DE3018399A1

DE3018399A1 - Elektroschweisselektrode, verwendung der elektrode sowie verfahren zu deren betrieb

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Publication number: DE3018399A1
Application number: DE19803018399
Authority: DE
Inventors: Jame Lausanne Rossell
Original assignee: Rossell Electronique SA
Current assignee: Rossell Electronique SA
Priority date: 1980-05-14
Filing date: 1980-05-14
Publication date: 1981-11-19
Also published as: FR2482493B1; IT8121693A0; US4543462A; FR2482493A1; WO1981003298A1; JPS57500726A; IT1137476B

Description

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Elektroschweisselektrode, Verwendung der Elektrode sowie Verfahren zu deren Betrieb

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektroschweisselektrode sowie eine Verwendung dieser Elektrode und ein Verfahren zu deren Betrieb,

In der Mikrolöttechnik besteht das Problem, dass das Lötflussmittel, normalerweise Kolophonium, wegfliesst oder wegspritzt, was oft zu schädlichen Kontaminationen übriger Mechanikteile führt. Deshalb wird z.B. in der Uhrenherstellung mehr und mehr dazu übergegangen, mit Mikroschweisstechnik zu arbeite.

Ein besonderes Problem besteht beim Verarbeiten, insbesondere beim Mikro-Verarbeiten von isolierten Teilen. Bei den haardünnen Komponenten, insbesondere Drähten, ist eine mechanische Abisolierung praktisch unmöglich.

Während beim Löten, aus obenerwähnten Gründen nachteilig, die Isolation weggeschmolzen werden kann, ist dies beim Schweissen bei herkömmlichen Elektroden nicht möglich, da bei intakter Isolation kein Stromfluss stattfindet. Unter Anbetracht der sonst grossen Vorteile des Schweissens ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Möglichkeit zu schaffen, die Isolationsschicht derartig isolierter Werkstücke ohne Zusatzaufwand für Schweissungen zu entfernen.

Zu diesem Zweck wird eine Elektroschweisselektrode vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, dass sie in sich eine Stromschleife umfasst.

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Normalerweise weisen Elektroschweisselektroden in sich keine Stromschleife auf, sondern bilden als Ganzes den einen Pol für eine Schweissspannung. Der andere Pol wird an eine Gegenelektrode angelegt, um von einer Elektrode zur anderen den erforderlichen Schweissstrom zu treiben.

Durch Vorsehen der obgenannten Stromschleife innerhalb der Schweisselektrode wird die Möglichkeit geschaffen, in der Elektrode selbst einen Heizstrom fHessen zu lassen, um vor der galvanischen Kontaktierung Elektrode/Werkstück/ Elektrode, vorerst durch die Isolationsschicht verunmöglicht, eine Elektrodenerwärmung herbeizuführen und die Schicht durchzuschmelzen.

Um mit dem Heizstrom die Elektrode vornehmlich in ihrem Arbeitsbereich aufzuheizen, wird vorgeschlagen, dass die Schleife wenigstens im Bereich der Elektroden-Wirkungsfläche einen erhöhten ohmischen Widerstand aufweist.

Aus dem Vorerwähnten geht hervor, dass die Elektroschweisselektrode einerseits in der Lage sein muss, den Heizstrom, anderseits aber auch den üblicherweise wesentlich grösseren Schweissstrom zu führen. Um nun den Elektrodenaufbau möglichsteinfach zu gestalten und nicht an der Elektrode für die beiden erwähnten Stromgrössen unterschiedliche Leiter vorsehen zu müssen, wird vorgeschlagen, dass die Schleife eine Zuführung an den Wirkungsflächenbereich der Elektrode und eine Rückführung von diesem Bereich aufweist, und dass Zuführung und Rückführung parallel geschaltet zur Aufnahme des aus der Elektrode zu einer Gegenelektrode oder umgekehrt durch das Werkstück fliessenden Schweissstromes ausgebildet sind. Damit fliesst der Heizstrom durch Zuführung und Rückführung, welche in dieser Arbeitsphase seriegeschaltet erscheinen, der Schweissstrom hingegen in gleicher Richtung sowohl durch Zuführung und durch Rückführung gegen die Wirkungsfläche hin. Für die Heizstromaufnahme ist der

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Stromleiter-Querschnitt je von Zu- und Rückführung massgebend, während für den Schweissstrom die Summe beider Leitungsquerschnitte massgebend ist. Im Schweissbetrieb werden Rückführung und Zuführung einseitig auf dasselbe Potential gelegt. Vorzugsweise' bildet die Stromschleife für den Heizstrom den Schweissstromzuleiter. Eine einfache Ausfuhrungsform der Elektrode wird dadurch erreicht, dass sie durch einen Schlitz in zwei Schleifenschenkel unterteilt ist, wobei vorzugsweise der Schlitz im Bereich der Elektröden-Wirkungsfläche aufgeweitet ist, um dort in der Schleife einen Bereich höheren ohmischen Widerstandes als in den Schenkeln zu realisieren. Um die Wärmeverluststrahlung zu reduzieren, wird vorgeschlagen, dass mindestens im Schlitz ein thermisch und elektrisch isolierendes Material, vorzugsweise ein Keramikeinsatz, vorgesehen wird. Um über die thermischen Verhältnisse an der Elektrode . Information zu erhalten, wird vorgeschlagen, an der Elektrode einen Thermofühler vorzusehen. Damit kann, z.B. bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur an der Elektroden-Wirkungsfläche, die Aufschaltung der Schweissspannüng resp. des Schweissstromes gesteuert werden. Durch Vorsehen eines Thermofühlers an der Elektrode wird weiter z.B. die Mög*- lichkeit geschaffen, den Heizstrom und/oder darnach den Schweissstrom zu regeln, wobei der Thermofühler den thermischen IST-Wert ander Elektroden-Arbeitsfläche als Regelgrösse für den einen und/oder den anderen der erwähnten Ströme liefert. -

Die erwähnte Elektrode eignet sich insbesondere für Punkt- oder Spaltschweissungen, insbesondere Mikropunkt- oder Mikrospaltschweissungen, von thermisch abisolierbaren isolierten Werkstücken. Zusätzlich eignet sich aber diese Elektrode ohne konstruktive Aenderung für Lötungen, insbesondere Mikrolötungen, wobei dann die Stromschleife als Lötheizstromführung wirkt.

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Ein Verfahren zum Betrieb der eingangs erwähnten Elektrode zeichnet sich dadurch aus, dass für die Werkstückaufwärmung eUne Spannung über die Schleife, für die Elektroschweissung die Schleife auf einen Potentialwert und eine Gegenelektrode auf einen zweiten Potentialwert gelegt wird.

Dabei kann die Umschaltung vom Aufwärmebetrieb auf den Schweissbetrieb mit einer Temperaturmessung an der Elektrode vorgenommen werden.

Im weiteren kann mindestens der Heizstrom dadurch geregelt werden, dass an der Elektrode eine Temperaturmessung als IST-Wert-Aufnähme resp. Regelgrössen-Aufnähme vorgenommen wird.

In einer anderen Betriebsverfahrensform, wobei beide Elektroden erfindungsgemäss ausgebildet sind, werden beide Elektrodenschleifen zur Führung desselben Heizstromes seriegeschaltet. Es wird eine Messung dieses Stromes zwischen den Elektroden vorgenommen, als Steuergrösse für den Wechsel von der Heiz- in die Schweissphase. Ist nämlich zwischen den beiden Elektroden nun über das Werkstück eine galvanische Verbindung erstellt, durch Wegschmelzen der Isolationsschicht, so erfolgt eine Abkommutierung des Heizstromes durch das Werkstück. Damit erfolgt aber eine Stromabnahme an der seriellen Verbindung der beiden Elektrodenschleifen. Dies wird in diesem Fall als Kriterium ausgewertet, wann ein genügend kleiner ohmischer Widerstand zwischen den beiden vorgesehenen Elektroden und Werkstück erreicht ist.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.

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Es zeigen:

Fig. I eine schematische Darstellung zweier herkömmlicher Spaltschweisselektröden an einem Werkstück mit eingetragenem Schweissstrom,

Fig. 2 eine Darstellung analog zu Fig. 1 für Punktschweisselektroden,

Fig. 3 die schematische Darstellung einer erfindungsgemassen Elektrode und einer allenfalls ebenfalls erfindungsgemäss ausgebildeten Gegenelektrode für Punktschweissen,

Fig. 4 eine schematische Darstellung analog zu Fig. 3 zweier erfindungsgemäss ausgebildeter Spaltschweisselektröden,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht zweier erfindungsgemäss ausgebildeter Punktschweisselektroden,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht zweier erfindungsgemäss ausgebildeter Spaltschweisselektröden am Werkstück,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Elektrode, .

Fig. 8 eine schematische Anordnung zweier erfindungsgemäss ausgebildeter Punktschweiss- oder Spaltschweisselektröden, mit je einem Heizstrom-Gener rator und einem Schweissstrom—Generator, :

Fig. 9 eine schematische Darstellung gemäss Fig. 8 mit ■" Temperaturmessung an einer der beiden Elektroden '; und entsprechender Ansteuerung von Heiz- und Schiveiss phase, . ? '

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Fig. 10 eine schematische Darstellung zweier erfindungsgemässer Punktschweiss- oder Spaltschweisselektroden mit einem gemeinsamen Heizstromgenerator und einem Schweissstrom-Generator,

Fig. 11 eine Darstellung analog zu Fig. 10 mit Temperaturmessung an einer der beiden Elektroden und entsprechender Ansteuerung von Heiz- und Schweissphase,

Fig. 12 eine Darstellung analog zu Fig. 10 mit Messung des Heizstromes und entsprechender Ansteuerung von Heiz- und Schweissphase.

In Fig. 1 ist die bekannte Anordnung zweier Spaltschweisselektroden la und Ib dargestellt, welche für den Schweissvorgang zwei zu verbindende Werkstücke 3a und 3b galvanisch kontaktieren, wobei beispielsweise das eine 3a, eine Leiterbahn auf einem Trägersubstrat 5 ist. Der Schweissstrom I_c fliesst im Schweissbetrieb von der einen Elektrode la, über das dadurch kontaktierte Werkstück 3a zum damit zu verbindenden Werkstück 3b und zurück zur Gegenelektrode Ib. Ist das eine und/oder das andere Werkstück mit einer Isolationsschicht 5a resp. 5b versehen, so muss diese vor der Einleitung der Schweissphase entfernt werden, damit die beiden Elektroden la und Ib die Werkstücke 3a und 3b überhaupt galvanisch kontaktieren können.

In Fig. 2 sind in Analogie zu Fig. 1 zwei Punktschweisselektroden Ic und Id dargestellt, welche je ein zu verbindendes Werkstück 3c und 3d kontaktieren. Mit I ist wiederum der Schweissstrom dargestellt. Auch hier verhindert eine allenfalls vorgesehene Isolationsschicht 5c resp. 5d die galvanische Verbindung zwischen den beiden Elektroden Ic und Id und muss vor der Schweissung entfernt werden. Insbesondere in der Mikrotechnik ergeben

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sich bei den dort üblichen Werkstückdimensionen, beispielsweise Drahtquerschnitten von einigen pm Probleme mit der Abisolierung. Eine mechanische Isolationsschichtentfernung ist ohne Beschädigung derartiger Werkstücke kaum möglich. Eine Isolationsschichtentfernu'ng mittels Lösungsmitteln muss vorgängig, d.h. an einer von der Schweiss-Arbeitsstelle entfernten Station durchgeführt werden, was den Arbeitsfluss erheblich kompliziert.

In den Fig. 3 und 4 ist eine erste grundsätzliche Ausbildungsvariante der erfindungsgemässen Elektrode, in Fig. 3 im Einsatz als Punktschweisselektrode, in Fig. 4 als Spaltschweisselektrode, dargestellt. Die erfindungsgemässe Elektrode wird nachfolgend generell mit 1 bezeichnet, eine Gegenelektrode mit 12, was andeuten soll, dass die Gegenelektrode sowohl erfindungsgemäss (Ziffer I) ausgebildet sein kann, oder in herkömmlicher Weise (Ziffer 2). Die Elektrode 1 umfasst in der Ausbildung gemäss den Fig. 3 und 4 einen metallischen Hohlkörper 7, einseitig durch den Elektroden-Wirkungsbereich 9 ,mit je nach Verwendung ausgebildeter Wirkungsfläche, verschlossen. Im Hohlraum 11 ist eine Leiterschleife 13 vorgesehen, welche zum Wirkungsbereich 9 der Elektrode hin läuft. Am Wirkungsbereich 9 weist die Stromschleife 13 einen bezüglich Zu- und Rückführung 15a und 15b erhöhten ohmischen Widerstand R auf. Mit Hilfe eines schematisch dargestellten Stromgenerators 17 wird ein Heizstrom I„ über die Schleife 13 resp. Zu-

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und Rückführung 15a, 15b, Widerstand R, getrieben, wodurch insbesondere im Wirkungsbereich 9 der metallische Elektrodenkörper 7 aufgeheizt wird. Dadurch wird resp. werden die Isolationsschicht oder allenfalls die Isolationsschichten 19 am Werkstück weggeschmolzen, was eine galvanische Kontaktierung der beiden zu verbindenden Werkstücke durch Elektrode 1 und Elektrode 12 ermöglicht. Ist diese galvani-

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sehe Kontaktierung sichergestellt, bei genügend kleinen Uebergangswiderständen, so wird mittels eines schematisch dargestellten Schweissstrom-Generators 21 der Schweissstrom T₀ von der Elektrode 1 durch die beiden Werkstücke zur Gegenelektrode 12 getrieben. An der Gegenelektrode 12 sind, gestrichelt, Leiterschleife 13 und Heiζstromgenerator 17 dargestellt, die Möglichkeit aufzeigend, dass auch diese Gegenelektrode 12 erfindungsgemäss ausgebildet sein kann, je nach den Werkstück-Isolationsverhältnissen .

In Fig. 4 ist die Anordnung analog zu Fig. 3 für Spaltschweisselektroden dargestellt.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine perspektivische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausbildungsvariante der erfindungsgemässen Elektrode, in Fig. 5 für Punktschweissung, in Fig. für Spaltschweissung. Obwohl hier beide Elektroden erfindungsgemäss ausgebildet dargestellt sind, kann die Gegenelektrode 12 auch eine herkömmliche sein.

Die Elektrode 1 ist durch einen Schlitz 23 in zwei Schenkel unterteilt, welche, je nach Flussrichtung des Heizstromes I , als Zu- und Rückführung 25a resp. 25b zum Wir-H

kungsbereich 27 dienen.

Am Wirkungsbereich 27 weist der Schlitz 23 eine Einnehmung 29 resp. Aufweitung auf, so dass die Wandungsstärke der durch Zuführung und Rückführung 25a und 25b sowie Wirkungsbereich 27 gebildeten Stromschleife am Wirkungsbereich 27 kleiner ist als an den Zu- und Rückführungen. Mit einem hier nicht dargestellten Heizstromgenerator wird der Heizstrom I„ durch die Stromschleife 25a, b,27 getrieben, wobei, wie mit den Pfeilen angedeutet, die Stromdichte in Zu- und Rückführung geringer ist als am Wirkungsbereich 27.

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Damit wird erreicht, dass in der Heizphase insbesondere der Wirkungsbereich 27, welcher die Werkstückisolation 31 kontaktiert, aufgeheizt wird. Dadurch wird die Isolation 31 aufgeschmolzen und vom metallischen Werkstückmaterial an den für die Kontaktierung vorgesehenen Flächen weggedrängt. Nach dieser Heiz- resp. Abisolationsphase wird zwischen der Elektrode 1 und der Gegenelektrode 12 als Ganzes eine Potentialdifferenz angelegt und der Schweissstrom Ι_ς von der einen über die beiden Werkstücke zur anderen Elektrode getrieben. In der Schweissphase werden somit an der Elektrode 1 Zu- und Rückführung 25a und 25b und Wirkungsbereich 27 auf dasselbe Potential ψ, gelegt, während der Heizphase -zum Bewirken des Heizstromflusses über die Schleife 25a, b, 27, wie mit Δψ_Μ angedeutet, eine Potentialdifferenz

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angelegt wird. Wie dargestellt, werden die Schweisspotentia-Ie ψ, und ψ.. _ gleichermassen auf die Zu- und Rückführung 25a und 25b gelegt, um eine symmetrische Verteilung des Schweissstromes I auf beide, Schleifenschenkel 25a, 25b, sicherzustellen. Zuführung und Rückführung sind somit in der Heizphase für den Heizstrom I„ seriegeschaltet, für

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den Schweissstrom I parallel. Für den üblicherweise wesentlich grösseren Schweissstrom I ist die Summe der Schenkelquerschnittsflächen A und B für die Verluste massgeblich, für den Heizstrom I die Einzelquerschnittsfläche

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A oder B.

In Fig. 6 sind dieselben Elektroden 1 und 12 mit der Ausbildung gemäss Fig. 5 für Spaltschweissung angeordnetV dargestellt, wobei hier die beispielsweise getrennt vorgesehenen Heizstromgeneratoren 17 schematisch eingetragen sind. Dass die Elektroden je nach Verwendung unterschiedliche Spitzen und Wirkungsflächen aufweisen können, versteht sich von selbst.

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In Fig. 7 ist eine bevorzugte.Ausführungsform der als Punkt- der Spalt-, insbesondere Mikropunkt- oder Mikrospaltschweisselektrode verwendbaren Elektrode 1 dargestellt. Der Schlitz 23 weist endständig, am Wirkungsbereich 27 der Elektrode, eine Querrundbohrung 2 9a auf, mit welcher herstellungstechnisch einfach, und in Analogie zur Einnehmung 29 von Fig. 5, für den Heizstrom I„ ein Bereich

höheren ohmischen Widerstandes, wie gestrichelt mit R angedeutet, realisiert wird. Da bei der Erwärmung des Wirkungsbereiches 27 auch die Zu- und Rückführungen 25a und 25b, wenn auch kontinuierlich mit zunehmender Entfernung vom Wirkungsbereich 27 abnehmend, Wärme abstrahlen, wird, durch Einlage eines thermisch und elektrisch hochisolierenden Einsatzes 31, vorzugsweise eines Keramikeinsatzes, die Verluststrahlung an Zu- und Rückführung reduziert, wobei, wie gestrichelt angedeutet, jedoch mit erheblichem Mehraufwand verbunden, auch eine vollständige Einbettung von Zu- und Rückführung in einen derart hochisolierenden Körper 33 vorgesehen werden kann.

Die beschriebene Elektrode kann, wie bereits mehrfach betont, als Punktschweiss- oder Spaltschweisselektrode verwendet werden, wobei die eine und/oder die andere der beiden bei diesen Verfahren vorzusehenden Elektroden erfindungsgemäss ausgebildet sein können. Dieselbe Elektrode kann ohne konstruktive Aenderung zusätzlich als Lötelektrode verwendet werden, allenfalls mit einer (nicht dargestellten) aufsteckbaren Arbeitsspitze, um Verunreinigungen des Schweisswirkungsbereiches durch das Löten zu verhindern. Der in den Fig. mit I„ bezeichnete Heizstrom für den Schweissbetrieb wird im Lötbetrieb als Lötheizstrom vorgegeben.

In Fig. 8 sind schematisch zwei erfindungsgemässe Elektroden la, b für Punktschweissung oder Spaltschweissung dargestellt. Die Nebeneinanderanordnung der Elektroden 1 in die-

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ser und den nachfolgenden Figuren soll dabei nicht auf die ausschliessliche Anordnung für Spaltschweissung schliessen lassen. Für die Heizphase sind beide Elektroden 1 mit einem separaten Heizstromgenerator 17a und 17b und je einem schematisch dargestellten Steuerschalter H resp. H, versehen.

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Beide Elektroden sind weiter über einen Steuerschalter S mit dem Schweissstrom-Generator 21 verbunden. Durch Schliessen der Steuerschaltor H und H₁ wird die Heizphase an den Elektroden la und Ib ausgelöst, durch Schliessen des Schalters S die Schweissphase. Dabei ist jedoch zu betonen, dass der Schalter S, wie auch die Schalter H und H, in bestimm-

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ten Fällen weggelassen werden können, wenn nämlich entweder die Heizströme I auch während des Schweissstromflusses

Π :

f Hessen gelassen werden und/oder der Schweissstromfluss I

durch die Tatsache, dass die Werkstückisolation weggeschmolzen ist, ausgelöst wird. In letzterem Fall entspricht der Schalter S gemäss Fig. 8 eigentlich der durch die durchzuschmelzende Isolationsschicht gebildete Schaltstrecke.

In Fig. 9 ist in Analogie zu Fig. 8 für den Betrieb der beiden Elektroden la und Ib eine mögliche Steuerung dargestellt, insbesondere zum Abschalten der Heizströme I bei Auslösung des Schweissvorganges. Zu diesem Zweck ist an mindestens einer der beiden vorgesehenen Elektroden la und Ib ein Thermofühler 35 vorgesehen, vorzugsweise im Bereich der Elektroden-Wirkungsfläche, der ein Signal U(#) in Funktion der Wirkungsflächentemperatur $\(t) liefert. Das Ausgangssignal des Thermofühlers 35 wird an einer Einheit 37 mit einem, vorzugsweise einstellbaren Schwellwert UiJr ) verglichen. Ueber eine Schal^-Steuereinheit 39 werden die Steuerschalter H und H. in den Heizstromschleifen der

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beiden Elektroden la und Ib geöffnet, wenn, wie die Kennlinie in der Einheit 39 andeutet, die gemessene Temperatur feinen vorgegebenen Wert p~ erreicht hat oder während einer vorgegebenen Zeitspanne mindestens beibehalten hat.

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Ist der Schalters S im Schweissstromkreis ein vorgesehenes Schaltorgan und nicht, wie vorgängig erwähnt , durch die Isolationsschichtstrecke gebildet, so wird er bei Oeffnen der Heizstromsteuerschalter H und H geschlossen. Wie gestrichelt

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in Fig.9 dargestellt, kann der 'Thermofühler 35 als IST-Wertaufnehmer in einer Heiz- und/oder Schweiss-Stromregelung verwendet werden, wobei sein Ausgangssignal U (*§-) als Regelgrösse der Einheit 37 zugeführt, dort mit dem SOLL-Wert verglichen wird und das Ausgangssignal der Einheit 37

als Regeldifferenz den Heizstrom- und/oder Schweissstrom-Generatoren 17a, 17b resp. 21 als Stellglieder zugeführt wird.

In Fig. 10 ist in Analogie zu Fig. 8 die Anordnung zweier Elektroden la und Ib des Schweissstrom-Generators 21 mit Steuerschalter S dargestellt, wobei jedoch derselbe Heizstrom-Generator 17 mit einem Steuerschalter H für das Aufheizen beider Elektroden verwendet wird. Ueber den Schalter H sind die beiden Heizstromschleifen der Elektroden la und Ib seriegeschaltet.

In Fig. 11 ist in Analogie zu Fig. 9"die Ansteuerung der Steuerschalter H und S resp. die Regelung der Generatoren 17 und 21 entsprechend für Heiz- und Schweissstrom mit Hilfe eines Thermofühlers 35 dargestellt.

Bei der heizstrommässigen Serieschaltung beider Elektrodenschleifen ergibt sich eine weitere Steuermöglichkeit der beiden Arbeitsphasen, Heizphase und Schweissphase, die in Fig. 12 dargestellt ist. In der Heizphase ist der Heizstromgenerator 17 über den Steuerschalter H und ein Widerstandselement R¹ auf die Heizstromschleifen der beiden Elektroden la und Ib geschaltet. Bei Durchschmelzen der Isolationsschicht an den zu verbindenden Werkstücken entsteht zwischen

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den Wirkungsbereichen der beiden Elektroden ein abnehmender Widerstand $> , im Ersatzbild in den beiden Werkstücken gemäss Fig. 12 eingetragen. Dadurch kommutiert ein Teil des Heizstromes AI₁₁ auf die beiden zu verbindenden Werkstücke

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über, da ? und R¹ parallel geschaltet erscheinen. Der Strom durch das Widerstandselement R' verringert sich. Wird mit einer Strommessung im R¹-enthaltenden Zweig des Heizstromkreises, beispielsweise mit Hilfe eines Strom/Spannungswandlers 41 der Strom gemessen, so kann über eine Schwell*- werteinheit 43 mit vorzugsweise (nicht dargestellt) vorgebbarem Schwellwert der Steuerschalter H dann geöffnet und S, falls nicht durch die Isolationsschicht selbst gebildet, dann geschlossen werden, wenn der Heizstrom im ausgemessenen Stromzweig einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Dabei versteht sich von selbst, dass R¹ möglichst klein gewählt wird, um die hier entstehende Verlustheizleistung möglichst gering zu halten.

Abschliessend muss darauf hingewiesen werden, dass durch die Anordnung des Schwexssstromgenerators 21, insbesondere in den AusführungsVarianten gemäss den Fig. 5 bis 12, die Zu- resp. Rückführungen für den Heizstrom nicht im oberen, d.h. vom Wirkungsbereich abgewandten Teil der Elektrode kurzgeschlossen werden dürfen. Da zudem für eine symmetrische Aufteilung des Schweissstromes (je-·= beide Heizschleifenscherikel der Elektrode auf gleiches Potential zu legen sind, ist in den Fig. 5 bis 12 der Steuerschalter S mit zwei je zweipoligen Schaltstrecken dargestellt, durch welche im Heizbetrieb eine Kurzschliessung der beiden Schenkel resp. von Zu- und Rückführung verhindert, jedoch im Schweissbetrieb zur Beaufschlagung eines gemeinsamen Potentials erstellt wird.

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Claims

Patentansprüche

/1.; Elektroschweisselektrode, dadurch gekennzeichnet, dass sie in sich eine Stromschleife (13, 15a, R, 15b; 25a, 25b, 27) umfasst.
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleife wenigstens im Bereich der Elektroden-Wirkungsfläche (9; 27) einen erhöhten ohmischen Widerstand (R; durch 29) aufweist.
3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleife eine Zuführung (25a resp. 25b) an den Wirkungsflächenbereich (27) der Elektrode und eine Rückführung (25b resp. 25a) von diesem Bereich weg, aufweist, und dass Zuführung und Rückführung parallel geschaltet zur Aufnahme des
aus der Elektrode zu einer Gegenelektrode oder umgekehrt
fliessenden Schweissstromes (I_c) ausgebildet sind.
4. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» dass die Stromsehleife den Schweissstrom-Zuleiter bildet.
5. Elektrode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch einen Schlitz (23) in zwei Schleifenschenkel (25a, 25b) unterteilt ist.
6. Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz im Bereich der Wirkungsfläche (27) der Elektrode aufgeweitet (29; 29a) ist, um in der Schleife dort einen Bereich höheren ohmischen Widerstandes (R) zu realisieren.

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7. Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens im Schlitz ein thermisch und elektrisch isolierendes Material (31, 33), vorzugsweise ein Keramikeinsatz, vorgesehen ist.
8. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Thermofühler umfasst.
9. Verwendung der Elektrode nach Anspruch 1 für Punkt- oder Spaltschweissungen, insbesondere Mikropunkt- oder Mikrospalt-Schweissungen von thermisch abisolierbaren, isolierten Werkstücken. ·.' ■
10. Verwendung der Elektrode nach Anspruch 9 zusätzlich für Lötungen, insbesondere MikrolÖtungen, wobei dann die Stromschleife als Löt-Heizstromführung wirkt.
11. Verfahren zum Betrieb einer Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Werkstückaufwärmung eine Spannung über die Schleife, für die Elektroschweissung die Schleife auf einen Potentialwert und eine Gegenelektrode auf einen zweiten Potentialwert gelegt ist. -
12. Verfahren zum Betrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperaturmessung an der Elektrode vorgenommen wird und die Umschaltung von Heizbetrieb auf Schweissbetrieb in Funktion der gemessenen Temperatur vorgenommen wird.
13. Verfahren zum Betrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Elektrode die Temperatur als Regelgrösse für die Regelung mindestens des Heizstromes gemessen wird.

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14. Verfahren zum Betrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elektroden in der Heizphase für den Heizstrom seriegeschaltet werden.
15. Verfahren zum Betrieb naoh Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Heizstromzweig zwischen den Elektroden eine Strommessung'vorgenommen wird, und dass die Umschaltung von Heiz- auf Schweissbetrieb in Funktion dieses gemessenen Stromes vorgenommen wird.

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