DE3137264A1

DE3137264A1 - Verfahren zum elektrischen widerstandsnahtschweissen an ueberlappten seitenkanten eines zu einem rohr geformten stahlblechs

Info

Publication number: DE3137264A1
Application number: DE19813137264
Authority: DE
Inventors: Michiyuki Shimizu Shizuoka Kakimoto; Jun Koganei Tokyo Nagata; Tetuo Shizuoka Shizuoka Nozawa
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 1980-09-19
Filing date: 1981-09-18
Publication date: 1982-06-16
Also published as: GB2083774B; US4389556A; JPS5756173A; CH653274B; IT1209899B; JPS6149034B2; KR830007198A; FR2490523A1; IT8149308A0; AU7530081A; AU540317B2; CA1174293A; GB2083774A; FR2490523B1; KR880001904B1; DE3137264C2

Description

Verfahren zum elektrischen Widerstandsnahtschweißen an überlappten Seitenkanten eines zu einem Rohr geformten Stahlblechs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nahtschweißen der Seitenkanten bzw. überlappten Teile eines zu einem Rohr, beispielsweise einem zylindrischen, rechteckigen oder elliptischen Rohr, geformten Metallbandes j welches gegebenenfalls zu einem Bäälter geformt wird, unter Verwendung eines elektrischen Widerstandsnahtschweißgerät^im folgen- f den lediglich als Schweißapparat bezeichnet).

Ein derartiges bekanntes Verfahren soll anhand der Fig. 1 erläutert werden.

Zunächst werden dünne Blechstücke, welche auf bestimmte Abmessungen geschnitten sind, aus einer Stapelvorrichtung 1 nacheinander ausgestoßen und umfassen einen horizontalen Träger 2 unter Bildung einer Rohrform (in Fig. 1 ist eine zylindrische Rohrform A in strichpunktierten Linien gezeigt). Die Rohrformen bewegen sich entlang dem Träger 2 von links nach rechts in der Zeichnung.

Eine untere Elektrodendrahtführungseinrichtung 3 ist am rechten Ende. des Trägers 2 vorgesehen. Diese Elektrodendrahtführungseinrichtung 3 besteht aus einer horizontalen Achse 4, welche quer verläuft zum horizontalen Träger 2. Die Achse ist am Träger 2 befestigt und eine untere Elektrodendrahtträgerrolle 5 ist drehbar um die Achse 4. Über der unteren Elektrodendrahtführungsvorrichtung 3 ist eine obere Elektrodendrahtführungsvorrichtung 12 angeordnet. Diese besitzt eine horizontale Achse 11, die parallel zur horizontalen Achse 4 verläuft. Auf dieser Achse sitzt drehbar eine obere Elektrodendrahtträgerrolle 10, die zusammen mit der Achse 11 umläuft. Ein unterer Elektro-

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dendraht 6 wird von links nach rechts in der Zeichnung unter dem Träger 2 verschoben und über den Umfang der Trägerrolle 5 geführt. Der Elektrodendraht wird dann in der Zeichnung nach links zurückgezogen entlang der Unterseite des Trägers 2. Ein oberer Elektrodendraht 14 wird über eine Führungsrolle 13 und um den Umfang der oberen Elektrodendrahtträgerrolle 10 geführt. Dann wird der Elektrodendraht nach links in der Zeichnung wieder zurückgeführt. Der obere Elektrodendraht 14 bewegt sich in der gleichen Richtung wie die Trägerrolle 10 entgegen dem Uhrzeigersinn. Der untere Elektrodendraht 6 wird von einer nicht näher dargestellten Rolle abgespult und wird über die untere Elektrodendrahtträgerrolle 5 im Uhrzeigersinn bewegt.

Jedes der zu einer Rohrform gebogenen Bleche besitzt einen Überlappungsbereich 20, der gebildet wird durch die beiden Seitenkanten der Metallblechstücke. Der Überlappungsbereich 20 liegt beider Bewegung oben. Der Überlappungsbereich wird zwischen den oberen und unteren Elektrodendraht 14 und 6 gebracht. Die obere Elektrodendrahtführungseinrichtung 12 wird mit Druck beaufschlagt, so daß der Überlappungsbereich 20 zwischen den beiden Elektrodendrähten zusammengepreßt wird. Der Überlappungsbereich bewegt sich somit zusammen mit den beiden Elektrodendrähten. Während dieses Vorschubs wird ein elektrischer Strom durch die obere Elektrodendrahtführungsvorrichtung 12, den oberen Elektrodendraht 14, den Übe rlappungs be reich der Rohrform 20, den unteren Elektrodendraht 6 und die untere Elektrodendraht führungsvorrichtung 3 geschickt. Der Überlappungsbereich schmilzt und an den aneinanderliegenden Oberflächen des Überlappungsbereiches des Blechstückes erfolgt eine Preßschweißung. Dies ist dadurch möglich, daß durch den Berührungswiderstand der aneinanderliegenden Oberflächen an dieser Stelle eine Erwärmung auftritt. Auf diese Weise wird am Überlappungsbereich eine sogenannte elektrische Widerstandsnahtschweißung durchgeführt.

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In der Fig. 1 ist dargestellt, daß eine zylindrische Rohrform A^ sich gerade in einer Stellung befindet, an der sie von der Berührung mit dem oberen und unteren Elektrodendraht 14 und 6 freikommt. Die unmittelbar "darauffolgende zylindrische Rohrform A befindet sich in einer Stellung, in welcher sie gerade in Berührung mit dem oberen und dem unteren Elektrodendraht kommt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich sowohl ein rückwärtiges Ende 21 der erstgenannten Rohrform und ein ein vorderes Ende 22 der unmittelbar darauffolgenden Rohrform zwischen dem oberen und dem unteren Elektrodendraht. Wenn die nachfolgende zylindrische Rohrform zwischen dem oberen und dem unteren Elektrodendraht eingeführt wird nachdem die vorhergehende zylindrische Rohrform vollständig zwischen den beiden Elektrodendrähten hindurchgelangt ist, wird ein erhöhter Druck auf die Kante des Überlappungsbereichs einer jeden Rohrform ausgeübt. Hierbei entstehen, wie das in Fig. 2 gezeigt ist, Vorsprünge 25 und 26, welche von der zylindrischen Rohrform abstehen. Diese Vorsprünge erstrecken sich in Längsrichtung des Überlappungsbereiches 20 und sind angeformt an die Kanten des Überlappungsbereiches 20, Zur Verhinderung der Bildung der Vor Sprünge sollen Gegenmaßnahmen getroffen werden.

Für die Herstellung von Blechbehältern werden zylindrische Rohrformen aus Zinnblech mit einer Dicke von 0,2 -0,4 mm, deren Überlappungsbereiche mit dem vorstehend beschriebenen Schweißverfahren geschweißt sind, verwendet. Bei der Herstellung der Behälterkörper ändert sich der Strom, welcher zu den zu verschweißenden Teilen geliefert wird, innerhalb eines bestimmten Bereichs während der langzeitigen fortlaufenden Herstellung in Abhängigkeit der Einflüsse von Temperatur und dgl.. Selbst wenn man den Schweißstrom auf einen bestimmten Wert festlegt, derart, daß die beiden Längskanten im Überlappungsbereich mit dem im Änderungsbereich vorkommenden Mindeststrom noch verschweißt werden, entstehen bei der Langzeit -

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massenfertigung beim Ansteigen des Stromes zu höheren Werten innerhalb des Stromschwankungsbereichs Vorsprünge 25 und 26, welche von den beiden Kanten 23 und 24 des Behälterkörpers A_Q abstehen. Die Vorsprünge erstrecken sich in Längsrichtung des Überlappungsbereiches 20, wie' es in Fig. 2 dargestellt ist. Diese Vorsprünge 25 und 26 sind unerwünscht, da sie zur Beschädigung der Abdichtung zwischen einem Behälterdeckel und dem Behälterkörper führen können, selbst wenn die Vorsprünge nur äußerst klein sind. Als Gegenmaßnahme, um diese Vorsprünge zu verhindern, kann man an beiden Kanten 27 und 28 des Überlappungsbereiches 20 einen niedrigeren Schweißstrom zur Anwendung bringen als im mittleren Teil 29 des Überlappungsbereiches. Es entstehen dann keine Vorsprünge, selbst wenn der innerhalb des Änderungsbereichs maximal zulässige Schweißstrom im mittleren Teil des Überlappungsbereiches zur Anwendung kommt. Wenn jedoch an den beiden Kanten 27 und 28 des Überlappungsbereiches 20 dann der verringerte Schweißstrom geringer wird als der Mindeststrom, welcher erforderlich ist, um eine ausreichende Verschweißung in den beiden Kantenbereichen der Überlappung hervorzurufen. Aufgrund der Stromschwankungen besteht die Gefahr, daß in den Kantenbereichen 26 und 27 des Überlappungsbereiches keine ausreichende Verschweißung stattfindet, da die notwendige Stromstärke hierzu nicht ausreicht.' Bei Behälterkörpern, bei denen die beiden Kanten des Überlappungsbereiches mit einer zu geringen Schweißstromstärke behandelt worden sind, besteht die Gefahr der Trennung oder des Bruches (im folgenden als Rißbildung bezeichnet) in diesen Teilen des Überlappungsbereiches, insbesondere dann, wenn radial vom Behälterkörper nach außen abstehende Flansche an die beiden Öffnungen des Behälterkörpers angeformt werden. Behälterkörper mit diesen Rißbildungen können nicht für den Gebrauch zugelassen werden, da die Abdichtung zwischen ihnen und den Behälterdeckeln, welche aufgeschweißt oder sonstwie befestigt werden, unzureichend ist.

Als weitere Gegenmaßnahme wurde von den Erfindern versucht, den zugeführten Schweißstrom manuell zu steuern, indem die Änderungen des Schweißstroms überwacht werden, so daß eine Steuerung des Schweißstroms innerhalb eines engen Bereichs auch bei Schwankungen für den Überlappungsbereich erzielt wird. Dabei wird der Schweißstrom an den beiden Kanten des Überlappungsbereichs niedriger eingestellt als im mittleren Teil des Überlappungsbereichs, d.h. niedriger eingestellt als über den größten Teil des Überlappungsbereichs, innerhalb welchem der Schweißstrom im wesentlichen konstant gehalten wird. Es hat sich herausgestellt, daß trotz der Änderung des Stroms innerhalb des schmalen Bereichs während der fortlaufenden langzeitigen Massenherstellung eine ausreichende Wirkung erzielt wurde. Es haben sich-keinerlei Vorsprünge an den beiden Kantendes Überlappungsbereiches gebildet, selbst wenn innerhalb des zulässigen schmalen Strombereiches der maximale Strom geschlossen ist. Auch der innerhalb des schmalen Strombereichs zulässige minimale Strom hat ausgereicht, um an den beiden Kanten des Überlappungsbereichs eine ausreichende Schweißung hervorzurufen. Es trat keinerlei Rißbildung auf, wenn Flansche an den Behälterkörper angeformt wurden. Aus Zinnblech hergestellte Behälterkörper können daher nach diesem Verfahren verschweißt und hergestellt werden.

Außerdem wurden Versuche durchgeführt an einem mit Chromat behandelten Stahlband, das in eine zylindrische Form gebracht war, unter Verwendung einer Widerstandsnahtschweißung nach dem vorstehend beschriebenen Schweißverfahren. Wenn der gesamte Überlappungsbereich mit dem niedrigstmöglichen Strom behandelt wird, der für die beiden Kantenteile des Überlappungsbereichs zur Erzielung einer ausreichenden Verschweißung notwendig ist, ergeben sich, wie die Figuren 3und 4 zeigen, mehrere fadenförmige bzw. haarförmige feste Stücke 32 (im folgenden als Grate 32 bezeichnet),

welche offenbar das Ergebnis des Abspaltens oder Abstoßens von erweichten bzw. geschmolzenen Teilen des Überlappungsteiles sind. Diese Grate bilden sich außerhalb einer Längskante 31 der Innenseite des Überlappungsbereichs 20 (die Innenfläche der Bohrform). Die Anzahl und die Größe dieser Grate erhöht sich bei Erhöhung des Schwoißstroms. Wenn diese Grate 32 größer werden, bilden sie ein Hindernis für das Aufbringen einer Farbe bzw. eines Überzugs auf der Innenfläche des verschweißten Überlappungsteils. Wenn der Überzug, beispielsweise ein Farbüberzug, sich nicht zuverlässig aufbringen läßt, besteht die Gefahr, daß bei Behältern, die diese Grate aufweisen, der Inhalt der Behälter beeinträchtigt wird. Es ist daher erwünscht, daß keine Grate gebildet werden. Selbst wenn eine Gratbildung noch auftritt, muß diese so gering sein^ daß sie das Aufbringen eines Überzugs nicht verhindert, so daß diese Grate in ausreichendem Maße mit dem Überzug versehen sind (dieser Zustand der Grate in diesem zulässigen Bereich wird im folgenden bezeichnet als der Zustand, in welchem im wesentlichen keine Gratbildung stattfindet). Schließlich wurden noch Versuche dahingehend unternommen, den Schweißstrom so weit zu erniedrigen, daß keine Grate im gesamten Überlappungsbereich entstehen. Es hat sich dabei herausgestellt, daß bei den fertiggestellten Behälterkörpern eine große Anzahl in den Kanten des Überlappungsbereichs nicht ausreichend verschweißt waren.

Außerdem hat sich im Verlauf der Versuche noch herausgestellt, daß Behälterkörper ohne Gratbildung mit ausreichender Schweißstärke hergestellt werden können, wenn praktisch keine Stromstärke änderungen auftreten. Der hierzu erforderliche Aufwand ist jedoch derart hoch, daß er in der Praxis bei der Massenherstellung nicht zur Anwendung gebracht werden kann. ;■

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Es wurden auch Versuche unternommen, bei denen die Chrom schicht im Überlappungsbereich vor dem Schweiß Vorgang entfernt wurde. Jedoch ist dieses Verfahren in der Praxis nicht anwendbar, da bei der Massenherstellung einige hundert Behälter pro Minute hergestellt werden. Es ist dabei äußerst schwierig, eine ausreichende Beseitigung des Chroms mit hoher Geschwindigkeit in einem Durchlauf verfahren innerhalb eines langen Zeitraums mit physikalischen oder chemischen Mitteln durchzuführen.

Wenn beim Verschweißen der Schweißstrom an den beiden Kantendes Überlappungsbereichs geringer ist, lassen sich Behälterkörper mit guter Qualität nicht erzielen, selbst wenn die Behälterkörper durch Verschweißen von Stahlblech mit einem Chromüberzug auf der Oberfläche hergestellt sind.

Die Massenproduktion von Behältern aus verschweißtem Stahlblech mit einem Chromüberzug z.B. aus chrombehandeltem Stahlblech ist daher nicht so ohne weiteres möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum elektrischen Widerstandsnahtschweißen an überlappten Seitenkanten eines zu einem Rohr geformten Stahlblechs mit einem Chromüberzug auf der Oberfläche zu schaffen, durch welches gewährleistet wird, daß die Verwendung des zum Rohr geformten Stahlblechs für Behälter geeignet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Die Unteransprüche geben Weiterbildungen der Erfindung wieder.

In voxleilhafter Weise kann durch die Erfindung der Uberlappungsbereich eines Rohrformlings aus Stahlblech mit einem Chromüberzug auf der Oberfläche verschweißt werden, ohne daß vorher der Chromüberzug beseitigt werden muß. Ferner kann das mit Chrom behandel-

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te Stahlblech in der Massenfertigung mit hoher Herstellungsgeschwindigkeit verwendet werden ohne daß dabei eine wesentliche Gratbildung zutage tritt. Außerdem wird eine ausreichende Schweißverbindung erzielt .

Durch die Erfindung wird ein Verfahren zum elektrischen Widerstandsnahtschweißen an überlappten Seitenkanten eines zu einem Rohr geformten Stahlblechs geschaffen, bei dem jede Rohrform bzw. jeder Rohrformling zwischen die Schweißelektroden eingebracht wird und der

Γ Überlappungsbereich des Rohrformlings zwischen den Elektroden

durch Widerstandsnahtschweißen verschweißt wird. Bevor ein vorhergehender Rohrformling die Schweißelektroden verläßt, wird der Überlappungsbereich des darauffolgenden Rohrformlings zwischen die Schweißelektroden eingebracht, um verschweißt zu werden. Der Schweißstrom, welcher auf den mittleren Teil des Überlappungsbe-' reiches zwischen den beiden Kanten des Überlappungsbereiches zur Anwendung gebracht wird, besitzt eine Stärke, die im wesentlichen keine Gratbildung hervorruft, um im mittleren Teil des Überlappungsbereichs die gewünschte Schweißnahtstärke hervorzurufen. Der Schweißstrom, welcher an den beiden Kanten des Überlappungsbereichs zur

Γ Anwendung kommt, besitzt eine höhere Stromstärke als der im mittleren Teil des Überlappungsbereichs verwendete Schweißstrom.

Das Blech kann ein chrombehandeltes oder nickel-chrombehandeltes Stahlblech oder ein Zinnblech sein. Der Rohrformling kann eine zylindrische Form, eine rechteckige Form oder eine elliptische Querschnittsform aufweisen. Bei einem chrombehandelten Stahlblech kann die Schweißstromstärke für den mittleren Teil des Überlappungsbereiches 47, 05 A und die Schweißstromstärke für die beiden Kanten bzw. Enden des Überlappungsbereiches 48, 25 A betragen.

Für ein mit Nickel-Chrom behandeltes Stahlblech kann die Schweiß-10176

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Stromstärke im mittleren Teil des Überlappungsbereichs 59,1 A und an den beiden Enden des Überlappungsbereichs 60,35 A betragen.

Anhand der beiliegenden Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines automatischen

elektrischen Widerstandsnahtschweißapparats;

Fig. 2 eine Frontansicht eines zylindrischen Formlings mit

Vorsprüngen an den Enden des Überlappungsbereiclis;

Fig. 3 eine teilweise gebrochene Darstellung eines zylindri

schen Formlings mit Graten an der Innenfläche des Überlappungsbereichs;

Fig. 4 eine schnittbildliche Darstellung entlang der Schnittlinie IV-IV in der Fig. 3;

Fig. 5 ein Schaltbild für ein Spannungsumsetzungssystem

für ein Ausführungsbeispiel;

Fig. 6a, Wellenformen- für die elektrische Spannung an ver-

\ J\ schiedenen Teilen des Schaltbildes in der Fig. 5.

und 6d ^

Im folgenden werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung noch näher erläutert.

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Beispiel 1

Als Material zur Herstellung des zylindrischen Rohrformlings wird ein mit Chrom behandeltes Stahlblech mit einer Dicke von 0,21 mm verwendet. Den zu verschweißenden Teilen (siehe Fig. 5) wird ein Strom (60 Hz, 220 V) aus einer Dreiphasenwechselstromquelle 50 zugeführt. Dieser Schweißstrom gelangt über einen ersten Transformator 51 in einen Wandler 52, der den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt, wobei der Spannungsverlauf eingestellt ist auf die Zündwinkel und mittels eines thyristorgesteuerten Stromwenders 53 in eine Linienform gebracht wird. Anschließend wird der Strom durch ein Tiefpaßfilter (nicht dargestellt) zur Glättung der Ausgangsspannung hindurchgeführt. Der Strom 54 bzw. die geglättete Ausgangsspannung wird an einen Gleichstrom-Wechselstromwandler 55 angelegt, in welchem mittels eines Thyristors der Gleichstrom in einen Wechselstrom umgewandelt wird. Außerdem wird die Frequenz mit Hilfe eines Frequenzänderungsgenerators 58 geändert. Der hieraus resultierende Strom 56 wird über einen zweiten Transformator 57 als Schweißstrom den zu verschweißenden Teilen zugeleitet.

Der im vorstehenden erwähnte Spannungs verlauf ist in der Fig. 6 dargestellt. Die Fig. 6A zeigt die Wellenform der Spannung einer Phase der dreiphasigen Wechselspannungsquelle. Die Fig. 6 B zeigt den Spannungs verlauf des Gleichstroms nach Einstellung der Zündwinkel. Die Fig. 6C zeigt den geglätteten Spannungs verlauf und die Fig. 6D zeigt den Spannungs verlauf nach Umwandlung des Gleichstroms in den Wechselstrom unter Verwendung des Thyristors.

Die Frequenz des Schweißstroms beträgt 600 Hz. Der Druck beim

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Preßschweißen beträgt 35, 5 kg/cm und die Schweißgeschwindigkei

beträgt 49 m/min. Eine Durchschnittsstromstärke von 48,25 A 10176

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, 0 - 48, 5 A) wird an den beiden Endteilen (etwa 2 mm) des Überlappungsbereichs des zylindrischen Rohrformlings als Schweißstrom 56 verwendet. Der Schweißstrom, der für den mittleren Teil des Überlappungsbereichs, d.h. für den Teil zwischen den beiden Endteilen, verwendet wird, besitzt eine durchschnittliche Stromstärke von 47, 05 A (46,8 - 47, 3 A). Die angegebenen Stromwerte sind Effektivstromwerte während des Schweißens. Beim vorstehenden Ausführungsbeispiel liegt die Schweißstromstärke, welche an beiden Enden des Überlappungsbereichs zur Anwendung kommt, um 1,2 A höher als die Schweißstromstärke, welche im mittleren Teil des Überlappungsbereichs zum Einsatz kommt.

Die Behälterkörper aus dem chrombehandelten Stahlblech zeigen keine Gratbildung entlang der Gesamtlänge des Überlappungsbereichs bei den vorstehend beschriebenen Schweißbedingungen. Es tritt auch keine Rißbildung an den Enden des Überlappungsbereichs während der Flanschbildung auf. Außerdem sind keine Vorsprünge, welche von den Enden des Überlappungsbereichs abstehen, vorhanden.

yergleichsbeispiel 1

Das gleiche mit Chrom behandelte Stahlblech wie im Beispiel 1 wurde als Material für das Vergleichsbeispiel verwendet. Die Bemessungen für die Frequenz des Schweißstromes, den Preßdruck beim Schweißen und die Schweißgeschwindigkeit wurden so gewählt wie im Beispiel 1. Beim Schweißen wurde ein durchschnittlicher Schweißstrom von 48,25 A als Effektivwert über die gesamte Länge des zylindrischen Rohrformlings hin gewählt. Alle Behälterkörper, welche auf diese Weise beim Vergleichsbeispiel geschweißt wurden, besaßen starke Gratbildung an der Innenseite des Überlappungsbereichs. RiJßbildung wurde an den Enden des Überlappungsbereichs bei der Bildung der Flansche nicht beobachtet. Beim Schweißen

von Behälterkörpern mit den gleichen vorstehend beschriebenen Bedingungen, ausgenommen daß der Schweißstrom durchschnittlich eine Stromstärke von 47, 05 A besaß, wurde keine Gratbildung beobachtet, jedoch zeigten einige der Behälterkörper an den Enden des Überlappungsbereichs während der Bildung der Flansche Rißbildung. Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß Gegenstände mit guter Qualität erzielt werden innerhalb eines schmalen Stromstärkebereichs von 46, 8 - 47,3 A. In der Praxis ist es jedoch kaum möglich, den Schwankungsbereich der Stromstärke innerhalb eines derart engen Γ Bereichs von 0,1 - 0,2 A zu halten.

Die Überlappungsbereiche der Behälterkörper, welche nach dem Beispiel 1 verschweißt wurden und die Behälterkörper, welche nach dem Vergleichsbeispiel 1 verschweißt wurden, wurden längsgeschnitten, um die Schweißnaht zu überprüfen. Es hat sich herausgestellt, daß bei den Behältern nach dem Ausführungsbeispiel 1 die Schweißstellen an den beiden Enden des Überlappungsbereichs (die Teile, welche durch die elektrische Widerstandserhitzung geschmolzen wurden und anschließend gekühlt und verfestigt wurden) ziemlich groß waren. Der Spalt zwischen Ihnen war äußerst gering und die Schweißstellenfestigkeit, welche durch einen Bruchfestigkeitstest ermittelt wurde, war höher als bei den Erzeugnissen des Vergleichsbeispiels 1.

Beispiel 2

Ein Stahlblech mit einer äußerst dünnen Nickelbeschichtung, welches anschließend noch mit Chrom behandelt wurde (im folgenden als nickel-chrombehandeltes Stahlblech bezeichnet) wurde als Material für die Herstellung von Behälterkörpern verwendet. Dieses Material wurde zu zylindrischen Rohrformlingen gebogen und der Schweißvorgang wurde mit einem Schweißstrom von 350 Hz, einem

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Preßdruek von 30 kg/cm und einer Schweißgeschwindigkeit von 25 m/min durchgeführt. Die Stromstärke beim Schweißen an den beiden Enden des Überlappungsbereichs betrug im Schnitt 60, 35 A (60,0 - 60,7 A). Im mittleren Teil des Überlappungsbereiches betrug die Stromstärke im Schnitt 59,1 A (58, 7 - 59, 5 A). Die hergestellten Behälterkörper zeigten eine nur äußerst geringe Gratbildung, welche keine negativen Auswirkungen hatte. Keiner der Behälterkörper zeigte Rißbildung. Auch wurden keine Vorsprünge an den Enden des Überlappungsbereiches festgestellt.

Vergleichsbeispiel 2

Das gleiche nickel-chrombehandelte Stahlblech wurde als Material für die Herstellung von Behältern verwendet wie im Beispiel 2. Die Werte für die Frequenz des Schweißstromes, den Schweißdruck und die Schweißgeschwindigkeit usw. waren die gleichen wie im Beispiel 2, Lediglich der Schweißstrom betrug im Schnitt 60,35 A auf der gesamten Länge des Überlappungsbereichs des zylindrischen Rohrformlings. Alle Behälter, welche auf diese Weise verschweißt wurden, zeigten starke Gratbildung. Es wurde jedoch keine Rißbildung an den Enden des Überlappungsbereichs bei der Bildung der Flansche festgestellt.

Ferner wurden Behälter verschweißt mit den gleichen Schweißbedingungen, ausgenommen, daß der Schweißstrom eine Stärke von durchschnittlich 59,1 A aufwies. Es zeigte sich keinerlei Gratbildung, jedoch ergab sich während der Herstellung der Flansche eine Rißbildung an beiden Enden des Überlappungsbereiches.

Aus den vorstehenden Ausführungsbeispielen 1 und 2 ergibt sich, daß das Verfahren nach der Erfindung sich gegenüber bekannten Schweißverfahren an Überlappungsbereichen von Rohrformlingen aus dünnem

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Stahlblech sich dadurch unterscheidet, daß an den Enden des Überlappungsbereichs ein höherer Schweißstrom zur Anwendung kommt als im mittleren Teil des Überlappungsbereichs. Dabei werden gleichzeitig die Schwierigkeiten behoben, welche beim Stand der Technik auftreten und dort nicht gelöst wurden, nämlich das Verhindern der Gratbildung und der Rißbildung, wobei der Schweißstrom innerhalb eines in der Praxis realisierbaren Schwankungsbereichs liegt. Ein in der Fig. 5 dargestelltes Spannungsumformersystem ist geeignet, um das Schweiß verfahren in der Praxis durchzuführen.

Das Schweißverfahren nach der Erfindung kann nicht nur bei Stahl, welcher in den Ausführangsbeispielen angegeben ist, verwendet werden, sondern bei jeder Stahlart, die geeignet zur Herstellung von Behälterkörpern ist und bei der die vorstehenden Schwierigkeiten hinsichtlich Gratbildung und Bißbildung auftreten. Demgemäß ist die Erfindung nicht nur beschränkt auf Bohrformlinge aus chrombehandeltem Stahlblech, sondern kann auf alle Typen von Bohrformlingen aus Stahl angewendet werden, bei denen die Gefahr der Gratbildung besteht. Die Verwendung von Rohrformlingen aus Zinnblech ist ebenfalls nicht ausgeschlossen.

Die Länge der Endbereiche des Überlappungsbereichs, an denen der erhöhte Schweißstrom zur Anwendung kommt, beträgt in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen etwa 2 mm. Es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, diese Länge so zu bemessen. Die Länge dieser Endbereiche zur Lösung der Probleme bezüglich der Rißbildung und der Gratbildung kann größer bemessen sein, soweit keine Hindernisse für die praktische Durchführung der Erfindung bestehen.

Für die Enden des Überlappungsbereiches können beim Verschweißen gleiche Stromstärken zur Anwendung kommen. Es können jedoch in einigen Anwendungsfällen verbesserte Ergebnisse beim Schweißen

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erzielt werden bei Anwendung unterschiedlicher Stromstärken für ' jedes der beiden Enden des Überlappungsbereichs, insbesondere dann, wenn die Breite des Überlappungsbereichs an den beiden Enden unterschiedlich ist. Obgleich es von Vorteil ist, daß während einer bestimmten Zeitdauer das rückwärtige Ende des vorausgehenden Rohrformlinge und das vordere Ende des darauffolgenden Rohrformlings gleichzeitig in der Schweißzone sich befinden, um die Bildung von Vorspringen /,u verhindern, ist ob bei Durchführung der Erfindung nicht notwendig, einen Zwischenraum zwischen dem rückwärtigen Ende des vorhergehenden Bohrformlings und dem vorderen Ende des darauffolgenden Rohrformlings zu belassen. Diese beiden Enden können in unmittelbarer Berührung miteinander stehen. Bei Durchführung des Schweißverfahrens ist man bei der Wahl der Elektroden nicht auf Drahtelektroden beschränkt. Es können auch Rollenelektroden verwendet werden.

Bei der Durchführung der Erfindung werden Maßnahmen ergriffen, die konträr zu denen des Standes der Technik liegen. Es brauchen keine physikalischen Mittel zur Hand genommen werden, um die bei der Chrombehandlung aufgebrachte Schicht vom Blech zu entfernen. Es reicht aus, den Schweißstrom entsprechend zu bemessen, um die erwünschten Wirkungen zu erzielen. Die Vorteile werden in der Praxis bei der Behälterherstellung beim Schweißen von chrombehandeltem Stahlblech und dgl. erzielt.

Claims

Patentanwälte
Steinsdorfstr. 21-22 · D-8000 München 22 · Tel. 089/229441 · Telex: 05/22208

DAIWA CAN COMPANY, LIMITED No. 1-10, Nihombashi 2-chome, Chuo-ku, Tokyo 103/JAPAN

Verfahren zum elektrischen Widerstandsnahtschweißen an überlappten Seitenkanten eines zu einem Rohr geformten Stahlblechs

Patentansprüche:

Verfahren zum elektrischen Widerstandsnahtschweißen an überlappten Seitenkanten (Überlappungsbereich) eines zu einem Rohr geformten Stahlblechs, bei dem das Rohr mit seinem Überlappungsbereich zwischen zwei Schweißelektroden hindurchgeführt wird und, bevor der Überlappungsbereich des jeweils vorhergehenden Rohrs die Schweißelektroden verläßt, der Überlappungsbereich des jeweils darauffolgenden Rohrs zwischen die Elektroden geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißstrom für den mittleren Teil des Überlappungsbereichs unter Ausnahme der beiden Enden dieses Überlappungsbereichs einen Stromstärkewert A aufweist, der so bemessen ist, daß im wesentlichen keine Grat bildung bei ausreichender Schweißnaht stärke im mittleren Teil auftritt und daß die Schw.eißstrom stärke an den beiden Enden des Überlappungsbereichs einen Stromstärkewert B aufweist, der höher ist als der Stromstärkewert A.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische Rohrform, eine rechteckige Rohrform oder eine elliptische Rohrform verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Chrom behandeltes Stahlblech verwendet wird mit einer Dicke von 0,21 mm und die Stromstärke A beim Schweißen des mittleren Teils des Überlappungsbereichs im Durchschnitt 47, 05 A beträgt und die Stromstärke B beim Verschweißen der Enden des Überlappungsbereichs im Durchschnitt 48,25 A beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein · nickel-chrom^behandeltes Stahlblech verwendet wird und die Stromstärke A zum Schweißen des mittleren Teils des Überlappung sbere ich s im Schnitt 59,1 A beträgt und die Stromstärke B beim Schweißen der Enden des Überlappungsbereichs im Schnitt 60,35 A beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Stahlblechs Zinnblech verwendet wird.

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