ist, wird als Beispiel auf die Anmeldung P 18 o6 o2l,4 vom 30.10.1968 hingewiesen, Die Anspritzstellen können untereinander in Verbindung stehen. Statt das unter Null Grad gekühlte Wasser (z.B. Salzwasser> anzuspritzen, kann auch eine derart gekühlte Flüssigkeit unterhalb des Dekorbleches in entsprechenden Aussparungen (z.B. der Tisch-Auflage), die zu den Schweiss-Stellen koordiniert sind, im Durchfluss mit ständiger fliessender Berührung der gefährdeten Dekorstellen vorgesehen sein.
• Insbesondere empfiehlt sicht zwischen der zu schützenden Dekorschicht und der darunter befindlichen mit Aussparungen versehenen Kühl- oder Tischplatte, einen weichen Kunststoff, der ebenfalls entsprechende Aussparungen zu den Schweiss-Stellen bzw. Ausspaw rungen in der Auflageplatte besitzt, vorzusehen, um jede Druckauswirkung auf der Dekorschicht elastisch zu verhindern.
• Weitere Einzelheiten sind nachfolgend beschrieben und in der Zeichnung in vergrössertem Maßstab (zum Teil schematisch) dargestellt.
• Fig. 1 zeigt ein Blech 1 mit einer oberen und eincr unteren Beschichtung 1 a und 1 b, sowie koinzidierenden Entschichtungen 1 c und 1 0. Unterhalb dieses Bleches ist ein zweites Blech 2 mit oberen und unteren Entschichtungen 2 a, 2 b vorgesehen, das eine Entschichtung 2 o, gegenüberliegend zur Entschichtung 1 o des oberen Bleches, besitzt0 Die untere Beschichtung 2 b ist eine Dekorbeschichtung, die nicht durch ein Verschweissen der Bleche 1 und 2 miteinander verletzt werden soll. Darunter befindet sich eine Kithlplatte lo auf einer Tischplätte 11.
• Auf die entschichtete Schweissfläche 1 c ist eine Elektrode 5 einer Schweißpistoie mit einem Dreifußgestell 73, 74 aufgesetzt.
• Die Elektrode 5 ist mit einer Feder 5 a vorgespannt, wobei ein Elektro-Magnet die Elektrode 5 in dieser Lage, mit nur leichtem Kontaktdruck auf der Schweissfläche 1 c ruhend, nach oben hält, bis der Elektro-Magnet bei Einschalten eines Schweissstromes abgeschaltet wird und die vorgespannte Feder ihren Druck gegen die Schweissfläche 1 c ausübt, wobei diese Schweissfläche 1 o nach unten ausgeprägt wird und zur Berührung mit der Schweissfläche 2 o des Bleches 2 gelangt.
• Durch e ine eine Wechselstroiu-Schweissmaschine mit Zeitreglern, Steuerelementen und dgl. wird zuvor ein Vorwärmstrom durch das Kabel 7 des Sekundärkreises S der Elektrode 5 zugeführt.
• Dieser Strom wird- durch das Blech 1 einem zum Begeiipol führenden Kabel 4 - evtl. über einen regulierbaren Widerstand 8 -zugeführt. Hierdurch wird die Temperatur der Schweissfläche 1 o auf eine für den nachfolgenden Schweissvorgang optimale Iföhe gebracht und dies durch eine entsprechende Regelung und Einstellung der Schweissdaten bzw. der Steuerelemente, Zeitschalter und dgl. bewirkt. Sobald die automatische Unterbrechung des Yortärmstromes ,z.B. durch Abschwenken einer Schaltleiste 111 Ton den Kontaktpunkten 7 a z.B. durch den Zeitregler erfolgte wird über den damit gleichzeitig betätigten Schalter 111 und 111 a (Drehpunkt der Schaltleiste 111 ) ein Kondensator-Entladungsstrom z.B. einer Kondensator-Impulsschweissmaschine durch Verbinden der Unterbrechungsstellen 21 b vollzogen und damit über aber 21 a der Entladungsstro der vorgewärmten Schweissfläche 1 o zugeführt, wobei gleichzeitig die vorgespannte Feder 5 a durch Ausschalten des Elektro-Magneten die Elektrode mit einem vorbestimmten Federdruck nach unten drückt, bis die Berührung mit Blech 2 stattfindet und über die Scliweißstelle 2 o und Blech 2, sowie Kabel 22 a der Entladungsstrom zur Kondensatorplatte 22 fließt0 Die Elektrode 5 kann in üblicher Weise stark gekühlt sein und im Hinblich auf eventuelle Funkenbildung in Anbetracht der zunächst nur leichten Berührung bei Durchfluss des Wärmestroms mit einer Arbeitsfläche aus Wismut ausgestattet sein. Mehrere Kabel 4 und 4 a können an die Bleche oder deren Schnittkanten angelegt sein.
• Statt kreisfärmiger Fräsungen können auch streifenförmige Fräsungen zur Nahtverschweissung ausgeführt sein, wobei die Elektrode als Elektroden-Leiste auf ganzer Länge des Entschichtungsatreifens vorgesehen ist und mit entsprechend höherer Stromenergie und vergrößertem Druck der Schweisssorbang vollzogen wird. Im Querschnitt ist dies das gleiche Bild, das Fig. 1 für kreisförmige Entschichtungen zeigt.
• Fig. 1 zeigt auch ausgehend von Blech 2 ein Kabel 4 a mit einem zwischengeschalteten, regulierbaren Widerstand 8 a. Dies kommt dann in Betracht, wenn der Vorwärmstrom z.B. ein starker Kondensator-Entladungsstrom wäre, wobei ein größerer Stromanteil über das an Blech 1 angelegte Kabel 4 fließen würde,hingegen ein über Regulierwiderstand 8 a einstellbarer kleinerer Teil über Kabel 4 a zur Verschweissung fließen wUrde0 Die in Fiy. 1 gezeigte Schaltung und Stromkreisanordnung ist nur schematischer Art. Es sind selbstverständlich alle bekannten Schalt- und Steuerungsmittel einsetzbar, um die Stromkreise miteinander durch diese Mittel zu kombinieren und Strtme gleicher Art oder verschiedener Art zu steuern.
• Zur Vorerwärmung ist es zweckmäßig, die Blechstärke an der Schweißstclle 1 c, 1 o durch Fräsen von aussen zu vermindern0 Zur Erhöhung des Abstandes zwischen den Schweißflächen 1 o und 2 o ist es zweckmäßig, die Stärke des Bleches 1 durch tiefer. fräsen-der Schweißfläche 1 o zu vermindern. Entspre chendes kann auch durch vorhergehende Ausprägung der Schweißflächen des Bleches 1- erfolgen.
• Eine große Anzahl von Kombinationen ist mit dem Verfahren und Vorrichtungen und dgl., die in den vorangegangenen liaupt-und Zusatz anmeldungen beschrieben sind, möglich0

Claims (1)

1. PATENTANSPÜCHEI lo) Verfahren zum Punkt-Schweißen bzw. zum elektrischen Widerstandslöten und Lichtbogenschweißen von Blechen und metallischen Körpern, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dass mittels einer Elektrode über eine entschichte te Schweißstelle des beschichteten, anzuschweißenden Bleches ein optimal datierter Vorwärmstrom über Kabel zum Gegenpol der Elektrode geleitet ist und durch einen nachfolgenden, von diesem Blech über koinzidiert entschichtete Innenflächen zum Dekorblech fließenden optimal datierten Schweißstrom, sowie durch gleichzeitig mit dem Schweißstrom einsetzendem Anpressen,z.B. mittels der Elektrode, der vorerwärmten Schweißfläche an das Dekorblech, die Verschweissung der beiden Bleche bzw. h.etallkörper ohne Beschädigung der äusseren Dekorbeschiclitung des Dekorbleches erfolgt.

   2,) Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dass die Verschweissung durch ein oder mehrere Stromquellen und Stromarten, sowie Stromlbreise, die kombiniert geschaltet und gesteuert sind, erfolgt0 30) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n 11 -z e i c h n e t , dass Lichtbögen im zylindrischen oder kanalförmigen Schweißhohlraum, ohne oder mit profilierten Zühdfortsätzen (z.B. stift- oder scharf-ringförmige Fräs-oder Präge-Fortsätze am anzuschweissenden Blech) oder Einlegestücke, insbesondere DrahtstUcke, gespannte Drähte oder sonstige Mittel, erzeugt werden, durch die eine optimale Anschmelzung der Schei3flächen bis zu ihrer gegen seitigen Anpressung im optimalen Zeitpunkt erfolgt.

   4,) Verfahren nach Anspruch 1 - 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t s dass die Elektroden und/oder Druckstempel oder dergl. im opLimalen Zeitpunkt die Werkstoffe aneinander pressen.

   5.) Verfahren nach Anspruch 1 - 4, d a d u r c h g e- k e n n -z e i c h n e t , dass für den Vorwärm- und den Schweißstrom getrennte Stromwege an den Werkstücken vorgesehen sind, die im optimalen Zeitpunkt automatisch aufeinanderfolgend gesteuert bzw. aus- und eingeschaltet werden.

   6.) Verfahren nach Anspruch I - 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dass regulierbare Andruckmittel, z.B.

   Elektroden (auch Elektrodenleisten) oder stromlose Druckstempel (oder Druckleisten ) einzeln oder kombiniert vorgesehen sind, deren Auslösung durch entsprechende elektrische oder mochanische Mittel gesteuert sind.

   7.) Verfahren nach Anspruch 1 - 6, d a du r c ii g c k c n n -z e i c h n e t s dass gelochte oder mit streifenförmigen Aussparungen versehene, isolierende Abstands-Folien, Papiere, Scheiben, Ringe (auch mit Kieberschichten) zu den Schweiß stellen zwischen die Werkstoffe bzw. Bleche zwischengeordnet sind.

   8.) Verfahren nach Anspruch 1 - 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h-n e t , dass mehrere ( auch verschiedenartige ) Stromquellen und/oder Stromkreise durch entsprechende Schalt-und Steuerungsnittel miteinander kombiniert sind.

   9.) Verfahren nach Anspruch 1 - 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t s- dass die Elektroden und/oder stromlosen Andruckstempel vorzugsweise flächig die vorgewärmte Schweißstelle des anzuschweissenden Bleches gegen die koinzidierende Schweißsteile des Dekorbleches andrücken.

   lo.) Verfahren nachAnspruch 1 - 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dass die Stärke des vorzuwärmenden Blechs an der Schweißstelle durch Fräsen (von aussen oder innen her) vermindert ist.

   11.) Verfahren nach Anspruch 1 - 10, d a d u r G ii g e k e n n -z e i c h n e t , dass durch Minderung der Stärke der vorzuwärmenden Schweißstellen ein Abstand zum Dekorblech bewirkt wird0 12.) Verfahren nach Anspruch 1 - 11, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t S dass die vorzuwärmende Schweißstelle zuvor ausgeprägt ist, 130) Verfahren nach Anspruch 1 - 12, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t s dass die Vorwärm-Daten und die Schweissdaten aufeinander und auf die lierkstoffe bzw. Anforderungen abgestimmt sinde 14.) Verfahren nach Anspruch 1 - 13, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, dass gespanntewnni von einem Vorwärmstrom optimal erwärmte Drähte in den kanalartigen durch nutenförmiges Fräsen gebildeten Hohlräumen zwischengeordnet sind.

   15§) Verfahren nach Anspruch 1 - 14 d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t 2 dass zu den Schweißstellen ein oder mehrere gelochte Folien z.B. aus weichem Kunststoff, vorgesehen sind, die in ihren Lochungen zu- und abfließendes Kühlwasser - die gefährdeten Dekorstellen fließend benetzend - führen oder Spritzdüsen zu den Lochungen angeordnet sind, durch welche z.B. Salzwasser von z.B. minus 25° gegen die Dekerschicht an der Schweißstelle vor und während des Schweißvorganges gespritzt wird0 16.) Verfahren nach Anspruch 1 - 15 g e k e n n z e i e h n e t durch die KOmbination mit den Vorridhtungen,Elementen und Verfahrensschritten, die in den vorangegangenen Haupt- und Zusatzpatentanmeldungen beschrieben sind.