DE3024333A1

DE3024333A1 - Buckel fuer das buckelschweissen von aluminium-blechteilen

Info

Publication number: DE3024333A1
Application number: DE19803024333
Authority: DE
Inventors: Robert 8000 München Kopp
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-06-27
Filing date: 1980-06-27
Publication date: 1982-01-21
Also published as: DE3024333C2

Description

Buckel für das Buckelschweißen von Aluminium-Blechteilen
Aluminium-Werkstücke werden beim Widerstandsschweißen wegen der niedrigen Eigenfestigkeit des Werkstoffes und des erforderlichen hohen Anpreßdruckes (Elektrodenkraft) fast ausschließlich punktgeschweißt. Beim Punktschweißen müssen Elektroden mit einem relativ großen Außendurchmesser verwendet werden, da die an ihrer Arbeitsfläche ballig ausgeführte Elektrode einen relativ großen Krümmungsradius aufweisen muß. Beispielsweise muß eine Elektrode zum Punktschweißen von Blechteilen mit einer Dicke von 1,5 mm mindestens einen Außendurchmesser von 16 mm und einen Radius von 100 mm besitzen. Dies ist Jedoch sehr nachteilig beim Schweißen von schmalen, abgewinkelten Blechteilen. Mit einer solchen Elektrode können also nur Blechteile geschweißt werden, wenn der Mindestabstand vom abgewinkelten Rand 8 mm beträgt.
Beim Widerstandspreßschweißen mit Schweißbuckeln, auch Buckelschweißen genannt, können flache Elektroden mit erheblich kleinerem Durchmesser verwendet werden, so daß sie auch dort eingesetzt werden können, wo relativ schmale Blechteile mit abgebogenem Rand geschweißt werden sollen. Das Buckel schweißen von Aluminium bereitet aber erhebliche Schwierigkeiten und wird daher in der Industrie kaum angewendet, da durch die niedrige Eigenfestigkeit von Aluminium die an sich bekannten Buckel beim Einsetzen des Schweißstromes durch die Elektrodenkraft zusammengedrückt werden (cold collaps). Zum Buckelschweißen von Aluminium wurde daher schon versucht, besondere Buckelgeometrien zu verwenden, wie sie beispielsweise in DIN 85 19 dargestellt und beschrieben sind. Insbesondere haben sich dem Ringbuckel ähnliche Formen bewährt mit zusätzlicher Kaltverformung im Außenringbereich. Diese erfordern jedoch zur Herstellung spezielle, teuere lerkzeuge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Buckelgeometrie für das Buckelschweißen von Aluminium-Blechteilen zu finden, die die für das Schweißen erforderliche Vorpreßkraft der Elektrode aufzunehmen vermag, um eine optimale Konzentration von Elektrodenkraft und Schweißstrom an einer vorbestimmten Stelle zu ermöglichen.
Der Buckel gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß er in Kegelform ausgebildet ist, am Grunde einen Außendurchmesser aufweist, der das zwei- bis dreifache der Dicke des mit dem Buckel versehenen Blechteiles beträgt und eine Höhe aufweist, die minimal der Dicke und maximal der doppelten Dicke des Blechteiles entspricht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Buckels dargestellt. Es zeigen: Figur 1 einen Schnitt durch einen Schweißbuckel mit der erfindungsgemäßen Buckelgeometrie in vergrößerter Darstellung, Figur 2 ein Aluminium-Blechteil in schaubildlicher Darstellung, Figur 3 eine Ansicht von unten auf das Blechteil gemäß Figur 2 und Figur 4 eine Ansicht der verwendeten oberen Elektrode in schaubildlicher Darstellung.
Wie aus Figur 1 zu ersehen ist, besitzt ein Blechteil 1 aus Aluminium mit einer Dicke D einen eingeprägten kegelförmigen Buckel 2, der am Grunde einen Außendurchmesser d = 2 - 3 D und eine Höhe h = D - 2D aufweist. Dieser Buckel läßt sich in einfacher Weise mit einfachen Prägewerkzeugen herstellen und zwar mit einer Lochplatte, entsprechend dem Durchmesser d und einem Kegelstempel, der einen Kegelmantelurinkel o& aufweist, wobei Z in der Größenordnung von 1000 bis 1200 sein kann. Die Spitze des Kegelstempels weist einen Radius r von 0,2 bis 0,4 mm auf. Einauf diese Weise hergestellter Buckel 2 hält die erforderliche Vorpreßkraft der Elektrode ohne weiteres aus.
Beispielsweise wird bei Verwendung eines Blechteiles mit einer Dicke von D = 1,5 mm ein Buckel mit einem Außendurchmesser von d = 4,5 mm und einer Höhe h = 1,5 mm verwendet. Der KegelmanteDri.Sçel s = 1000.
Vorzugsweise wird bei Verwendung eines Blechteiles mit einer Blechdicke von D = 2 mm ein kegelförmiger Buckel mit einem Durchmesser d = 5 mm, einer Höhe h = 1,5 mm und einem Kegelmantelwinkel oc = 1000 verwendet.
Schließlich sind bei Verwendung eines Blechteils mit einer Blechdicke von D = 1 mm kegelförmige Buckel mit einem Durchmesser von d = 5 mm, einer Höhe von h = 1,4 mm und einem KegelmantelwinkeloC = 1200 verwendet. Die Gegenblechdicke kann hierbei 5 mm betragen.
Beim Buckelschweißen können relativ dünne Elektroden verwendet werden, so daß beispielsweise ein U-förmiges Blechteil 3 aus Aluminium bei einer Blechdicke von D = 1,5 mm nicht mit einer Elektrode von 16 mm Durchmesser geschweißt werden muß. Es genügt eine Breite von 10 mm, wie Figur 4 zeigt.
Wie die in Figur 3 dargestellte Unteransicht des Blechteiles 3 zeigt, werden zwei Buckel 2 gleichzeitig geschweißt.
5 Patentansprüche 4 Figuren

Claims

Patentansprüche Buckel für das Buckelschweißen von Aluminium-Blechteilen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß er in Kegelform ausgebildet ist, am Grunde einen Außendurchmesser (d) aufweist, der das zwei- bis dreifache der Dicke (D) des Blechteiles (1) beträgt und eine Höhe (h) aufweist, die minimal der Dicke (D) und maximal der doppelten Dicke (D) des Blechteiles (1) entspricht.
2. Buckel nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß bei Verwendung eines Blechteiles mit einer Dicke von 1,5 mm ein Außendurchmesser von 4,5 mm, eine Höhe von 1,5 mm und ein Kegelmantelwinkel 0 von 100 verwendet sind.
3. Buckel nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß bei Verwendung eines Blechteiles mit einer Blechdicke von 2 mm ein Durchmesser von 5mm, eine Höhe von 1,5 mm und ein Kegelmantelwinkel von 1000 verwendet sind.
4. Buckel nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß bei Verwendung eines Blechteiles mit einer Blechdicke von 1 mm ein Durchmesser von 5 mm, eine Höhe von 1,4 mm und ein Kegelmantelwinkel von 1200 verwendet sind.
5. Verfahren zur Herstellung der Buckel nach,einem der Ansprüche 1 bis 4, g e k e n n z e i c h n e t durch die Verwendung einer Lochplatte mit einem Kegelstempel, welcher einen Kegelmantelwinkel zwischen 1000 und 1200 und eine abgerundete Spitze mit einem Radius von mindestens 0,2 bis 0,4 mm aufweist.