DE1908681U - Elektrische schweissvorrichtung, insbesondere zum gleichzeitigen schweissen dicht benachbarter schweisspunkte. - Google Patents

Description

42*30,10.8^

P 22 212/21h Gbm

Pliilips P at ent Verwaltung GmbH., Hamburg 1, Mönckel3ergstr«7

Elektrische Schweißvorrichtung, insbesondere zum gleichzeitigen Schweißen dicht benachbarter

Schweißpunkte.

Die Neuerung bezieht sich auf eine elektrische Schweißvorrichtung, insbesondere zum gleichzeitigen Schweißen dicht benachbarter Schweißpunkte, mittels mehrerer das Werkstück gleichzeitig "berührender Elektro— denpaare, die an eine entsprechende Anzahl von Transformator-Sekundärwicklungen angeschlossen sind.

Es ist bekannt, mittels elektrischer Schweißvorrichtungen mehrere "benachbarte Schweißpunkte während eines Schweißvorganges zu erzeugen. Die Schweißvorrichtungen sind zu diesem Zweck mit einer Anzahl von gegeneinander verschiebbaren Elektrodenpaaren versehen, zwischen denen zu verschweißende Werkstückteile, meist Autobleche, zu— sammenpreßbar sind. Durch die Elektrodenpaare werden dann

PHD 325

1/8 - 2 -

<-t 2 —

Scliweißströme geschickt, die das Werkstückmaterial in den. Stromwegen, erhitzen, wobei sich die Werkstücke an den einzelnen Schweißstellen durch Druck und lärme miteinander -verbinden. Der Schweiß st rom für die einzelnen Elektrodenpaare wird den Sekundärwicklungen von zugeordneten Schweißtransformatoren entnommen. Die entsprechenden Primärwicklungen der Transformatoren sind dabei in den meisten lallen parallel zueinander an eine Wechselspannungs-Yersorgungsquelle angeschlossen. Es gibt jedoch auch Schaltungsanordnungen, bei denen die Primärwicklungen der Schweißtransformatoren an ein Drei-Phasennetz angeschlossen und im Dreieck geschaltet sind. Bei anderen Schweißvorrichtungen wird die elektrische Energie schließlich der Primärwicklung eines Schweißtransformators zugeführt und über mehrere Sekundärwicklungen auf die Elektrodenpaare verteilt.

Den bekannten Schweißvorrichtungen haftet der gemeinsame lachteil an, daß zwischen den einzelnen Schweißpunkten Ausgleichströme fließen, sobald diese zu dicht aneinander gelegt sind. Diese Ausgleichströme kommen dadurch zustande, daß an den einzelnen Elektrodenpaaren unterschiedliche Potentiale liegen. Es läßt sich nämlich nicht vermeiden, daß trotz gleicher Anpreßdrücke der Elektroden je nach der Oberflächenbeschaffenheit* der Elektroden und der zwischen diesen befindlichen Yierkstückteile verschiedene Übergangswiderstände auftreten. Während bei den einzelnen Elektrodenpaaren, zwischen denen ein niedriger GeSamtübergangswiderstand vorhanden ist, beim Schweißvorgang der Strom hohe Werte erreicht und die Elektrodenspannung mithin abfällt, fließt bei anderen Elektrodenpaaren, zwischen denen ein höherer Übergangswiderstand vorhanden ist, nur ein geringer Strom, so daß zwischen diesen zunächst ein höheres Potential erhalten bleibt. Zwischen

den Elektrodenpaaren unterschiedlichen Potentials stellen sich dadurch über das zu verschweißende Material Ausgleiehsströme ein, die vom Materialwiderstand und damit vom Schweißpunktabstand abhängig sind. Ein größerer Schweißpunktabstand verringert zwar die Ausgleichsströme und ihre Wirkung. Ungünstig wirkt sich dabei aber aus, daß einerseits die G-e samt energie ungleichmäßig auf die einzelnen Schweißstellen verteilt bleibt und andererseits das Werkstück in der Umgebung der einzelnen Schweißstellen erhitzt wird.

Sowohl bei den Vorrichtungen, deren Primärwicklungen parallel geschaltet sind als auch bei denjenigen, die eine gemeins ame Primärwicklung aufweisen, ziehen die Sekundärwicklungen, bei denen ein größerer Strom fließt, die zur Verfügung s tehende Energie an sich und senken damit gegebenenfalls die an der Vorrichtung liegende G-esamtspannung. In diesem lall werden die noch nicht stromführenden Elektroden aber nicht mehr angeregt, auch ihrerseits den Schweißvorgang einzuleiten. Die Gefahr, daß einige Schweißpunkte unverschweißt bleiben, ist damit nicht gebannt«

Die Dreieckschaltung der Primärseite eines Schweißtransformators hat darüber hinaus noch den weiteren Nachteil, daß die Schweißungen nicht gleichzeitig, sondern je nach der Phasenlage des letzes nacheinander erfolgen. Diese Schaltung ist nur dort anwendbar, wo die Schweißzeit mehrere Perioden der Hetzwechselspannung umfaßt.

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß insbesondere bei Werkstücken geringer Abmessung durch die zusätzliche Erhitzung der Umgebung der eigentlichen Schweißstellen in dieser Umgebung eine unerwünschte Rekristallisation des

4 -

Werkstoffes verursacht werden kann. Beim Schweißen, beispielsweise von Gitterleitern für Spanngitter von elektrischen Entladungsröhren, die aus Molybdän gefertigt werden, wird das Gittersteg- bzw. Bändchenmaterial dann spröde, weshalb die aus solchen leitern gefertigten Gitter später zum Zerbrechen neigen.

Die erwähnten Nachteile sind bei einer elektrischen Schweißvorrichtung, insbesondere zum gleichmäßigen Verschweißen dicht benachbarter Schweißpunkte mittels mehrerer, das Werkstück gleichzeitig berührender Elektrodenpaare, die an eine entsprechende Anzahl von Iransformator-Sekundärwicklungen angeschlossen sind, dadurch vermieden, daß gemäß der Heuerung die magnetischen Flüsse durch die Sekundärwicklung zu dem ν on einer Primärwicklung erzeugten magnetischen Fluß parallel verlaufen. Die bekannten Schweißvorrichtungen mit einer gemeinsamen Primärwicklung unterscheiden sich von dieser Anordnung dadurch, daß bei ihnen die magnetischen Flüsse durch die Sekundärwicklungen in Reihe geschaltet sind, was einer primärseitigen Parallelschaltung mit den damit verbundenen Nachteilen gleichkommt.

Das Parallelschalten der magnetischen Flüsse für die Sekundärwicklungen hat zur Folge, daß diese Wicklungen sich gegenseitig zwingen, die zugehörigen Elektroden in den Schweißkreisen stromführend zu machen. Der Stromfluß in der einen Schweißstrecke setzt nämlich den Stromfluß in der anderen Schweißstrecke voraus* Sollte der magnetische Fluß in einem von einer Sekundärwicklung umschlossenen Eisenschenkel über den Fluß in den anderen ebenfalls von Sekundärwicklungen umschlossenen Schenkeln ansteigen,; dann würde der höhere von dem magnetischen Fluß in dem betreffenden Schenkel erzeugte Strom durch seine magneti-

sehe Rückwirkung den Fluß in diesem Schenkel sperren und bewirken, daß der Fluß sich erst in den anderen Schenkeln erhöht. Diese von Streutransformatoren her "bekannte Tatsache führt aber dazu, daß, sobald alle Schweißstrecken stromführend sind, durch alle Schweißstrecken auch der gleiche Schweißstrom fließt. Ausgleichsströme zwischen den einzelnen Schweißstellen, die durch die vom zu verschweißenden Material gebildeten elektrischen Nebenschlüsse fließen können, stellen sich infolge der gleichen Potentiale zwischen den einzelnen Schweißstellen nicht ein.

Da die Schweißströme gleichzeitig zu fließen beginnen, ist deren Flußdauer bis zum Abschalten der Vorrichtung auch gleich. Die Mehrpunktschweißvorrichtung nach der Neuerung arbeitet mithin völlig unabhängig von der Form und Dauer des benutzten Schweißstromes. Es ist gleichgültig, ob die Schweißenergie durch eine impulsförmige Kondensatorentladung oder durch einen oder mehrere Wechsel voller oder angeschnittener Form des benutzten Uetzwechselstromes oder durch die Energie von Schweißgeneratoren aufgebracht wird. Bei extrem kurzzeitigen Impulsen oder sehr hohen Frequenzen muß allerdings mit den zusätzlichen Streuinduktivitäten und -kapazitäten der mehrfachen Anordnung von Sekundärwicklungen im Entladungskreis gerechnet werden»

Die aus Holmen und Spannbändchen gebildeten Gitterleitern, die mit der Vorrichtung nach der Neuerung geschweißt werden, sind auch nach dem Schweißen elastisch.

Mit der Vorrichtung nach der Neuerung lassen sich auch Schweißungen mit unterschiedlicher Schweißenergie der einzelnen, benachbarten Schweißstellen gleichzeitig

durchführen, ^n diesem Pall müssen die Übersetzungsverhältnisse der"einzelnen Sekundärwicklungen so gewählt werden, daß die Sekundärwicklungen den jeweils für die Energie der Schweißstelle benötigten Strom führen.

Die Neuerung w ird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

An eine Spannungsquelle 1 ist die Primärwicklung 3 eines als Schweißtransformator dienenden Streutransformators 5 angeschlossen. Der vom durch die Primärwicklung fließenden Strom erzeugte Eluß induziert in den Sekundärwicklungen 7 und 9 Spannungen, die an Elektrodenpaare 11,13 einer Schweißvorrichtung angelegt sind. Die Schweißvorrichtung selbst ist der Einfachheit halber nicht näher erläutert. Zwischen den Elektrodenpaaren befinden sich Spann— bändchen 15 für Spanngitter elektrischer Entladungsröhren, die mit dazwischen befindlichen Holme 17 verschweißt werden sollen. Die Spannbändchen 15 verbinden dabei gleichpolige Elektroden der Elektrodenpaare 11,13 und stellen mithin galvanische Nebenschlüsse zwischen den Elektrodenpaaren 11,13 dar.

Wenn in der Spannungsquelle 1, die beispielsweise einen aufladbaren Kondensator enthält, eine Entladung ausgelöst wird, dann fließen in den Sekundärspulen 7 und 9 Ströme, die vom Entladestrom über den "JFluß im Transformatoreisen induziert sind, durch die zwischen den Elektroden befindlichen Spannbändchen 15 und Gitterholme 17. Das vom Strom durchflossene Bändehen- und Holm-Material schmilzt dabei und verbindet die Bändchen 15 und Holme 17 miteinander. Die Schweißströme zynischen beiden Elektrodenpaaren fließen gleichzeitig, da keiner ohne den andern einsetzen kannj die Schweißströme sind also aneinandergekettet. Diese Verkettung ist eine Folge der Parallelschaltung der

magnetischen Flüsse im Schenkeleisen 19 der Sekundärwicklungen. Diese Flüsse entstehen durch ein Aufteilen des im Eisenkern 21 der Primärwicklung 3 erzetigten Flusses auf das Eisen der Schenkel 19. Sollte der Fluß in einem der Schenkel 19 infolge des Einsetzens einer Schweißung nämlich ansteigen wollen, dann würde der vom größeren Fluß in diesem Schenkel infolge des von ihm in der betreffenden Sekundärspule erzeugten höheren Stromes und der damit ansteigenden magnetischen Rückwirkung den Fluß teilweise sperren. Dies hätte wiederum zur Folge, daß der Fluß in den anderen Schenkel abgedrängt wird. Es erfolgt auf diese Weise ein Auspendeln, das zu einer Verkettung der Schweißvorgänge miteinander zwischen den einzelnen Elektrodenpaaren 11,13 führt. Ausgleichsströme zwischen den beiden Elektrodenpaaren, die über die Bändchen 17 fließen könnten, treten praktisch nicht auf, da der Strom, der stets den Weg des geringsten Widerstandes sucht, nur längs der vorgesehenen Schweißstrecken fließt, die für ihn den Weg des geringsten Widerstandes bilden.

Die "Übersetzungsverhältnisse im Schweißtransformator 5 brauchen nicht alle gleich zu sein. In den Fällen, wo bereits vorher bekannt ist, daß der zwischen den Elektrodenpaaren befindliche Widerstand einer Schweißstelle von den Widerständen der übrigen Schweißstellen verschieden ist, wird das übersetzungsverhältnis an die veränderten Bedingungen angepaßt. Die unterschiedlichen Potentiale zwischen den einzelnen Schweißstellen sind auf diese Weise ausgleichbar.

Für ein gutes Arbeiten der Vorrichtung nach der Neuerung ist es wichtig, daß die einander gegenüberliegenden Elektrodenreihen stets gleichsinnig gepolt sind.

Schutzansprüche i

Claims (1)

1. P.A.86Un*-9.1Z6if _e .

   Hamburg, den 7. Dezember 1964 Ku/Pe

   P 22 212/2II1

   Philips Patentverwaltung GmbH.

   S chut zans pruch %

   Elektrische Schweißvorrichtung, insbesondere zum gleichzeitigen Schweißen dicht benachbarter Schweißpunkte, mittels mehrerer das Werkstück gleichzeitig berührender von Transformator-Sekundärwicklungen versorgter Elektrodenpaare, dadurch gekennzeichnet, daß die Joche (19) für die magnetischen Flüsse durch die Sekundärwicklungen (7, 9) parallel zu dem Joch (21) für die Primärwicklung (3) angeordnet sind.