DE19915121A1

DE19915121A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Widerstandsschweißen

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Publication number: DE19915121A1
Application number: DE1999115121
Authority: DE
Inventors: Erdogan Karakas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2000-10-26
Anticipated expiration: 2019-04-02
Also published as: DE19915121C2; PL193412B1; PL351520A1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Widerstandsschweißen, insbesondere von Aluminiumblechen, wird zur Erzeugung eines Schweiß-Wechselstromes eine an den Schweißelektroden (6, 8) anliegende Gleichspannung umgepolt. Erfindungsgemäß wird die Gleichspannung während eines Schweißvorganges wenigstens zweimal umgepolt. Auf diese Weise ist eine Steuerung der Lage einer Schweißlinse, die sich während des Schweißprozesses an einer Kontaktebene (28) zwischen den zu verschweißenden Werkstücken (24, 26) bildet, ermöglicht. Ferner ist es ermöglicht, eine gleichmäßige Abnutzung der Schweißelektroden (6, 8) zu erzielen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art sowie eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 8 ge nannten Art zum Widerstandsschweißen.

Beim Widerstandsschweißen mit Gleichstrom wer den die Schweißelektroden ungleichmäßig erwärmt, wo bei die Schweißelektrode mit der positiven Polarität wärmer wird als die Schweißelektrode mit der negati ven Polarität. Dies ist auf Peltier-Wärme und Joul schewärme zurückzuführen. Eine einseitige Erwärmung der positiv gepolten Schweißelektrode verursacht eine Minderung der Standzeit dieser Elektrode sowie eine Verschiebung der Lage einer beim Schweißen gebildeten Schweißlinse aus der gewünschten Mittellage in Rich tung auf die wärmere, positiv gepolte Elektrode. Dies trifft insbesondere für Materialien mit höherer Wär meleitfähigkeit, beispielsweise Aluminium, zu.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bekannt, Wechselstrom zum Schweißen einzusetzen.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wider standsschweißen mit Wechselstrom ist durch die DE 41 13 117 C1 bekannt. Bei diesem Verfahren werden auf der primären Seite eines Schweißtransformators zuerst eine Folge positiver Mittelfrequenz-Stromim pulse und anschließend eine Folge negativer Strom impulse erzeugt und den an die Sekundärwicklung des Transformators angeschlossenen Schweißelektroden zu geführt. Man erhält auf diese Weise einen Wechsel strom. Ein Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß der Schweißtransformator nicht nur die Mittelfrequenz-Stromimpulse, sondern auch den resul tierenden Strom mit niedriger Frequenz übertragen muß, da der Schweiß-Wechselstrom auf der primären Seite des Transformators gewonnen wird. Der hierfür erforderliche Schweißtransformator ist groß und schwer sowie teuer in der Herstellung. Darüber hinaus kann der Schweiß-Wechselstrom bei der bekannten Vor richtung keine rechteckige Kurvenform annehmen, da das Übertragungsverhalten des Schweißtransformators eine solche Kurvenform nicht zuläßt.

Ähnliche Vorrichtungen sind durch die E 30 05 083 C2 und EP 0 261 328 A1 bekannt.

Durch DE 44 40 351 C1 ist ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannten Art zum Wider standsschweißen bekannt, bei dem zur Erzeugung eines Schweiß-Wechselstromes eine an den Schweiß-Elektroden anliegende Gleichspannung umgepolt wird. Nach den Angaben in der Druckschrift soll hierdurch vermieden werden, daß sich die Schweißlinse zu der wärmeren, positiven Elektrode hin verschoben bildet und damit zu einer Kontaktebene, in der die zu verschweißenden Werkstücke aneinander anliegen, unsymmetrisch ist, was die Festigkeit der Schweißverbindung beeinträch tigt. Es hat sich herausgestellt, daß durch das aus der Druckschrift bekannte Verfahren die Bildung von Schweißlinsen, die zu der Kontaktebene zwischen den zu verschweißenden Werkstücken unsymmetrisch sind, nicht zuverlässig vermieden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genann ten Art und eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 8 genannten Art anzugeben, das bzw. die den Nachteil des bekannten Verfahrens bzw. der bekannten Vorrichtung nicht aufweist, bei dem bzw. bei der also die Gefahr, daß sich eine zu der Kontaktebene zwi schen den zu verschweißenden Werkstücken unsymmetri sche Schweißlinse bildet, verringert ist.

Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Verfahren durch die Lehre des Anspruchs 1 und im Hinblick auf die Vorrichtung durch die Lehre des Anspruchs 8 gelöst.

Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lehre besteht darin, durch wenigstens zweimaliges Umpolen der Gleichspannung während des Schweißvorganges einen Temperaturunterschied an den Schweißelektroden, die nachfolgend kurz als Elektroden bezeichnet werden, dadurch zu vermeiden, daß die wärmere, zunächst posi tiv gepolte Elektrode nach der Umpolung mit mehr ne gativer Polarität und die kältere, zunächst negativ gepolte Elektrode nach der Umpolung mit mehr positi ver Polarität belastet wird, bis die Temperatur bei der Elektroden im wesentlichen gleich ist.

Auf diese Weise ist zuverlässig eine einseitige Erwärmung einer der Elektroden und damit die Bildung einer zur Kontaktebene unsymmetrischen Schweißlinse vermieden.

Die erfindungsgemäße Lehre ermöglicht die Steue rung der Temperatur an den Elektroden und damit die Steuerung der Lage der Schweißlinse relativ zu der Kontaktebene zwischen den zu verschweißenden Werk stücken.

Ferner ermöglicht es die erfindungsgemäße Lehre, eine gleichmäßige Abnutzung der Elektroden herbei zuführen und damit ihre Standzeit zu erhöhen. Dies verhindert vorzeitigen Verschleiß und verringert Rüstzeiten, die beim Austausch der Elektroden ent stehen. Auf diese Weise ist der Schweißprozess ko stengünstiger gestaltet.

Die Anzahl der Umpolungen der Gleichspannung während eines Schweißvorganges sowie die Kenngrößen eines aus der Umpolung resultierenden Schweiß-Wech selstromes sind entsprechend den jeweiligen Anforde rungen in weiten Grenzen wählbar. Während es bei ei nigen Anwendungen ausreichend ist, die Gleichspannung zweimal umzupolen, kann es bei anderen Anwendungen erforderlich sein, die Gleichspannung wesentlich häu figer umzupolen. Der Fachmann wird die Anzahl der Umpolungen und die Kenngrößen des aus der Umpolung resultierenden Schweiß-Wechselstromes jeweils so wäh len, daß beispielsweise eine zu der Kontaktebene sym metrische Lage der Schweißlinse und/oder eine gleich mäßige Abnutzung der Elektroden erzielt ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfin dungsgemäße Vorrichtung sind sowohl zum Punkt- als auch zum Nahtschweißen und besonders gut zum Schwei ßen von Aluminium geeignet.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß zur Beeinflussung der Bildung einer Schweißlinse an der Kontaktebene zwischen den zu ver schweißenden Werkstücken und/oder zur Beeinflussung der Standzeit der Elektroden wenigstens eine Kenn größe des Schweiß-Wechselstromes in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter des Schweißprozesses vor Beginn des Schweißprozesses eingestellt und/oder wäh rend des Schweißprozesses beeinflußt wird. Auf diese Weise ist eine Anpassung des erfindungsgemäßen Ver fahrens beispielsweise an unterschiedliche zu ver schweißende Werkstücke ermöglicht und die Flexibili tät des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht.

Eine Weiterbildung der vorgenannten Ausführungs form sieht vor, daß die Kenngrößen des Schweißwech selstromes wenigstens

- das Verhältnis der Zeitdauer einer positi ven Halbwelle zu der Zeitdauer einer nega tiven Halbwelle des Schweiß-Wechselstromes (Balance) und/oder
- die Frequenz des Schweiß-Wechselstromes und/oder
- einen zeitlichen Abstand zwischen einer positiven Halbwelle und einer negativen Halbwelle des Schweiß-Wechselstromes (Tot zeit) und/oder
- die Kurvenform der positiven Halbwelle und/oder die Kurvenform der negativen Halb welle des Schweiß-Wechselstromes und/oder
- die Amplitude der positiven Halbwelle und/oder die Amplitude der negativen Halb welle des Schweiß-Wechselstromes und/oder
- das Tastverhältnis des Schweiß-Wechselstro mes

umfassen. Durch entsprechende Wahl einer oder mehre rer dieser Kenngrößen ist der Schweißvorgang inner halb weiter Grenzen in der gewünschten Weise beein flußbar. Die Kenngrößen können hierbei getrennt von einander oder wenigstens teilweise im Zusammenhang miteinander eingestellt und/oder während des Schweiß prozesses beeinflußt werden. Die Kenngrößen können also während des Schweißprozesses entweder im wesent lichen konstant gehalten oder verändert werden.

Als Grundlage für die Beeinflussung der Kenn größen können grundsätzlich beliebige Parameter des Schweißprozesses herangezogen werden. Gemäß einer Weiterbildung umfassen die Parameter des Schweißpro zesses wenigstens

- die Temperatur der Schweißelektroden und/oder
- die Dicke und/oder das Material der zu ver schweißenden Werkstücke und/oder
- die Kraft, mit der die Schweißelektroden die zu verschweißenden Werkstücke kontak tieren, und/oder
- den Abnutzungsgrad der Schweißelektroden und/oder
- einen zu Beginn des Schweißprozesses zwi schen den Schweißelektroden bestehenden elektrischen Widerstand der zu verschweis senden Werkstücke.

Diese Parameter stellen eine zuverlässige Grund lage für die Beeinflussung der Kenngrößen des Schweiß-Wechselstromes dar. Falls erforderlich können jedoch noch weitere Parameter des Schweißprozesses herangezogen werden.

Gemäß einer Ausführungsform werden die Kenngrös sen vor Beginn des Schweißprozesses eingestellt. Dies kann beispielsweise derart geschehen, daß die Kenn größen beispielsweise in Abhängigkeit von Material, Form und Stärke der zu verschweißenden Stücke einge stellt und dann über den gesamten Schweißvorgang kon stant gehalten werden.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung sieht jedoch vor, daß während des Schweißprozesses wenig stens ein Parameter des Schweißprozesses gemessen wird und daß in Abhängigkeit von dem gemessenen Para meter oder den gemessenen Parametern wenigstens eine Kenngröße des Schweiß-Wechselstromes gesteuert oder geregelt wird. Bei dieser Ausführungsform werden die Parameter des Schweißprozesses online während des Schweißprozesses gemessen, so daß eine Beeinflussung der Kenngrößen des Schweiß-Wechselstromes in Abhän gigkeit von Veränderungen der Parameter ermöglicht ist. Auf diese Weise ist eine noch genauere Steuerung der Lage der Schweißlinse relativ zu der Kontaktebene bzw. eine noch genauere Steuerung der Abnutzung der Elektroden ermöglicht und die Qualität der Schweiß verbindung verbessert.

Grundsätzlich ist mit dem erfindungsgemäßen Ver fahren möglich, die Schweißlinse relativ zu der Kon taktebene zwischen den zu verschweißenden Werkstücken in beliebiger Weise zu positionieren. Zweckmäßiger weise werden die Kenngrößen des Schweiß-Wechselstro mes jedoch in Abhängigkeit von wenigstens einem Para meter des Schweißprozesses derart eingestellt oder gesteuert bzw. geregelt, daß sich an der Kontaktebene zwischen den zu verschweißenden Werkstücken eine Schweißlinse bildet, die wenigstens zu dieser Kon taktebene im wesentlichen symmetrisch ist. Auf diese Weise weist die Schweißverbindung eine besonders hohe Qualität auf.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist Span nungsserzeugungsmittel zur Erzeugung einer an den Schweißelektroden der Vorrichtung anliegenden Gleich spannung und Wechselrichtermittel zur Erzeugung eines Schweiß-Wechselstromes durch Umpolung der an den Schweißelektroden anliegenden Gleichspannung auf, wobei Steuermittel vorgesehen sind, die die Wechsel richtermittel derart ansteuern, daß diese die Gleich spannung während eines Schweißvorganges wenigstens zweimal umpolen.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vor richtung sieht vor, daß die Spannungserzeugungsmittel

- Gleichrichtermittel zur Gleichrichtung ei ner Wechselspannung,
- Zerhackermittel, die den Gleichrichtermit teln nachgeordnet sind und die gleichge richtete Wechselspannung in Impulse zerhac ken, und
- einen Schweißtransformator, der den Zerhac kermitteln nachgeordnet ist und dem Schweißtransformator nachgeordnete Gleich richtermittel zur Erzeugung einer an die Schweißelektroden anlegbaren Gleichspan nung,

aufweisen. Diese Vorrichtung ist einfach im Aufbau und damit kostengünstig sowie zuverlässig im Betrieb.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß die Wechselrichtermittel mit den Schweißelektroden und über einen Gleichrichter mit der Sekundärwicklung des Schweißtransformators verbunden sind. Da somit der Schweiß-Wechselstrom auf der Sekundärseite des Schweiß-Transformators erzeugt wird, kann ein Schweiß-Transformator mit verhältnismäßig geringem Gewicht und Volumen verwendet werden, da die dann auftretenden Frequenzen des von dem Schweißtransfor mator zu übertragenden Stromes im KHz-Bereich liegen. Auf diese Weise sind große und schwere Schweiß-Trans formatoren nicht erforderlich. Dies ermöglicht den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Schweißrobotern.

Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß die Wechselrichtermittel Schalter mit wenigstens zwei Schaltern aufweisen, die durch die Steuermittel ansteuerbar sind. Die Schalter können hierbei in beliebiger geeigneter Weise ausge bildet sein, beispielsweise als Transistoren, Thysto ren oder dergleichen. Hinsichtlich der Ausbildung der Schaltermittel wird auf DE 295 08 868 U1 verwiesen, die verschiedene für die erfindungsgemäße Vorrichtung geeignete Schaltermittel zeigt und auf die hiermit Bezug genommen wird.

Eine im Anspruch 12 angegebene Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht mit den Steuer mitteln verbundene Meßmittel zur Messung wenigstens eines Parameters des Schweißprozesses vor Beginn und/oder während des Schweißprozesses vor. Dies er möglicht eine automatische Beeinflussung der Kenn größen des Schweiß-Wechselstromes.

Es ist jedoch auch möglich, anstelle der Messung oder zusätzlich zu dieser Parameter des Schweißpro zesses in die erfindungsgemäße Vorrichtung einzuge ben. Hierzu sieht eine im Anspruch 17 angegebene Wei terbildung eine mit den Steuermitteln verbundene Ein gabeeinrichtung zur externen Eingabe wenigstens eines Parameters des Schweißprozesses vor. Auf diese Weise ist der Schweißprozess manuell beeinflußbar.

Andere vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbil dungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den weiteren Unteransprüchen 13 bis 16 angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der bei gefügten Zeichnung näher erläutert, in der ein Aus führungsbeispiel dargestellt ist.

Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild Ei nes Ausführungsbeispieles einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung zur Durch führung des erfindungsgemäßen Verfah rens,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm von Kurvenformen ei nes Schweiß-Wechselstromes und

Fig. 3 in gleicher Darstellung wie Fig. 2 eine weitere Kurvenform eines Schweiß- Wechselstromes.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung 2 zum Widerstandsschweißen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, die Spannungserzeugungsmittel 4 zur Er zeugung einer an Schweißelektroden 6, 8, die nachfol gend kurz als Elektroden bezeichnet werden, der Vor richtung 2 anlegbare Gleichspannung aufweist. Ferner weist die Vorrichtung Wechselrichtermittel 8 zur Er zeugung eines Schweiß-Wechselstromes durch Umpolung der an den Schweißelektroden 6, 8 anliegenden Gleich spannung auf.

Die Spannungserzeugungsmittel 4 weisen bei die sem Ausführungsbeispiel Gleichrichtermittel 10 zur Gleichrichtung einer bei dem Ausführungsbeispiel dreiphasigen Wechselspannung auf. Ferner weisen die Spannungserzeugungsmittel 4 Zerhackermittel 12 auf, die den Gleichrichtermitteln 10 nachgeordnet sind und die gleichgerichtete Wechselspannung in Impulse zer hacken, beispielsweise mit einer Frequenz von 50 KHz. Den Zerhackermitteln 12 ist ein Schweißtransformator 14 mit einer Mittelfrequenz von beispielsweise 1-100 kHz nachgeordnet. Da eine Übertragung niedriger Frequenzen durch Schweißtransformator 14 nicht er forderlich ist, kann dieser entsprechend klein und damit leicht ausgebildet sein.

Die Wechselrichtermittel 8 weisen einen Gleich richter 16 auf, der die Sekundärspannung des Schweiß transformators 14 gleichrichtet und so eine an den Elektroden 6, 8 anliegende Gleichspannung erzeugt. Dem Gleichrichter 16 ist ein Wechselrichter 18 nach geordnet, der zur Erzeugung eines Schweiß-Wechsel stromes die an den Elektroden 6, 8 anliegende Gleich spannung umpolt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 weist ferner Steuermittel 20 auf, die den Wechselrichter 18 der Wechselrichtermittel 8 derart ansteuern, daß dieser die an den Elektroden 6, 8 anliegende Gleichspannung während eines Schweißvorganges wenigstens zweimal umpolt. Meßmittel 22 dienen zur Messung von Parame tern des Schweißprozesses, beispielsweise der Tempe ratur der Elektroden 6, 8 und/oder der Dicke von zu verschweißenden Werkstücken 24, 26, die in einer Kon taktebene 28 aneinander anliegen, und/oder der Kraft, mit der die Elektroden 6, 8 die zu verschweißenden Werkstücke 24, 26 kontaktieren und/oder dem Abnut zungsgrad der Elektroden 6, 8 und/oder eines zu Be ginn des Schweißprozesses zwischen den Elektroden 6, 8 bestehenden elektrischen Widerstandes der zu ver schweißenden Werkstücke 24, 26. Die Steuermittel 20 können den Parameter oder die Parameter des Schweiß prozesses vor Beginn und/oder während des Schweiß prozesses messen.

Die Steuermittel 20 dienen der Steuerung des Schweißprozesses und können wenigstens eine Kenngröße des durch den Wechselrichter 18 erzeugten Schweiß- Wechselstromes vor Beginn des Schweißprozesses ein stellen und/oder in Abhängigkeit von den durch die Meßmittel 22 gemessenen Parametern während des Schweißprozesses steuern oder regeln.

Die durch die Steuermittel 20 beeinflußbaren Kenngrößen des Schweiß-Wechselstromes können bei spielsweise das Verhältnis der Zeitdauer einer posi tiven Halbwelle zu der Zeitdauer einer negativen Halbwelle (Balance) und/oder die Frequenz und/oder einen zeitlichen Abstand zwischen einer positiven Halbwelle und einer negativen Halbwelle (Totzeit) und/oder die Kurvenform der positiven Halbwelle und/oder der negativen Halbwelle und/oder die Ampli tude der positiven Halbwelle und/oder die Amplitude der negativen Halbwelle und/oder das Tastverhältnis des Schweiß-Wechselstromes umfassen.

Eine mit den Steuermitteln 20 verbundene Ein gabeeinrichtung 30 dient zur externen Eingabe wenig stens eines Parameters des Schweißprozesses.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 wie folgt durch geführt:
Eine von den Gleichrichtermitteln 10 gleichge richtete Wechselspannung wird von den Zerhackermit teln 12 in Impulse zerhackt und von dem Schweißtrans formator 14 transformiert. Der sekundärseitig an den Schweißtransformator angeschlossene Gleichrichter 16 erzeugt aus dem sekundärseitigen Ausgangssignal des Schweißtransformators 14 eine Gleichspannung, die an den Elektroden 6, 8 anliegt. Durch Umpolung der an den Elektroden 6, 8 anliegenden Gleichspannung er zeugt der Wechselrichter 18 einen Schweiß-Wechsel strom, wobei der Wechselrichter 18 durch die Steuer mittel 20 derart angesteuert wird, daß die Gleich spannung während eines Schweißvorganges wenigstens zweimal umgepolt wird. Entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Schweißprozesses steuern die Meßmittel 20 die oben erwähnten Kenngrößen des Schweiß-Wechsel stromes derart, daß der Schweiß-Wechselstrom eine gewünschte Kurvenform hat.

In Fig. 2 ist links ein erstes Beispiel einer solchen Kurvenform dargestellt, bei der die Zeitdauer einer positiven Halbwelle kürzer ist als die Zeitdau er einer negativen Halbwelle, wobei die Halbwellen die gleiche Amplitude aufweisen und ohne zeitlichen Abstand (Totzeit) aufeinander folgen.

In Fig. 2 ist rechts eine weitere Kurvenform dar gestellt, die sich von der in Fig. 2 links darge stellten Kurvenform dadurch unterscheidet, daß die Zeitdauer der positiven Halbwelle 32 größer ist als die Zeitdauer der negativen Halbwelle 34.

In Fig. 3 ist ein drittes Beispiel einer Kur venform dargestellt, die sich von der in Fig. 2 rechts dargestellten Kurvenform dadurch unterschei det, daß die positiven und negativen Halbwellen mit zeitlichem Abstand (Totzeit) aufeinander folgen.

Während des Schweißprozesses messen die Meßmit tel 22 kontinuierlich oder in zeitlichen Abständen die Parameter des Schweißprozesses, wobei die Steuer mittel 20 die Kenngrößen des Schweiß-Wechselstromes in Abhängigkeit von den durch die Meßmittel 22 gemes senen Parametern derart einstellen, daß sich an der Kontaktebene 28 zwischen den zu verschweißenden Werk stücken 24, 26 eine in Fig. 2 bei dem Bezugszeichen 36 angedeutete Schweißlinse bildet, die wenigstens zu der Kontaktebene 28 symmetrisch ist. Stellen die Steuermittel beispielsweise fest, daß sich bei der in Fig. 2 links dargestellten Kurvenform eine der Elek troden 6, 8 stärker erwärmt, so kann beispielsweise auf die in Fig. 2 rechts dargestellte Kurvenform umgeschaltet werden, so daß dann die wärmere der Elektroden 6, 8 nachfolgend mehr mit negativer Pola rität und die kältere der Elektroden 6, 8 mehr mit positiver Polarität belastet wird, so daß sich die Temperatur beider Elektroden 6, 8 angleicht. Auf die se Weise bildet sich eine zu der Kontaktebene 28 sym metrische Schweißlinse und damit eine Schweißverbin dung hoher Qualität zwischen den Werkstücken 24, 26. Außerdem ist eine gleichmäßige Abnutzung der Elek troden 6, 8 erzielt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine beliebige Steuerung der Lage der Schweißlinse 36 in Richtung senkrecht zu der Kontaktebene 28 durch ent sprechende Steuerung der Temperatur der Elektroden 6, 8. Falls erwünscht, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren somit auch eine zu der Kontaktebene 28 un symmetrische Schweißlinse 36 gebildet werden.

Falls erforderlich können sämtliche der oben erwähnten Kenngrößen des Schweiß-Wechselstromes durch die Steuermittel 20 in der gewünschten Weise beein flußt werden. Außerdem können beliebige Parameter des Schweißprozesses zur Beeinflussung dieser Kenngrößen herangezogen werden.

Claims

1. Verfahren zum Widerstandsschweißen, insbesondere von Aluminiumblechen, bei dem zur Erzeugung eines Schweiß-Wechselstromes eine an den Schweißelektroden anliegende Gleichspan nung umgepolt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung wäh rend eines Schweißvorgangs wenigstens zweimal umge polt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß zur Beeinflussung der Bildung einer Schweiß linse an einer Kontaktebene zwischen zu verschweißen den Werkstücken und/oder zur Beeinflussung der Stand zeit der Schweißelektroden wenigstens eine Kenngröße des Schweiß-Wechselstromes in Abhängigkeit von wenig stens einem Parameter des Schweißprozesses vor Beginn des Schweißprozesses eingestellt und/oder während des Schweißprozesses beeinflußt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kenngrößen des Schweiß-Wechsel stromes wenigstens

- das Verhältnis der Zeitdauer einer positi ven Halbwelle zu der Zeitdauer einer nega tiven Halbwelle des Schweiß-Wechselstromes (Balance) und/oder
- die Frequenz des Schweiß-Wechselstromes und/oder
- einen zeitlichen Abstand zwischen einer positiven Halbwelle und einer negativen Halbwelle des Schweiß-Wechselstromes (Tot zeit) und/oder
- die Kurvenform der positiven Halbwelle und/oder die Kurvenform der negativen Halb welle des Schweiß-Wechselstromes und/oder
- die Amplitude der positiven Halbwelle und/oder die Amplitude der negativen Halb welle des Schweiß-Wechselstromes und/oder
- das Tastverhältnis des Schweiß-Wechselstro mes umfassen.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Parameter des Schweißprozesses wenigstens

- die Temperatur der Schweißelektroden und/oder
- die Dicke und/oder das Material der zu ver schweißenden Werkstücke und/oder
- die Kraft, mit der die Schweißelektroden die zu verschweißenden Werkstücke kontak tieren, und/oder
- der Abnutzungsgrad der Schweißelektroden und/oder
- einen zu Beginn des Schweißprozesses zwi schen den Schweißelektroden bestehenden elektrischen Widerstand der zu verschweiß enden Werkstücke

umfassen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Kenngrößen vor Beginn des Schweißprozesses eingestellt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß während des Schweißprozes ses wenigstens ein Parameter des Schweißprozesses gemessen wird und daß in Abhängigkeit von dem gemes senen Parameter oder den gemessenen Parametern wenig stens eine Kenngröße des Schweiß-Wechselstromes g steuert oder geregelt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die Kenngrößen des Schweiß- Wechselstromes in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter des Schweißprozesses derart eingestellt oder gesteuert bzw. geregelt werden, daß sich an der Kontaktebene zwischen zu verschweißenden Werkstücken eine Schweißlinse bildet, die wenigstens zu dieser Kontaktebene im wesentlichen symmetrisch ist.

8. Vorrichtung zum Widerstandsschweißen, insbeson dere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
mit Spannungserzeugungsmitteln zur Erzeugung einer an Schweißelektroden der Vorrichtung anliegenden Gleich spannung und
mit Wechselrichtermitteln zur Erzeugung eines Schweiß-Wechselstromes durch Umpolung der an den Schweißelektroden anliegenden Gleichspannung,
gekennzeichnet durch Steuermittel (20), die die Wechselrichtermittel (8) derart ansteuern, daß diese die Gleichspannung wäh rend eines Schweißvorganges wenigstens zweimal um polen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spannungserzeugungsmittel

- Gleichrichtermittel (10) zur Gleichrichtung einer Wechselspannung,
- Zerhackermittel (12), die den Gleichrich termitteln (10) nachgeordnet sind und die gleichgerichtete Wechselspannung in Impulse zerhacken,
- einen Schweißtransformator (14), der den Zerhackermitteln (12) nachgeordnet ist und
- dem Schweißtransformator (14) nachgeordnete Gleichrichtermittel (16) zur Erzeugung ei ner an die Schweißelektroden (6, 8) anleg baren Gleichspannung

aufweisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Wechselrichtermittel (18) mit den Schweißelektroden (6, 8) und über einen Gleichrichter (16) mit der Sekundärwicklung des Schweißtransforma tors (14) verbunden sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselrichtermittel (18) Schaltermittel mit wenigstens zwei Schaltern aufweisen, die durch die Steuermittel ansteuerbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch mit den Steuermitteln (20) ver bundene Meßmittel (22) zur Messung wenigstens eines Parameters des Schweißprozesses vor Beginn und/oder während des Schweißprozesses.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuermittel (20) wenigstens eine Kenngröße des Schweiß-Wechselstromes vor Beginn des Schweißprozesses einstellen und/oder in Abhängigkeit von dem gemessenen Parameter oder den gemessenen Pa rametern während des Schweißprozesses steuern oder regeln.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kenngrößen des Schweiß-Wechselstro mes wenigstens

- das Verhältnis der Zeitdauer einer positi ven Halbwelle (32) zu der Zeitdauer einer negativen Halbwelle (34) des Schweiß-Wech selstromes (Balance) und/oder
- die Frequenz des Schweiß-Wechselstromes und/oder
- ein zeitlicher Abstand zwischen einer posi tiven Halbwelle (32) und einer negativer Halbwelle (34) des Schweiß-Wechselstromes (Totzeit) und/oder,
- die Kurvenform der positiven Halbwelle (32) und/oder der negativen Halbwelle (34) des Schweiß-Wechselstromes und/oder
- die Amplitude der positiven Halbwelle (32) und/oder die Amplitude der negativen Halb welle (34) des Schweiß-Wechselstromes und/oder
- das Tastverhältnis des Schweiß-Wechselstro mes

umfassen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 74, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter des Schweißprozesses wenigstens

- die Temperatur der Schweißelektroden (6, 8) und/oder
- die Dicke der zu verschweißenden Werks dicke (24, 26) und/oder
- die Kraft, mit der die Schweißelektroden (6, 8) die zu verschweißenden Werkstücke (24, 26) kontaktieren und/oder
- den Abnutzungsgrad der Schweißelektroden (6, 8) und/oder
- einen zu Beginn des Schweißprozesses zwi schen den Schweißelektroden bestehenden elektrischen Widerstand der zu verschwei ßenden Werkstücke

umfassen.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (20) wenigstens eine Kenngröße des Schweiß-Wechselstromes in Abhängigkeit von Parametern des Schweißprozesses derart einstellen oder steuern oder regeln, daß sich an einer Kontaktebene zwischen zu verschweißenden Werkstücken (24, 26) eine Schweißlinse (36) bildet, die wenigstens zu dieser Kontaktebene im wesentlichen symmetrisch ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, gekennzeichnet durch eine mit den Steuermitteln (20) verbundene Eingabeeinrichtung (30) zur externen Ein gabe wenigstens eines Parameters des Schweißprozes ses.