DE1933391A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verschweissen von duennen,lackueberzogenen Draehten - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen von dünnen, lacküberzogenen Drähten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschweißen von miteinander verdrallten, lacküberzogenen Drähten mit einem Dürchmesser von weniger als 0,5 mm.
• Zum metallischen Verbinden derartiger Drähte ist es Ublich, die Lackisolierung zu entfernen und die Drahtenden sodann miteinander zu verlöten. Beim "Weichlöten" besteht jedoch die Gefahr, daß durch relativ lang andauernde Temperatureinwirkung elektronische Bauteile Schaden erleiden.
• Auch wurde schon vorgeschlagen, derartige Drähte enteder durch Stumpfschweißen oder durch elektrisches Widerstandsschweißen miteinander zu verbinden. Es hat sich indessen gezeigt, daß das Verbinden von dünnen, lack~uberzogenen Drähten mittels Widerstandsschwoißen in Bezug auf die Qualität der Schweißverbindung unkontrollierbar ist.
• Das Stumpfschweißen von Kupferlackdrähten mit einem geringen Durchmesser in der vorgenannten Größenordnung ist außerordentlich schwierig und nur bei hinreichend großen Drahtlängen ausführbar. Bei Reparaturen von Kernspeichern, z.B. beim Auswechseln von defekten Kernen müssen die, die defekten Kerne hält enden Drähte aus der jeweiligen Kolonne und Zeile des Kernspeichers gezogen und nach dem Einflechten von neuen Kernen wiederum mit den zugehörigen Netzdrähten verbunden werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, Kupferlackdrähte mit einem kleinen Durchmesser von weniger als 120/und, ohne Entfernung der isolierenden Lackschicht zuverlässig miteinander zu versch#.#ißen. Gemäß dem erfinderischen Verfahren wird diese Aufgabe durch nachfolgende Verfahrensschritte gelöst: a) verdrallen oder flechten der durch eine Lackschicht elektrisch isolierten Drahtenden, derart, daß auf eine Länge des Zopfes von 1 mm mindestens zwei Windungen oder Flechtschläge enfallen, b) erfassen des, durch die Lackschicht der Drähte elektrisch isolierten Zopfes in einer am Schweißstrompotential liegenden Zange, c) positionieren der Zange und/oder WIG-Schweißbrenners, derart, daß das aus der Zange herausragende Zopfendc axial zum errrartenden Schweißstromlichtbogen steht, d) kurzzeitige Brenndauer des WIG-Lichtbogens, wobei die Lichtbogenbrenndauer höchstens eine, vorzugsweise jedoch 0,5 Sekunden beträgt.
• Bedingt dadurch, daß das aus der Schweißzange herausragende Zopfendchen nicht stromführend ist, sonderen lediglich die den Zopf haltende und umgebende Zange sowie die über dem Zopfende stehende Elektrode an einem Gleichstrompotential liegen, brennt der Lichtbogen hohlkegelförmig um das Zopfende. In der ersten Phase des Schweißvorganges brennt der Lichtbogen die Isolierung der Drähtchen ab, in der zweiten Phase verschmelzen die DrähtXchen miteinander zu einer angenäherten Kugelform. Je nach überstand des Zopfendes aus der Zange brennt die Isolierung 1,5 bis 2 mm ab. Lurch das Abbrennen des Lacices wird das Kupfer blank, wobei die sich beim Schweißvorgang bildende Schmelzperle einen zuverlässigen Anhaltspunkt für die Güte der metallischen Ve#rbindung gibt.
• Ausgehend von einem WIG-Schweißbrenner mit Wolframelektrode sowie einer am Anodenpotential liegenden, das Werkstück haltenden Zange, besteht die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens darin, daß die Zange mittelbar mit dem Gehäuse des WIG-Brenners verbunden ist und eine feste und eine bewegliche Klemmbacke aufweist. In der festen Klemmbacke ist eine Kerbung eingebracht, die im Schließzustand der Zange so gelegen ist, daß die gedachte Achse der Schweißelektrode mittig durch die Kerbung verläuft. Die Weite der Kerbung ist um weniges kleiner als der Durchmesser des aus mehreren, aus lackisolierten Drähten gebildeten Zopfes. Lurch diese husbildung der zur Ausübung des Verfahrens dienenden Vorrichtung ist das Positionieren des zu verschweißenden Zopfes unter der Schweißelektrode recht einfach und handlich.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung ersichtlich, in welcher als Beispiel eine Vorrichtung zur Aus#ibung des Verfahrens schematisch dargestellt ist.
• Gemäß Figur 1 und 2 ist am WiG-Brennergehäuse 1 eine aus Isoliermaterial gebildete Manschette 2 angebracht, an welcher eine bügelförmige Halterung 3 mittels einer Klemme 4 befestigt ist. Die Halterung trägt eine Zange g, welche mittels einer Rändelschraube 6 betätigbar ist. Die Zange besteht aus einem feststehenden Schenkel 7 und einem beweglichen Schenkel 8. im vorliegenden Beispiel steht der bewegliche Schenkel 8 unter der Last einer Druckfeder 9, welche die Zange in der Offenstellung hält. Ein Kontaktanschluß 10 zum Anlegen des Schweißanodenpotentials steht mit der Halterung bzw. der Zange in elektrischer und mechanischer Verbindung. An den Schenkeln 7 und 8 der Zange sind aus Kupfer gebildete Klemmbacken 7' und 8' zur Aufnahme der zu verschweißenden Drähte, z. B, einer Kernspeicher4iatrix ", angebracht.
• Wie insbesondere aus Figur 3 hervorgeht, sind die Klemmbacken abgestuft, und zwar derart, daß bei geöffneter Kleinmbacke - wie gestrichelt darge#bllt - ein aus dünnen Drähten geflochtenes Zopfende 11 in Richtung des Pfeiles 12 in die Zangenöffnung bis zu einem Anschlag 13 einführbar ist. Wie ersichtlich, ist in der feststehenden Klemmbacke 7' eine Kerbung 14 eingebracht, in welche das Zopfende derart eingelegt wird, daß es mit annähernd 1,5 mm über die Klemmbackenoberfläche hervorragt. Die Kerbung 14 besitzt einen etwas geringeren Querschnitt als das Zopfende 11, sodaß beim Schließen der Zange das Zopfende fest in die Kerbung gepreßt wird. Die Zange ist hierbei derart unter dem Schweißbrenner angeordnet, daß die Spitze 15 der Elektrode 15' mittig über die Öffnung der Kerbe 14 steht.
• Sollen beispielsweise bei einer an einem Kernspeicher vorgenommenen Reparatur die Drahtenden 16, 16' miteinander verschweißt werden, so werden sie zunächst auf einer Länge von etwa 2 bis 3 mm miteinander verdrallt, derart, daß auf einen Millimeter mindestens zwei Windungen entfallen. Das so gebildete Zopfende wird senkrecht gestellt und sodann wie vorbeschrieben, in die Zange eingeschoben. Das Einlegen des Zopfes erfolgt ferner derart, daß zwischen der Elektrodenspitze 15 und dem Zopfende ein Luftspalt von annähernd 0,5 mm verbleibt.
• Wie aus Figur 4 ersichtlich, wird das aus lackisolierten Drähten gebildete Zopfende 11' beim ZÜnden des Lichtbogens 17 von letzterem kegelförmig ummantelt, wobei gleichzeitig Schutzgas 18 aus dem Brennermundstück 1' austritt. In der ersten Phase des Schweißvorganges wird der sich auf den dünnen Drähten befindende Lack abgebrannt, wobei in der zweiten Phase, welche nur wenige Zehntel Sekunden andauert, die Drähte 16 und 16' bzw. das aus diesen Drähten gebildete Zopfende 11' zu einer Schweißperle 19 zusammenschmelzen. Die Schweißdauer und der Stromfluß sind hierbei so bemessen, daß bei der geringen Wärme zufuhr die aus Kupfer gebildeten Klemmbacken der Zange für eine hinreichend große Wärmeableitung sorgen, sodaß die meist sehr empfindlichen elektronischen Bauteile, im vorliegenden Falle die Kernspeicherringe, keinen Schaden erleiden.
• 9 Patentansprüche 4 Figuren

Claims (7)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 9 erfahren zum Verschweißen miteinander verdrallten, dünnen lacküberzogenen Drähten, insbesondere für elektronische Bauelemente, insbesondere für Kernspeicher-Matrizen, g e -k e n n z e i c h n e t durch nachfolgende Verfahrensschritte: a) Verdrallen oder flechten der durch eine Lackschicht elektrisch isolierten Drahtenden, derart, daß auf einer Länge des Zopfes von 1 mm mindestens z*»i Windungen oder Flechtschläge entfallen0 b) Erfassen des durch die Lackschicht der Drähte elektrisch isolierten Zopfes in einer am Schweißstrompotential liegenden Zange.

   c) Positionieren der Zange und/oder des WIG-Schweißbrenners, derart, daß das aus der Zange herausragende Zopfende axial zum e#rnrtenden Schtreißstromlichtbogen steht.

   d) Kurzzeitige Brenndauer des WIG-Lichtbogens, wobei die Lichtbogenbrenndauer höchstens eine, vorzugsweise jedoch 0,5 Sekunden beträgt.
2. 2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens-; bestehend aus einem WIG-Schweißbrenner mit Wolframelektrode sowie einer am Schweißanodenpotential liegenden, das Werkstück haltenden Zange, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zange (5) mittelbar mit dem Gehause (1) des WIG-Schweißbrenners verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Zange (5) einen feststehenden und einen I)eweglichen Schenkel (7,8) besitzt und jeder Schenkel eine aus Kupfer bestehende Klemmbacke (7',8'') trägt, wobei eine Feder (9) die Zange in der "Offenstellung hält und die Zange mittels einer Schraube (6) betätigbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß in der festen Klemmbacke (7') eine Kerbe (14) eingebracht ist und die Mitte der Kerbe axial unter der Schweißeiektrode (15) gerben ist.
5. 5. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Abstand von der Klemmbackenoberflciche (7',8') bis zur Spitze (15) der Schweißelektrode (15') 2 bis 2,r# mm beträgt.
6. 6. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das zu verschweißende, aus mehreren lackisolierten Drähten bestehende Zopfende axial zur Schweißelektrode gerichtet ist, wobei der Abstand vom Zopfende (11') bis zur Spitze (15) der Schweißelektrode (15') 0,5 bis 0,7 mm beträgt.
7. 7. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 6, dadurch g e k e n n -z e i c h U e t , daß die Elemnbacken (7',8') der Zange (5) treppenförmig gestuft sind, wobei- die die beiden Stufen verbindende Fläche (13) Anschlag für das Zopfende (11') ist.

   6. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 7, dadurch g e k e n nz e i c h n e t , daß der Cuerschnitt der in der festen Klemrnbacke (7) gelegenen Kerbe (14) geringfügig kleiner als der Querschnitt des aus lackisolierten Drähten gebildeten Zopfes (11) ist.

   9c Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß beim Zünden der Schweißelektrode (15').

   der Schweißstromlichtbogen kegelmantelförmig um das Zopfende (11')' brennt.