DE960222C

DE960222C - Impuls-Schweissverfahren mittels Kondensator-Entladung

Info

Publication number: DE960222C
Application number: DEF9192A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Frank Fruengel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-06-05
Filing date: 1952-06-05
Publication date: 1957-03-21

Description

Impuls-Schweil3verfahren mittels Kondensator-Entladung Die Erfindung bezieht sich .auf ein Impulsschweißverfahren mittels Kondensatorentladung. Es ist bei derartigen Schweißverfahren bekannt, mittels eines besonders induktionsarm ausgebildeten Entladestromkreises die Kondensatorentladung kürzer auszubilden als die eigentliche Schweißzeit. Es ist weiterhin bekannt, den Anpreßdruck der Elektroden, z. B. durch Einschalten eines plastischen oder halbelastischen Gliedes vorgegebener Kompressibilität in den Stoßweg, so zu steuern, daß auf das erweichende Schweißgut während der Schweißzeit ein für die Erhaltung des günstigsten Gefüges optimaler Druck ausgeübt wird.
Wenngleich durch diese Verfahren schon recht beachtliche Schweißerfolge erzielt werden konnten, so haben doch eingehende Materialuntersuchungen gezeigt, daß die hierbei erzielte Qualität der Schweißstellen noch keineswegs als befriedigend angesehen werden kann.
Zweck der Erfindung ist nun, die Qualität des Gefüges und damit die Beanspruchungsgrenzen der Schweißung zu steigern, und zwar aus folgender Erkenntnis heraus: Die Energie einer bewegten Masse wird beim momentanen Stoppen des Bewegungsvorganges in einen sehr hohen Druck mit kleinem Weg gewandelt, entsprechend den Regeln des unelastischen, oder plastischem: Stoßes. Fällt beispielsweise ein Gewicht von i t eine Fallstrecke von io cm, so ist die kinetische Energie o; i mt. Wird dieser Vorgang auf einer Strecke von i mm, entsprechend der Kompression des Schweißgutes bei der Schweißung, abgebremst, so kommt wegen des Längenverhältnisses von i mm zu ioo mm gleich i : ioo die hundertfache Kraft, d. h. ioo t, zur Auswirkung. Um den Anstieg der Kraft nicht zu steil zu gestalten, sondern sie weich wirken zu lassen, nämlich etwa dem zeitlichen Verlauf der Impulsschweißung entsprechend, wurde- wie bereits eingangs erwähnt - vorgeschlagen, in den Stoßweg ein plastisches oder halbelastisches Glied vorgegebener Kompressibilität einzuschalten, beispielsweise eine Gummiplatte, wobei man die Qualität des Gummis in bekannter Weise durch Zusatz in sehr weiten Grenzen variieren kann. Bei diesem Verfahren: konnten jedoch kein: Optimum erzielt werden, weil rlas Zusammenwirken des Druckes mit der Erweichung des Schweißgutes zeitlich nicht geregelt war,, sondern: mehr oder weniger dem Zufall überlassen blieb.
Die Erfindung bestehst nun darin, daß dieses Zusammenwirken dadurch geregelt wird, daß neben den beiden am- Anfang der Beschreibung angegebenen Merkmalen zusätzlich der gesteuerte Anpreßdruck in seinem Maximalwert wähnend des Impulses aufrechterhalten wird, also das Maximum des Druckes praktisch mit dem Maximum des über die Schweißstelle fließenden Entladestromes zeitlich übereinstimmt. Zu diesem Zweck wird nach der Erfindung ein druck- oder wegabhängiges Kontaktelement mit dem fallenden Hammer kombiniert. Soll z. B. die Schweißung im Augenblick eines gewünschten Druckes von io t ausgelöst werden, so- wird das Kontaktelement mit einer Federversperrung versehen derart, daß beim Erreichen des gewünschten Druckes der Kontaktschluß und damit momentan, die Schweißumg erfolgt. Verwendet man jedoch große Prellschalter miteiner elektrischen, mechanischen oder pneumatischen Auslösevorrichtung, so wird man so verfahren, daß eine Zeitvorgabe zwischen der Kontaktgabe und dem gewünschten Zeitpunkt der Schwei.ßung liegt. In diesem Falle wird der Kontaktgeber am Fallweg angeordnet derart, daß, 1/100 sec vor Erreichen des Bremspunktes der Kontakt geschlossen wird, wenn die Trägheit des gesamten Mechanismus mit 1/10o sec vorgegeben sei. Bei kleinen Maschinen kann fallweise die bisher übliche Druckerzeugung mittels hydraulischer, pneumatischer oder mechanischer Mittel benutzt werden. Jedoch muß sichergestellt sein, daß die Schweißung immer erst nach Erreichen des eingestellten Druckes ausgelöst wird. Hierzu wird in einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, mit der Druckvorrichtung einen druckalbhängig einstellbaren Kontaktgeber zu verwenden derart, daß beim Steigen des Druckes in an sich bekannter Weise an einem eingestellten Wert die Kontaktgabe erfolgt und die Schwei.ßung auslöst. Dia es zweckmäßig ist, den Druck während des Schweißvorganges steigen zu lassen, um eine intensive Verschmelzung der Schweißpunkte im noch breiigen Zustande zu erreichen, wird vorgeschlagen, die Auslösung der Schweißung in an sich bekannter Weise im ansteigenden Druckverlauf vorzunehmen. derart, daß nach Beendigung des elektrischen Vorganges der Druck für die Schweißzeit bis zur Erstarrung weiter steigt. Man kann aber auch mittels eines zweiten Kontaktes nach einem eingestellten Druckit.tervall nach Auslösen der Schweißung die Druckerzeugungsvorrfchtung in bekannter Weise abschalten, um ein allzu starkes Verpressen des Schweißgutes zu vermeiden, z. B. unter Zuhilfenahme eines Manometerkontäktes.
Weiterhin erfolgt in an sich bekannter Weise im Ladestromkreis des Kondensators ein permanenter Spannungsvergleich mit einem Hilfsstromkreis, der mittels einer üblichen, .gesteuerten Gleichrichteranordnung die Ladespannung auf den vor Schweißung eingestellten Wert konstant hält.
Durch ein solches Schweißverfahren nach der Erfindung, das insbesondere für die Schweißung von Blechen, Bolzen und anderen kleinen Profilen Bedeutung hat, wird eine Homogenität der Schweißstellen erzielt, wie sie mit den bisher bekannten Verfahren nicht erreicht werden konnte, so daß dementsprechend die mechanische Belastbarkeit gesteigert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Impulsschweißverfahren mittels Kondensatorentladung, gekennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale a) und b) und des Merkmales c) a) Mittels eines besonders induktionsarm ausgebildeten Entladestromkreises wird die Kondensatorentladung kürzer ausgebildet als die eigentliche Schweißzeit; b) der Anpreßdruck der Elektroden wird so gesteuert, daß auf das erweichende Schweißgut während der Schweißzeit ein für die Erhaltung des günstigsten Gefüges optimaler Druck ausgeübt wird,, z. B. durch Einschaltung eines plastischen; oder elastischen Gliedes vorgegebener Kompressibilität in den Stoßweg; c) das Maximum des Anpreßdruckes stimmt zeitlich überein mit dem Maximum des über die Schweißstelle fließenden Entladestromes.
2. Impulsschweißverfahren mittels Kondensatorentladung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Ladestromkreis, in bekannter Weise ein permanenter Spannungsvergleich mit einem Hilfsstromkreis erfolgt, der mittels einer üblichen gesteuerten Gleichrichteranordnung die Ladespannung auf den vor der Schweißung eingestellten Wert konstant hält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 22q. 879, 226:237, 728 429, 74o 133, 387 386, 264 4o5; britische Patentschrift Nr. 451409; USA.-Patentschriften Nr. 2 315 502: 2 383 695, 2 5o8 1o3, 2 436 794, 2 5i5 635; schweizerische Patentschrift Nr. 25i 18o; »Archiv für Elektrotechnik«, 1940, Heft 8, S. q.25 bis 445; Brunst, »Das elektrische Widerstandsschweißen«, 10,52, S. 1i3.