DE965058C

DE965058C - Verfahren zum Kondensator-Widerstands-Schweissen

Info

Publication number: DE965058C
Application number: DEF16356A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Frank Fruengel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-12-14
Filing date: 1954-12-14
Publication date: 1957-05-29

Description

Verfahren zum Kondensator-Widerstands-Schweißen Die Erfindung bezieht sich auf die bekannten Verfahren zum Kondensator-Widerstands-Schweißen unter Verwendung eines Transformators besonders fester Kopplung, und zwar für Werkstücke geringer Breitenausdehnung und vorwiegend rundem Querschnitt. Es sind bereits verschiedene Schweißmaschinen bekannt, die nach dem genannten Verfahren arbeiten. Diese benötigen jedoch sämtlich besondere Kühlanlagen, so daß der Gesamtwirkungsgrad der Maschine absinkt. Außerdem ist bei diesen bekannten Verfahren die thermische Beanspruchung so hoch, daß an den Schweißstellen eine verhältnismäßig grobe kristalline Struktur entsteht, unter der die Festigkeit leidet. Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Die Erfindung besteht darin, daß im Arbeitsstromkreis in an sich bekannter Weise ein Strom von großer Stärke bei kurzer Dauer fließt und durch sein Magnetfeld auf das fließende Schweißgut eine derartige Blaswirkung ausgeübt wird, daß die sich bildenden Schmelztropfen mit hoher Geschwindigkeit fortgeblasen werden, so daß auch bei relativ großer Schmelzbadbildung bzw. bei tiefem Einziehen beider Werkstücke ineinander und demzufolge bei relativ großen verschweißten Flächen eine sauber aussehende, praktisch schweißgratfreie Schmelzstelle entsteht. Zusätzlich zu der magnetischen Blaswirkung des Stromstoßes wird das flüssig gewordene Schweißgut auch mechanisch unter der Wirkung der Elektrodenkraft aus der Schweißzone herausgepreßt, und zwar durch Ausbildung mindestens einer der Elektroden mit einem unmittelbar hinter ihr liegenden elastischen oder plastisch-elastischen Kraftübertragungsmittel, vorzugsweise mit insgesamt einer mechanischenEigenschwingungsfrequenz über ioo Hz und damit von so geringer mechanischer Trägheit, daß die Elektrodenandruckkraft während des Auswerfens flüssiger Teile der Schweißzone dauernd auf das Werkstück wirkt. Zweckmäßig wird der Schweißstromkreis in ein oder mehrfacher an sich bekannter Doppelpunktschweißanordnung mit Stromein- und -austritt auf derselben Werkstückseite ausgebildet und mit einer Elektrodenkreisinduktivität unter o, i yH ausgestattet, durch den zum Auswerfen des flüssigen Schweißgutes ein Stromstoß geschickt wird, der in einer ms um mehr als iooo A ansteigt. Die rückwärtige, den Schweißelektroden gegenüberliegende Schweißstromverbindung erfolgt bei Anwendung des Doppelpunkt- oder Mehrpunktschweißverfahrens in an sich bekannter Weise durch eine vom Transformator unabhängige, nur mit dem Schweißgut verbundene Elektrode, die rückwärtig ein elastisches oder plastisch-elastisches Material, vorzugsweise Gummi, trägt, mit dessen elastischer Kraft sie zusammen ein mechanisches Schwingungssystem mit Frequenzen über ioo Hz bildet. Bei Verwendung einer Vielzahl von Schweißpunkten und einer Vielzahl von zugeordneten Schweißtransformatoren, die von einer gemeinsamen Stromquelle durch den Stromstoß gespeist werden, ist das Elektrodensystem mit seinen Zuleitungen derart ausgebildet, daß das elektromagnetische Kraftfeld des Stromstoßes die Schweißperlen aller Schweißstellen in der gleichen Auswurfrichtung wirft.
Der technische Fortschritt, der durch dieses Verfahren nach der Erfindung erzielt wird, liegt einmal in dem sauberen Aussehen der Schweißstelle, bei der ein völlig glatter, gratfreier Übergang erzielt wird,, zum anderen darin, daß die beiden zu verschweißenden, Profile durch den großen Schmelz-bzw. Erweichungsbereich mit einer größeren Fläche miteinander verschweißen und damit die absolute Festigkeit der einzelnen Schweißverbindung gesteigert wird.
Da die Elektroden beim Schweißen von Drahtgeweben relativ große gut leitende Massen enthalten, tritt hierbei außerdem der Vorteil ein, daß die, Wärmeabfuhr in die Elektroden so klein bleibt, daß die aufgenommene Wärme im wesentlichen durch Strahlung, Leitung und Konvektion allein abgegeben werden kann. Eine eventuell noch erforderliche zusätzliche Kühlung wird durch die nach der Erfindung vorgenommenen Maßnahmen zum Wegblasen der Schmelztropfen völlig unnötig gemacht.
Hilfsweise läßt sich das Verfahren, auch zur Produktion von Hammerschlag oder anderen Metalloxyden verwenden, da gegenüber den üblichen Schweißverfahren das Schmelzbad ja ausgeworfen und der Luftoxydation unterworfen wird. In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. i zeigt den Eisenkern i des Schweißtransformators, der bei Transformatoren fester Kopplung ganz in Fortfall kommen kann, die erregende Primärwicklung 2, die Sekundärwicklung 3, normalerweise nur aus einer Windung bestehend, mit den induktionsarmen Leitern ,. und 5, mit dem Elektrodensystem 6, 7 verbunden. Das Schweißgut ist als 8a, 8b in Form zwei gekreuzter Drähte dargestellt. In der Schweißstelle 9 entsteht alsdann spontan ein Schmelzbad, das in Pfeilrichtung 13 ausgeworfen wird. Die Elektroden selbst sind mit elastischen oder plastisch-elastischen Schichten i i hinterlegt und werden erst hinter diesen durch die Andrückvorrichtung io zusammengepreßt.
Fig. 2 zeigt eine besonders induktionsarme Anordnung der Stromzuleitungen .4 und 5 in Form von Flächenleitern und zeigt. gleichzeitig, wie man mit einer an sich bekannten passiven Gegenelektrode i 2 arbeiten kann, die ebenfalls reit einer elastischen Schicht i i hinterlegt ist und durch die Andruckvorrichtung io zusammengepreßt wird. Die Elektrode 12 hat keinerlei Verbindung mit den Zuführungsblechen q. und 5.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung für die Herstellung von Drahtgitterwerk mit Elektroden 6, 7 und rückwärtigen Elektroden 6a, 7a,- die auch durch eine einzige passive Stromleiste ersetzt werden können, indem z. B. das Elektrodenblech 12 direkt auf den Drähten aufliegt. Die Federungselemente sind mit gleichen Positionen versehen.
Fig.3 a zeigt eine etwas abgewandelte Anordnung, bei der die Elektroden 6 und 7 wechselseitig an die Stromzuführungsbleche angeschlossen sind, wobei die einen Elektroden 6 durch Aussparungen des Zuführungsbleches der anderen Elektrodenpartie 7 durchragen.
Fig. q. zeigt ein Gesamtschema für Arbeiten nach dem Kondensatorentladungsverfahren. Hierbei versorgt das Hochspannungsgerät 17 den Kondensator 16 mit Hochspannung eingestellter Ladespannung, während ein Schalter 2o über die Primärkabel 18 und i9 den Stromstoß in den Transformator 2 leitet.
Fig. 5 stellt schematisch die übliche Anordnung dar, bei der der Schalter 2o durch eine Spule 23 und eine Schaltungseinrichtung 22 durch Kurzschluß der Kontakte 21 mittels einer Kontaktbrücke Zia betätigt wird, so daß druckabhängig die Schweißung ausgelöst wird..

Claims

PATENTANSPRÜCHE; i. Verfahren zum Kondenisator-Widerstands-Sahwei:ßen von Werkstücken geringer Breitenausdehnung und vorwiegend rundem Querschnitt, sä daß .die,- Schweißstelle frei liegt, unter Verwendung eines Transformators besonders fester Kopplung, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise in denn Arbeitsstromkreis ein Strom von; großer Stärke und kürzer Dauer fließt und daß die durch sein Magnetfeld auf das flüssige Schweißgut ausgeübte Blaswirkung die ausgetretenen Schmelztropfen mit hoher Geschwindigkeit fortbläst, so daß auch bei relativ großer Schmelzbadbildung bzw. bei tiefem Einziehen beider Werkstücke ineinander und demzufolge bei relativ großen gemeinsamen verschweißten Flächen eine sauber aussehende, praktisch schweißgratfreie Schweißstelle entsteht.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der magnetischen Blaswirkung des Stromstoßes das flüssig gewordene Schweißgut auch mechanisch aus der Schweißzone herausgepreßt wird unter der Wirkung der Elektrodenkraft, und zwar durch Ausbildung mindestens einer der Elektroden mit einem unmittelbar hinter ihr liegenden elastischen oder plastisch-elastischen Kraft= übertragungsmittel, vorzugsweise mit insgesamt einer mechanischen Eigenschwingungsfrequenz über ioo Hz und damit von so geringer mechanischer Trägheit, daß die Elektrodenandruckkraft während des Auswerfens flüssiger Teile der Schweißzone dauernd auf das Werkstück wirkt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißstromkreis in ein- oder mehrfacher an sich bekannter Doppelpunktschweißanordnung mit Stromein-und -austritt auf derselben Werkstückseite ausgebildet und mit einer Elektrodenkreisinduktivität unter 0,1 ,uH ausgestattet ist, durch die zum Auswerfen des flüssigen Schweißgutes ein Stromstoß geschickt wird, der in i ms um mehr als iooo A ansteigt.
4. Verfahren nach den, Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige, den Schweißelektroden gegenüberliegende Schweißstromverbindung bei Anwendung des Doppelpunkt- oder Mehrpunktschweißverfahrens in an sich bekannter Weise durch eine vom Transformator unabhängige, nur mit dem Schweißgut verbundene Elektrode erfolgt, die rückwärtig ein elastisches oder plastischelastisches Material, vorzugsweise Gummi, trägt, mit dessen elastischer Kraft sie zusammen ein mechanisches Schwingungssystem mit Frequenzen über ioo Hz bildet.
5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Vielzahl von Schweißpunkten und Vielzahl von zugeordneten Schweißtransformatoren, die von einer gemeinsamen Stromquelle für den Stromnstoß gespeist werden, das Elektrodensystem mit seinen Zuleitungen so ausgebildet ist, daß das elektromagnetische Kraftfeld de., Stromstoßes die Schweißperlen aller Schweißstellen in die gleiche Auswurfrichtung wirft. In Betracht gezogene Druckschriften,: Deutsche Patentschriften Nr. 672 746, 720 52o, 807700.