DE922367C

DE922367C - Verfahren zum elektrischen Widerstandsschweissen

Info

Publication number: DE922367C
Application number: DEA11114D
Authority: DE
Inventors: Eberhard Rietsch
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1940-11-13
Filing date: 1940-11-13
Publication date: 1955-01-13

Description

Verfahren zum elektrischen Widerstandsschweißen Beim elektrischen Widerstandsschweißen, wie z. B. Punkt- und Nahtschweißen und auch Stumpfschweißen, ergibt sich durch die für den Schweißvorgang erforderliche Wärmeentwicklung des öfteren eine Umbildung im Gefüge des schweißtechnisch zu bearbeitenden Werkstoffes. Diese Gefügeumbildung ist oft nicht erwünscht, zumal durch solche Umbildungen im Gefüge Eigenschaften des Werkstoffes entstehen, die diesen für den bestimmten Zweck unbrauchbar machen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Gefügeumbildung der Werkstoffe bei der Wärmeentwicklung zu verhindern oder wenigstens zu vermindern und gleichzeitig große Schweißstromstärken verwendbar zu machen. Die Erfindung bezieht sich deshalb auf ein Verfahren zum elektrischen Widerstandsschweißen und besteht darin, daß neben dem zur Wärmeerzeugung verwendeten Schweißstrom normaler Frequenz ein Hochfrequenzstrom durch die Werkstücke geleitet wird. Die Hochfrequenz hat bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich die Aufgabe, auf das Werkstück, insbesondere auf die Schweißstelle, metallurgisch einzuwirken. Für den eigentlichen Schweißvorgang wird dagegen ein Strom normaler Frequenz verwendet. Hierdurch ergibt sich derVorteil, daß bedeutend größere Querschnitte der schweißtechnischen Verarbeitung zugänglich gemacht werden können, als wenn man direkt nur mit Hochfrequenzstrom arbeitet, und daß fernerhin Schweißmaschinen mit großer Ausladung ohne weiteres verwendet werden können.
In besonders vorteilhafter Weise ist gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung die Zeitdauer des Hochfrequenzstromes einstellbar. Die Zeitdauer des Hochfrequenzstromes wird vorzugsweise größer als die des Schweißstromes gewählt.
In besonderen Fällen kann es fernerhin auch vorteilhaft sein, einen periodisch unterbrochenen Hochfrequenzstrom durch die Werkstücke zu leiten. Weiterhin kann auch noch ein periodisch unterbrochener Schweißstrom normaler Frequenz zurAnwendung kommen. In einem solchen Fall ist es dann besonders vorteilhaft, jedem Schweißstromstoß einen Hochfrequenzstromätoß folgen zu lassen. Es ergibt sich alsdann während der Erstarrungszeit der flüssigen Schmelze an der Schweißstelle eine gute Nachbehandlung durch die Hochfrequenz.
Zur Erzeugung der Hochfrequenz können an sich die bekannten Mittel zur Erzeugung von Hochfrequenz verwendet werden. Es ist jedoch auch vorteilhaft, zur Schweißstromerzeugung zwei Modulatoren nach Patent 695 850 zu verwenden und die Hochfrequenz durch Aussieben der Notenfrequenz eines der beiden Modulatoren zu erzeugen. Es kann jedoch auch der Hochfrequenzstrom durch mehrstufige ruhende Frequenzvervielfachung aus dem Schweißstrom erzeugt werden. Schließlich kann auch noch die ruhende Frequenzvervielfachung bei der aus einem der Modulatoren nach Patent 695 85o ausgesiebten Hochfrequenz in Anwendung kommen.
Um zu verhindern, daß einerseits die Hochfrequenz in die Stromkreise mit normaler Frequenz, andererseits der Schweißstrom in die Hochfrequenzstromkreise eindringt, sind in vorteilhafter Weise erfindungsgemäß Sperrkreise vorgesehen. So liegt z. B. in der Hochfrequenzleitung eine auf Stromresonanz für die Niederfrequenz abgestimmte Parallelschaltung einer Induktivität und eines Kondensators. In gleicher Weise ist in der Niederfrequenzleitung ein auf Resonanz abgestimmter Sperrkreis angeordnet, dessen Eigenfrequenz gleich der des Hochfrequenznetzes ist. Es kann gegebenenfalls besonders vorteilhaft sein, wenn der Sperrkreis für die Hochfrequenz durch eine der Schweißtransformatorspulen und einen Kondensator gebildet wird. Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden beschrieben.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i zwei Punktelektroden mit den dazwischen angeordneten zu verschweißenden Werkstücken, Fig.2 eine Schaltanordnung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig.3 die Schaltanordnung für eine besondere Abstimmung des Schweißstromkreises auf die I3 ochfrequenz.
Die in der Fng. i dargestellten Punktelektroden i und 2 sind auf die miteinander zu verschweißenden Werkstücke 3 und 4 aufgesetzt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren fließen von Elektrode i zur Elektrode :2 über die Werkstücke 3 und 4 sowohl ein Schweißstrom 5 normaler Frequenz und ein Hochfrequenzstrom 6.
Die Fig. 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Anordnung, wie sie insbesondere zum Nahtschweißen Verwendung finden kann. Die nach Patent 695 85o geschalteten Modulatoren 7 und 8 arbeiten auf den Schweißtransformator 9. An die Sekundärwicklung des Schweißtransformators 9 sind beispielsweise die Rollenelektroden io angeschlossen. Die Modulatoren 7 und 8 werden von einem normalen Wechselspannungsnetz i i gespeist, so daß der über die Rollen io fließende Schweißstrom ebenfalls von normaler Frequenz ist. Zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun beispielsweise die --Hochfrequenz durch Aussieben der Notenfrequenz des Modulators 8 erzeugt. Hierzu dient der aus Induktivität 12 und Kapazität 13 dienende Siebkreis. Die ausgesiebte Hochfrequenz wird über die Leitungen 14 und 15 ebenfalls zu den Rollenelektroden io geführt.
Um zu verhindern, daß die Niederfrequenz in den Hochfrequenzstromkreis eindringen kann, liegt in der Hochfrequenzleitung eine auf Stromresonanz für die Niederfrequenz abgestimmte ParalleIschaltung einer Induktivität 16 und einer vorzugsweise regelbaren Kapazität 17. In gleicher Weise muß natürlich auch verhindert werden, daß die Hochfrequenz in die Stromkreise normaler Frequenz eindringt. Zu diesem Zweck ist beispielsweise zu der Primärwicklung des Schweißtransformators 9 eine Kapazität 18 parallel geschaltet, so, daß beide zusammen einen Sperrkreis bilden, dessen Eigenfrequenz gleich der des Hochfrequenznetzes ist.
Es kann der Fall eintreten, daß die Schweißstromleitungen bzw. die Arme der Schweißmaschine unbedingt auch als Zuleitung für die Hochfrequenz dienen müssen, da die besondere Anordnung, gegebenenfalls die unmittelhaze Zuleitung der Hochfrequenz zu den Elektroden, nicht möglich ist. Hierbei ist es vorteilhaft, gemäß Fig. 3 einen Stromwandler 21 in der Schweißstromzuleitung zu verwenden, an dessen Sekundärwicklung ein vorzugsweise veränderbarer Kondensator i9 angeschlossen ist. Der aus der Sekundärwicklung des Stromwandlers und Kondensators i9 bestehende Schwingungskreis wird alsdann auf die zur Anwendung kommende Hochfrequenz albgestimmt. Bei 2o, ist die Hochfrequenzstromquelle angeschlossen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum elektrischen Widerstandsschweißen, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem zur Wärmeerzeugung verwendeten Schweißstrom normaler Frequenz ein Hochfrequenzstrom durch die Werkstüdke geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Dauer des Hochfrequenzstro.mes einstellbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch i bis. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer des Hochfrequenzstromes größer als die des Schweißstromes ist. q..
Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein periodisch unterbrochener Hochfrequenzstrom durch die Werkstücke geleitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch i bis. 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein periodisch unterbrochener Schweißstrom normaler Frequenz verwendet wird und nach jedem Schweißstromstoß ein Hochfrequenzstromstoß folgt.
6. Schaltanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schweißstromerzeugung zwei Modulatoren nach Patent 695 85o verwendet werden und die Hochfrequenz durch Aussieben der Nutenfrequenz eines der beiden Modulatoren erzeugt wird.
7. Schaltanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzstrom durch mehrstufige ruhende Frequenzvervielfachung aus dem Schweißstrom erzeugt wird. B.
Schaltanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ruhende F'requenzvervielfachung bei der aus einem der Modulatoren nach Patent 698, 85o ausgesiebten Hochfrequenz angewendet wird.
9. Schaltanordnung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hochfrequenzleitung eine auf Stromresonanz für die Niederfrequenz abgestimmte Parallelschaltung einer Induktivität und eines Kondensators liegt. io. Schaltanordnung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Niederfrequenzleitung ein auf Stromresonanz abgestimmter Sperrkreis liegt, dessen Eigenfrequenz gleich der des Hochfrequenznetzes ist. ii. Schaltanordnung nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkreis von einer der Schweißtransforrnatorspulen und einem Kondensator gebildet wird. 1z. Schaltanordnung nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Schweißstromzuleitungen ein Stromwandler geschaltet ist, an dessen Sekundärwicklung ein vorzugsweise veränderbarer Kondensator angeschlossen ist.