Vorrichtung zum elektrischen Punktschweißen, insbesondere von Aluminiumlegierungen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Widerstandspunktschweißung,
bei der die Schweißelektroden in mechanische Schwingungen versetzt werden. Es ist
bereits vorgeschlagen -worden, die Schweißelektroden so auszubilden und anzuordnen,
daß die Schweißstelle wenigstens in der Nähe derjenigen Stelle des schwingenden
Systems liegt, an der die Amplitude der durch die mechanischen Schwingungen hervorgebrachten
Druckschwankung am größten ist. Auf diese - Weise lassen sich bei kleinem Energieaufwand
feste Schweißverbindungen von Körpern aus verschiedensten Metallen, darunter. auch
Duraluminium, in einfacher Weise herstellen.Device for electrical spot welding, in particular of aluminum alloys
The invention relates to a device for electrical resistance spot welding,
in which the welding electrodes are set into mechanical vibrations. It is
It has already been proposed to design and arrange the welding electrodes in such a way that
that the welding point is at least in the vicinity of that point of the vibrating
System is due to which the amplitude of the mechanical vibrations brought about
Pressure fluctuation is greatest. In this way, with little energy expenditure
Fixed welded joints of bodies made of various metals, including. even
Duralumin in a simple manner.
Durch die Erfindung wird der Wirkungsgrad einer solchen Vorrichtung
und die Güte der hergestellten Schweißverbindungen noch weiter verbessert. Erfindungsgemäß
sind bei einer Vorrichtung zum, elektrischen Punktschweißen, insbesondere von Aluminiumlegierungen,
bei der die Schweißelektroden während des Schweißvorganges in longitudinale Schwingungen
versetzt werden, beide Schweißelektroden in der Schwingungsrichtung elastisch in
nächster Nähe der Schweißstelle aufgehängt.The invention increases the efficiency of such a device
and the quality of the welded joints produced is even further improved. According to the invention
are in a device for, electrical spot welding, especially of aluminum alloys,
in which the welding electrodes vibrate longitudinally during the welding process
are offset, both welding electrodes are elastic in the direction of oscillation
hung up close to the welding point.
Die Erfindung ist in den Figuren veranschaulicht. In Fig. i sind mit
i und 2 die beiden vorzugsweise aus Kupfer hergestellten Schweißelektroden bezeichnet.
Sie sind in der Nähe der Schweißstelle mit Hilfe von vorzugsweise aus Kupfer bestehenden
Membranen 3 und q. elastisch aufgehängt: Die Membranen sind an Kupferringen g und
6 befestigt, die ihrerseits wieder mit den Schweißarmen 7 und 8 fest verbunden sind.
Jede Schweißelektrode weist ferner einen vorzugsweise hart angelöteten Schwingstab
(Schwingrohr) g bzw. io auf. Durch die beiden Schwingstäbe g und io, die etwa aus
Stahl oder auch aus Nickel bestehen, und durch die beiden Schweißelektroden i und
2 wird ein schwingfähiges System gebildet, das bei geeigneter Anregung longitudinale
Schwingungen ausführen kann. Zur Anregung dient bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ein federnd aufgehängter Schwinghammer ii, der durch einen
mit Wechselstrom
gespeisten Magneten =Z in Schwingungen, beispielsweise von 50 Perioden, versetzt
wird. Bei jedem Anschlag des Schwinghammers =i an das Ende des Schwingstabes =o
entstehen longitudinale Schwingungen des schwingfähigen Systems in seiner Eigenfrequenz.
Diese Eigenfrequenz kann wesentlich höher liegen als die Anschlagfrequenz, beispielsweise
zwischen 5 und 2o kHz. Bei jedem Anschlag des Schwinghammers an den Schwingstab
bildet sich eine gedämpfte Schwingung aus, wie dies beispielsweise in Fig.2 veranschaulicht
ist. Fig.2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Schwingung und damit auch den der Druckschwankung
an der Schweißstelle. Will man ungedämpfte Schwingungen erhalten, dann kann man
einen der beiden Schwingstäbe durch Magnetostriktionswirkung zum Schwingen anregen.
Man stellt den Stab zu diesem Zwecke aus magnetostriktiv wirksamem Werkstoff her
und umgibt ihn mit einer Wicklung, die mit hochfrequentem Wechselstrom gespeist
wird. Bei dauernder Speisung der Wicklung erhält man ungedämpfte Schwingungen, während
man bei absatzweisem Betrieb natürlich auch eine Reihe gedämpfter Schwingungen erhalten
kann. Auch technische Schwingungsfrequenzen sind für die Anregung des Schwingers
anwendbar.The invention is illustrated in the figures. In Fig. I, i and 2 denote the two welding electrodes, preferably made of copper. They are in the vicinity of the weld with the aid of membranes 3 and q, which are preferably made of copper. resiliently suspended: the membranes are attached to copper rings g and 6, which in turn are firmly connected to the welding arms 7 and 8. Each welding electrode also has an oscillating rod (oscillating tube) g or io, which is preferably hard-soldered. The two vibrating rods g and io, which are made of steel or nickel, and the two welding electrodes i and 2 form a system that can vibrate and that can perform longitudinal vibrations when suitably excited. In the exemplary embodiment shown, a resiliently suspended hammer ii is used for excitation, which is caused to oscillate, for example, of 50 periods, by a magnet = Z supplied with alternating current. Every time the vibrating hammer = i hits the end of the vibrating rod = o, longitudinal vibrations of the vibratory system occur at its natural frequency. This natural frequency can be significantly higher than the impact frequency, for example between 5 and 20 kHz. Each time the vibrating hammer strikes the vibrating rod, a damped oscillation forms, as is illustrated, for example, in FIG. FIG. 2 shows the time course of the oscillation and thus also that of the pressure fluctuation at the welding point. If you want to get undamped vibrations, you can excite one of the two vibrating rods to vibrate by magnetostriction. For this purpose, the rod is made of magnetostrictive material and is surrounded by a winding that is fed with high-frequency alternating current. If the winding is continuously fed, undamped vibrations are obtained, while, of course, a series of damped vibrations can also be obtained with intermittent operation. Technical oscillation frequencies can also be used to excite the oscillator.
Der örtliche Verlauf der Schwingungsweite in dem longitudinal schwingenden
System ist in Fig.3 dargestellt. An den freien Enden des schwingenden Systems bilden
sich Schwingungsbäuche aus, während in der Mitte des Systems nach Fig. i, also an
der Schweißstelle, ein Schwingungsknoten entsteht. An dieser Stelle tritt die größte
Druckschwankung auf. Fig. 3 ist unter der Annahme gezeichnet, daß an der Schweißstelle
kein großer Verlust an Schwingungsenergie auftritt. Die beiden Schwingstäbe g und
=o sind daher gleich lang gewählt. Es kann jedoch unter Umständen vorteilhaft sein,
den Energieverlust dadurch zu berücksichtigen, daß man den einen Schwingstäb etwas
kürzer wählt. Unter Umständen kann es auch von Vorteil sein, die schwingende Masse
der einen Schweißelektrode auf eine kleinere Länge zu konzentrieren als die der
anderen Schweißelektrode, welche die Frequenz der hochfrequenteti Eigenschwingung
bestimmt. Eine derartige Maßnahme kann beispielsweise bei einer Vorrichtung zum
Schweißen von Rohren angewendet werden, damit das Rohr über die eine Schweißelektrode
übergeschoben werden kann.The local course of the oscillation amplitude in the longitudinally oscillating
System is shown in Fig.3. Form at the free ends of the vibrating system
antinodes from, while in the middle of the system according to FIG
the welding point, a vibration node is created. This is where the largest occurs
Pressure fluctuation. Fig. 3 is drawn on the assumption that at the weld
no great loss of vibration energy occurs. The two vibrating bars g and
= o are therefore chosen to be of the same length. However, under certain circumstances it can be advantageous
to take into account the loss of energy by using one vibrating rod
dials shorter. Under certain circumstances it can also be advantageous to use the oscillating mass
of one welding electrode to a shorter length than that of the
another welding electrode, which is the frequency of the high-frequency natural oscillation
certainly. Such a measure can, for example, in a device for
Welding pipes are applied to the pipe using a welding electrode
can be pushed over.