DE3022054A1

DE3022054A1 - Schweissbolzen

Info

Publication number: DE3022054A1
Application number: DE3022054A
Authority: DE
Inventors: Dieter 6304 Lollar Mauer
Original assignee: Tucker GmbH
Current assignee: Tucker GmbH
Priority date: 1980-06-12
Filing date: 1980-06-12
Publication date: 1981-12-17

Description

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DIPL-INCHEINZBARDEHLBi I ^l ί ίί J München, 12. Juni 1980 I PATENTANWALT

Aktenzeichen:

Mein Zeichen: P 3085

Anmelder: Tucker GmbH

,Max-Eyth-Straße 1
* £300 Gießen

Schweißbolzen

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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schweißbolzen für ein Bolzenschweißverfahren, insbesondere ein Kondensatorentladungslichtbogen-Bolzenschweißverfahren, bei dem ein stumpfer Bolzen, der eine konische oder gewölbte Schweißfläche zum Verbinden mit einer metallischen Unterlage hat, verwendet wird.·

Bei einer Kondensatorenentladungslichtbogen-Schweißung wird ein elektrischer Kleinspannungs-Stromkreis durch einen Kontakt zwischen einem Schweißbolzen und einer metallischen Auflage geschlossen. Der Bolzen wird,um einen Leitlichtbogen zünden zu können, zurückgezogen. Der tatsächliche Schweißstrom wird anschließend dem Leitlichtbogen überlagert, um das Metall des Schweißbolzens und der Auflage zu erschmelzen. Der Schweißbolzen wird dann in den geschmolzenen Bereich der Auflage abgesenkt. Ein Kondensatorentladungslichtbogen-Bolzenschweißverfahren unterscheidet sich von anderen Verfahren für Lichtbogen-Bolzenschweißung nicht nur durch die Verwendung eines Kondensators als Energiequelle, sondern außerdem dadurch, daß die verwendeten Bolzen keine Spitzen, die explosionsartig zertrümmert werden, um einen Spalt für den Schweißlichtbogen zu erzeugen, keine keramischen oder anderen sonstigen Sperringe haben, die die Schweißzone umgeben und das geschmolzene Material einschließen, und daß kein Flußmittel verwendet wird.

Es ist bekannt, bei dem Bolzenschweißen nach dem Kondensatorentladungsverfahren Bolzen mit einer konischen oder gewölbten Schweißoberfläche so zu verwenden, daß sie die metallische Auflage berühren, um die Konzentration des Lichtbogens auf den Bolzenmittelpunkt zu gewährleisten. Dabei besteht jedoch ein Risiko darin, daß Schweißstellen einer ungenügenden

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ΟΓίΙιΆ

Festigkeit und unsaubere Schweißstellen infolge des unkontrollierten Verspritzens des geschmolzenen Metalls auftreten/ wenn der Bolzen nach der Zündung des Leitlichtbogens und nach dem Zuschalten des Hauptlichtbogens in die Auflage abgesenkt wird, Ein derartiger Schweißbolzen ist aus der deutschen Auslegeschrift 25 04 365 bekannt.

Gegenwärtig gibt es auf dem Gebiet der Bolzenschweißverfahren Bestrebungen in Richtung einer automatischen Zuführung von Schweißbolzen an die Schweißstellen was ein hohes Maß von Gleichförmigkeit bei deren Fertigung aus Gründen der Zuverlässigkeit des Transports durch eine diesen Transport ausführende Anordnung verlangt. Es ist außerdem wünschenswert/ daß die Bolzen wirtschaftlich mittels herkömmlicher maschineller Vorrichtungen hergestellt werden können.

Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Schweißbolzen zur Verwendung in einem Kondensatorentladungslichtbogen-Schweißverfahren zu schaffen, der wirtschaftlich innerhalb der für eine automatische Zuführung notwendigen Toleranzgrenzen gefertigt werden kann und der zuverlässige Festigkeitswerte und saubere Schweißstellen ergibt.

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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch einen Schweißbolzen für ein Kondensatorentladungslichtbogen-Bolzenschweißverfahren gelöst, bei dem stumpfe Bolzen mit einer konischen oder gewölbten Schweißfläche zum Berühren der metallischen Unterlage verwendet werden, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schweißfläche eine ringförmige Aussparung aufweist, die auf der Innenseite von einem konischen oder gewölbten Bereich und auf der Außenseite von einem äußeren Rand an der Kante der Schwe.ißflache umgeben

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ist, und daß das Zentrum der Oberfläche in axialer Richtung geringfügig über den äußeren Rand hinausragt, so daß es die metallische Unterlage berührt und einen Leitlichtbogen auf die Achse des Schweißbolzens zentriert.

Die Erfindung bietet den Vorteil-, daß ein Schweißbolzen geschaffen wird, der in engen Toleranzgrenzen auf wirtschaftliche Weise gefertigt werden kann und der zuverlässige und saubere Schweißungen gestattet.

Vorzugsweise ist der Rand eines Schweißbolzens gemäß der vorliegenden Erfindung durchgehend und gleichförmig hoch.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand mehrerer, Ausführungsbeispiele für die Erfindung betreffender Figuren im einzelnen erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele für die Erfindung beziehen sich auf realisierte Ausführungsformen. Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf diese Ausführungsformen beschränkt.

Fig.1 zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels für den erfindungsgemäßen Schweißbolzen.

Fig.2 zeigt eine Ansicht der Schweißfläche in axialer Richtung eines gemäß der Erfindung ausgeführten .Schweißbolzens.

Fig.3 zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Teilansicht eines weitergebildeten Querschnitts als zweites Ausführungsbeispiel < ür den erfindungsgemäßen Schweißbolzen.

Die in Fig.1 und Fig.2 gezeigten Schweißbolzen zur Verwen-• dung in einem Kondensatorentladungslichtbogen-Bolzenschweißverfahren können einen mit einem Gewinde versehenen Schaft

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10, vergl. Fig.1, einen glatten Schaft oder einen Schaft beliebiger Form haben. An dem Schweißende des Bolzens befindet sich ein verbreiteter Kopf 12. Die Schweißfläche dieses Kopfes hat einen konischen Bereich 12, der durch einen äußeren Rand 16 begrenzt ist. Der Rand 16 ist durchgehend, hat eine gleichförmige Höhe und einen gleichförmigen Querschnitt und ist am Rand des Kopfes 12 angeordnet.

Fig.3 zeigt einen weitergebildeten Schweißbolzen ähnlich dem in Fig.1 gezeigten mit der Außnahme, daß ein zentraler Bereich 14' der Schweißfläche anstelle einer konischen Form eine gewölbte Form hat. Dieser zentrale Bereich wird durch einen ähnlich ausgeformten äußeren Rand 16' umgeben.

Schweißbolzen gemäß den Figuren können auf einfache Art und Weise aus Drahtmaterial hergestellt werden, wobei die Köpfe mit der Form, die gezeigt ist, in einer herkömmlichen Kopf-,formmaschine innerhalb der engen Abmessungstoleranzen, die für ein automatisches Zuführen der Schweißbolzen verlangt werden, hergestellt werden.

Die zentralen Bereiche 14,14' der Schweißbolzen, die entweder konisch oder gewölbt geformt sein können, stehen in axialer Richtung im Zentrum geringfügig über den Rand 16, 16' heraus, wodurch der gezielte anfängliche Kontakt zwischen dem Schweißbolzen und der metallischen Unterlage in Achsrichtung des Schweißbolzens und eine Zentrierung des Leitlichtbogens auf die Achse des Schweißbolzens sichergestellt werden. Wenn der Schweißbolzen, nachdem der Lichtbogen gezogen wurde, in die Zone des geschmolzenen Metalls der Unterlage abgesenkt wird, hält dieser die Partikel des Metalls radial von der Schweißzone entfernt. Die Schweißfläche sieht eine ringförmige Aussparung 18,18' vor, vergl. Fig.1 und Fig.3, in der zumindest ein Teil des geschmolzenen Metalls aufgenommen werden kann. Dadurch können zuverlässige Festigkeitswerte und saubere Schweißstellen erreicht

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Claims

Patentansprüche:

( 1. JSchweißbolzen für ein Kondensatorentladungslichtbogen- --:

Bolzenschweißverfahren, bei dem stumpfe Bolzen mit einer konischen oder gewölbten Schweißfläche zum Berühren der metallischen Unterlage verwendet v/erden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißfläche eine ringförmige Aussparung (18,18') auf v/eist, die auf der Innenseite von einem konischen oder gewölbten Bereich (14,14') und auf der Außenseite von einem äußeren Rand (16,16') an der Kante der Schweißfläche umgeben ist, und daß das Zentrum der Oberfläche in axialer Richtung geringfügig über den äußeren Rand hinausragt, so daß es die metallische Unterlage berührt und einen Leitlichtbogen auf die Achse des Schweißbolzens zentriert.
2. Schweißbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rand (16,16') durchgehend und von gleichförmiger Höhe ist.

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3. Kondensatorentladungslichtbogen-Bolzenschweißverfahren/ bei dem ein Schweißbolzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißflache, die eine ringförmige Aussparung (18,18') aufweist, die auf der Innenseite von dem leonischen oder gewölbten zentralen Bereich (14,14') und auf der Außenseite von dem äußeren Rand (16,16') an der Kante der Schweißfläche umgeben ist, und deren Zentrum in axialer Richtung geringfügig über den äußeren Rand hervorsteht, in einem ersten Schritt zum Herstellen eines elektrischen Kon- ^: taktesymitider metallischen Unterlage durch Absenken des

Schweißbolzens in Berührung gebrächt wird, daß der Schweiß- fr bolzen in einem zweiten Schritt angehoben wird, wodurch sich ein auf die Achse des SchwRißbolzens zentrierter Leitlicht- bogen bildet, dem der tatsächliche Schweißstrom überlagert wird, und daß der Schweißbolzen in einem dritten Schritt wieder auf die metallische Unterlage abgesenkt wird, in der sich eine Zone geschmolzenen Materials zur Aufnahme des ' Schweißbolzens gebildet hat.

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