DE202004020166U1

DE202004020166U1 - Welding device comprises one electrode having a stamp protruding in the adjusting direction via the electrode front wall to deform a workpiece on the welding site

Info

Publication number: DE202004020166U1
Application number: DE202004020166U
Authority: DE
Original assignee: RS ELEKTRONIK GmbH
Current assignee: RS ELEKTRONIK GMBH, DE
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2014-12-24

Abstract

Welding device comprises one electrode (12) having a stamp (14) protruding in the adjusting direction (15) via the electrode front wall to deform a workpiece (3) on the welding site (7). An independent claim is also included for a welded part produced by the above welding device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweißvorrichtung und ein Schweißteil mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.The The invention relates to a welding device and a welded part with the features in the preamble of the main claim.

Aus der Praxis sind Impuls-Schweißverfahren mit Presskrafteinwirkung auf die zu verschweißenden Bauteile bekannt, z.B. als konventionelle Kondensatorentladungs-Schweißverfahren nebst zugehörigen Schweißvorrichtungen. Bei solchen Impuls-Schweißverfahren werden die zusammen gepressten Werkstücke von einem Impulsstrom durchflossen, wobei sie am Kontaktbereich in einen teigigen Zustand übergehen und sich miteinander verbinden. Um eine ausreichend hohe Stromkonzentration zu erreichen, werden die Kontaktstellen der Werkstücke möglichst klein gehalten, wobei z.B. ein Punkt- oder Linienkontakt besteht. Bei Blechen werden zu diesem Zweck an ein oder beiden Blechen in einer Bauteilvorbereitung Buckel angebracht oder angeformt bzw. eingeformt. Dies erfordert einen zusätzlichen Aufwand.Out In practice, impulse welding processes with a compressive force acting on the components to be welded, e.g. as conventional capacitor discharge welding methods and associated welding devices. In such pulse welding process the pressed-together workpieces flow through a pulse current, whereby they pass over a doughy state at the contact area and connect with each other. To a sufficiently high current concentration too reach the contact points of the workpieces are kept as small as possible, wherein e.g. there is a point or line contact. When sheets are to this Purpose on one or both sheets in a component preparation hump attached or molded or molded. This requires one additional Effort.

Die DE 40 38 016 A1 zeigt eine Verbundelektrode, die aus einem zylindrischen Grundkörper mit einem kegelstumpfförmig verjüngten Ende besteht, an dem der eigentliche Elektrodenkörper aus einer verschleißfesten Schicht, z.B. Wolfram, durch Diffusionsschweißen aufgebracht ist. Der Elektrodenkörper hat eine zylindrische Form mit einer ebenen Stirnfläche, welche die Elektrodenandruckfläche bildet.The DE 40 38 016 A1 shows a composite electrode, which consists of a cylindrical base body with a frusto-conically tapered end on which the actual electrode body of a wear-resistant layer, such as tungsten, is applied by diffusion bonding. The electrode body has a cylindrical shape with a flat end face, which forms the Elektrodenandruckfläche.

Aus der DE 19 44 614 A1 ist ein Verfahren zum Verbinden zweier Metallplatten mittels Kondensatorentladungsschweißen bekannt. In den verschiedenen Ausführungsbeispielen dieser Druckschrift wird der Schweißstrom zum einen mit stromführenden Elektroden und zum anderen mit stromlosen Druckstempeln übertragen, wobei im letzteren Fall die Pole einer Kondensator-Impulsschweißmaschine direkt an den Blechen angebracht werden. Ansonsten zeigt die Schrift noch verschiedene Stirnfräser, die den zu verschweißenden Blechen eine bestimmte Formgebung verleihen sollen. Die Elektroden sind in konventioneller Weise ausgebildet und haben eine ebene Stirnfläche bzw. Kontaktfläche.From the DE 19 44 614 A1 For example, a method of connecting two metal plates by means of capacitor discharge welding is known. In the various embodiments of this document, the welding current is transmitted to the one with current-carrying electrodes and the other with electroless plungers, in the latter case, the poles of a capacitor pulse welding machine are attached directly to the sheets. Otherwise, the font still shows different face milling cutters, which should give the sheets to be welded a certain shape. The electrodes are formed in a conventional manner and have a flat end face or contact surface.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Schweißtechnik aufzuzeigen.It Object of the present invention, an improved welding technology show.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen in den Hauptansprüchen für die Schweißvorrichtung und das Schweißteil.The Invention solves This object with the features in the main claims for the welding device and the welding part.

Die erfindungsgemäße Schweißtechnik hat den Vorteil, dass beim gattungsgemäßen Impulsschweißen die aufwändigen Bauteilvorbereitungen und insbesondere das Anbringen oder Anformen von Buckeln an Blechen, entfallen kann. Die Fokusierung des Impulsstroms wird über einen im wesentlichen ringförmigen Isolator in einem Spalt zwischen den Werkstücken bewirkt. Dieser Isolator isoliert die Werkstücke elektrisch und vermeidet eine Kurzschlusssituation. Hierbei kann er auch eine Werkstückdistanzierung bewirken. Der notwendige stromleitende Werkstückkontakt kann während des Schweißprozesses durch eine Verformung zumindest eines der Werkstücke in einen Freiraum innerhalb des Isolators bewirkt werden. Der Isolator selbst kann am Schweißteil verbleiben und umgibt die geschaffene Schweißverbindung oder Naht, wobei er eine Schutzfunktion ausüben kann.The welding technology according to the invention has the advantage that the generic pulse welding the complex Component preparations and in particular the attachment or molding from humps to sheets, can be omitted. The focusing of the pulse current will over a substantially annular Insulator in a gap between the workpieces causes. This insulator isolates the workpieces electrically and avoids a short-circuit situation. Here can he also a workpiece distance cause. The necessary current-conducting workpiece contact can during the welding process by a deformation of at least one of the workpieces in a free space within of the insulator can be effected. The insulator itself can remain on the welding part and surrounds the created weld joint or seam, wherein he exercise a protective function can.

Während des Schweißprozesses und der Einbringung der Verformung wird der Isolator komprimiert und entwickelt nach der Entlastung eine Spannkraft und Spreizwirkung an der Schweißstelle. Der Isolator kann auch als Klebstoff ausgeführt sein, der vorzugsweise erst während des Schweißprozesses durch den Impulsstrom bzw. die Wärme aktiviert wird. Durch die Spreizkraft bzw. die Klebekraft wird eine zusätzliche Haltekraft zwischen den Werkstücken an der Schweißstelle eingebracht, welche die Scherfestigkeit der Werkstückverbindung erhöht. Außerdem kann der Isolator Verbesserungen bei der Dämpfung des Schweißteils bzw. der Werkstücke und beim Korrosionsschutz oder der Abdichtung an der Verbindungsstelle bewirken.During the welding process and the introduction of the deformation, the insulator is compressed and developed after relieving a clamping force and spreading effect at the weld. The insulator may also be designed as an adhesive, preferably only during of the welding process the pulse current or the heat is activated. Due to the spreading force or the adhesive force is an additional Holding force between the workpieces at the weld introduced, which the shear strength of the workpiece connection elevated. In addition, can the insulator improvements in the damping of the welding part or the workpieces and corrosion protection or sealing at the joint cause.

Der Bauaufwand zur konstruktiven Umsetzung der Schweißtechnik ist gering. Die beaufschlagte Elektrode braucht lediglich mit einem geeigneten Stempel ausgerüstet zu werden. Hierbei empfiehlt es sich, den Stempel aus einem Material herzustellen, welches eine ausreichende Festigkeit mit sich bringt und mit dem beaufschlagten Werkstück keine bleibende Verbindung eingeht. Vorzugsweise ist der Stempel im Innenbereich der Elektrode angeordnet und wird allseitig von der Elektrode umgeben. Dies sichert den Elektrodenkontakt mit dem beaufschlagten Werkstück und die Stromleitung während des Schweißprozesses und der Einbringung der Verformung.Of the Construction costs for constructive implementation of welding technology is low. The applied electrode needs only one equipped with a suitable stamp to become. It is advisable to use the stamp of a material produce, which brings a sufficient strength with it and with the loaded workpiece no lasting connection is received. Preferably, the stamp arranged in the interior of the electrode and is on all sides of surrounded by the electrode. This ensures the electrode contact with the acted upon workpiece and the power line during of the welding process and the introduction of the deformation.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. In the dependent claims are further advantageous embodiments of the invention indicated.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigenThe The invention is for example and schematically in the drawings shown. Show in detail

1: eine schematische Seitendarstellung einer Schweißvorrichtung, 1 : a schematic side view of a welding device,

2: eine Schemadraufsicht auf ein Schweißteil, 2 : a schematic top view of a welded part,

3 – 5: Bewegungsabläufe der Elektrode und der Werkstücke in 3 Schritten beim Schweißprozess, 3 - 5 : Movements of the electrode and the workpieces in 3 steps during Welding process,

6: eine vergrößerte und abgebrochene Schnittdarstellung der Schweißstelle am Schweißteil und 6 : an enlarged and broken sectional view of the weld on the welding part and

7 – 9: verschiedene Querschnittsdarstellungen eines Stempels und eines Isolators. 7 - 9 : various cross-sectional views of a stamp and an insulator.

Die Erfindung befasst sich mit dem elektrischen Impulsschweißen von Werkstücken (3,4) mit einer beim Schweißen und beim Stromdurchgang auf die Werkstücke (3,4) einwirkenden Presskraft F. In 1 ist beispielhaft eine hierfür geeignete Schweißvorrichtung (1), z.B. eine Kondensatorentladungs-Schweißvorrichtung, dargestellt. 2 zeigt schematisch ein Schweißteil.The invention relates to the electric pulse welding of workpieces ( 3 . 4 ) with one during welding and when passing current on the workpieces ( 3 . 4 ) acting pressing force F. In 1 is an example of a suitable welding device ( 1 ), eg a capacitor discharge welding device. 2 schematically shows a welded part.

Das Schweißteil (2) besteht aus zwei oder mehr Werkstücken (3,4), die mittels Schweißverbindungen (9) oder Schweißnähten miteinander verbunden werden. Die Schweißverbindungen (9) können in der nachfolgend beschriebenen Weise mit der Schweißvorrichtung (1) hergestellt werden. Die Werkstücke (3,4) können von beliebig geeigneter Art und Größe sein. Sie bestehen aus schweißfähigen und elektrisch leitenden Werkstoffen, z.B.The welding part ( 2 ) consists of two or more workpieces ( 3 . 4 ), which by means of welded joints ( 9 ) or welds are joined together. The welded joints ( 9 ) can in the manner described below with the welding device ( 1 ) getting produced. The workpieces ( 3 . 4 ) can be of any suitable type and size. They consist of weldable and electrically conductive materials, eg

Stahl. Die Werkstücke (3,4) können eine beliebige Geometrie aufweisen. Mindestens eines der Werkstücke ist zumindest im Bereich der ein- oder mehrfach vorhandenen Schweißstellen (7) als dünnwandiges und elastisch oder plastisch verformbares Blech ausgeführt.Stole. The workpieces ( 3 . 4 ) can have any geometry. At least one of the workpieces is at least in the area of one or more existing welds ( 7 ) designed as a thin-walled and elastically or plastically deformable sheet.

Die Schweißvorrichtung (1) besteht aus einem Maschinengestell, einer vorzugsweise innerhalb der Vorrichtung angeordneten Schweißstromquelle (10) und zumindest zwei Elektroden (12,13) mit mindestens einer Elektrodenanpressvorrichtung (11). Die Schweißstromquelle (10) ist z.B. als Kondensatorentladungs-Stromquelle ausgeführt. Die Schweißstromquelle (10) erzeugt zum Schweißen einen Impulsstrom mit hoher Stromstärke, der über die Elektroden (12,13) durch die Werkstücke (3,4) an der Schweißstelle (7) geleitet wird. Während des Schweißprozesses wird an der Schweißstelle (7) der Impulsstrom mittels eines Isolators (5) und einer im Prozess eingebrachten Verformung (8) an zumindest einem der an der Verbindung beteiligten Werkstücke (3,4) fokusiert. Dies bewirkt an der Schweißstelle (7) einen lokal begrenzten Stromübergang zwischen den Werkstücken (3,4) in Verbindung mit einer flächenmäßig begrenzten Erwärmung und zumindest teilweisen Plastifizierung der Werkstücke (3,4) an der Kontaktstelle, wobei hier eine Schweißverbindung (9) entsteht.The welding device ( 1 ) consists of a machine frame, a preferably within the device arranged welding power source ( 10 ) and at least two electrodes ( 12 . 13 ) with at least one electrode pressure device ( 11 ). The welding power source ( 10 ) is designed, for example, as a capacitor discharge current source. The welding power source ( 10 ) generates a high current pulse current to weld across the electrodes ( 12 . 13 ) through the workpieces ( 3 . 4 ) at the weld ( 7 ). During the welding process, at the welding point ( 7 ) the pulse current by means of an isolator ( 5 ) and a deformation introduced in the process ( 8th ) on at least one of the workpieces involved in the connection ( 3 . 4 ) focused. This causes at the weld ( 7 ) a localized current transition between the workpieces ( 3 . 4 ) in connection with a limited heating and at least partial plasticization of the workpieces ( 3 . 4 ) at the contact point, in which case a welded connection ( 9 ) arises.

Zumindest eine Elektrode (12) hat einen in Zustellrichtung (15) vorstehenden Stempel (14), der zur Verformung eines beaufschlagten Werkstücks (3) an der Schweißstelle (7) beim Anpressen der Elektroden (12,13) mittels der Elektrodenanpressvorrichtung (11) dient. Der Stempel (14) verformt mit seinem überstehenden Bereich das beaufschlagte Werkstück (3) derart, dass der vorerwähnte Werkstückkontakt mit der Stromleitung entsteht.At least one electrode ( 12 ) has an in delivery direction ( 15 ) above stamp ( 14 ), which is used to deform an applied workpiece ( 3 ) at the weld ( 7 ) when pressing the electrodes ( 12 . 13 ) by means of the electrode pressure device ( 11 ) serves. The Stamp ( 14 ) deforms the applied workpiece with its projecting area ( 3 ) such that the aforementioned workpiece contact with the power line is formed.

Der Stempel (14) besteht aus einem geeigneten Material, welches mit dem beaufschlagten Werkstück (3) keine Schweißverbindung eingeht. Andererseits ist das Stempelmaterial ausreichend fest und hart, um das beaufschlagte Werkstück (3) verformen zu können. Der Stempel (14) kann z.B. aus einem Hartmetall mit einer sehr hohen Schmelztemperatur bestehen, die durch den Impulsstrom nicht erreicht wird. Das Stempelmaterial kann dabei elektrisch leitend oder elektrisch isolierend sein. Möglich sind z.B. Keramikeinsätze zur Stempelbildung.The Stamp ( 14 ) consists of a suitable material, which with the acted upon workpiece ( 3 ) no weld connection. On the other hand, the stamp material is sufficiently strong and hard, around the applied workpiece ( 3 ) deform. The Stamp ( 14 ) may for example consist of a hard metal with a very high melting temperature, which is not reached by the pulse current. The stamp material may be electrically conductive or electrically insulating. Possible examples are ceramic inserts for stamping.

Der Stempel (14) ist vorzugsweise im Innenbereich der zugehörigen Elektrode (12) angeordnet und wird von dieser z.B. allseitig umgeben. Die Stromübertragung auf das beaufschlagte Werkstück (3) erfolgt über die vorzugsweise ebene oder gegebenenfalls an die Werkstückgeometrie angepasste Elektrodenstirnwand. Der Überstand des Stempels (14) gegenüber der Elektrodenstirnwand ist an die Verformbarkeit des beaufschlagten Werkstücks (3), an die Weite des nachfolgend näher erläuterten Spaltes (6) zwischen den Werkstücken (3,4) und an die Kompressibilität eines im Spalt (6) angeordneten Isolators (5) angepasst.The Stamp ( 14 ) is preferably in the interior of the associated electrode ( 12 ) and is surrounded by this example on all sides. The current transfer to the loaded workpiece ( 3 ) via the preferably planar or optionally adapted to the workpiece geometry electrode end wall. The supernatant of the stamp ( 14 ) relative to the electrode end wall is due to the deformability of the applied workpiece ( 3 ), to the width of the gap explained in more detail below (US Pat. 6 ) between the workpieces ( 3 . 4 ) and the compressibility of one in the gap ( 6 ) insulator ( 5 ) customized.

Mit der erfindungsgemäßen Schweißtechnik werden die zu verbindenden Werkstücke (3,4) zunächst mit gegenseitigem Abstand an der jeweiligen Schweißstelle (7) positioniert. Sie werden erst während des Schweißprozesses durch eine mittels des Stempels (14) eingebrachte Verformung (8) des beaufschlagten Werkstücks (3) in stromleitenden und räumlich begrenzten Kontakt miteinander gebracht. An mindestens einem der zu verbindenden Werkstücke (3,4) wird hierfür an der oder den Verbindungsstelle(n) (7) mindestens ein Isolator (5) angebracht, der im wesentlichen ringförmig ausgebildet ist und die Schweißstelle (7) bzw. die hier zu schaffende Schweißverbindung (9) zumindest außenseitig umgibt. Der Isolator (5) isoliert die zu verbindenden Werkstücke (3,4) elektrisch. Hierbei kann er eine räumliche Distanzierung der Werkstücke (3,4) in Zustellrichtung (15) unter Bildung eines Spaltes (6) bewirken. Der Isolator (5) hat hierfür eine Dicke, die im Betriebszustand zumindest geringfügig größer als die Summe der Rautiefen der beiden benachbarten Werkstückflächen ist und einen unerwünschten elektrischen Stromfluss verhindert. Die Dicke des Isolators (5) richtet sich ansonsten nach der am Schweißteil (2) tolerablen Spaltweite. In der Praxis empfehlen sich Isolatordicken von ca. 100 bis 1.000 μm, vorzugsweise im Bereich von ca. 200 μm.With the welding technique according to the invention, the workpieces to be joined ( 3 . 4 ) initially at a mutual distance at the respective weld ( 7 ). They are only during the welding process by a stamp ( 14 ) introduced deformation ( 8th ) of the loaded workpiece ( 3 ) brought into current-conducting and spatially limited contact with each other. On at least one of the workpieces to be joined ( 3 . 4 ) at the liaison office (s) ( 7 ) at least one isolator ( 5 ), which is formed substantially annular and the weld ( 7 ) or the weld to be created here ( 9 ) surrounds at least the outside. The insulator ( 5 ) isolates the workpieces to be joined ( 3 . 4 ) electrically. In doing so, he can create a spatial distancing of the workpieces ( 3 . 4 ) in delivery direction ( 15 ) forming a gap ( 6 ) cause. The insulator ( 5 ) has a thickness for this purpose, which is at least slightly larger than the sum of the roughness depths of the two adjacent workpiece surfaces in operation and prevents unwanted electrical current flow. The thickness of the insulator ( 5 ) otherwise depends on the welding part ( 2 ) Tolerable gap width. In practice, insulator thicknesses of approx. 100 to 1,000 μm are recommended preferably in the range of about 200 microns.

Der Isolator (5) besteht aus einem begrenzt kompressiblen und vorzugsweise zäh elastischen Material. Der Isolator (5) hat ferner elektrisch isolierende Materialeigenschaften. Die hierfür geeigneten Materialien können Papier, Kunststoff oder dergleichen sein. Geeignet sind insbesondere Kunststoff-Polymere. Der Isolator (5) kann auch aus einem Klebstoff bestehen. Dieser Klebstoff kann beim Auftrag bereits Klebewirkung entfalten oder erst während des Schweißprozesses durch den Stromfluss und/oder die Wärmeentwicklung aktiviert werden.The insulator ( 5 ) consists of a limited compressible and preferably tough elastic material. The insulator ( 5 ) also has electrically insulating material properties. The materials suitable for this purpose may be paper, plastic or the like. Particularly suitable are plastic polymers. The insulator ( 5 ) may also consist of an adhesive. This adhesive can already develop adhesive effect during the application or can only be activated during the welding process by the flow of current and / or the development of heat.

Der Isolator (5) kann in beliebig geeigneter Form vorliegen. Er kann z.B. die Gestalt einer dünnwandigen Folie haben, die zwischen die Werkstücke (3,4) eingelegt wird. Ferner ist es möglich, den Isolator (5) auf ein Werkstück (3,4) aufzudrucken, z.B. durch Tampondruck oder dergleichen. Hierfür eignen sich plastische Materialien, insbesondere Polymere.The insulator ( 5 ) can be present in any suitable form. It may, for example, have the shape of a thin-walled film which is placed between the workpieces ( 3 . 4 ) is inserted. Furthermore, it is possible to use the insulator ( 5 ) on a workpiece ( 3 . 4 ), eg by pad printing or the like. For this purpose, plastic materials, in particular polymers are suitable.

Die Ringform des Isolators (5) kann sich nach der gewünschten Form der Schweißverbindung (9) richten. 2 zeigt hierfür verschieden Formen von Schweißverbindungen (9) bzw. Schweißnähten. Im linken oberen Eckbereich des von den Werkstücken (3,4) gebildeten Schweißteils (2) sind punktförmige oder kreisförmige Schweißverbindungen (9) dargestellt. Alternativ sind Steppnähte mit geraden Nahtabschnitten oder auch winklig mit Abstand angeordnete gerade Nahtabschnitte sowie abgewinkelte oder gebogene Nahtformen möglich. Grundsätzlich sind beliebige Nahtformen möglich, sofern sie für das Impulsschweißen geeignet sind.The ring shape of the insulator ( 5 ) may vary according to the desired shape of the welded joint ( 9 ) judge. 2 shows different forms of welded joints ( 9 ) or welds. In the upper left corner area of the workpieces ( 3 . 4 ) formed welding part ( 2 ) are punctiform or circular welded joints ( 9 ). Alternatively, stitching seams with straight seam sections or also angularly spaced straight seam sections and angled or curved seam shapes are possible. Basically, any seam shapes are possible, provided that they are suitable for pulse welding.

Der Isolator (5) umgibt die zugehörige Schweißverbindung (9) zumindest außenseitig. Hierfür kann der Isolator (5) z.B. die in 7 und 9 gezeigte geschlossene Ringform haben, welche beispielsweise als Kreisring oder als Ovalring oder in beliebig anderer Weise ausgebildet sein kann. Die. Ringform muss nicht geschlossen sein. Sie kann gemäß 8 von mehreren Isolatorteilen (5',5'') gebildet werden, die entlang des Umfangs der Schweißverbindung angeordnet sind. Die Isolatorteile (5',5'') können unterschiedliche Formen und Größen haben und z.B. aus Punkten oder Linien bestehen.The insulator ( 5 ) surrounds the associated welded joint ( 9 ) at least on the outside. For this purpose, the insulator ( 5 ) eg the in 7 and 9 have shown closed ring shape, which may be formed, for example, as a circular ring or as an oval ring or in any other way. The. Ring shape does not have to be closed. She can according to 8th of several insulator parts ( 5 ' . 5 '' ) are formed, which are arranged along the circumference of the welded joint. The insulator parts ( 5 ' . 5 '' ) can have different shapes and sizes and consist of points or lines, for example.

Die Querschnittsform des Stempels (14) richtet sich nach der gewünschten Geometrie der Schweißverbindung (9). Außerdem können die Querschnittsform des Stempels (14) und die Form des innenseitigen Isolatorfreiraums aneinander angepasst sein.The cross-sectional shape of the stamp ( 14 ) depends on the desired geometry of the welded joint ( 9 ). In addition, the cross-sectional shape of the stamp ( 14 ) and the shape of the insulator inner space be adapted to each other.

3 bis 5 zeigen eine Bewegungs- und Funktionsabfolge der Schweißvorrichtung (1) im Schweißprozess. Im ersten Schritt gemäß 3 wird mittels der Elektrodenanpressvorrichtung (11) die eine Elektrode (12) mit dem Stempel (14) in Zustellrichtung (15) an das beaufschlagte Werkstück (3) zugestellt. Der Stempel (14) ist an der Schweißstelle (7) zentrisch zum ringförmigen Isolator (5) ausgerichtet. Der in Zustellrichtung (15) vorstehende Stempel (14) kommt mit seiner Stirnfläche vor der Elektrode (12) in Kontakt mit dem Werkstück (3). Das andere Werkstück (4) liegt auf der anderen gegenüber liegenden Elektrode (13) auf und wird hier abgestützt. 3 to 5 show a sequence of movements and functions of the welding device ( 1 ) in the welding process. In the first step according to 3 is by means of the electrode pressure device ( 11 ) one electrode ( 12 ) with the stamp ( 14 ) in delivery direction ( 15 ) to the loaded workpiece ( 3 ) delivered. The Stamp ( 14 ) is at the weld ( 7 ) centric to the annular insulator ( 5 ). The in delivery direction ( 15 ) protruding punches ( 14 ) comes with its front face in front of the electrode ( 12 ) in contact with the workpiece ( 3 ). The other workpiece ( 4 ) lies on the other opposite electrode ( 13 ) and is supported here.

Im nächsten Schritt gemäß 4 ist die Elektrode (12) soweit vorgeschoben, bis sie mit ihrer Stirnfläche stromleitenden Kontakt mit dem Werkstück (3) hat. Der vorstehende Stempel (14) hat das Werkstück (3) verformt und dabei einen Buckel ausgebildet, der durch den freien Innenraum des Isolators (5)greift und in stromleitenden Kontakt mit dem anderen Werkstück (4) gelangt. Unter der in Zustellrichtung (15) und senkrecht zu den Werkstücken (3,4) wirkenden Anpresskraft ist auch der Isolator (5) komprimiert worden. Die dabei reduzierte Isolatordicke ist noch immer so groß, dass der Isolator (5) seine stromisolierende Funktion beibehält und die Werkstücke (3,4) im Bereich außerhalb des Isolators (5) unter Spaltbildung distanziert. Ein stromleitender Kontakt zwischen den Werkstücken (3,4) ist nur im Bereich der Verformung (8) vorhanden. Sobald diese Stellung von 4 erreicht ist, wird über eine Steuerung (nicht dargestellt) der Schweißvorrichtung (1) die Schweißstromquelle (10) und der Impulsstrom geschaltet. Hierdurch entsteht an der Kontaktstelle zwischen den Werkstücken (3,4) die Schweißverbindung (9).In the next step according to 4 is the electrode ( 12 ) so far advanced until with its end face current-conducting contact with the workpiece ( 3 ) Has. The above stamp ( 14 ) has the workpiece ( 3 ) deformed while a hump formed by the free interior of the insulator ( 5 ) and in electrical contact with the other workpiece ( 4 ). Under the in delivery direction ( 15 ) and perpendicular to the workpieces ( 3 . 4 ) acting contact pressure is also the insulator ( 5 ) has been compressed. The reduced insulator thickness is still so great that the insulator ( 5 ) maintains its current-insulating function and the workpieces ( 3 . 4 ) in the area outside the insulator ( 5 ) distanced with gap formation. An electrically conductive contact between the workpieces ( 3 . 4 ) is only in the area of deformation ( 8th ) available. Once this position of 4 is reached is, via a controller (not shown) of the welding device ( 1 ) the welding power source ( 10 ) and the pulse current switched. This results at the contact point between the workpieces ( 3 . 4 ) the welded connection ( 9 ).

Nach Beendigung des Schweißvorgangs und Abschalten der Schweißstromquelle (10) wird die Elektrode (12) mit dem Stempel (14) wieder abgehoben. Der entlastete Isolator (5) kann sich im Rahmen der Verformungsnachgiebigkeit der Werkstücke (3,4) wieder etwas entspannen.After completion of the welding process and switching off the welding power source ( 10 ) the electrode ( 12 ) with the stamp ( 14 ) lifted again. The unloaded isolator ( 5 ) can occur within the framework of the deformation resiliency of the workpieces ( 3 . 4 ) relax a bit again.

Anschließend werden die Werkstücke (3,4) gegenüber der Schweißvorrichtung (1) zur nächsten Schweißstelle (7) hin versetzt und der vorbeschriebene Schweißprozess startet von neuem.Subsequently, the workpieces ( 3 . 4 ) opposite the welding device ( 1 ) to the next weld ( 7 ) and the above-described welding process starts again.

6 verdeutlicht die Situation nach Stempelentlastung. Der komprimierte Isolator (5) versucht sich im angrenzenden Bereich der Schweißverbindung (9) teilweise zu entspannen und wieder auf die Ursprungsdicke zu vergrößern, wobei er auf die Werkstücke (3,4) im Rahmen ihrer Nachgiebigkeit eine Spannkraft und Spreizwirkung ausübt. Durch die Spannkraft und die Anlage des Isolators (5) an den Werkstückoberflächen ergibt sich eine Blechverspannung rund um die Schweißverbindung (9) und auch eine Reibkraft, welche gemeinsam die Scherfestigkeit der Verbindung erhöhen. Der Isolator (5) ist zudem dichtend im Spalt (6) eingespannt und verhindert den Zutritt von Umwelteinflüssen, insbesondere Feuchtigkeit, Gasen oder dgl., zur Schweißverbindung (9). 6 clarifies the situation after stamp relief. The compressed isolator ( 5 ) tries in the adjacent area of the weld ( 9 ) and to increase again to the original thickness, 3 . 4 ) exerts a clamping force and spreading effect within the scope of its compliance. Due to the clamping force and the installation of the insulator ( 5 ) on the workpiece surfaces results in a plate clamping around the weld ( 9 ) and also a frictional force, which together increase the shear strength of the connection. The insulator ( 5 ) is also sealing in the gap ( 6 ) and prevents the access of environmental influences, in particular Moisture, gases or the like, to the welded joint ( 9 ).

Abwandlungen der gezeigten Ausführungsform sind in verschiedener Weise möglich. Zum einen kann die Schweißvorrichtung (1) stationär oder instationär sein. Sie lässt sich beispielsweise an einer Transporteinrichtung oder einem mehrachsigen Manipulator, z.B. einem Industrieroboter, montieren. Ferner kann die Schweißvorrichtung (1) mehrere Elektrodenpaare (12,13) und Stempel (14) aufweisen und diese gemeinsam oder zeitversetzt an verschiedenen Stellen an die Werkstücke (3,4) zustellen. In weiterer Abwandlung kann der Stempel (14) an der anderen, ortsfest gehaltenen Elektrode (13) angeordnet sein. Es ist auch möglich, an beiden Elektroden (12,13) jeweils einen Stempel anzuordnen. Der Isolator (5) kann eine großflächige Folie mit Ausnehmungen im Bereich der Schweißstellen haben.Modifications of the embodiment shown are possible in various ways. On the one hand, the welding device ( 1 ) be stationary or unsteady. It can be mounted, for example, on a transport device or a multi-axis manipulator, for example an industrial robot. Furthermore, the welding device ( 1 ) several electrode pairs ( 12 . 13 ) and stamps ( 14 ) and these together or at different times at different locations on the workpieces ( 3 . 4 ) to deliver. In a further modification, the stamp ( 14 ) on the other, held stationary electrode ( 13 ) can be arranged. It is also possible to use both electrodes ( 12 . 13 ) in each case to arrange a stamp. The insulator ( 5 ) can have a large-area foil with recesses in the area of the welds.

11: Schweißvorrichtungwelder
22: Schweißteilweldment
33: Werkstück, BlechWorkpiece, sheet metal
44: Werkstück, BlechWorkpiece, sheet metal
55: Isolatorinsulator
5'5 ': Isolatorteilinsulator part
5''5 '': Isolatorteilinsulator part
66: Spaltgap
77: Schweißstelleweld
88th: Verformung, BuckelDeformation, humpback
99: Schweißverbindungwelded joint
1010: SchweißstromquelleWelding power source
1111: ElektrodenanpressvorrichtungElectrode contact device
1212: Elektrodeelectrode
1313: Elektrodeelectrode
1414: Stempelstamp
1515: Zustellrichtung, Anpressrichtunginfeed, pressing direction

Claims

Welding device for pulse welding of workpieces ( 3 . 4 ) with a welding power source ( 10 ), at least two electrodes ( 12 . 13 ) and an electrode pressure device ( 11 ), characterized in that at least one electrode ( 12 ) one in delivery direction ( 15 ) over the electrode end wall projecting stamp ( 14 ) for deformation of an applied workpiece ( 3 ) at the weld ( 7 ) having.

Welding device according to claim 1, characterized in that the punch ( 14 ) has a cross-sectional shape which matches the shape of the weld to be achieved ( 9 ) is adjusted.

Welding device according to claim 1 or 2, characterized in that the punch ( 14 ) has a cross-sectional shape which matches the inner shape of a substantially annular insulator ( 5 ), which is the welding point ( 7 ) surrounding in a gap ( 6 ) between the workpieces ( 3 . 4 ) is arranged.

Welding device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the stamp ( 14 ) consists of a material which with the acted upon workpiece ( 3 ) no weld connection.

Welding device according to one of the preceding claims, characterized in that the punch ( 14 ) in the interior of the electrode ( 12 ) is arranged.

Welding device according to one of the preceding claims, characterized in that the projection of the punch ( 14 ) on the deformability of the loaded workpiece ( 3 ), the gap width and the compressibility of the insulator ( 5 ) is adjusted.

Welding device according to one of the preceding claims, characterized in that the welding device ( 1 ) is designed as a capacitor discharge welding device.

Welding part consisting of at least two together at one or more welds ( 7 ) connected workpieces ( 3 . 4 ), at least one of which at the welding point ( 7 ) and the local weld ( 9 ) a deformation ( 8th ), characterized in that between the workpieces ( 3 . 4 ) at least one weld ( 7 ) a substantially annular insulator ( 5 ) is arranged, which the welded joint ( 9 ) surrounds.

Welding part according to claim 8, characterized in that the insulator ( 5 ) in a gap ( 6 ) between the workpieces ( 3 . 4 ) is arranged.

Welding part according to claim 8 or 9, characterized in that the insulator ( 5 ) consists of a limited compressible and electrically insulating material.

Welding part according to claim 8, 9 or 10, characterized in that the insulator ( 5 ) consists of a plastic polymer.

Welding part according to one of the preceding claims, characterized in that the insulator ( 5 ) consists of an activatable in the welding process adhesive.

Welding part according to one of the preceding claims, characterized in that the insulator ( 5 ) has a thickness slightly larger than is the sum of the predatory depths of the two adjacent workpiece surfaces.

Welding part according to one of the preceding claims, characterized in that the insulator ( 5 ) has a thickness of about 100 to 1000 microns, preferably about 200 microns.

Welding part according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the workpieces ( 3 . 4 ) are formed at least partially as sheets.