DE2205296C3

DE2205296C3 - Verfahren und Vorrichtung zum stumpfen Verschweißen von Metallplatten

Info

Publication number: DE2205296C3
Application number: DE19722205296
Authority: DE
Inventors: Tatsuji Toyonaka Osaka Matsumoto (Japan)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-02-04
Filing date: 1972-02-04
Publication date: 1978-12-14
Also published as: DE2205296B2; DE2205296A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen, stumpfen Verschweißen von Metallplatten mittels hochfrequenter Heizströme zur Herstellung von T-Profilen.

Aus der AT 2 66 546 ist ein solches Verfahren zum Stumpfschweißen von Metallteilen mittels hochfrequenter Erwärmungsströme bekannt, mit dem auch bestimmte Profile, beispielsweise T-Profile, hergestellt werden können. Zum Schweißen eines T-Profils wird beispielsweise ein Werkstück mit seinem Rand an eine im rechten oder in einem anderen Winkel dazu liegende Fläche eines zweiten Werkstücks angeschweißt Dabei wird ein dreieckiger Einlagestreifen in den Winkelbereich zwischen den Werkstücken eingesetzt und eine Kehlnaht gebildet, nachdem dieser Einlagestreifen und das benachbarte Metall der Werkstücke auf plastische Schweißtemperatur durch Vorbeiziehen an der Elektrodenanordnung erhitzt und anschließend unter einer Walze vorbeibewegt werden, welche einen Druck auf eine weitere Walze ausübt. Die Schweißstelle wird alternativ entweder mit einem Kontakt-Hochfrequenz-Verfahren oder durch ein Induktions-Hochfrequenz-Verfahren aufgeheizt. Dieses Verfahren läßt sich also nur zur Herstellung von T-Profilen aus zwei Metallplatten verwenden, da bei der Herstellung eines T-Profils aus drei Metallplatten Schwierigkeiten mit der Erzeugung des erforderlichen, hohen Drucks auftreten können. Weiterhin muß ein Einlagestreifen verwendet werden, da Teile des plastischen Metalls der Einlage zusammengedrückt werden, um das Anschweißen des Randes eines Werkstücks an die Fläche des anderen Werkstücks zu unterstützen, wobei gleichzeitig die Flächen des Einlagestreifens an die Werkstücke geschweißt werden. Dadurch ergeben sich jedoch drei Schweißnähte, so daß dieses Verfahren eine sehr aufwendige und exakte Steuerung zur genauen Ausrichtung dieser Schweißnähte erfordert.

Aus der DE-AS 12 12 653 ist eine Anordnung zum kontinuierlichen Anschweißen der Kante eines aus Metallblech bestehenden Streifens an die relativ große Metalloberfläche eines Metallkörpers bekannt Dabei ist insbesondere an ein Metallrohr gedacht, auf dessen Außenfläche ein dünner Metallstreifen spiralförmig aufgeschweißt werden soll. Bei dieser Anordnung wird ein Kontakt-Hochfrequenz-Verfahren eingesetzt wobei der Streifen und das Rohr zusätzlich induktiv vorgewärmt werden.

Weiterhin ist aus der DE-OS 20 02 180 ein Verfahren zum Verschweißen von Metallplatten mittels eines Kontakt-Hochfrequenz-Verfahrens bekannt bei dem der Weg des maximalen Stroms in den Metallplatten mittels eines in der Nähe dieses Weges angeordneten, sogenannten Nahleiters gesteuert wird. Dabei können drei Metallplatten mit Parallelstoß, also breitflächig aufeinanderliegend, miteinander verschweißt werden, indem die Frequenz des Schweißstroms so ausgewählt wird, daß sich eine ganz bestimmte Stromverteilung ergibt; die Eindringtiefe des Stroms in die drei aufeinanderliegenden Metallplatten muß größer als die kombinierte Dicke der beiden obersten Metallplatten, jedoch kleiner als die kombinierte Dicke aller drei Metallplatten sein.

Es gibt Anwendungsfälle, bei denen ein T-Profil aus drei Metallplatten geschweißt werden muß. Es kann z. B. zweckmäßig sein, als Abfall anderer Arbeiten vorhandene Metallplatten durch Zusammenschweißen zu einem T-Profil zu verwerten. Es gibt auch Fälle, bei denen das T-Profil nicht genau symmetrisch aufgebaut ist, es also nicht möglich ist, es aus drei Metallplatten herzustellen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum stumpfen, kontinuierlichen Verschweißen von Metallplatten zur Herstellung von T-Profilen zu schaffen, bei dem drei Metallplatten auf einfache Weise zuverlässig miteinander verbunden werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der angegebenen Gattung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn die Induktions-Hochfrequenz-Heizeinrichtung und die Kontakt-Hochfrequenz-Heizeinrichtung parallel zueinander geschaltet und mit einer gemeinsamen Stromquelle verbunden werden.

Außerdem sind Druckrollen, weiche die drei Metallplatten an einer vorher bestimmten Schweißstelle zusammenführen, sowie Halterollen vorgesehen, um die dritte Platte in der genau ausgerichteten, vertikalten Lage zu haltern.

Auf diese Weise läßt sich die Führungsgenauigkeit der einzelnen Platten erhöhen und damit die Qualität des fertigen Produktes verbessern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vor-

richtung zum Verschweißen von drei Metallplatten zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Schweißverfahrens;

Fig.2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig.l;

Fig.3 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht einer Induktions-Hochfrequenz-Heizeinrichtung; und

Fig.4 eine Vorderansicht der iuduktions-Hochfrequenz-Heizeinrichtung nach F i g. 3.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf ein kontinuierliches Schweißverfahien und eine Schweißvorrichtung zur Herstellung eines mit Randstegen versehenen Stahlträgers mit T-Profil beschrieben.

Wie sich aus den F i g. 1 und 2 ergibt, wird eine als Steg dienende Metallplatte 10 durch eine geeignete Stützeinrichtung, beispielsweise Rollen 20, vertikal so zugeführt, daß sie längs einer bestimmten, vorgegebenen Bahn vorrückt. Als Flansche dienende Metallplatten 30 und 40 sind in Längsrichtung voneinander getrennt und im Querschnitt symmetrisch angeordnet; sie werden ebenfalls kontinuierlich vorwärtsbewegt. Die Metallplatten 10, 30 und 40 werden gemeinsam gleichzeitig durch eine nicht dargestellte, geeignete Führungseinrichtung so vorwärts geschoben, daß sie sich einander nähern, an einer vorher bestimmten Berührungsstelle 50 zusammengeführt und dort verschweißt werden. Das Zusammenbringen der Metallplatten 10,40 und 30 an der Berührungsstelle 50 erfolgt durch Druckrollen 60.

Eine Induktions-Hochfrequenz-Heizeinrichtung 70 ist 3c kurz vor der Berührungsstelle 50 angeordnet, an der die Metallplatten zusammlaufen. Die Induktions-Hochfrequenz-Heizeinrichtung 70 weist zwei mittels eines Brückenteils 710 verbundene Seitenplatten 720,720 und ein Rohr 730 auf, das an den Flächen einer Seitenplatte 720, des Brückenteils 710 und der anderen Seitenplatten 720 entlang geführt und befestigt ist. Die Induktions-Hochfrequenz-Heizeinrichtung 70 wird durch eine r.'cht dargestellte, geeignete Stützeinrichtung gehaltert.

Die Endbereiche des Rohrs 730 verlaufen außerhalb der Vorschubbahn der Metallplatten, um ihre Vorwährtsbewegung nicht zu behindern. Das Rohr 730 ist als Elektrode ausgebildet und mit zwei Klemmen einer elektrischen Hochfrequenz-Quelle S verbunden, um die Metallplatte 10 aufzuheizen. Durch das Rohr 730 strömt Kühlwasser, wie in Fig.l dargestellt ist. Die obere Längskante der Metallplatte 10 rückt geradlinig zwischen den Seitenplatten 720, 720 nach vorne, ohne mit den Seitenplatten in Berührung zu kommen.

Die Spalte oder Zwischenräume C zwischen der Metallplatte 10 und den Seitenplatten 720 werden in Abhängigkeit von der Qualität und Stärke der Metallplatte 10, der Länge /der Seitenplatte 720 und der Höhe H der Metallplatte 10, die von den Seitenplatten 720 umgeben wird, entsprechend den üblichen Anforderungen der Schweißverbindung festgelegt. Im allgemeinen wird die Metallplatte 10 stärker aufgeheizt, wenn die Zwischenräume Czwischen der Metallplatte 10 und den Seitenplatten 720 kleiner sind, und weniger aufgeheizt, wenn die Abstände Cgrößer sind.

Außerdem wird die Metallplatte 10 umso stärker aufgeheizt, je größer die Länge /der Seitenplatten 720 ist.

Wenn die Höhe H des von den Seitenplatten 720 umgebenen Teils der Metallplatte 10 zunimmt, wird eine größere Breite der Metallplatte 10 aufgeheizt. Dementsprechend wird auch das Maß H der Metallplatte 10 durch die Qualität und/oder die Störke der Metallplatte 10 mitbestimmt, die auf eine Temperatur aufgeheizt werden muß, die zum Verschweißen der drei Metallpiatten 10,30,40 an der Berührungsstelle bzw. Schweißstelle 50 geeignet ist

Mit den beiden Anschlüssen der elektrischen Hochfrequenz-Quelle S sind Kontaktelektroden 80 verbunden, welche die entsprechenden, zu verschweißenden Kanten der als Flansche dienenden Metallplatten 30 und 40 berühren. Die Kanten 310, 410 der Metallplatten 30, 40 können irn Kontakt mit den Kontaktelektroden 80 vorwärtsbewegt werden, so daß ein hochfrequenter Strom durch die und längs der Kanten 310, 410 fließt, um diese Kanten auf die Schweißtemperatur aufzuheizen und die drei Metallplatten 10, 30, 40 an der Berührungsstelle bzw. Schweißstelle 50 zu verschweißen.

Wie oben erläutert wurde, können mit dieser Vorrichtung drei Metallplatten 10,30 und 40 gemeinsam zugeführt oder vorwärtsbewegt werden, wobei sie an einer vorher bestimmten Stelle zusammenlaufen; die als Flansche dienenden Metallplatten 30, 40 rücken unter Berührung ihrer Kanten 310, 410 vor, die durch Hindurchführen eines hochfrequenten, elektrischen Stroms durch die oder längs der Kanten auf die Schweißtemperatur aufgeheizt werden; dadurch können die drei Metallplatten 10, 30 und 40 an der Berührungsstelle bzw. Schweißstelle 50 kontinuierlich miteinander verschweißt werden.

Der Verbrauch an elektrischem Strom für das Verschweißen der drei Metallplatten 10, 30 und 40 hängt von den zu verschweißenden Materialien sowie den Stärken der betreffenden Metallplatten 10, 30 und 40 ab. Die für das Verschweißen verwendete Art der elektrischen Energie wird ebenfalls durch die Auswahl der Leistung der Induktions-Hochfrequenz-Heizeinrichtung sowie insbesondere durch die Größe der Seitenplatten 720 in Bezug auf die Größe der zu verschweißenden Metallplatten 10,30,40 bestimmt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also drei Metallplatten 10, 30 und 40 kontinuierlich so vorwärts geschoben, daß sie an einer Schweißstelle 50 zusammenlaufen; an dieser Stelle werden sie mittels einer Induktions-Hochl'requenz-Heizeinrichtung und einer Kontakt-Hochfrequenz-Heizeinrichtung, die vor der Schweißstelle 50 angeordnet ist, miteinander verschweißt. Dabei wird die Metallplatte 10 ohne Kontakt durch die Induktions-Hochfrequenz-Heizeinrichtung 70 hindurchgeführt, die eine vorher bestimmte Breite hat, während die zu verschweißenden Kanten 310, 410 der anderen Metallplatten 30 und 40 in Berührung mit den Kontaktelektroden 80 vorwärtsbewegt werden, um die drei Metallplatten 10,30 und 40 an der Schweißstelle 50 miteinander zu verschweißen. Die Induktions-Hochfrequenz-Heizeinrichtung 70 weist zwei zur Aufheizung dienende Seitenplatten 720 auf, während die Kontakt-Hochfrequenz-Heizeinrichtung zwei Kontaktelektroden 80 enthält, die an die beiden Metallplatten 30 und 40 angelegt werden; außerdem sind Druckrollen, welche die drei Metallplatten 10, 30 und 40 an der vorher festgelegten Berührungsstelle bzw. Schweißstelle 50 zusammenführen, sowie Halterollen vorgesehen, welche die Platte 10 in der vertikalen Lage haltern, so daß die drei Metallplatten 10, 30 und 40 an d°r Schweißstelle 50 miteinander verschweißt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen, stumpfen Verschweißen von Metallplatten mitteis hochfrequenter Heizströme zur Herstellung von T-Profilen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschweißen von drei Metallplatten (10,30,40) entlang einer gemeinsamen Schweißnaht zwei nach dem Kontakt-Hochfrequenz-Verfahren vor der Schweißstelle (SO) aufgeheizte Metallplatten (30, 40) mit ihren zu verschweißenden Plattenbereichen (310, 410) bis zur Schweißstelle (50) konvergierend geführt und die dritte, an ihrem Schweißrand im Abstand vor der Schweißstelle (50) von beiden Seiten nach dem Induktions-Hochfrequenz-Verfahren aufgeheizte Metallplatte (10) an der Schweißstelle mit den beiden anderen Metallplatten (30,40) unter Druck zusammengebracht und verschweißt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktions-Hochfrequenz-Heizeinrichtung (70) zwei Seitenplatten (720) aufweist, die sich parallel zu der Metallplatte (10) erstrecken.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelektroden (80) und die Induktions-Hochfrequenz-Heizeinrichtung (70) parallel zueinander geschaltet und mit einer Stromquelle (S) verbunden sind.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zusammenführen der drei Metallplatten (10,30,40) an der Schweißstelle (50) zwei Druckrollen (60) und zur Halterung der dritten Platte (10) in einer vertikalen Lage Halterollen (30) vorgesehen sind.