DE2812415A1

DE2812415A1 - Verfahren zur herstellung verschweisster blechprofile sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2812415A1
Application number: DE19782812415
Authority: DE
Inventors: Hugo Ing Wagner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1978-03-22
Publication date: 1978-10-12
Also published as: AT360310B; NL7803337A; FR2395101A1; BR7801907A; FR2395101B3; ATA220977A

Description

Ing. Hugo Wagner Mariahilfgasse 13 A-4020 Linz/Qsterreich

Verfahren zur Herstellung verschweißter Blechprofile sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung verschweißter Blechprofile, bei welchem vor dem Verschweißen in zumindest einem der Bleche eine längs der gewünschten Schweißnaht verlaufende Sicke ausgebildet wird und hierauf die Bleche mit Hilfe rotierender Rollenelektroden verschweißt werden, wobei die Sicke mit ihrer erhobenen Seite von der Rollenelektrode abgewandt ist.

Es sind Einrichtungen und Verfahren bekannt geworden, um Bleche, insbesondere Blechprofile, längs einer durchgehenden Naht zu verschweißen. So sind das elektrische Rollennahtschweißen und das Schmelzschweißen, gegebenenfalls unter Verwendung von Hochfrequenz- oder induktiver Erwärmung, übliche Schweißverfahren, wobei auch verschiedene Kombinationen dieser Verfahren angewendet werden.

Allen bekannten Verfahren ist jedoch der Nachteil zu eigen, daß es nicht möglich ist, die Wärme so in der Schweißzone zu konzentrieren, daß die äußeren Oberflächen der zu verschweißenden Bleche nicht oder möglichst wenig beschädigt werden. Beim bekannten Rollennahtschweißen erfolgt beispielsweise der Stromübergang zwischen zwei zu verschweißenden Blechen über die gesamte Rollenbreite, d.h. die Stromdichte ist am Übergang Rollenelektrode-Blech mindestens gleich groß wie an der eigentlichen Schweißstelle, sodaß die Bleche durchgehend erhitzt werden. Vor allem bei oberflächenbehandelten Blechen ist eine Zerstörung der Oberflächenschicht nicht vermeidbar, sodaß die Bleche, falls keine besondere Nachbehandlung erfolgt, längs der Schweißnaht leichter korrodieren, zumindest aber unästhetisch wirken. Außerdem ist bei stärkeren Blechen die benötigte Schweißstromstärke so hoch, daß die entsprechenden Schweißmaschinen ausgesprochen ausladend und sehr kostspielig sind.

Es ist weiters-ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt geworden (DT-OS 1 565.696), welches eine schonendere Blechbehandlung gewährleistet und durch welches die Standzeiten der Rollenelektroden beträchtlich erhöht werden.

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Es ist ein Ziel der Erfindung, unter Ausnutzung dieses bekannten Verfahrens unter Aufrechterhaltung eine r höchstmöglichen Oberflächengüte Blechprofile beliebiger Länge mit hoher Geschwindigkeit herzustellen.

Dieses Ziel läßt sich mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreichen, daß erfindungsgemäß Bleche einer Rollenprofiliermaschine zugeführt werden, auf dieser zu der vorgesehenen Profilform umgeformt und hiebei in zumindest einem der miteinander zu verschweißenden Blechteile des Profils die längs der gewünschten Schweißnaht verlaufende Sicke ausgebildet wird, hierauf die Bleche den Rollenelektroden zugeführt und verschweißt werden und anschließend ggf. weiter verformt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet verschiedene Vorteile gegenüber den bekannten Schweißverfahren: So kann die Breite der Rollenelektroden unabhängig von der Breite der Schweißzone gewählt werden; breite Elektroden verringern jedoch die Stromdichte an der Blechoberfläche und die Gefahr einer Oberflächenbeschädigung wird herabgesetzt. Die Breite der Sicke und damit die Ausdehnung der Schweißzone ist entsprechend dem Blechmaterial, der Blechstärke und der geforderten Schweißqualität wählbar.

Vor allem kann eine überraschende Produktivitätssteigerung erreicht werden, wobei auch das Verarbeiten größerer Blechstärken ohne weiteres möglich ist.

Es kann auch von Vorteil sein, wenn den Rollenelektroden in an sich bekannter Weise Stromimpulse zugeführt werden. ^In diesem Fall ergibt sich im allgemeinen keine durchgehende, sondern aus einzelnen Schweißpunkten bestehende Schweißnaht. Die erforderliche Schweißleistung kann so herabgesetzt und die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht werden.

Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß auf einer Walzenprofiliermaschine eine Profiliereinrichtung zur Her-

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stellung zumindest einer Längssicke/und dieser Einrichtung eine

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Rollennahtschweißstation nachgeordnet ist. Hiebei empfiehlt es sich bei der Herstellung von Rohren, wenn innerhalb des zu einem Rohr gebogenen und überlappten Blechprofiles zwei Kernrollen vorgesehen sind, deren Umfang im Überlappungsbereich der Bleche sowie an der diametral gegenüberliegenden Stelle die Innenwandung des Rohrprofils berührt und diesem Profil angepaßt ist, daß außerhalb des Rohrprofils eine Stützrolle und dieser diametral gegenüber im Überlappungsbereich zwei nebeneinander liegende, voneinander isolierte Rollenelektroden vorgesehen sind, die jeweils zu beiden Seiten des äußeren Blechstoßes an dem Rohrprofil angreifen und über den Rohrmantel und die beiden Kernrollen an der Stützrolle abgestützt sind.

Die Erfindung samt ihren weiteren Merkmalen und Vorteilen ist im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 die Herstellung eines Falzes an einem Blechprofil, Fig. 2 die Anordnung des Falzes zwischen zwei Rollenelektroden, Fig. 3 die Herstellung einer Verbindung an der Stoßstelle, von Blechen, Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schweißnaht, Fig. 5 verschiedene Blechprofile, an welchen das erfindungsgemäße Verfahren mit Vorteil ausführbar ist, und die Fig. 6 und 7 in schematischer Darstellung die Herstellung einer Längsschweißnaht an einem Rohrprofil mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gemäß Fig. 1 werden zwei Blechteile 1 und 2 in einem falzartigen Abschnitt miteinander verbunden; die Teile 1 und 2 können unabhängige Blechteile sein oder einem einzigen Blechprofil angehören, wie weiter unten gezeigt ist. In einem Blechteil 2 wurde durch Einwalzen auf einer Walzenprofiliermaschine, eine Längssicke 3 bzw. eine Rille ausgebildet, die mit ihrer erhabenen Seite dem anderen Blechteil 1 zugewendet ist. In dieser Lage werden die beiden Biechteile durch die Rollenelektroden 4,5 einer Rollennahtschweißstation, welche auf der Profiliermaschine der Profiliereinrichtung für die Längssicke nachgeordnet ist, hindurchgeführt (Fig 2), wobei zu beachten ist, daß zwischen den Enden la, 2a der beiden

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Blechteile ein Abstand verbleibt. Der Schweißstrom wird über die gesamte Breite der Rollenelektroden 4,5 der Oberfläche der beiden Blechteile 1,2 zugeführt und fließt weiters über die im Vergleich zur Elektrodenbreite sehr schmale Berührungszone der Sicke 3 mit dem Blech 2. Infolge der dort auftretenden hohen Stromdichte kommt es in bekannter Weise zur Ausbildung einer Schweißnaht 6 (Fig. Ib). Da die Schweißnaht 6 im Vergleich zur Breite der Elektroden 4,5 sehr schmal ist, kann die Stromdichte am Übergang zwischen den Rollenelektroden 4,5 und den Blechteilen 1,2 so gering gehalten werden, daß die Oberfläche der Bleche nur unwesentlich erhitzt wird.

Die Oberfläche der Bleche wird daher nicht beschädigt, was sich in mechanischer, chemischer und nicht zuletzt ästhetischer Hinsicht vorteilhaft auswirkt. Insbesondere gilt dies für oberflächenbehandelte Bleche, z.B. für verzinkte Bleche.

Dank der Integration der Rollennahtschweißstation in die Walzenprofiliermaschine kann eine beachtliche Arbeitsgeschwindigkeit und Produktivitätssteigerung erreicht werden»

Wie Fig. 3 zeigt, läßt sich die Stromstärke so einstellen, daß sich der linsenförmige Querschnitt der Schweißnaht 6 nur über einen Teil der Blechstärke erstreckt und nicht bis zur Oberfläche der Bleche reicht»

Die Fig. 4a zeigt die Stoßstelle zweier Blechteile 1,2 vor dem Verschweißen. Da in dem einen Blechteil 1 eine Stufe 7 ausgebildet ist, verläuft nach dem Verschweißen (Fig. 4b) die eine Seite der verschweißten Bleche nahezu völlig eben. Durch entsprechendes Einstellen des Anpreßdruckes der Rollenelektroden läßt sich überdies erreichen, daß die Vertiefung der Sicke 3 nach dem Verschweißen weitgehend eben gepreßt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren beschränkt sich keineswegs auf das Verschweißen zweier Bleche. Gemäß Fig. 4c kann je eine Sicke 3 in zwei Außenblechen ausgebildet sein, die mit einem dritten, zwischen diesen Außen-

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blechen liegenden Blech verbunden werden. Wie Fig. 4d illustriert, kann die Sicke 3 selbstverständlich auch in einem abgestuften Blechteil ausgebildet werden. Dank dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, das Schweißen auch an unzugänglichen Stellen von Blechprofilen durchzuführen, ohne daß es besonderer, arbeits- und kostenintensiver Verfahrensschritte bedürfte.

Die Fig. 5a bis j zeigen Verbindungsstellen an Profilen, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens in einwandfreier Weise hergestellt werden können. Gemäß Fig. 5a wird an einem Rohrprofii 8 mit rechteckigem Querschnitt ein Falz 9 an einer Längsseite des Profils ausgebildet und hierauf verschweißt, Fig. 5b zeigt diesen Falz 9 in Verlängerung einer Seitenfläche des Profils. Fig. 5c zeigt ein Blechprofil 10 mit zwei seitlichen Torsionskästen 11, das sich z.B. für Bodenwände von Lastkraftwagen eignet. Das Verschweißen der Tcrsionskästen 11 erfolgt längs der seitlich der Kästen verlaufenden Sicken 3. Die Herstellung eines Torrahmenprofils 12 ist in den Fig. 5d und e angedeutet. Von einer Seitenfläche des Profils 12 stehen ein längerer, abgewinkelter Blechteil 13 sowie ein kürzerer, mit einer Längssicke 14 versehener Blechteil 15 ab. Nach dem Verschweißen der beiden Biechteile längs der Sicke 14 wird der abstehende Schenkel 16 des längeren Blechteiles 13 gleichfalls auf der Profiliermaschine um weitere 9O umgebogen, sodaß die Schweißstelle völlig verdeckt ist (Fig. 5e). Die Herstellung des Profils 12 nach Fig. 5d und e kann in einem Durchlauf auf der Walzprofiliermaschine erfolgen, welche an geeigneter Stelle mit der Rollennaht-Schweißstation ausgerüstet ist. Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Schweißvorrichtung in bekannter Weise entweder mit Dauer- oder mit Impulsstrom arbeiten kann. Im ersten Fall erhält man eine durch gehende Schweißnaht» im zweiten Fall im allgemeinen eine punktförmige Schweißverbindung. Bei genügend langsamer

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Vorschubgeschwindigkeit und einer hohen Folgefrequenz der Schweißimpulse kann jedoch auch im zweiten Fall eine durchgehende, aus einander überdeckenden Schweißpunkten bestehende Schweißnaht erzielt werden.

Das in Fig. 5f gezeigte Kastenprofil 17 eignet sich beispielsweise für Deckenkonstruktionen oder Fahrzeugboden; es besteht aus einzelnen Kastenprofilen 18, die über Stege miteinander verbunden sind. Die Schweißnähte verlaufen in den Stegen 19 und werden nach Ausbildung einer Längssicke in einem der Stegbleche in der oben beschriebenen Weise ausgeführt. Ein anderes Profil 21, welches etwa bei Torblättern Anwendung findet, ist der Fig. 5g zu entnehmen. Dieses Profil weist einen abstehenden Schenkel 22 auf, an den eine Anschlagleiste 23 anschließt. Der Schenkel 22 ist von zwei Blechen gebildet, von denen eines mit einer Längssicke 24 versehen ist, längs welcher die Bleche des Schenkels 22 verschweißt werden.

Die Fig. 5h zeigt ein Rohrprofil 24 mit rechteckigem Querschnitt, bei welchem eine Seitenwand aus zwei überlappten Blechen besteht, die gemäß der Erfindung verschweißt werden. Ein Rohrprofil 25 mit kreisförmigem Querschnitt und einem nach außen abstehenden Falz 26 ist der Fig. 5i zu entnehmen. Das Verschweißen des Falzes 26 erfolgt in gleicher Weise wie bei. dem in Fig. 1 dargestellten Falz. Andererseits kann, wie Fig. 5j zeigt, ein Rohrprofil 27 auch aus einem Blechstreifen mit überlappten Rändern durch Verschweißen gemäß der Erfindung gefertigt werden. Die Herstellung solcher Rohrprofile ist im folgenden genauer erläutert.

Gemäß Fig. 6 wird ein auf der Profiliermaschine zu dem Rohrprofil 27 zusammengebogener Blechstreifen durch die Rollennaht-Schweißstation der Profiliermaschine geführt, die eine Stützrolle 28, zwei an einem nicht gezeigten Arm befestigte und im Inneren des Rohrprofiles 27 angeordnete Kernrollen 29, 3O sowie zwei nebeneinander liegende Rollenelektroden 31, 32 aufweist. In einem der überlappten

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Blechränder ist eine Längssicke 33 vorgesehen und in dem anderen Blechrand ist eine Stufe ausgebildet, wie bereits an Hand der Fig. 4 erläutert wurde. Das Profil sämtlicher Rollen 28 bis 32 ist der Rohrkrümmung angepaßt. Der Schweißstrom fließt über die Rollenelektrode 31, über den abgestuften Blechrand, über den Blechrand mit der Längssicke und über die Rollenelektrode 32. Auch hier erfolgt der Stromübergang von den Elektroden auf die Bleche großflächig und die zum Schweißen erforderliche hohe Stromdichte tritt nur im Bereich der Längssicke auf. Da die Anpreßkraft der Rollenelektroden 31, 32 über die Kernrollen 29, 3O auf die Stützrolle 28 übertragen wird, muß der die Kernrollen 29, tragende Arm im wesentlichen keine Kräfte aufnehmen und kann daher entsprechend lang sein.

Eine einfachere Anordnung zum Verschweißen des Rohrprofils 27 erhält man, wenn man gemäß Fig. 7 eine Innenschweißrolle 34 und eine Außenschweißrolle 35 verwendet, doch muß der Arm, welcher die Innenschweißrolie 34 trägt, entsprechend kräftig dimensioniert werden, da er die Anpreßkraft der Schweißrollen aufzunehmen hat.

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Claims

Patentansprüche :

ί 1 .JVerfahren zur Herstellung verschweißter Blechprofile, bei welchem vor dem Verschweißen in zumindest einem der Bleche eine längs der gewünschten Schweißnaht verlaufende Sicke ausgebildet wird und hierauf die Bleche mit Hilfe rotierender Rollenelektroden verschweißt werden, wobei die Sicke mit ihrer erhobenen Seite von der Rollenelektrode abgewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß Bleche einer Rollenprofiliermaschine zugeführt werden, auf dieser zu der vorgesehenen Profilform umgeformt und hiebei in zumindest einem der miteinander zu verschweißenden Blechteile des Profils die längs der gewünschten Schweißnaht verlaufende Sicke ausgebildet wird, hierauf die Bleche der) Rollenelektroden zugeführt und verschweißt werden und anschließend ggf. weiter verformt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Rollenelektroden in an sich bekannter Weise Stromimpulse zugeführt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Walzenprofiliermaschine eine Profiliereinrichtung zur Herstellung zumindest einer Längssicke angeordnet und dieser Einrichtung eine Rollennahtschweißstation nachgeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, zur Herstellung von Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des zu einem Rohr gebogenen und überlappten Blechprofiles zwei Kernrollen (29, 30) vorgesehen sind, deren Umfang im Überlappungsbereich der Bleche sowie an der diametral gegenüberliegenden Stelle die Innenwandung des Rohrprofils (27) berührt und diesem

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Profil angepaßt ist, daß außerhalb des Rohrprofils (27) eine Stützrolle (28) und dieser diametral gegenüber im Überlappungsbereich zwei nebeneinander liegende, voneinander isolierte Rollenelektroden (31, 32) vorgesehen sind, die jeweils zu beiden Seiten des äußeren Blechstoßes an dem Rohrprofil angreifen und über den Rohrmantel und die beiden Kernrollen (29, 30) an der Stützrolle (28) abgestützt sind.

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