DE3024333C2

DE3024333C2 - Buckel für das Buckelschweißen von Aluminium-Blechteilen

Info

Publication number: DE3024333C2
Application number: DE3024333A
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: 1983-12-01
Also published as: DE3024333A1

Description

Aluminium-Werkstücke werden beim Widerstandsschweißen wegen der niedrigen Eigenfestigkeit des Werkstoffes und des erforderlichen hohen Anpreßdrukkes (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 Schweißbukkeln, 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 Buckelschweißen 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 f>o 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 8519 dargestellt und beschrieben sind. Insbesondere haben sich dem Ringbuckel ähnliche Formen bewährt mit zusätzlicher Kaltverformung im Außenringbereich. Diese erfordern jedoch zur Herstellung spezielle, teuere Werkzeuge.

In der DE-OS 31 00 677 sind bereits Buckel für das Buckelschweißen von Aluminium-Blechteilen beschrieben, die als Ringbuckel oder als Ringsickenbuckel in mindestens eines der miteinander zu verschweißenden Teilt eingeprägt sind. Durch die Verformung beim Einprägen soll die Festigkeit des Buckels gegenüber dem umliegenden Material so erhöht werden, daß der Buckel der zum Schweißen notwendigen Elektrodenkraft zu widerstehen vermag.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Buckelgeometrie für das Buckelschweißen von Aluminium-Blechteilen zu finden, die auf einfache Weise herzustellen ist und 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 durch Prägen mit Hilfe einer Lochplatte und einem Kegelstempel mit einem Kegelmantelwinkel zwischen 100° und 120° und einer abgerundeten Spitze mit einem Radius von mindestens 0,2 b's 0,4 mm hergestellt ist, am Grunde einen Außendurchmesser aufweist, der das zwei- bis dreifache der Dicke des Blechteües beträgt und eine Höhe aufweist, die etwa der Dicke und maximal der doppelten Dicke des Riechteiles entspricht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Buckels dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Schweißbuckel mit der erfindungsgemäßen Buckelgeometrie in vergrößerter Darstellung,

Fig. 2 ein Aluminium-Blechteil in schaubildlicher Darstellung,

F i g. 3 eine Ansicht von unten auf das Blech teil gemäß Fig. 2,

F i g. 4 eine Ansicht der verwendeten oberen Elektrode in schaubildlicher Darstellung.

Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, besitzt ein Blechteil 1 aus Aluminium mit einer Dicke D einen eingeprägten kegelförmigen Buckel 2, der am Grunde einen Außendurchmesser c/= 2—3D und eine Höhe h — D—2 D aufweist. Dieser Buckel läßt sich in einfacher Weise mit einfachen Prägewerkzeugen herstellen und zwar mit einer Lochplatte, entsprechend dem Durchmesser rfund einem Kegelstempel, der einen Kegelmantelwinkel α. aufweist, wobei <x in der Größenordnung von 100° bis 120° sein kann. Die Spitze des Kegelstempels weist einen Radius r von 0,2 bis 0,4 mm auf. Ein auf diese Weise hergestellter Buckel 2 hält die erforderliche Vorpreßkraft der Elektrode ohne weiteres aus.

Beispielsweise wird bei Verwendung eines Blechteües mit einer Dicke von D — 1.5 mm ein Buckel mit einem Außendurchmesser von d = 4,5 mm und einer Höhe Λ =1,5 mm verwendet. Der Kegelmantelwinkel <x = 100°.

Vorzugsweise wird bei Verwendung eines Blechteües mit einer Blechdicke von D = 2 mm ein kegelförmiger Buckel mit einem Durchmesser d = 5 mm und einem Kegelmantelwinkel λ = 100° verwendet.

Schließlich sind bei Verwendung eines Blechieils 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 Kegelmantelwinkel λ = 120^c 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 F i g. 4 zeigt

Wie die in Fig.3 dargestellte Unteransicht des Blechteiles 3 zeigt, werden zwei Buckel 2 gleichzeitig geschweißt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Buckel für das Buckelschweißen von Aiuminium-Blechteilen, dadurch gekennzeichnet, daß er durch Prägen mit Hilfe einer Lochplatte und einem Kegelstempel mit einem Kegelmantelwinkel zwischen 100° und 120° und einer abgerundeten Spitze mit einem Radius von mindestens 0,2 bis 0,4 mm hergestellt ist, am Grunde einen Außendurchmesser (£# aufweist, der das zwei- bis dreifache der Dicke (D) des Blechteiles (1) beträgt und eine Höhe (h) aufweist, die etwa der Dicke (D) und maximal der doppelten Dicke (D) des Blechteiles (1) entspricht

2. Buckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Blechteiles mit einer Dicke von 1,5 mm ein Außendurchmesser von 4,5 mm, eine Höhe von 1,5 min und ein Kegelrnantelwi;ikelvon 100° verwendet sind.

3. Buckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Blechteües mit einer Blechdicke von 2 mm ein Durchmesser von 5 mm und ein Kegelmantelwinkel von 100° verwendet sind.

4. Buckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Blechteües mit einer Blechdicke von 1 mm ein Durchmesser von 5 mm, eine Höhe von 1,4 mm und ein Kegelmantelwinkel von 120° verwendet sind.

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