DE3805404C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3805404C2 DE3805404C2 DE19883805404 DE3805404A DE3805404C2 DE 3805404 C2 DE3805404 C2 DE 3805404C2 DE 19883805404 DE19883805404 DE 19883805404 DE 3805404 A DE3805404 A DE 3805404A DE 3805404 C2 DE3805404 C2 DE 3805404C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- period
- current
- pin
- plate
- welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/002—Resistance welding; Severing by resistance heating specially adapted for particular articles or work
- B23K11/004—Welding of a small piece to a great or broad piece
- B23K11/0046—Welding of a small piece to a great or broad piece the extremity of a small piece being welded to a base, e.g. cooling studs or fins to tubes or plates
- B23K11/0053—Stud welding, i.e. resistive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/24—Electric supply or control circuits therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
- B23K35/0288—Welding studs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Standing Axle, Rod, Or Tube Structures Coupled By Welding, Adhesion, Or Deposition (AREA)
- Resistance Welding (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung der
Stirnfläche eines Zapfens oder einer Welle mit einer Platte
durch Widerstandspreßschweißen, bei dem an der Platte durch
Senkprägen ein Buckel gebildet wird und bei dem der Zapfen
konzentrisch zum Buckel der Platte ausgerichtet wird.
Die Herstellung einer brauchbaren Verbindung eines Zapfens
mit einer Platte durch Widerstandspreßschweißen ist aus
mehreren Gründen schwierig. Werden der Zapfen und die Platte
stumpf zusammengepreßt und dem Schweißstrom ausgesetzt, so
verbindet sich der im Kernbereich des Zapfens befindliche
Werkstoff mit dem Plattenwerkstoff in einem entsprechenden
Plattenbereich. Hierbei entsteht je nach Preßkraft wegen des
beim Schweißen teigigen Werkstoffzustandes infolge plastischer
Verformung des Zapfens am Verschweißungsende des Zapfens
ein für viele Anwendungen unerwünschter Stauchwulst.
Eine Entfernung des Stauchwulstes, beispielsweise durch
Schleifen, erfordert einen zusätzlichen Arbeitsgang, der
insbesondere dann unerwünscht ist, wenn der Zapfen aus einem
schwer schweißbaren, durch Warmbehandlung vergüteten Le
gierungsstahl besteht.
Außerdem wird zwischen dem Zapfen und der Platte ein über
den Zapfenumfang reichender korrosionsgefährdeter Kapillarspalt
gebildet, in den bei einer anschließenden Galvanisierung
des Werkstücks aggressive Flüssigkeit eindringen
kann, die nicht mehr restlos entfernbar ist und die Schweißverbindung
gefährdet. Aber auch in den Kapillarspalt eindringendes
Wasser ist jedenfalls über längere Einwirkzeiträume
für die Schweißverbindung so schädlich, daß Werkstücke
mit derartigen Stumpfschweißverbindungen für Einsatzgebiete
ungeeignet sind, bei denen mit dem Eindringen von Feuchtigkeit,
beispielsweise infolge von Schwall- oder Sprühwasser,
gerechnet werden muß.
Darüber hinaus besteht bei derartigen Schweißverbindungen
die Gefahr der Mikrorißbildung an der Schweißstelle beim
Abkühlen. Es liegt auf der Hand, daß solche Risse die Belastbarkeit
der Schweißverbindung unkontrollierbar machen.
Bei einem bekannten für das Preßschweißen ausgebildeten
Bolzen (DE-GM) 17 95 997) ist der Bolzen mit einer Kuppe
versehen und einem Loch in der Platte zugeordnet. Alternativ
weist der Bolzen eine Bohrung bzw. eine Ringnut auf.
Diese Maßnahmen, die auch gemeinsam vorliegen können, sollen
sicherstellen, daß überschüssiges Kuppenmaterial beim Preßschweißvorgang
aufgenommen werden kann, damit die ringförmige
Stirnfläche des Bolzens satt auf der Platte zu sitzen kommt.
Damit entsteht aber bei allen Varianten ein umlaufender
Kapillarspalt, der zu der vorstehend schon aufgezeigten
Korrosionsgefahr Anlaß gibt.
Bei einem bekannten Verfahren der eingangs bezeichneten
Gattung (DD-Zeitschrift "Schweißtechnik" 19 (1969), Heft 9,
Seiten 424 bis 426, Artikel "Widerstandsschweißen von Stiften
auf Flachteile", G. Gnad/B. Meyer) wird bei einer Variante
ein durch Prägen aus dem Flachteil gebildeter Schweißbuckel
verwendet, dem eine ebene Stirnfläche des Stifts gegenübersteht.
Der Schweißbuckel weist die hierfür typische
starke, etwa kugelförmige Auswölbung auf, die mit einem
Übergangsradius in die Ebene des Flachteils übergeht. Aufgrund
dieser Ausbildung der zu verschweißenden Teile entsteht
beim Schweißvorgang wiederum ein Kapillarspalt, unter
Umständen zusätzlich auch noch ein Stauchwulst am Zapfen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der eingangs angegebenen Art bereitzustellen, welches
zu Werkstücken führt, die nicht die vorgenannten Nachteile
aufweisen, d. h. bei welchen am Zapfen kein nachträglich zu
entfernender Stauchwulst, kein korrosionsgefährdeter Kapillarspalt
an der Schweißstelle und keine Rißbildungen an der
Schweißstelle auftreten, wobei das Verfahren auch für sehr
unterschiedliche Werkstoffpaarungen geeignet sein soll.
Die gestellte Aufgabe wird bei gemeinsamer Anwendung von
die zu verschweißenden Teile vorbereitenden Formgebungsmaßnahmen
und von bestimmten Schweißverfahrensmerkmalen dadurch
gelöst,
- a) daß der Buckel in seinem Umriß kreisrund und flach derart gebildet wird, daß sein Durchmesser maximal etwa dem Durchmesser des Zapfens an seinem zur Schweißverbindung vorgesehenen Ende entspricht, und dessen Höhe über der Ebene der Platte so ausgeführt wird, daß nach dem Schweißen zwischen dem Zapfenwerkstoff und der Ebene der Platte ein Umfangsspalt von überkapillarer Breite verbleibt,
- b) daß der Zapfen an seinem zur Schweißverbindung vorgesehenen Ende mit einer umlaufenden Durchmesserstufe kleineren Durchmessers versehen wird, die mit einem abgerundeten Übergang an die Zapfenumfangsfläche anschließt,
- c) daß die Stirnfläche des Zapfens mit einer rotationssymmetrischen Kuppe versehen wird, und
- d) daß der Zapfen und die Platte vor dem Schweißen für eine Vorhaltezeitspanne stromlos zusammengepreßt werden, wo rauf während einer Stromanstiegszeitspanne die Schweißstrom größe bis auf ihre Maximalgröße unter Aufrechterhaltung der Pressung gesteigert wird und anschließend während der Schweißzeitspanne unter Aufrechterhaltung der Pressung auf Maximalgröße gehalten wird, wonach der Strom schnell auf einen niedrigeren Wert gesenkt und auf diesem Wert während einer Nachglühzeitspanne unter Aufrechterhaltung der Pressung gehalten wird, worauf er auf Null abgesenkt wird, bis schließlich der Zapfen und die Platte während einer Nachhaltezeitspanne noch stromlos zusammengepreßt gehalten werden.
Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine charakte
ristische Ausbildung der Schweißverbindung mit besonderen Ver
formungen der vereinigten Teile an der Schweißstelle, wie sie
am besten in Längsschnitten (Schliffbilder) sichtbar werden.
Der Vorsprung der Platte und das Zapfenende sind an einer
Materialgrenzfläche vereinigt, die - betrachtet vom Zapfen
aus - in ihrer Mitte schwach konvex gewölbt ist und zum Rand
hin mit einem harmonischen Übergang eine Umkehrung der Wölbungs
richtung erfährt. Dabei endet die Materialgrenzfläche in der
Spitze eines umlaufend aus den Materialien des Zapfens und
des Plattenbuckels ausgeformten, im Schnitt vogelschnabel
artigen Kragens, dessen Spitze der Platte zugekehrt ist und
mit der Plattenebene einen deutlichen Umfangsspalt über
kapillarer Breite bildet. Dieser Spalt stellt die äußere
Öffnung einer ausschließlich aus dem Material der Platte ge
bildeten ausgerundeten Umfangsnut dar.
An der Materialgrenzfläche entsteht durch das erfindungsge
mäße Verfahren überhaupt kein Spalt, denn die beiden unter
schiedlichen Materialien der Platte und des Zapfens liegen
dicht bis in die Spitze des "Vogelschnabels" aneinander. Das
Eindringen von Flüssigkeiten in den Bereich der Materialgrenz
fläche ist daher völlig ausgeschlossen.
Zwischen dem erwähnten Kragen und der Zapfenumfangsfläche ent
steht aus der Durchmesserstufe kleineren Durchmessers her
rührend eine Umfangsrille, die den Bereich des unverändert ge
bliebenen Zapfendurchmessers von der Schweißstelle abgrenzt.
Im Bereich der Nutzlänge des Zapfens liegt kein Stauchwulst
vor, der nachträglich entfernt werden müßte. Dies ermöglicht
die Vereinigung eines vollständig fertig bearbeiteten und ggfs.
warmvergüteten Zapfens mit einer Platte, wobei beide Teile aus
sehr unterschiedlichen Werkstoffen bestehen können, beispiels
weise aus einem hochwertigen legierten Vergütungsstahl für den
Zapfen und einem gewöhnlichen Baustahl bzw. Stahlblech für
die Platte. Bei Einhaltung der angegebenen Schweißverfahrens
merkmale (d) ist die Schweißverbindung vollständig rißfrei.
Für die Erzielung der gewünschten Schweißstellenausbildung
kann der Durchmesser des Buckels der Platte bis zu etwa
20% kleiner als der Durchmesser des Zapfens an der Durchmesser
stufe ausgeführt werden.
Die Schweißstelle erfährt die gewünschte Ausbildung, wenn die
Senkprägung maximal bis zu einer Eindringtiefe durchgeführt
wird, der eine Höhe des Buckels über der Ebene der Platte
von etwa einer halben Plattendicke entspricht.
Die Stirnfläche des Zapfens kann beispielsweise die Formgebung
eines flachen Kegels, eines Kegelstumpfes oder auch einer ab
geplatteten Kugelkalotte erhalten, weil es im wesentlichen auf
eine Verjüngung des Zapfens in Richtung seines Schweißendes
ankommt. Vorzugsweise wird die Stirnfläche des Zapfens etwa
zu einer Kugelkalotte geformt.
In einer weiteren Ausbildung des Verfahrens ist vorgesehen,
daß am Ende der Schweißzeitspanne und vor Beginn der Nachglüh
zeitspanne eine Rückkühlzeitspanne zwischengeschaltet wird,
während welcher die Pressung stromlos aufrechterhalten wird.
Kommt eine Rückkühlzeitspanne zur Anwendung, so wird diese
zweckmäßig etwas größer als die Schweißzeitspanne einge
stellt. Wird der Strom während einer Zeitspanne abgesenkt,
so ist es zweckmäßig, die Stromanstiegszeitspanne und die
Stromabsenkzeitspanne etwa gleich groß einzustellen.
Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden
nachfolgend anhand der Zeichnungen und der darin angegebenen
Zeit/Strom-Diagramme näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 bis 3 Zapfen und Platte in drei ver
schiedenen Phasen des Verfahrens,
Fig. 4 ein vergrößert gezeichnetes
Schliffbild etwa aus der Längs
mittelebene des Zapfens mit da
ran angeschweißter Platte und
Fig. 5 bis 8 verschiedene Strom/Zeit-Diagramme
mit unterschiedlich langen
Zykluszeiten und variierten
Verfahrensabläufen.
Zur Erläuterung der sich auf die Formgebung der zu ver
schweißenden Teile beziehenden Verfahrensschritte wird zu
nächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Diese zeigt eine abge
brochen dargestellte Platte 1, die im hier interessierenden
Bereich durch einen von der Rückseite der Platte ausgeübten
Senkprägevorgang so verformt wurde, daß auf der Vorderseite
der Platte ein in seinem Umriß kreisrunder Buckel 2 und
auf seiner Rückseite eine entsprechende Prägevertiefung 3
entstanden sind. Konzentrisch mit dem Buckel 2 ausgerichtet
ist in Fig. 1 auch ein zylindrischer Zapfen 4 abgebrochen dar
gestellt, der an seinem zur Schweißverbindung vorgesehenen
Ende mit einer umlaufenden Durchmesserstufe 5 kleineren Durch
messers versehen wurde. Im gezeichneten Beispiel entspricht
der kleinere Durchmesser der Durchmesserstufe 5 etwa dem
Durchmesser des Buckels 2. Die Durchmesserstufe 5 schließt
an die Zapfenumfangsfläche 6 mit einem konkav abgerundeten
Übergang 7 an. Die an die Durchmesserstufe 5 anschließende
Stirnfläche des Zapfens 4 wurde mit der Gestalt einer kugel
kalottenförmigen Kuppe 8 versehen. Der Zapfen 4 kann an seiner
Umfangsfläche 6 bereits völlig fertig bearbeitet sein, weil
eine Nacharbeit beim erfindungsgemäßen Verfahren entfällt.
Nachdem die Platte 1 und der Zapfen 4 die vorstehend be
schriebene Formgebung erfahren haben, werden sie in der in
Fig. 1 dargestellten Lage dem Widerstandspreßschweißen unter
worfen, wozu zweckmäßig die Platte 1 mit ihrer Rückseite fest
abgestützt wird, während der Zapfen 4 in Richtung seiner Längs
mittelachse durch die anzuwendende in Richtung der Platte 1
wirkende Preßkraft belastet wird, worauf die beiden zu ver
schweißenden Teile 1 und 4 auf die weiter unten noch näher
erläuterte Weise mit dem Schweißstrom beaufschlagt werden.
Hierbei kommt es im Kontaktbereich der beiden Teile zu einer
starken bis zur Hellrot-Glut geführten Erhitzung, die die
beiden Teile in der Berührungszone in einen teigigen Zustand
versetzt, so daß infolge der Preßkraft eine plastische Ver
formung sowohl des Buckels 2 als auch der Kuppe 8 und der
Durchmesserstufe 5 einsetzt. Eine Zwischenphase dieses Vor
gangs ist in Fig. 2 dargestellt. Wie daraus erkennbar ist,
haben sich der Vorsprung 2 und die Kuppe 8 bereits an einer
etwa dem Querschnitt des Buckels 2 entsprechenden Be
rührungsfläche miteinander vereinigt.
In Fig. 3 ist bereits der nach dem Schweißvorgang erhaltene
Endzustand dargestellt. Auffällig hierbei ist die Bildung
eines gestauchten Kragens 9, der die Schweißstelle umfänglich
umgibt und sich außerhalb der fertigbearbeiteten Zapfenum
fangsfläche 6 befindet. Wie Fig. 3 auch verdeutlicht, be
findet sich nach dem Schweißen zwischen dem Werkstoff des
Zapfens 4 und der ihm zugekehrten Ebene der Platte 1 ein
deutlicher Umfangsspalt 10, dessen Breite so groß ist, daß
an dieser Stelle wäßrige Flüssigkeiten keinem kapillaren Zu
rückhalteeffekt unterliegen.
In der Schliffbilddarstellung gemäß Fig. 4, die gegenüber
der in den Fig. 1 bis 3 etwa in natürlicher Größe gezeigten
Darstellung um etwa das Dreifache vergrößert gezeichnet ist,
sind die beiden Zonen 11 und 12 der beim Schweißvorgang auf
tretenden größten Erhitzung der Teile in unterschiedlicher
Kreuzschraffierung angegeben, wobei die Zone 11 der Platte 1
bzw. dem Buckel 2 zugeordnet ist, während die Zone 12
zum Zapfen 4 gehört. Die beiden Zonen sind an einer Material
grenzfläche 13 vereinigt, die vom Zapfen 4 aus betrachtet in
ihrer Mitte schwach konvex gewölbt ist und zum Rand hin mit
einem harmonisch gerundeten Übergang eine Umkehrung ihrer
Wölbungsrichtung erfährt. Die Materialgrenzfläche 13 endet
in der Spitze des umlaufenden Kragens 9, der im Schnitt ge
sehen ein vogelschnabelartiges Aussehen hat. Der "Vogel
schnabel" ist mit seiner Spitze der benachbarten Fläche der
Platte 1 zugekehrt, wobei die eine Schnabelhälfte von dem
Material des Zapfens 4 und die andere Schnabelhälfte von dem
Material des Buckels 2 der Platte 1 gebildet wird. Wie
Fig. 4 deutlich erkennen läßt, ist aufgrund dieser Lage der
Materialgrenzfläche 13 eine bis in die Spitzen des "Vogel
schnabels" dichte Schweißverbindung zwischen Platte 1 und
Zapfen 4 zustandegekommen. Wasser kann daher nicht in die
Schweißstelle eindringen, zumal der Umfangsspalt 10 für eine
deutliche Absetzung des Kragens 9 von der benachbarten Fläche
der Platte 1 sorgt. Wie erkennbar ist, ist der Umfangs
spalt 10 die nach außen sichtbare Umfangsöffnung einer aus
schließlich aus dem Material der Platte 1 gebildeten aus
gerundeten Umfangsnut 14. Der Kragen 9 bildet zusammen mit
dem Übergang 7 eine Umfangsrille 15, die den Bereich des un
verändert gebliebenen Zapfendurchmessers von der Schweißstelle
deutlich abgrenzt. Während des Schweißvorganges ist an der
Zapfenumfangsfläche 6 kein Stauchwulst entstanden.
Die Schrittfolge des Verfahrens beim Schweiß- und Preßvor
gang wird nachfolgend in unterschiedlichen Beispielen an
hand der Strom/Zeit-Diagramme gemäß der Fig. 5 bis 8 be
schrieben.
In den Diagrammen ist auf der Abzisse jeweils die Zeit (in
Perioden) und auf der Ordinate jeweils der Strom
(dimensionsfrei) aufgetragen. Die Periodenangaben in den
Diagrammen beziehen sich auf einen Wechselstrom von etwa
4 Volt mit einer Frequenz von 50 Perioden pro Sekun
de (Hertz). Bei allen Beispielen betrug die maximale Strom
größe etwa 17 bis 18,5 kA. Es wurden in allen Fällen
Zapfen 4 mit einem Durchmesser von 13,5 mm mit Platten von
4 mm Dicke verschweißt. Die dabei aufgewendete Preßkraft be
trug etwa 23 500 N, was einer spez. Preßkraft von etwa
164 N/mm2 (bezogen auf den Zapfendurchmesser) entsprach.
In allen Beispielen gelangte eine Vorhaltezeitspanne von
20 Perioden, eine Stromanstiegszeitspanne von 15 Perioden,
eine Schweißzeitspanne von 28 Perioden, eine Nachglühzeit
spanne von 25 Perioden und eine Nachhaltezeitspanne von 60
Perioden zur Anwendung. Dabei diente die Vorhaltezeitspanne
zum Aufbau der gewünschten Preßkraft, die während der ge
samten Zykluszeit aufrechterhalten wurde. Die Vorhaltezeit
stellte jeweils sicher, daß bei Stromzufuhr die gewünschten
Pressungsverhältnisse an der Berührungsstelle zwischen der
Platte 1 und dem Zapfen 4 vorlagen. In dieser Ausgangslage
nahmen die zu verschweißenden Teile die in Fig. 1 darge
stellte gegenseitige Lage ein.
Die Stromanstiegszeitspanne diente der langsamen Erwärmung
der Platte 1 und des Zapfens 4 an der Berührungsstelle dieser
Teile ausgehend von Raumtemperatur zu Beginn der Stroman
stiegszeitspanne und endend mit dem Hellrotglühen bei
Erreichen des maximalen Schweißstroms. Die langsame Erwärmung
kann alternativ stetig erfolgen, wie das in den Diagrammen
durch die gestrichelte Linie 16 angedeutet ist, oder aber ent
sprechend der Kurvenlinien 17 oder 18, die in den Diagrammen
ausgezogen bzw. strichpunktiert dargestellt sind. Auch eine
stufenweise Erhöhung des Stroms ist möglich, beispielsweise
in vier Stufen, wie in den Diagrammen durch die gepunktete
Linie 19 angedeutet ist.
Während der Schweißzeitspanne erfolgte bei Hellrotglut die
Überführung der Werkstoffe von Platte 1 und Zapfen 4 im
Berührungsbereich in den teigigen Zustand bei zunehmender
plastischer Verformung, die jeweils am Ende der Schweißzeit
spanne abgeschlossen war. Wie bereits erwähnt, erfolgte auch
während der Schweißzeitspanne die Druckbeaufschlagung der
zu verschweißenden Teile bei konstant gehaltener Preßkraft.
Bei den Beispielen gemäß der Fig. 5 und 6 erfolgte am Ende der
Schweißzeitspanne eine schnelle Absenkung der Stromgröße auf
etwa zwei Drittel ihres maximalen Betrages, womit die Nachglüh
zeitspanne eingeleitet wurde. Während dieser Zeitspanne er
folgte die verzögerte Abkühlung bei niedrigem Stromniveau
auf einen Dunkelrotglutzustand, wodurch das Entstehen von
Spannungsrissen wirksam unterdrückt wurde. Während dieser
Nachglühzeitspanne erfolgte ein Spannungsausgleich in den
der Materialgrenzfläche 13 (Fig. 4) angrenzenden Materialzonen.
Bei den Beispielen gemäß der Fig. 7 und 8 wurde der Strom
am Ende der Schweißzeitspanne praktisch übergangsfrei durch
Stromabschaltung auf den Wert Null zurückgenommen und nach
einer Rückkühlzeitspanne von 30 Perioden wieder auf einen
Wert von etwa zwei Dritteln des maximalen Schweißstroms er
höht, um die Nachglühzeitspanne einzuleiten. Die Zwischen
schaltung einer Rückkühlzeitspanne zwischen der Schweißzeit
spanne und der Nachglühzeitspanne diente einem rascheren
Übergang zum Dunkelrotglutzustand an der Schweißstelle.
Bei den Beispielen gemäß der Fig. 5 und 7 erfolgte am
Ende der Nachglühzeitspanne ein sofortiger Stromabfall
durch Stromabschaltung auf den Wert Null, womit die Nach
haltezeitspanne begann. Während der Nachhaltezeitspanne
erfolgte eine weitere Abkühlung der Schweißstelle unter
Aufrechterhaltung der Preßkraft, wodurch Spannungsrißbil
dungen auch in dieser Phase des Verfahrensablaufs wirksam
verhindert worden sind.
Bei den Beispielen gemäß der Fig. 6 und 8 wurde der Strom
nicht sofort durch Abschalten auf den Wert Null gebracht,
sondern während einer Stromabsenkungszeitspanne entweder mit
linearem Abfall, der in den Zeichnungen durch eine
gestrichelte Linie 20 angedeutet ist, oder stufenweise auf
Null abgesenkt. Beispielsweise wurden drei Absenkstufen
verwendet, wie durch die ausgezogene Treppenlinie 21 in
den Fig. 6 und 8 angegeben ist. ln den Beispielen gemäß
der Fig. 6 und 8 schloß sich die Nachhaltezeitspanne an
die Stromabsenkungszeitspanne an.
Die Zykluszeit bei den Beispielen gemäß der Fig. 5 bis 8
betrug ansteigend 148, 163, 178 und 193 Perioden, entsprechend
2.96, 3.26, 3.56 und 3.86 Sekunden. In allen Fällen wurden
Schweißstellen zwischen der Platte 1 und dem Zapfen 4 er
halten, die mehr oder weniger ausgeprägt das in Fig. 4 dar
gestellte charakteristische Aussehen und die mit Bezug auf
Fig. 4 beschriebenen Eigenschaften aufwiesen. Alle nach den
Beispielen gemäß der Fig. 5 bis 8 erzielten Werkstücke waren
absolut rißfrei und an den Materialgrenzflächen 13 dicht
verschweißt.
Claims (16)
1. Verfahren zur Verbindung der Stirnfläche eines
Zapfens oder einer Welle mit einer Platte durch Widerstands
preßschweißen, bei dem an der Platte durch Senkprägen ein
Buckel gebildet wird und bei dem der Zapfen konzentrisch zum
Buckel der Platte ausgerichtet wird, dadurch gekennzeich
net,
- a) daß der Buckel (2) in seinem Umriß kreisrund und flach derart gebildet wird, daß sein Durchmesser maximal etwa dem Durchmesser des Zapfens (4) an seinem zur Schweißverbindung vorgesehenen Ende entspricht, und dessen Höhe über der Ebene der Platte (1) so ausgeführt wird, daß nach dem Schweißen zwischen dem Zapfenwerkstoff und der Ebene der Platte ein Umfangsspalt (10) von überkapillarer Breite verbleibt,
- b) daß der Zapfen (4) an seinem zur Schweißverbindung vorgesehenen Ende mit einer umlaufenden Durchmesserstufe (5) kleineren Durchmessers versehen wird, die mit einem abge rundeten Übergang (7) an die Zapfenumfangsfläche (6) an schließt,
- c) daß die Stirnfläche des Zapfens (4) mit einer rotations symmetrischen Kuppe (8) versehen wird, und
- d) daß der Zapfen (4) und die Platte (1) vor dem Schweißen für eine Vorhaltezeitspanne stromlos zusammengepreßt werden, worauf während einer Stromanstiegszeitspanne die Schweißstromgröße bis auf ihre Maximalgröße unter Auf rechterhaltung der Pressung gesteigert wird und anschließend während der Schweißzeitspanne unter Aufrechterhaltung der Pressung auf Maximalgröße gehalten wird, wonach der Strom schnell auf einen niedrigeren Wert gesenkt und auf diesem Wert während einer Nachglühzeitspanne unter Aufrechterhaltung der Pressung gehalten wird, worauf er auf Null abgesenkt wird, bis schließlich der Zapfen (4) und die Platte (1) während einer Nachhaltezeitspanne noch stromlos zusammengepreßt gehalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser des Buckels (2) der Platte (1) bis zu
etwa 20% kleiner als der Durchmesser des Zapfens (4) an der
Durchmesserstufe (5) ausgeführt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Senkprägung maximal bis zu einer Eindringtiefe
durchgeführt wird, der eine Höhe des Buckels (2)
über der Ebene der Platte (1) von etwa einer halben Plattendicke
entspricht.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnfläche des Zapfens (4) etwa zu
einer Kugelkalotte geformt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß am Ende der Schweißzeitspanne und
vor Beginn der Nachglühzeitspanne eine Rückkühlzeitspanne
zwischengeschaltet wird, während welcher die Pressung strom
los aufrechterhalten wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Nachglühstrom durch Abschalten
auf Null abgesenkt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Nachglühstrom während einer
Stromabsenkungszeitspanne mit linearem Abfall auf Null ab
gesenkt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Nachglühstrom während einer
Stromabsenkungszeitspanne stufenweise auf Null abgesenkt
wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schweißstromgröße während der
Stromanstiegszeitspanne stufenlos auf ihre Maximalgröße gesteigert
wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schweißstromgröße während der
Stromanstiegszeitspanne stufenweise auf ihre Maximalgröße
gesteigert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stromgröße während der Nach
glühzeitspanne auf etwa zwei Drittel der maximalen Schweiß
stromgröße gehalten wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Preßkraft zwischen dem Zapfen
(4) und der Platte (1) während der gesamten Zykluszeit
zwischen 140 N/mm² und 260 N/mm², bezogen auf den Zapfendurchmesser,
konstant gehalten wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß eine gesamte Zykluszeit zwischen
etwa 145 und 200 Perioden eingehalten wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schweißzeitspanne etwas länger
als die Nachglühzeitspanne, auch länger als die Vorhaltezeitspanne
und die Stromanstiegszeitspanne, aber um etwa die
Hälfte kürzer als die Nachhaltezeitspanne eingestellt wird,
während die Vorhaltezeitspanne länger als die Stromanstiegs
zeitspanne eingestellt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rückkühlzeitspanne etwas
größer als die Schweißzeitspanne eingestellt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 7
bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromanstiegszeitspanne
und die Stromabsenkungszeitspanne etwa gleich groß
eingestellt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883805404 DE3805404A1 (de) | 1988-02-21 | 1988-02-21 | Verfahren zur stumpfschweissverbindung eines zapfens od. dgl. mit einer platte |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883805404 DE3805404A1 (de) | 1988-02-21 | 1988-02-21 | Verfahren zur stumpfschweissverbindung eines zapfens od. dgl. mit einer platte |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3805404A1 DE3805404A1 (de) | 1989-08-31 |
DE3805404C2 true DE3805404C2 (de) | 1991-08-22 |
Family
ID=6347853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883805404 Granted DE3805404A1 (de) | 1988-02-21 | 1988-02-21 | Verfahren zur stumpfschweissverbindung eines zapfens od. dgl. mit einer platte |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3805404A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10120934A1 (de) * | 2001-04-27 | 2002-10-31 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Fahrwerks- oder Karosseriebauteil |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19527417A1 (de) * | 1995-07-27 | 1997-02-06 | Certus Maschbau Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Drahtenden einer Umreifung von Verpackungsgut |
DE10316470B4 (de) * | 2003-04-09 | 2008-12-18 | Geze Gmbh | Antrieb und Verfahren zu dessen Herstellung |
DE102012018098A1 (de) * | 2012-09-13 | 2014-03-13 | Volkswagen Ag | Verfahren zum Widerstandsschweißen von Bauteilen mit veränderlichem Zeitverlauf des Schweißstroms, sowie hiermit hergestellter Bauteilverbund |
HUE063230T2 (hu) * | 2013-07-02 | 2024-01-28 | Shoji Aoyama | Hegesztési eljárás kiálló csavarhoz |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1795997U (de) * | 1959-06-25 | 1959-09-17 | Robert Thomas | Bolzen, insbesondere fuer pressschweissungen. |
-
1988
- 1988-02-21 DE DE19883805404 patent/DE3805404A1/de active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10120934A1 (de) * | 2001-04-27 | 2002-10-31 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Fahrwerks- oder Karosseriebauteil |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3805404A1 (de) | 1989-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0720695B2 (de) | Selbststanzende befestigungsvorrichtung | |
EP0758039B1 (de) | Ankerschiene für die Bautechnik | |
DE4201016C2 (de) | ||
DE830716C (de) | Sicherungsring und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE1950372C3 (de) | Anwendung eines metallischen Befestigungselements | |
DE69007309T2 (de) | Hohlbolzen mit inneren Ausbuchtungen und deren Herstellung. | |
EP1229254B1 (de) | Stanznietverbindung und Halbhohlstanzniet | |
DE4410475A1 (de) | Vernietbares Element, Zusammenbauteil mit einem vernietbaren Element sowie Nietmatrize und Verfahren zur Herstellung des Zusammenbauteils | |
EP0001095B1 (de) | Anker- und/oder Verbindungsvorrichtung für Betonteile oder dgl. | |
CH618252A5 (de) | ||
DE60207431T2 (de) | Lageranordnung und verfahren zum herstellen einer lageranordnung | |
DE1963227C2 (de) | Niet und damit hergestellte Verbindung | |
DE3805404C2 (de) | ||
DE2130643C3 (de) | Vorrichtung zur Herstellung einer Nietverbindung | |
DE69105949T2 (de) | Verfahren zum verbinden von teilen und dafür verwendetes nietelement. | |
DE69504380T2 (de) | Kraftfahrzeug-Scheibenwischer mit verbesserten Verbindungsmitteln zwischen dem Befestigungsteil und der rotierenden Antriebswelle | |
DE69707512T2 (de) | Verfahren zum kreuzförmigen Eindrücken eines zumindest örtlich zylindrisch geformten Werkstückes in ein rohrförmiges Werkstück, dafür geeignetes Werkzeug sowie Verwendung des Werkzeuges | |
DE3011824A1 (de) | Ausgleichsgewicht zum auswuchten einer kardanwelle und verfahren zum anschweissen des ausgleichsgewichts an die kardanwelle | |
DE69615578T2 (de) | Verfahren zum schweissverbinden von zwei elementen | |
DE68917342T2 (de) | Werkzeuge mit Einsatzzähnen. | |
EP0487539A1 (de) | Schneidwalze oder stanzzylinder und verfahren zum herstellen von solchen. | |
DE69609060T2 (de) | Abgeschrägtes ende eines nietkopfes | |
DE69507582T2 (de) | Kaltgenietetes Zapfenelement | |
DE1961249A1 (de) | Halterung zum Befestigen eines Lagers in einer Bohrung oder auf einer Welle | |
WO2007054068A1 (de) | Blattfeder mit im querschnitt konvexer ober- und unterseite |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: B23K 11/14 |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |