DE19623103A1

DE19623103A1 - Verfahren zur Herstellung einer T-Verbindung durch Schweißen sowie Profil und Schweißplättchen zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19623103A1
Application number: DE1996123103
Authority: DE
Inventors: Dietmar Schaal; Stephan Schmidt; Gunther Heim; Wolfgang Schneider; Thomas Scherbaum
Original assignee: Ymos AG Industrieprodukte
Current assignee: WAGON AUTOMOTIVE GMBH, 63857 WALDASCHAFF, DE
Priority date: 1996-06-10
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 1997-12-11

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer T-Verbindung zweier durch Schweißen miteinander zu verbindenden Profile gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Profil und ein Schweißplättchen zur Durchführung des Verfahrens.

Üblicherweise werden T-Verbindungen zweier Profile dadurch hergestellt, daß das erste Profil stumpf auf das zweite Profil aufgesetzt und die beiden Profile dann miteinander verschweißt werden. Dabei treten immer wieder Fehler auf, die durch eine nicht exakte Anlage des ersten Profiles an dem zweiten Profil zurückzuführen sind. Hierbei handelt es sich sowohl um Winkelfehler in der Ebene des ersten Profiles als auch um Winkelfehler durch eine seitlich verschobene Anord nung des ersten in bezug auf das zweite Profil. Ferner weisen die beiden Profile im Verbindungsbereich auch Toleranzabwei chungen auf.

Schließlich kann es bei einem stumpfen Aufeinanderschweißen des ersten auf das zweite Profil aufgrund der schlechten Wärmeabfuhr in dem ersten Profil relativ schnell zu einer Überhitzung und damit zu einem Durchbrennen dieses Profiles kommen.

Zur Vermeidung derartiger Nachteile ist bereits vorgeschlagen worden, das zweite der beiden zu verbindenden Profile mit einer Fahne zu versehen, an die das jeweils erste Profil angeschweißt wird. Doch weisen auch derartige Anordnungen eine Reihe von Nachteilen auf. So kommt es beim Streckbiegen des zweiten Profiles zu einem kritischeren Dehnungsverhalten, welches sich nur dadurch reduzieren läßt, daß der Biegeradius vergrößert wird. Schließlich treten Festigkeitsverluste auf, da das erste Profil lediglich an der Fahne (an zwei Seiten kanten des Profiles 1) angeschweißt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer T-Verbindung anzugeben, welches eine gute Verbindung der Teile bei gering auftretenden Winkel- und Toleranzfehlern gewährleistet. Außerdem soll ein Profil und ein Schweißplättchen zur Durchführung dieses Verfahrens offenbart werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfah rens durch die Merkmale der kennzeichnenden Teile der An sprüche 1 und 2 und hinsichtlich des Profiles und des Schweißplättchens durch die Merkmale der kennzeichnenden Teile der Ansprüche 5 und 6 gelöst. Weitere besonders vor teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Hinsichtlich des Verfahrens beruht die Erfindung zum einen auf dem Gedanken, das zweite Profil derart auszubilden, daß es mindestens eine lippenförmige Auswölbung (Schweißlippe) aufweist, die sich in Richtung des zu verbindenden Bereiches der beiden Profile erstreckt. Wird nach der Fixierung des ersten Profiles an der Schweißlippe diese so stark erhitzt, daß sie zu fließen beginnt, verläuft das entsprechende Mate rial auch auf die zweite Seite des ersten Profiles und bildet eine kehlnahtartige Schweißnaht auf beiden Seiten des ersten Profiles. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn es sich bei dem zweiten Profil um ein Strangpreßprofil handelt, bei dem die Schweißlippe direkt angeformt ist.

Zum anderen schlägt die Erfindung vor, auf das dem zweiten Profil zugewandte stirnseitige Ende des ersten Profiles ein im Querschnitt L-förmig gebogenes Zwischenteil (Schweiß plättchen) derart aufzubringen, daß der erste Schenkel des Schweißplättchens an der ersten Seite des ersten Profiles und der zweite Schenkel des Schweißplättchens sich zwischen der Stirnseite des ersten Profiles und der gegenüberliegenden Außenwand des zweiten Profiles befindet.

Zum Verschweißen wird das Schweißplättchen von der zweiten Seite des ersten Profiles aus so stark erhitzt, daß es auf grund des gewählten Materials zu fließen beginnt und auf die zweite Seite des ersten Profiles verläuft, so daß sich wie derum kehlnahtartige Schweißnähte auf beiden Seiten des ersten Profiles ausbilden und sich außerdem gleichzeitig eine Schweißverbindung mit dem zweiten Profil ergibt.

Gegenüber der Verwendung von Schweißlippen, bei denen ein Verschweißen der Profile in der Regel nur auf zwei parallelen Seitenkanten des ersten Profiles erfolgt, weist die Verwen dung der Schweißplättchen den Vorteil auf, daß der Umfangsbe reich des ersten Profiles vollständig mit dem zweiten Profil verschweißbar ist.

Ein wesentlicher Vorteil beider Verfahren besteht darin, daß Längentoleranzen und Winkelfehler durch das fließende Mate rial der Schweißlippe bzw. des Schweißplättchens weitgehend ausgeglichen werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs beispielen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung zweier miteinander zu verbindenden Profile vor dem Schweißvorgang;

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des in Fig. 1 mit II bezeichneten Verbindungsbereiches;

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Ansicht nach dem Schweiß vorgang;

Fig. 4 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung zweier miteinander zu verbindenden Profile vor dem Schweißvorgang und;

Fig. 5 eine Fig. 4 entsprechende Ansicht nach dem Schweiß vorgang.

In den Fig. 1-3 ist mit 1 ein als Hohlprofil ausgebildetes erstes Profil bezeichnet, welches an einem zweiten Profil 2, z. B. durch Schutzgasschweißen, befestigt werden soll. Erfin dungsgemäß weist das zweite Profil 2 zwei lippenförmige Aus wölbungen (Schweißlippen) 3 auf, die sich in Richtung der zu verbindenden Bereiche erstrecken und die entsprechenden Außenseiten 4 des ersten Profiles 1 umfassen, so daß das erste Profil 1 durch die Schweißlippen 3 fixiert ist.

Zum Verschweißen der beiden Profile 1, 2 werden die Schweiß lippen 3 durch die in Fig. 2 mit 5 bezeichnete Schweißelektro de so stark erhitzt, bis sie zu fließen beginnen. Das Mate rial der Schweißlippen 3 fließt dabei auch auf die Innensei ten 6 des ersten Profiles 1, so daß sich kehlnahtartige Schweißnähte 7 (Fig. 3) auf beiden Seiten des ersten Profiles 1 ausbilden.

In den Fig. 4 und 5 ist das erfindungsgemäße Verschweißen zweier Hohlprofile 8 und 9 mittels eines Zwischenteiles (Schweißplättchen) 10 dargestellt. Das Schweißplättchen be steht aus einem Material, welches bei der Schweißtemperatur eine höhere Fließfähigkeit aufweist als die Materialien der beiden miteinander zu verbindenden Profile 8 und 9. So wurde bei praktischen Ausführungsbeispielen, bei denen die Profile 8 und 9 jeweils aus einer Aluminium-/Magnesiumlegierung AlMgSi0,5 bzw. AlMgSi0,7 bestanden, als Material für das Schweißplättchen eine entsprechende Legierung mit einem höheren Si-Anteil gewählt (z. B. AlMgSi4).

Bei dem Schweißplättchen 10 kann es sich beispielsweise um ein Aluminium-Tiefziehteil handeln, welches einen L-förmigen Querschnitt aufweist. Vor dem Verschweißen wird das Schweiß plättchen 10 auf das erste Profil 8 derart aufgesetzt bzw. in dieses teilweise hineingeschoben, daß der erste Schenkel 11 des Schweißplättchens 10 an der Innenseite 12 des ersten Pro files 8 und der zweite Schenkel 13 des Schweißplättchens 10 sich zwischen der Stirnseite 14 des ersten Profiles 8 und der gegenüberliegenden Außenseite 15 des zweiten Profiles 9 be findet.

Zum Verschweißen der Profile 8, 9 wird das Schweißplättchen 10 von der Außenseite 16 des ersten Profiles 8 aus wiederum, z. B. mittels einer Elektrode 5, so stark erhitzt, daß das Schweißplättchen 10 zu fließen beginnt und auf die Innenseite 12 des ersten Profiles 8 verläuft, so daß sich wiederum eine kehlnahtartige Schweißnaht 17 (Fig. 5) auf beiden Seiten 12, 16 des ersten Profiles 8 ausbildet und sich gleichzeitig auf grund der starken Erwärmung der beiden Profile 8, 9 im zu verschweißenden Bereich eine Schweißverbindung zwischen diesen Profilen ergibt.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So braucht es sich bei den zu verbindenden Profilen nicht um Hohlprofile handeln, sondern es können auf gleiche Weise auch plattenförmige Bauteile in T-Form miteinander verbunden wer den. In einem derartigen Fall ist bei Verwendung einer an das zweite Profil angeformten Schweißlippe diese nicht geschlos sen ausgebildet, sondern erstreckt sich in Längsrichtung des mit dem zweiten Profil zu verbindenden ersten Profiles. Im Falle der Verwendung eines Schweißplättchens ist dieses eben falls nicht geschlossen, sondern stangenförmig ausgebildet.

Als Schweißverfahren kommen an sich alle gängigen Schmelz schweiß-Verfahren in Betracht. Allerdings haben sich beson ders Schutzgasschweiß-Verfahren (WIG-Verfahren; MIG-Verfah ren; MAG-Verfahren) in der Praxis bewährt, sofern die zu verbindenden Profile aus einer Aluminiumlegierung bestehen.

Bezugszeichenliste

1 erstes Profil, Hohlprofil
2 zweites Profil
3 Schweißlippe
4 Außenseite (erstes Profil), erste Seite
5 Schweißelektrode
6 Innenseite (erstes Profil), zweite Seite
7 Schweißnaht
8 erstes Profil, Hohlprofil
9 zweites Profil, Hohlprofil
10 Zwischenteil, Schweißplättchen
11 erster Schenkel
12 Innenseite (erstes Profil), erste Seite
13 zweiter Schenkel
14 Stirnseite
15 Außenwand (zweites Profil)
16 Außenseite (erstes Profil), zweite Seite
17 Schweißnaht

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer T-Verbindung zweier durch Schweißen miteinander zu verbindenden Profile (1, 2), wobei das erste Profil (1) stumpf auf das zweite Profil (2) aufgesetzt und beide Profile (1, 2) mitein ander verschweißt werden, gekennzeichnet durch die Merkmale:

a) das zweite Profil (2) wird derart ausgebildet, daß es mindestens eine lippenförmige Auswölbung (Schweißlippe) (3) aufweist, die sich in Richtung des zu verbindenden Bereiches der beiden Profile (1, 2) erstreckt;
b) zum Verschweißen der beiden Profile (1, 2) wird das erste Profil (1) mit seiner ersten Seite (4) an der Schweißlippe (3) des zweiten Profiles (2) fixiert;
c) anschließend wird die Schweißlippe (3) so stark erhitzt, daß sie zu fließen beginnt und auf die zweite Seite (6) des ersten Profiles (1) verläuft, so daß sich eine kehlnahtartige Schweißnaht (7) auf beiden Seiten (4, 6) des ersten Profiles (1) ausbil det.

2. Verfahren zur Herstellung einer T-Verbindung zweier durch Schweißen miteinander zu verbindenden Profile (8, 9), wobei das erste Profil (8) stumpf auf das zweite Profil (9) aufgesetzt und beide Profile (8, 9) mitein ander verschweißt werden, gekennzeichnet durch die Merkmale:

a) auf die dem zweiten Profil (9) zugewandte Stirn seite (14) des ersten Profiles (8) wird ein im Querschnitt L-förmig gebogenes Zwischenteil (Schweißplättchen) (10) derart aufgesetzt, daß der erste Schenkel (11) des Schweißplättchens (10) an der ersten Seite (12) des ersten Profiles (8) und der zweite Schenkel (13) des Schweißplättchens (10) sich zwischen der Stirnseite (14) des ersten Profi les (8) und der gegenüberliegenden Außenwand (15) des zweiten Profiles (9) befindet;
b) das Material des Schweißplättchens (10) wird derart gewählt, daß es bei der Schweißtemperatur eine hö here Fließfähigkeit aufweist als die Materialien der miteinander zu verbindenden Profile (8, 9);
c) zum Verschweißen wird das Schweißplättchen (10) von der zweiten Seite (16) des ersten Profiles (8) aus so stark erhitzt, daß das Schweißplättchen (10) zu fließen beginnt und auf die zweite Seite (16) des ersten Profiles (8) verläuft, so daß sich kehlnaht artige Schweißnähte (17) auf beiden Seiten (12, 16) des ersten Profiles (8) ausbilden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung zweier Aluminium-Profile (8, 9) aus AlMgSi0,5 oder AlMgSi0,7 ein Schweißplättchen (10) aus AlMgSi4 verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fügen der beiden Profile (1, 2; 8, 9) durch Schutzgasschweißen (WIG-Verfahren; MIG-Verfahren; MAG-Verfahren) vorgenommen wird.

5. Zweites Profil zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Profil (1) um ein Strangpreßprofil mit mindestens einer angeformten Schweißlippe (3) handelt.

6. Schweißplättchen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem als Hohlprofil ausgebildeten ersten Profil (8) auch das Schweißplättchen (10) hohlprofilförmig ausge bildet ist, derart, daß der erste Schenkel (11) des Schweißplättchens (10) an der Innenwand (12) des ersten Profiles (8) anliegt und der zweite Schenkel (13) des Schweißplättchens (10) auf der Stirnseite (14) des Hohl profiles (8) aufliegt.

7. Schweißplättchen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß es sich bei dem Schweißplättchen (10) um ein Aluminium-Tiefziehteil handelt.