DE1900594A1

DE1900594A1 - Metal monitoring device for resistance - welding

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Publication number: DE1900594A1
Application number: DE19691900594
Authority: DE
Inventors: Taran Jurij M
Original assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Current assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Priority date: 1969-01-07
Filing date: 1969-01-07
Publication date: 1970-08-13
Also published as: DE1900594B2; DE1900594C3

Abstract

The method employes the conversion into electrical signals of the electrical or mechanical changes taking place in the welding zone, immediately when the welding current becomes effective the time of occurrence and the amplitude of these signals being used to determine when the sputtering occurred and the intensity.

Description

VERFAHREN ZUR UBERWiOHUNG DER ETALtVERSPRITZUNG BEI WIDERSTANI)SSOHWElßUNG UND EINRICHTUNG BS SEINE VERWIRKLICHUNG Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur tiberwachung der Metallverspritzung bei Widerstandsschweißung und Einrichtungen für ihre Verwirklichung und kann bei Qtialitätsbewertung von geschweißten Erzeugnissen, sowie bei Untersuchung der Einwirkung elektrischer und mechanischer Parameter von Schweißmaschinen auf die Bildung einer Scweißverbindung verwendet werden. PROCEDURE FOR MONITORING THE OIL SPRAYING IN RESISTANCE WATERING AND DEVICE BS ITS IMPLEMENTATION The present invention relates to Method for monitoring metal splashing during resistance welding and Facilities for their realization and can be used in the quality assessment of welded Products, as well as when investigating the effects of electrical and mechanical Parameters used by welding machines on the formation of a welded joint will.

Das heutzutage am breitesten verwendete Verfahren zur visuellen Auffindung von Metallverspritzung bei Widerstandsschweißung besteht darin, daß man nach der Schweißung durch visuelle Untersuchung der Oberflächen Je nach dem Vorhandensein von keine feste Verbindung mit den Schweißt eilen aufweisenden Metallteilchen die Mwtallverspritzung ermittelt. Most widely used visual discovery technique today of metal spraying in resistance welding consists in the fact that after the Welding by visual inspection of the surfaces Depending on the presence of metal particles which do not have a firm connection with the welded parts Mw total spray determined.

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es einen beachtlichen Zeitaufwand erforderlich macht, da die durch die Verspritzung zurückgelassenen Spuren sich außerhalb der Schweißzone befinden können und man braucht, um sie ermitteln, alle an die Schweißzone angrenzenden Oberflächen des Erzeugnisses zu untersuchen. The disadvantage of this method is that it is a considerable amount Requires time because of the traces left behind by the spraying can be outside the welding zone and you need to determine it, to examine all surfaces of the product adjacent to the weld zone.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens liegt darin, daß es praktisch unmöglich festzustellen ist, ob es Metallverspritzung bei Schweißung von Blechkonstruktionen gab, ohne die letzteren zu zerstören, da die Schweißverbindung verdeckt ist. Another disadvantage of the known method is that it It is practically impossible to determine whether there is splashing of metal when welding Sheet metal constructions gave without destroying the latter, since the Welded connection is covered.

Vom Nachteil ist es auch, daß bei der Bewertung der qualität der Schweißung Fehler nicht ausgeschlossen sind, da bei der äußeren Besichtigung die durch die Spritzer zurückgelassenen Spuren nicht immer ermittelt werden können. So ist es zum Beispiel im Falle, wenn die Spritzer sich außerhalb der Besichtigungszone befinden, oder wenn sie zufällig bei rUransportierung, sowie bei Zerstörung der SchweiBverbindung für die detaillierte Untersuchung beseitigt wurden. Und schließlich kann die bei der Schweißung entstehenden Spritzer überhaupt keine Spuren zurücklassen. Zu den Nachteilen deS visuellen Verfahrens kommt noch hinzu, daß es unmöglich ist, sogar schätzungsweise den Zeitpunkt der Bildung und die Intänsität ddr Verspritzung zu ermitteln.It is also disadvantageous that when assessing the quality of the weld Errors cannot be ruled out, since during the external inspection the Splash marks left behind cannot always be determined. That's the way it is for example in the case when the splashes are outside the viewing area, or if they happen to be during transport or if the welded joint is destroyed for detailed investigation were eliminated. And finally, the The spatter produced by the weld does not leave any traces at all. To the Disadvantages of the visual process are that it is impossible, in fact estimated the timing of formation and intensity ddr splashing too determine.

Das Ziel der vorliegenden ErBindung ist die Entwicklung eines Verfahrens für die Uberwachung der Vetallverspritzung bei Widerstandsschweißung, die es ermöglicht, die qualitative Bewertung der Verspritzung durchzuführen und die hundertprozentige Wahrscheinlichkeit deren brmittlung zu erzielen. The aim of the present invention is to develop a method for monitoring the spraying of metal in resistance welding, which makes it possible to to carry out the qualitative assessment of the spray and the hundred percent Probability to achieve their determination.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Entwicklung einer Einrichtung, die es möglich macht, die Parameter der Verspritzung wÄhrend der Schweißung zu messen. Another object of the invention is to develop a device which makes it possible to measure the parameters of the splash during the welding.

Um die genannten und anderen Ziele zu erreichen, ist die Aufgabe gestellt, bei der Uberwachung der Verspritzung die sich in der Schweiß zone ab spielenden physikalischen Veränderungen auszunutzen. To achieve the stated and other goals is the task posed when monitoring the splash which is in the sweat physical changes occurring in the zone.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim Verfahren zur Uberwachung der allversprit sung bei der Widerstandsschweißung erfindungsgemäß die elektrischen bzw. mechanischen Veränderungen, die sich in der Schweißzone abspielen, unmittelbar beim Durchfließen des Schweißstromes in elektrische Sygnale umgewandelt werden, nach deren kntstehungszeit und Amplitude der Zeitpunkt der Bildung und die Intensität der Spritzer ermittelt werden. The object is achieved in that, in the method for monitoring the allversprit solution in resistance welding according to the invention, the electrical or mechanical changes that take place in the welding zone, immediately are converted into electrical signals when the welding current flows through, according to their time of origin and amplitude, the time of formation and the intensity the spatter can be determined.

Es ist zweckmäßig, bei der Uberwachung der Verspritzung, die bei Schweißteilen mit vorwiegend rundem Querschnitt entstehen, den Spannungsgradienten an den Schwe ißt eilen zu messen und nach seinem Wert den Zeitpunkt der Bildung und die Intensität der Verspritzung zu ermitteln. It is useful when monitoring the splash that occurs in Welded parts with a predominantly round cross-section are created, the stress gradients to measure the sweat and, according to its value, the time of formation and to determine the intensity of the spraying.

Bei Uberwachung der Wetallverspritzung, die bei den Schweißt eilen von mit vorwiegend flachem Qugrschnitt entstehen, ist die mechanische Energie der Stoßwelle, welche bei der Verspritzung entsteht und sich in den Schweißt eilen und Elektroden ausbreitet, in ein elektrisches Signal umzuwandeln, nach dessen Erzeugungsseitpuntt und Amplitude der Zeitpunkt der Bildung und die Intensität der Spritze ermittelt werden. When monitoring the wetall spray, which rush at the welded parts with a predominantly flat cross-section, the mechanical energy is the Shock wave, which arises during the spraying and rush into the welded part and Electrodes to convert it into an electrical signal, after which it is generated and the amplitude of the time of formation and the intensity of the syringe are determined will.

Die Einrichtung für die Uberwachung der Verspritzung nach der Energie der Stoßwelle enthält erfindungsgemäß einen Umwandler der Energie der Stoßwelle in das elektrische Signal, der an eine der Arbeitselektroden der Schweißmaschine angeschlossen und mit Zeit- und Amplitudendiskriminator rür sein iusgangssignal gekoppelt wird. Nach den Parametern des iusgangssignals des Diskriminators ermittelt man den Zeitpunkt der Entstehung und die Intensität der Verspritzung. The device for monitoring the splash after the energy the shock wave contains according to the invention a converter of energy the shock wave into the electrical signal that is sent to one of the working electrodes of the welding machine connected and with time and amplitude discriminator for its output signal is coupled. Determined according to the parameters of the output signal of the discriminator the time of occurrence and the intensity of the splash.

Bei der Überwachung der Verapritzung nach der Änderung des Spannungsgradienten wird in der Schweißnahtzone an die Elektroden ein differenzierender elektrischer Stromkreis angeschlossen, der den Spanaungsgradient en an den Schweißteilen in ein elektrisches Signal umwandelt, Dieser Stromkreis wird mit dem Zeit- und Amplitudendiskriminator der elektrischen Signale gekoppelt die die Parameter der Verspritzung kennzeichnen. When monitoring the injection after the change in the stress gradient a differentiating electrical signal is generated in the weld seam zone on the electrodes Connected to the circuit that transforms the stress gradient into the welded parts converts electrical signal, This circuit is with the time and amplitude discriminator coupled to the electrical signals that characterize the parameters of the spraying.

Es tat zweckmäßig, den erwähnten Zeit- und Amplitudendiskriminator als ein Bandpaßfilter auszuführen, das an den Ausgang des Un-andlers und des Erzeugers für Hilf simpulse angeschlossen ist, depu1sdauer der Schweißstrom-Dauer gleich ist, Die Ausgänge des Bandpaßfilters und des Impuls erzeugers sind dabei an den Zeit- und Amplitudenrelektor für elektrische Signale angeschlossen, die die Parameter der Verspritzungen kennzeichnen. It did expedient to use the mentioned time and amplitude discriminator to be implemented as a band pass filter applied to the output of the converter and the generator for auxiliary pulses is connected, depu1sdauer is the same as the welding current duration, The outputs of the bandpass filter and the pulse generator are connected to the time and amplitude relector connected to electrical signals representing the parameters mark the splashes.

Der Impulserzeuger kann im Diskriminator mehrere in Reihe geschaltete Strohiiapalsgeber enthalten, deren summarische Dauer der Schweißstromimpulsdauer gleich ist. Jeder der Impulsgeber ist dabei mit dem Zeit- und Amplitudenselektor für die elektrische Signale verbunden, die die Parameter der Versprit zungen kennzeichnen. The pulse generator can have several series-connected in the discriminator Strohiiapalsgeber included, their summary Duration of the welding current pulse duration is equal to. Each of the pulse generators is with the time and amplitude selector connected for the electrical signals that characterize the parameters of the injection tongues.

Als Umwandler der mechanischen Energie der Stoßwelle in das elektrische Signal kann ein piezoelektrischer Wandler verwendet werden. As a converter of the mechanical energy of the shock wave into electrical energy A piezoelectric transducer can be used for the signal.

Die vorgeschlagenen Verfahren und Einrichtung gestatten es, die vollständige und eindeutige Information über die Verspritzung zu erhalten, unabhängig davon, ob die Schweißverbindung offen oder verdeckt ist, sowie davon ob die Spritzerspuren vorhanden sind oder sie fehlen, da die Parameter der Verspritzungen, d.h. ihre Intensität und der Zeitpunkt ihrer Entstehung durch die elektrische Meßgeräte, zum Beispiel, durch die Oszilloskop oder Impulßvoltmeter gemessen und registriert werden können, Nachstehend wird die Erfindung durch ein Ausführungsbeispiel und an Hand von beigefügten Zeichnungen erläutert. The proposed methods and equipment make it possible to achieve the full and to receive clear information about the spray, regardless of whether the welded joint is open or covered, and whether the spatter marks are present or absent because of the parameters of the splashes, i.e. their intensity and the time of their emergence by the electrical measuring devices, for example, can be measured and recorded by the oscilloscope or pulse voltmeter, The invention is illustrated below by means of an exemplary embodiment and with reference to the accompanying drawings Drawings explained.

Es zeigt Fig. 1 die Kurven der momentanen Veränderungen des dynamischen Drucks bei der Widerstandsschweißung mit und ohne Verspritzung bzw. die Kurven EI und Kß Fig. 2 das Blockbild der erfindungsgemäßen Einrichtung für Überwachung der Verspritzung nach der Stoßwelle, welche in den Schweißteilen entsteht; Fig. 3 das erfindungsgemäße Blockbild des Diskriminators, der die Ermittlung der Amplitude und des Zeitpunktes von entstehung der die Verspritzung kennzeichnenden elektrischen Signale möglich macht; Fig. 4 das Blockbild des erfindungsgemäßen Diskriminators, der über mehrere elektrische Kanäle für die Nessung der Amplitude und der Dauer des Signals verfügen, das die Verspritzung kennzeichnet; Fig. 5 den Verlauf der Scweißstromimpulse; Fig. 6 den Verlauf der Spannung am Ausgang des Piezoumwandlers; Fig. 7 den Verlauf der Spannung am Ausgang des Bandpaßfilters vom Diskriminator; Fig. 8 Spannungsverlauf der Stromimpulse; Fig. 9 Verlauf des Signals am Ausgang der Einrichtung, die die Verspritzung kennzeichnet Fig. 10 Kurvenbild der Spannung an den zu verschweißenden Teilen bei Schweißung mit Verspritsung; Fig. 11 Blockbild der erfindungsgemäßen Einrichtung für die Verwirklichung des Verfahrens zur Überwachung der Metallverspritzungen bei der Widerstandsschweißung nach dem Gradienten der Spannung an den hweißteilen.1 shows the curves of the instantaneous changes in the dynamic Pressure during resistance welding with and without splashing or the curves EI and Kß Fig. 2 shows the block diagram of the device according to the invention for monitoring the Splash after the shock wave, which occurs in the welded parts; Fig. 3 the inventive block diagram of the discriminator that determines the amplitude and the point in time of the occurrence of the electrical which characterize the spraying Makes signals possible; 4 shows the block diagram of the discriminator according to the invention, over several electrical channels for measuring the amplitude and duration the signal that identifies the splash; Fig. 5 shows the course of Welding current pulses; 6 shows the course of the voltage at the output of the piezo transducer; 7 shows the profile of the voltage at the output of the bandpass filter from the discriminator; 8 shows the voltage profile of the current pulses; 9 curve of the signal at the output of the device which characterizes the injection Fig. 10 Graph of the voltage on the parts to be welded in the case of welding with injection; Fig. 11 block diagram the device according to the invention for implementing the method for monitoring the metal spraying during resistance welding according to the gradient of the stress on the welded parts.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Uberwachung der hletallverspritzung bei der Widerstandsschweißung beruht auf der Ausnutzung der Einwirkung von Verspritzung auf die mechanischen und elektrischen Prozesse in der Schweiß zone. The proposed method for monitoring the metal spray resistance welding is based on the exploitation of the effects of splashing on the mechanical and electrical processes in the welding zone.

Bei der Bildung der verspritzung wird ein Teil des verschmelzten hetalls infolge des Innendrucks über die Grenzen der Schweißzone hinausgeworfen. Die momentane Druckminderung ruft dabei die entsprechende elastische Verformung in den Schweißteilen herver. When the splash is formed, part of the fused hetalls thrown beyond the limits of the welding zone as a result of the internal pressure. The momentary pressure reduction causes the corresponding elastic deformation in the welded parts.

Der Prozeß der Verspritzung (das zerreißen der Hülle, die du verschmolzene Metall in der Schweiß zone hält und das Hinauswerfen eines Teils seines Volumens) verläuft innerhalb Hundertstel einer Mikrosekunde in Form einer Explosion. The process of splattering (tearing the shell that you fused Holding metal in the welding zone and throwing out part of its volume) runs in the form of an explosion within hundredths of a microsecond.

Die infelge der örtlichen verformung entstahendene Stoßwelle (Kurve KI, Fig. 1) breitet sich in de, elastischen Medium der Schweißteile der sie berührenden Elektroden aus. die amplitude der mechanischen Schwingungen ist dabei der Intänsität der Verspritzung proportional, und der Zeitpunkt von Entstehung der Stoßwelle entspricht dei Zeitpunkt der Sntstehung von Verspritzung.The edge of the local deformation resulting from the shock wave (curve KI, Fig. 1) spreads in the elastic medium of the welded parts of the touching parts Electrodes off. the amplitude of the mechanical vibrations is the intensity proportional to the spray, and corresponds to the point in time at which the shock wave was generated the point in time at which splashing occurs.

Man kann also den Zeitpunkt der entstehung von Versprit sung und ihre Intensität durch Umwandlung der mechanischen Energie der Stoßwelle in ein elektrisches Signal ermitteln, das nach dem Zeitpunkt seiner Entstehung und nach seiner Amplitude analysiert wirt. So you can determine the point in time at which the displacement occurs and their intensity by converting the mechanical energy of the shock wave into electrical energy Determine the signal according to the time of its creation and according to its amplitude analyzes host.

Die praktische Verwirlichung von Überwachung der Metallverspritzung bei Widerstansschweißung nach den parametern der dabei entstehenden Stoßwelle wird mit einer Einrichtung diirchgefUht, deren Blockbild in Fig. 2 angeführt ist. The practical implementation of monitoring of metal splash in the case of resistance welding according to the parameters of the resulting shock wave with a facility diirchgefUht, the block diagram of which is shown in FIG is.

In dieser Einrichtung ist der Umwandler I an der Schweißelektrode 2 der Schweißiaschine befestigt und ist mit Schweißteilen 3 akustisch gekoppelt. In this device the transducer I is on the welding electrode 2 attached to the welding machine and is acoustically coupled to welding parts 3.

Der Umwandler I stellt ein Piezoelement dar, das die mechanischen Schwingungen, welche bei der Verspritzung entstehen und sich aus der Schweißzone über die Arbeitselektrode 2 ausbreiten, in das elektrische Signal umwandelt. An den Eingang des Umwandlers 1 ist der Diskriminator 4 an6eschlossen, der die elektrischen Signale, die Information über die Verspritzung tragen und durch entsprechende Frequenz und Zeitpunkt der Entstehung gekennzeichnet werden, aus den Störungen ausscheidet und verstärkt. The transducer I represents a piezo element, the mechanical Vibrations that arise during the spraying and emerge from the welding zone Spread over the working electrode 2, converts it into the electrical signal. At The input of the converter 1 is connected to the discriminator 4, which controls the electrical Signals that carry information about the spray and the corresponding frequency and time of occurrence are identified from which faults are eliminated and reinforced.

In den Diskriminator 4 ist auch der Schweißstroniawandler 7 angeschlossen, der die Zufuhr von den Anfang und das Ende der Schweißung bestimmenden Signalen (die Zeit, in der der Strom durch die zu verschweißenden Teile durchgelusen wird) an den Eingang des Diskri'inators 4 gewährleistet. Die ausgänge des Diskriiinators 4 sind mit dem Indikator 5 und dem elektronischen Relais 6 galvanisch gekoppelt. Der Indikator 5 führt die Registrierung von lusgangssignal,en des Diskriminators 4 durch, welche die Verspritzung kennzeichnen, und stellt ein elektrisches Meßgerät, zum Beispiel, ein Ifr pulsvoltmeter oder ein Oszilloskop dar. Mit Hilfe des elektronischen Relais 6 erfolgt die Fernechaltung der Einrichtungen (nicht gezeigt) für die Licht- und Schallsignalisation über die Verspritzung bei der Schweißung oder der Einrichtungen (nicht gezeigt) für die Klassifizierung und Ausßonderung von Erzeugnissen mit und ohne Verspritzung. The welding current converter 7 is also connected to the discriminator 4, the signals determining the start and end of the weld (the time in which the current is passed through the parts to be welded) to the input of the discriminator 4 guaranteed. The outcomes of the discriminator 4 are galvanically coupled to the indicator 5 and the electronic relay 6. The indicator 5 records output signals from the discriminator 4, which characterize the spraying, and provides an electrical measuring device, for example, an Ifr pulse voltmeter or an oscilloscope. With the help of the electronic Relay 6 is used to remotely switch the facilities (Not shown) for light and sound signaling via the spraying during welding or the facilities (not shown) for classification and rejection of products with and without spraying.

Der Diskriminator 4 enthält ein Bandpaßfilter 8 (Fig. 3) und einen Strobimpulsgeber 9, die mit dem Eingang des Amplituden- und Zeitselektors 10 gekoppelt sind, sowie eine elektronische Einheit 11 für die Einschaltung des Generators 9, der mit der Einheit 11 über elektrische Verzögerungsglieder 12 und 13 verbunden ist. The discriminator 4 includes a band pass filter 8 (Fig. 3) and one Strobe pulse generator 9, which is coupled to the input of the amplitude and time selector 10 are, as well as an electronic unit 11 for switching on the generator 9, which is connected to the unit 11 via electrical delay elements 12 and 13 is.

Das Bandpaßfilter 8, der mit dem ausgang des Umwandlers 1 gekoppelt ist, gewährleistet die Ausscheidung und Verstärkung von elektrischen Signalen in eines Bereich von 20 .. 50 kHs und Unterdrückung von Störsignalen, deren Frequenz außerhalb des Durchlässigkeitsbereiches liegt. Das Bandpaßfilter 8 kann, zum Beispiel, nach der RC-Schaltung eines Spannungsverstärkers (oder Stromverstärkersr mit der frequenzabhängigen Gegenkopplung ausgeführt werden. The bandpass filter 8, which is coupled to the output of the converter 1 ensures the elimination and amplification of electrical signals in a range of 20 .. 50 kHs and suppression of interference signals, their frequency lies outside the permeability range. The bandpass filter 8 can, for example, after the RC circuit of a voltage amplifier (or current amplifier with the frequency-dependent negative feedback are carried out.

Der Generator 9 bildet rechteckige Strobimpulse, deren Dauer der Schweißstromdauer des Stromdurchfließena gleicht. The generator 9 forms rectangular strobe pulses, the duration of which The welding current duration of the current flowing through a is the same.

Diese Impulse bestimmen die Verzögerung, während deren die die Parameter der Verspritzung kennzeichnenden elektrischen Signale am Ausgang des Amplituden- und Zeitßelektfors 10 ge-»messen werden. Der Strobimpuisgeber 9 kann, zum Beispiel, als Schmitt-Trigger ausgeführt werden, bei dem der Ubergang von einem monostabilen Zustand in einen anderen bei der Zuführung eines positiven juslössignals und die Umkippung bei der nuführung des negativen Auslössignals erfolgt.These pulses determine the delay during which the parameters the electrical signals characteristic of the spray at the output of the amplitude and Zeitßelectfors 10 can be measured. The Strobimpuisgeber 9 can, for example, as Schmitt triggers are executed in which the transition from one monostable state into another when a positive adjustment signal is supplied and the tipping occurs when the negative trigger signal is applied.

Der implituden- und Zeitselektor 10 ist in der Koindizenzschaltung als '5ND"-Glied ausgeführt. Er filtert heraus und verstärkt die an seinen ausgang gleichzeitig mit den Strobimpulsen gelangenden elektrischen Signale, die die vorgegebene Begrenzungsschwelle überschreiten. The implitude and time selector 10 is in the co-license circuit designed as a '5ND' link. It filters out and amplifies the at its output at the same time with the strobe pulses arriving electrical signals that the specified Exceed the limitation threshold.

tiber die Einheit 11 und die elektrischen Verzögerungsglieder 12 und 13 sind die Eingänge des Strobimpulsgebers 9 an den Zerhacker 7 angeschlossen. Der Umformer 1 wandelt die den Anfang und das Ende der Schweißung bestimmenden elektrischen Signale des Zerhackers 7 in elektrische Impulse um, die den Generator 9 anläBt. Der Umformer 1 kann zum Beispiel in der Schaltung nach dem Typ des nachfolgenden Schmitt-Triggers ausgeführt werden, dessen Eingang mit der auf dem Kern des Schweißtransformators angeordneten Wicklung (nicht gezeigt) gekoppelt ist. In der Wicklung wird eine Spannung induziert, deren Amplitude und Dauer dem Schweißstrom proportional sind. via the unit 11 and the electrical delay elements 12 and 13, the inputs of the strobe pulse generator 9 are connected to the chopper 7. The converter 1 converts the electrical that determines the beginning and the end of the weld Signals from the chopper 7 into electrical impulses that the generator 9 starts. The converter 1 can, for example, in the circuit according to the type of the following Schmitt triggers are executed whose input matches that on the core of the welding transformer arranged winding (not shown) is coupled. There is tension in the winding induced, the amplitude and duration of which are proportional to the welding current.

Die elektrischen Verzögerungsglieder 12 und 13 gewährleisten eine Verzögerung der auslösenden Impulse der Einheit 11, welche an die Eingäne des Generators 9 gegeben werden. The electrical delay elements 12 and 13 ensure a Delay of the triggering impulses of the unit 11, which are sent to the inputs of the generator 9 are given.

Diese Verzögerung gleicht, wenn eine genaue Ermittlung des Zeitpunktes der Entstehung von Verspritzung abhängig von dem Zeitpunkt der Schweißstromeinschaltung erforderlich wird, die Verzögerung des Signals des Umformers 1 gegenüber dem Signal des Umformers 7 aus, welche auf grund der Differenz zwischen den geschwindigkeiten der Ausbreitung des Signals des Umformers 1 und der Stoßwell von der Schweißzone bis zur Stelle der Befestigung des Piezoelementes des Umformers 1 an der Elektrode 2 entsteht. Als verzögerungsglieder 12 und 13 können zum Beispiel ionostabile Multivibratoren (Kipprelais) verwendet werden.This delay is the same if an accurate determination of the Point in time the formation of splashes depending on when the welding current is switched on is required, the delay of the signal of the converter 1 compared to the signal of the converter 7, which due to the difference between the speeds the propagation of the signal from the converter 1 and the shock wave from the welding zone up to the point of attachment of the piezo element of the converter 1 to the electrode 2 is created. Ionostable multivibrators, for example, can be used as delay elements 12 and 13 (Toggle relay) can be used.

Itir die getrennte Messung der Parameter von mehreren Verspritzungen bei der Punktschweißung ist der Disckriminator 4 in der sogenannten Mehrkanalschaltung, wie dies auf Fig. 4 gezeigt ist, ausgeführt. Itir the separate measurement of the parameters of several injections In the case of spot welding, the discriminator 4 is in the so-called multi-channel circuit, as shown in Fig. 4 performed.

aus Unterschied von dem obenbeschriebenen Diskriminator enthält der Mehrkanaldiskriminator Generatoren 9I, 9II und 9II und Amplituden- und Zeitselektoren 10I, 10II und 10III, deren eabl der Zahl der Generatoren gleich ist. An die lusgänge der selektoren sind die Indikatoren 5I, 5II und 5III und elektronischen Relais 6I, 6II und 6III angeschlossen. in contrast to the discriminator described above, the contains Multi-channel discriminator generators 9I, 9II and 9II and amplitude and time selectors 10I, 10II and 10III, whose eabl is equal to the number of generators. To the fun the selectors are indicators 5I, 5II and 5III and electronic relays 6I, 6II and 6III connected.

Die Generatoren 9I, 9II und 9II sind hitereinandergeschaltot.The generators 9I, 9II and 9II are connected in series.

Der Ausgang des Generators 9II ist mit dem Eingang des Amplituden- und Zeitselektors 10I und Eingang des Generators 9=, und der Eingang des Generators 91 ist über die Verzögerungsleitung 12 mit dem Block 11 gekoppelt. Der Ausgang des Generators 9II ist mit dem Eingang des Amplituden-und Zeitselektors 10II und einem der Eingänge des Generators 9III verbunden, dessen zweiter Eingang über die Verzögerungsleitung 13 mit der Einheit 11 gekoppelt ist. The output of the generator 9II is connected to the input of the amplitude and time selector 10I and input of the generator 9 =, and the input of the generator 91 is about the Delay line 12 coupled to block 11. The output of the generator 9II is connected to the input of the amplitude and time selector 10II and one of the inputs of the generator 9III, the second input of which is coupled to the unit 11 via the delay line 13.

Die Generatoren 9I, 9II und 9III erzeugen Rechteckimpulsfolgen, deren summarische Impulsdmier der Zeit gleicht, in der durch die Schweißteile Schweiß strom geleitet wird. The generators 9I, 9II and 9III generate square pulse trains, their The total impulse value equals the time in which sweat through the welded parts electricity is conducted.

Jeder der Amplituden- und Zeitselektoren io1, 10II und 10III gewährleistet dabei die Ausfilterung und Verstärkung der elektrischen- Signale in den Zeitspannen, die der Dauer des an diesen Selektor gegebenen Strobimpulses gleich sind.Each of the amplitude and time selectors io1, 10II and 10III ensures the filtering and amplification of the electrical signals in the time periods, which are equal to the duration of the strobe pulse given to this selector.

Die Generatoren 9I und 9II sind als monostabile Multivibratoren (Kipprelais) und der Generator 9111 an der Schmitt--Triggerschaltung ausgeführt. Der Mehrkanaldiskriminator kann eine beliebige Zahl von Strobimpulsgebern enthalten. The generators 9I and 9II are monostable multivibrators (toggle relays) and the generator 9111 is executed on the Schmitt trigger circuit. The multi-channel discriminator can contain any number of strobe pulse generators.

Die Einrichtung für die Überwachung der Metaliverspritzungen bei der Widerstandsschweißung durch eine Folge von unipolaren Stromimpulse (Kurven aI, aII und aII, Fig. 5) unter Anwendung des Diskriminators 4, der nach der auf Fig.3 gezeigten Schaltung ausgeführt ist, arbeitet folgenderweise. The facility for monitoring metal spillage at resistance welding by a series of unipolar current pulses (curves aI, aII and aII, Fig. 5) using the discriminator 4, which according to the on Fig.3 The circuit shown operates as follows.

Während der Schweißung erregt die Metallverspritzung in den Schweißteilen 3 eine elastische Stoßwelle, die indem sie sich auf der Elektrode 2 ausbreitet, an den Umformer 1 gelangt. During the weld, the metal spray excites in the welded parts 3 an elastic shock wave that propagates on the electrode 2, reaches the converter 1.

Das Piezoelement des Umformers 1 wandelt die Energie der Stoßwelle in ein elektrisches Signal um, das der Intensität der Verspritzung proportional ist. Die Information am Ausgang des Umformers enthält neben dem Nutzsignal (Kurve b, Fig. 6) das die Verspritsung charakterisiert, auch die Störsignale: Signale infolge der Stöbt (Kurve b'), welche bei dem Betrieb der Hilfsausrüstung (nicht gezeigt) der Schweißanlage entstehen; NF-Signale (Kurve b"), hervorgerufen durch Druckveränderung in der Schweißzone bei der Erwärmung; sowie zufällige Impuls und HF-Signale (Kurve b"') verschiedener Herkunft. The piezo element of the converter 1 converts the energy of the shock wave into an electrical signal that corresponds to the intensity the splash is proportional. The information at the output of the converter contains not only the useful signal (Curve b, Fig. 6) that characterizes the offset, including the interference signals: signals as a result of the Stöbt (curve b '), which during the operation of the auxiliary equipment (not shown) of the welding system; LF signals (curve b "), caused by Change in pressure in the welding zone when heated; as well as random impulse and HF signals (curve b "') of various origins.

Alle diese Signale gelangen vom Ausgang des Umformers 1 an den Eingang des Bandpaßfilters 8, das die elektrischen signale mit der Frequenz, die der Frequenz der mechanischen Schwingungen der durch die Verspritzung hervorgerufenen Stoßwelle naheliegt (erfahrungsgemäß liegt diese Frequenz in dem Bereich 20 ... 50 kHz) durchläßt und verstärkt. All these signals come from the output of the converter 1 to the input of the band pass filter 8, which the electrical signals with the frequency, that of the frequency the mechanical vibrations of the shock wave caused by the spray is obvious (experience has shown that this frequency is in the range 20 ... 50 kHz) and reinforced.

Die durch das Filter 8 verstärkten und ausgesiebten Signale (Kurve c1 in Fig. 7), die die Information über die Parameter der Verspritzung tragen, sowie die Signale über die Stöße (Kurve cII) gelangen an den Eingang des Amplituden- und Zeitselektora 10. The signals amplified and filtered out by the filter 8 (curve c1 in Fig. 7), which carry the information about the parameters of the spraying, as well as the signals via the shocks (curve cII) reach the input of the amplitude and Time selectora 10.

An den Amplituden- und Zeitselektor 10 gelangen auch die Strobimpulse (Kurven d', d" und d"' auf Fig. 8) von dem Ausgang des Generators 9, deren Dauer der Zeit gleicht, in der der Strom durch die Schweißteile geleitet wird. The strobe pulses also reach the amplitude and time selector 10 (Curves d ', d "and d"' on Fig. 8) from the output of the generator 9, their duration equals the time it takes for the current to pass through the welded parts.

Die Sttobispulso werden folgenderweise erzeugt. The Sttobispulso are generated as follows.

Bei der Einschaltung des Schweißstromes wird von dem Zerhacker 7 ein mechanisches oder elektrisches Signal über den Beginn der Schweißung gegeben. When the welding current is switched on, the chopper 7 a mechanical or electrical signal is given about the start of welding.

Dieses Signal wird in der Einheit 11 des Generators 9 des Diskriminators in einen Impuls umgewandelt, der nach der Verzögerung durch das Verzögerungsglied 12 an den Eingang des Generators 9 gegeben wird, der einen rechteckigen Strobimpuls zu erzeugen beginnt. Bei der Abschaltung des Schweißstromes wird von dem Zerhacker 7 wieder ein Signal an die Einheit 11 gegeben, das über das Versögerungaglied 13 an den Generator 9 gelangt und die Erzeugung des Strobimpulses hört auf. Die Dauer des Strobimpulses ist also immer der Dauer der Einwirkung des Schweiß stromes gleich. This signal is in the unit 11 of the generator 9 of the discriminator converted into a pulse after the delay by the delay element 12 is given to the input of the generator 9, which has a rectangular strobe pulse begins to generate. When the welding current is switched off, the chopper 7 again a signal is given to the unit 11, which via the delay element 13 reaches the generator 9 and the generation of the strobe stops. The duration of the strobe pulse is therefore always the same as the duration of the action of the welding current.

Fallen der Impuls d' (Fig. 8) und das Signal c' (Fig.?) zeitlich zusammen, so wird am Ausgang des Amplituden- und Zeitselektors 10 ein Impuls gebildet, der die Parameter der Verspritzung (Kurve e auf Fig. 9) kennzeichnet. Do the pulse d '(Fig. 8) and the signal c' (Fig.?) Fall over time together, a pulse is formed at the output of the amplitude and time selector 10, which characterizes the parameters of the spraying (curve e in FIG. 9).

Da das Signal ;;c" (Fig. 7) und die Strobimpulse d' und d" (Fig. 8) an den Eingang des Selektors 10 zeitlich getrennt gelangen, fehlt am Ausgang des Diskrivinators 4 der Impuls, der der durch den Stoß hervorgerufenen Störung entspricht. Since the signal ;; c "(Fig. 7) and the strobe pulses d 'and d" (Fig. 8) arrive at the input of the selector 10 at separate times, is missing at the output of the discrivinator 4 the impulse of the disturbance caused by the shock is equivalent to.

Das auf diese Weise am Ausgang des Diskriminators 4 ausgesiebte Signal e (Fig. 9), das die Verspritzung charakterisiert, wird durch den Indikator 5 gemessen und laßt gleichzeitig du Relais 6 an, welches die über die Verspritzung signalisierende Einrichtung einschaltet. The signal filtered out in this way at the output of the discriminator 4 e (FIG. 9), which characterizes the spraying, is measured by the indicator 5 and leave at the same time you relay 6 to which the over spraying activates the signaling device.

Die Einrichtung für die Überwachung der Verspritzung durch einem mehrkanaldiskriminator, dessen Schaltbild auf iris. 4 gezeigt ist, arbeitet der oben beschriebenen Einrichtung analog wid bedarf keiner häneren Erklärung. Der Unterschied besteht nur darin, daß an Stelle eines Strobimpulses während des Durchfließens des Schweißstromimpulses eine Impulsfolge erzeugt wird, und die Messung der die Verspritsung charakterisieren Signale mit jedes der Amplituden- und Zeitselektroren 10I, 10II und 10II vorgenommen wird. The device for monitoring the spraying by a multi-channel discriminator, its circuit diagram on iris. 4, the operates The facility described above does not require any further explanation. The difference is only that instead of a strobe pulse while flowing through the Welding current pulse a pulse train is generated, and the measurement of the offset characterize signals with each of the amplitude and time electrodes 10I, 10II and 10II is made.

Eine weitere Variante des Verfahrens für die Überwachung der metallverspritzung bei der Widerstansscweißung berüht auf Ausnutzung der veränderung des Spannungsgradienten. Die Untersuchungen haben gezeigt, daß sich bei der Letallverspritzung der Widerstand in der Schweißzone infolge der momentanen Verringerung des Volumens des geschmolzenen Metalls ändert, wodurch die Spannung an den zu verchweißenden Teilen größer wird. Die Größe dieses Signals (Kurve g in Fig. 10) charakterisiert die Intensität der Verspritzung. Another variant of the process for monitoring metal spray The resistance welding is based on the utilization of the change in the stress gradient. The investigations have shown that the resistance increases in the event of a lethal spray in the weld zone due to the momentary decrease in the volume of the molten Metal changes, which increases the tension on the parts to be welded. The size of this signal (curve g in Fig. 10) characterizes the intensity of the Splash.

Dieses Verfahren kann sit Hilfe der in Fig. 11 gezeigten Einrichtung realisiert werden. This method can be performed with the aid of the facility shown in FIG will be realized.

Diese Einrichtung ist ii wesentlichen der oben beschreibenen Einrichtung, die in Fig. 2 gezeigt ist, analog, enthält aber tun Unterschied von dieser einen Umformer 14 zur UmBoroung des Spannungsgradienten an den Schweißteilen in das die parametr der Verspritzung charakterisierende Signal. This facility is ii essential to the facility described above, which is shown in Fig. 2 is analogous, but contains a difference from this one Converter 14 for surrounding the stress gradient on the welded parts into the signal characterizing the parameters of the spray.

In der Einrichtung nach Fig. 11 ist außerdem als Bandpaßfilter 8 (Fig. 3) ein üblicher Impulsverstärker vertendet. Der Umformer 14 stellt eine differenzierende RC-Kette dar. In the device according to FIG. 11 there is also a bandpass filter 8 (Fig. 3) a conventional pulse amplifier is used. The converter 14 represents a differentiating RC chain.

Der Betrieb dieser Einrichtung erfordert keine spezielle Erklärungen, da er dem Betrieb der oben beschriebenen Einrichtung analog ist. Der Unterschied besteht nur darin, daß an den Eingang des Diskriminators 4 ein elektrisches Signal gelangt, das von der Veränderung des Spannungsgradienten und nicht von der Stoßwelle abhängt. The operation of this facility does not require any special explanations, since it is analogous to the operation of the device described above. The difference is only that at the input of the discriminator 4 an electrical signal that comes from the change in the voltage gradient and not from the shock wave depends.

Die Verwendung der vorliegenden Erfindung gestattet es, das Auftreten von verspritsungen bei der schweißung von elektronischen Bauelementen mit hohem Sicherheitsfaktor zu ermitteln. The use of the present invention allows the occurrence of splashes when welding electronic components with high To determine the safety factor.

So sind, sum Beispiel bei aer Verschweißung von 100 Teilen aus den 50 Teilen, bei denen Metallverspritzungen aufgeiunden waren, 48 Teile mit Hilfe der vorliegenden Einrichtuns ermittelt worden. For example, 100 parts are welded from the 50 parts with metal splashes, 48 parts with help the present establishment has been determined.

Es ist außerdem zu berücksichtigen, daß die Möglichkeit, den Zeitpunkt der Entstehung von Verspritzung zu ermitteln, die Bestinaung der Ursache von Verspritsung und die entsprechende Ibänderung der Technologie der Schweißung möglich macht. It must also be taken into account that the possibility of timing to determine the origin of splashing, the determination of the cause of splashing and makes the appropriate change in the technology of welding possible.

Obwohl in der vorliegenden Beschreibung nur einige Varianten für den Einsatz der Erfindung angeführt sind, können Jedoch auoh andere Varianten vorkommen, welche durch Auswechselung der elektrischen Einheiten oder deren Verkopplung, ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen, das in den folgenden Patentansprüchen kurzgefaßt ist, gekennzeichnet sind. Although in the present description only a few variants for the use of the invention are listed, but other variants can also occur, which by replacing the electrical units or coupling them, without to depart from the spirit of the invention, which is summarized in the following claims is marked.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E:

1. Procedure for monitoring metal splashes during resistance welding, d a u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the electrical or mechanical Changes that take place in the welding zone immediately upon exposure of the welding current are converted into electrical signals, according to the point in time the origin and the amplitude of these signals, the time of origin and the intensity of the splashes can be determined.

2. The method according to claim 1, d a du r c h g e -k e n n z e i c h n e t that when the welding current flows through the voltage gradient on the welding parts measured and after its change the time of formation and the intensity the spray can be determined.

3. The method of claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that during the action of the welding current the energy of the shock wave is converted into an electrical signal, according to the time of origin and the amplitude of the same, the point in time and the intensity of the spraying is determined will.

4. Device for implementing the method according to claim 3, it is n e n e c h e n e n e t that you can connect one to one of the working electrodes (21) the welding system to be connected converter (1) of the mechanical Contains energy of the shock in electrical signals, the output of which with a bandpass filter (8) is coupled, which filters out the electrical signals that cause the splash characterize, and to the amplitude and time selector (10) for these signals is connected, according to its output signal parameters the intensity and the point in time the formation of the splatter depends on the time at which the welding current is switched on can be determined, for which purpose the generator (9) is connected to the said selector which forms the strobe pulses with a duration equal to the duration of the welding current.

5. Device for implementing the method according to claim 3, d z d u r e k e k e n n n z e i c h n e t that you can connect to one of the working electrodes (ZI) of the welding system to be connected converter (4) for the conversion of the mechanical Energy of the shock wave contains in electrical signals, the output of which with the electrical Bandpass filter (8) is coupled, you the signals characterizing the spraying sifts out and with its output to several amplitude and time selectors (10I, 10II and 10II) of the filtered signals that form the pulses are connected, according to their parameters, the intensity and the point in time of the occurrence of the splashes depending on the duration of the effect the welding current can be determined, including one of the generators connected in series at each of the mentioned selectors (91, 911, gIII) whose number is the same as that of the selectors and which form the strobe pulses, the total duration of which is the duration of the welding current effect equals.

6. Device according to claim 4 and 5, d a d u r c h g e k e n n s e i c h n e t that as a converter of the mechanical energy of the shock wave a piezoelectric Converter is used.

7. Facility for the implementation of the procedure according to Anßpruck 2, it is clear that they are connected to the working electrodes the welding system to be connected differentiating RC chain (14) contains the Converts voltage gradients into electrical signals, the output of which is connected to the electrical Bandpass filter is coupled, which the spraying characteristic electrical Sifts out signals and to the implitude and time selector of the sifted out signals is connected, which generates pulses, according to the parameters of which the intensity and the point in time at which the splash occurs depends on the duration of the action of the welding current can be determined, including a generator at the said selector is connected, the strobe pulses with a duration that of the welding current is equal, forms.