DE3803416C1

DE3803416C1 - Stud-welding method

Info

Publication number: DE3803416C1
Application number: DE19883803416
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 5680 Iserlohn De Gauger
Original assignee: Obo Bettermann OHG
Current assignee: Obo Bettermann OHG
Priority date: 1988-02-05
Filing date: 1988-02-05
Publication date: 1989-03-02

Abstract

A method of welding weld studs to a workpiece by means of a welding gun according to the stroke ignition method, in which the weld stud is held in a welding-gun holder displaceable towards and away from the workpiece, the weld stud is displaced towards the workpiece until it comes in contact, then the welding current is switched on, the stud is subsequently lifted to a limited extent against the force of an energy-storage element, e.g. a restoring spring, by about 2 mm from the workpiece by means of an electromagnet excited by a voltage, and after a predeterminable delay is lowered slowly into the molten point of the workpiece. In order to provide such a method by means of which it is possible without any great design outlay to provide damping of the plunging movement of the stud into the molten pool independently of temperature and in such a way as to be largely free of wear, it is proposed that the exciting voltage of the electromagnet be slowly reduced for the purpose of the slow lowering of the weld stud. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen von Schweißbolzen mit einem Werkstück mittels Schweiß pistole nach dem Hubzündungsverfahren, wobei die Schweißbolzen in einer zum Werkstück hin bzw. von diesem weg verschiebbaren Halterung der Schweißpistole gehalten wird, der Schweißbolzen zum Werkstück hin bis zu dessen Berührung verschoben wird, dann der Schweißstrom ein geschaltet wird, nachfolgend der Bolzen mittels eines durch elektrische Spannung erregten Elektro-Magneten begrenzt entgegen der Kraft eines Speicherelementes, z.B. einer Verstellfeder, um etwa 2 mm vom Werkstück ab gehoben wird und nach einer vorbestimmbaren Verweilzeit langsam in die aufgeschmolzene Stelle des Werkstückes abgesenkt wird.The invention relates to a method for welding of welding studs with a workpiece by means of welding pistol according to the drawn ignition method, the Welding studs in a to or from the workpiece held displaceable holder of the welding gun the welding stud towards the workpiece up to the workpiece Touch is moved, then the welding current on is switched, subsequently the bolt by means of a Electro magnets excited by electrical voltage limited against the force of a storage element, e.g. an adjusting spring, about 2 mm from the workpiece is lifted and after a predeterminable dwell time slowly into the melted part of the workpiece is lowered.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise im Zusammenhang mit der DE-PS 30 32 829 beschrieben. Such a method is for example in Described in connection with DE-PS 30 32 829.

Dabei wird über eine entsprechende Mechanik ein Schweißbolzen zwecks Erzeugung eines Lichtbogens zunächst gegen das Werkstück gedrückt und dann von diesem um eine definierte Strecke abgezogen, so daß sich unter Einwirkung des Schweißstromes ein Licht bogen bildet.This is done using a corresponding mechanism Weld studs to create an arc first pressed against the workpiece and then from subtracted this by a defined distance, so that a light appears under the influence of the welding current arch forms.

Nach dem Abheben bleibt der Magnet in der Halte position und elektrische Schweißenergie wird auf den Schweißbolzen gegeben.After lifting off, the magnet remains in the holder position and electrical welding energy is applied to the Given welding studs.

Das Material schmilzt dann auf, wobei nach Ablauf einer vorher eingestellten Zeit die Schweißenergie und die Erregerspannung des Hubmagneten abgeschaltet wird.The material then melts, expiring the welding energy a preset time and the excitation voltage of the solenoid is switched off becomes.

Durch ein mechanisches Speicherelement, beispielsweise eine Schraubenfeder, wird der Bolzen dann schlagartig zum Werkstück hin geführt und in die Schmelze gedrückt. By a mechanical storage element, for example a coil spring, the bolt then suddenly led to the workpiece and pressed into the melt.

Insbesondere bei großen Bolzendurchmessern ist die Eintauchgeschwindigkeit des Schweißbolzens in die Schmelze zu hoch, so daß das Schmelzbad spritzt und keine ausreichende Schmelzbadmenge mehr zur Verfügung steht.This is particularly the case with large bolt diameters Immersion speed of the welding stud in the Melt too high, so that the melt pool splashes and not enough melt pool available stands.

Dieses Problem ist in der Praxis schon erkannt worden, so daß zum Zwecke des gleichmäßigen und langsamen Eintauchens des Schweißbolzens in der Praxis schon Öl- bzw. Luftdämpfungselemente verwendet worden sind, die die Bewegung des Schweißbolzens bzw. der damit verbundenen mechanischen Elemente dämpfen, um ein zu schnelles Eintauchen des Schweißbolzens in die Schmelze zu vermeiden.This problem has already been recognized in practice so that for the purpose of smooth and slow Immersion of the welding stud in practice already oil or air damping elements have been used, the the movement of the welding stud or with it dampen connected mechanical elements to a rapid immersion of the welding stud in the melt to avoid.

Derartige Dämpfungselemente sind aber insofern nachteilig, als das Dämpfungsverhalten temperatur abhängig ist, die mechanische Ankopplung zusätzliche konstruktive Probleme aufwirft und insgesamt diese Ausbildungen verschleißanfällig sind.Such damping elements are so far disadvantageous than the damping behavior temperature is dependent on the mechanical coupling additional constructive problems and overall these Training is prone to wear.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gattungsgemäßer Art zu schaffen, mittels dessen es ohne großen konstruktiven Aufwand möglich ist, eine temperaturunabhängige und weitgehend verschleißfreie Dämpfung der Eintauchbewegung des Bolzens in das Schmelzbad zu schaffen.Based on this state of the art Invention, the object of a method to create generic type, by means of which it is possible without great design effort, a temperature-independent and largely wear-free Damping the immersion movement of the bolt in the Create melt pool.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß zum Zwecke der langsamen Absenkung des Schweiß bolzens die Erregerspannung des Elektromagneten langsam verringert wird.To achieve this object, the invention proposes that for the purpose of slowly lowering sweat bolt the excitation voltage of the electromagnet slowly is reduced.

Bevorzugt wird weiter vorgeschlagen, daß die Erreger spannung des Elektro-Magneten zum Abheben des Schweiß bolzens vom Werkstück zunächst schnell auf den maximalen Erregerspannungswert angehoben wird, dann die Spannung auf einen solchen Wert abgesenkt wird, daß die Magnetkraft noch größer als die Rückstellkraft des Speicherelementes ist, die Spannung auf diesem Wert über die zum Aufschmelzen des Werkstückes mittels Lichtbogen notwendige Zeit konstant gehalten wird und danach langsam bis auf Null abgesenkt wird.It is preferably further proposed that the pathogen Voltage of the electro magnet to lift the sweat bolt quickly from the workpiece to the maximum excitation voltage value is raised, then the voltage is reduced to such a value that the magnetic force is even greater than the restoring force of the Storage element is, the voltage at this value via the for melting the workpiece by means of Arc time is kept constant and then slowly lowered to zero.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung sind mechanische Dämpfungselemente überflüssig.Due to the inventive design are mechanical No need for damping elements.

Ein zusätzlicher konstruktiver Aufwand ist mit Ausnahme der Spannungsregeleinrichtung für die Magneterreger spannung nicht erforderlich. Die Spannungsregelung erfolgt temperaturunabhängig und ist keinem Verschleiß unterworfen.An additional design effort is one exception the voltage control device for the magnetic exciter tension not required. The voltage regulation takes place regardless of temperature and is not subject to wear subject.

Durch die Erfindung wird lediglich die Tatsache genutzt, daß die Anzugs- bzw. Haltekraft des Elektromagneten abhängig von der angelegten Spannung ist.The invention only makes use of the fact that the tightening or holding force of the electromagnet depends on the applied voltage.

Zur Dämpfung der Eintauchbewegung des Schweißbolzens ist es daher lediglich erforderlich, die Erregerspannung des Elektromagneten im gewünschten Schema zu steuern. Die Steuerung kann manuell oder durch elektronische Bauelemente erfolgen.To dampen the immersion movement of the welding stud it is therefore only necessary to excite the voltage to control the electromagnet in the desired scheme. The control can be manual or electronic Components are made.

Durch die entsprechende Spannungssteuerung ist es möglich, daß zunächst eine hohe Spannung an den Elektromagneten gelegt wird, so daß die Kraft des Speicherelementes überwunden und der Bolzen entgegen der Rückstellkraft des Speicherelementes bewegt werden kann.Through the appropriate voltage control it is possible that initially a high voltage on the Electromagnet is placed so that the force of the Memory element overcome and the bolt counter the restoring force of the storage element are moved can.

Durch langsames Absenken der Erregerspannung wird die Haltespannung des Elektromagneten unterschritten und die Kraft des Speicherelementes überwiegt gegenüber der Haltekraft des Magneten. Infolgedessen bewegt sich der Magnetanker, der mechanisch mit den Schweißbolzen gekoppelt ist, mit langsamer, definierter und einstell barer Geschwindigkeit.By slowly lowering the excitation voltage, the Holding voltage of the electromagnet fallen below and the force of the storage element outweighs the holding force of the magnet. As a result, moves the magnetic armature, the mechanical one with the welding studs is coupled with slower, more defined and setting real speed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung prinzipiell dargestellt und beschrieben.An embodiment of the invention is in the Drawing shown and described in principle.

In Fig. 1 sind die wesentlichen Elemente zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt.In Fig. 1, the essential elements for implementing the method according to the invention are shown.

In Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm der Erregerspannung des Elektromagneten über der Zeit dargestellt.In Fig. 2 is a flow diagram of the excitation voltage of the electromagnet is shown over time.

In Fig. 3 ist der Weg des Magnetankers gegenüber dem Magneten über der Zeit dargestellt.In Fig. 3, the path of the magnet armature opposite to the magnet is depicted over time.

Zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist grundsätzlich lediglich ein Elektromagnet 1 in Form eines ringförmigen Körpers sowie ein Magnetanker 2 vorgesehen, der mechanisch mit dem nicht-dargestellten Schweißbolzen verbunden ist. To apply the method according to the invention, only an electromagnet 1 in the form of an annular body and a magnet armature 2 are provided, which is mechanically connected to the welding stud, not shown.

Desweiteren ist am hinteren, dem Schweißbolzen abgewandten Endteil des Magnetankers 2 ein Speicherelement 3 in Form einer Schraubendruck feder eingespannt.Furthermore, a storage element 3 in the form of a helical compression spring is clamped on the rear end part of the magnet armature 2 facing away from the welding bolt.

Die erfindungsgemäße Funktion dieser Bauteile ist nachstehend anhand der Diagramme beschrieben.The function of these components according to the invention is described below using the diagrams.

In Fig. 2 ist die Erregerspannung USP über der Zeit gezeigt.In FIG. 2, the excitation voltage USP is shown over time.

Im Zeitpunkt Null wird Spannung an die Magnetspule 1 gelegt und zwar die maximale Spulenspannung zum Aufbringen der maximalen Magnetkraft.At time zero, voltage is applied to solenoid 1 , namely the maximum coil voltage for applying the maximum magnetic force.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, bei der der Weg S des Magnetankers über der Zeit dargestellt ist, bewegt sich der Magnetanker in seine der maximalen Magnet kraft ensprechende Stellung (0-1). As seen from Fig. 3, in which the path S of the armature shown over time, the armature is moved to its maximum magnetic force ensprechende position (0-1).

Die Spannung wird dann bis zur Zeit 2 auf einen etwas geringeren Wert abgesenkt, wobei hierdurch noch eine ausreichende Haltekraft bezüglich des Magnetankers erreicht bleibt, gleichzeitig aber eine geringere Wärmeentwicklung bewirkt, was für die Lebensdauer und Funktion vorteilhaft ist.The voltage is then reduced to a somewhat lower value up to time 2 , whereby a sufficient holding force with respect to the magnet armature is still achieved, but at the same time causes less heat development, which is advantageous for the service life and function.

Über eine ausreichende Verweilzeit wird nun die Erregerspannung USP konstant gehalten, bis eine ausreichende Aufschmelzung des Werkstückes erfolgt ist. Nachfolgend wird dann die Erregerspannung etwa zum Zeitpunkt 3 langsam bis gegen Null abgesenkt (bei 4).The excitation voltage USP is now kept constant over a sufficient dwell time until the workpiece has melted sufficiently. The excitation voltage is then slowly lowered to about zero at time 3 (at 4 ).

Dabei überwiegt dann langsam die Rückstellkraft des Speicherelementes 3, welche Rückstellkraft in Fig. 2 mit R bezeichnet ist.The restoring force of the storage element 3 then slowly prevails, which restoring force is denoted by R in FIG. 2.

Der entsprechende Weg des Magnetankers 2 und damit des Schweißbolzens ist in Fig. 3 gezeigt.The corresponding path of the magnet armature 2 and thus of the welding stud is shown in FIG. 3.

Claims

1. Procedure for welding welding studs with a Workpiece using a welding gun after the drawn arc procedure, with the welding stud in one to the factory piece towards or away from this movable holder the welding gun is held, the welding stud to Workpiece is moved until it touches then the welding current is turned on, subsequently the bolt by means of an electrical voltage excited electro magnets against the force a storage element, e.g. a return spring to about 2 mm from the workpiece and after one Predeterminable dwell time slowly the melted point of the workpiece is lowered, characterized in that for the purpose of slow Lowering the welding stud the excitation voltage of the Electromagnet is slowly reduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that the excitation voltage of the electro magnet for lifting off the welding stud from the workpiece quickly then the maximum excitation voltage value is raised the voltage is reduced to such a value that the magnetic force is even greater than the restoring force of the Storage element is, the voltage at this value via the for melting the workpiece by means of light necessary time is kept constant and thereafter is slowly lowered to zero.