DE965058C

DE965058C - Process for capacitor resistance welding

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.Method of Capacitor Resistance Welding The invention relates to relying on the known methods of capacitor resistance welding using a transformer with a particularly tight coupling, and less for workpieces Width and predominantly round cross-section. They are already different Welding machines known which work according to the method mentioned. Need this however, all special cooling systems, so that the overall efficiency of the machine sinks. In addition, there is thermal stress in these known methods so high that a relatively coarse crystalline structure at the welds arises from which the strength suffers. The object of the invention is to overcome these disadvantages to avoid. The invention consists in that in the working circuit in a known per se Way a current of great strength and short duration flows through its magnetic field such a blowing effect is exerted on the flowing weld metal that the forming melt droplets are blown away at high speed, so that also if the weld pool is relatively large or if both workpieces are drawn in deeply into each other and consequently a clean-looking, a practically weld burr-free melting point is created. In addition to the magnetic The molten weld metal is also mechanically blown by the electric shock under squeezed out of the welding zone by the action of the electrode force Formation of at least one of the electrodes with one lying immediately behind it elastic or plastic-elastic force transmission means, preferably with a total of a mechanical natural oscillation frequency of over 100 Hz and thus of so low mechanical inertia that the electrode pressing force during ejection liquid parts of the welding zone act continuously on the workpiece. Will be expedient the welding circuit in one or more double-spot welding arrangements known per se formed with current inlet and outlet on the same workpiece side and with a Electrode circuit inductance under o, i yH equipped, through the ejector of the liquid weld metal a current surge is sent, which in one ms by more than iooo A increases. The rear welding current connection opposite the welding electrodes takes place in itself when using the double-point or multi-point welding process known way by an independent of the transformer, only with the weld metal connected electrode, the rear an elastic or plastic-elastic Material, preferably rubber, contributes, with its elastic force they enter together mechanical vibration system with frequencies above 100 Hz. Using a large number of welding points and a large number of associated welding transformers, that are fed by the current surge from a common power source Electrode system with its leads designed in such a way that the electromagnetic Force field of the electric shock the weld beads of all welds in the same Ejection direction throws.

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.The technical progress made by this method according to the invention is achieved, lies in the clean appearance of the weld where a completely smooth, burr-free transition is achieved, on the other hand in the fact that the two to be welded, profiles due to the large fusion or. Softening range with Weld a larger area together and thus the absolute strength the individual weld joint is increased.

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.Because the electrodes are relatively large when welding wire mesh Containing conductive materials, this also has the advantage that the heat dissipation in the electrodes remains so small that the absorbed heat essentially passes through Radiation, conduction and convection alone can be emitted. Maybe one more required additional cooling is made by the according to the invention Measures to blow away the melt droplets made completely unnecessary.

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.Alternatively, the process can also be used to produce hammer blows or use other metal oxides, as opposed to the usual welding processes the molten bath is ejected and subjected to air oxidation. In the drawing the invention is shown schematically.

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. I shows the iron core i of the welding transformer, which can be completely eliminated with transformers with a fixed coupling, the exciting primary winding 2, the secondary winding 3, normally consisting of only one turn, with the low-inductance conductors. and 5, connected to the electrode system 6, 7. The weld metal is shown as 8a, 8b in the form of two crossed wires. A weld pool then spontaneously arises in the welding point 9 and is ejected in the direction of arrow 13. The electrodes themselves are backed with elastic or plastic-elastic layers ii and are only pressed together behind them by the pressing device io.

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. 2 shows a particularly low induction arrangement of the power supply lines .4 and 5 in the form of surface conductors and shows. at the same time how to deal with one known passive counter electrode i 2 can work, which also rides a elastic layer i i is deposited and pressed together by the pressure device io will. The electrode 12 has no connection with the feed plates q. and 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 shows an arrangement for the manufacture of wire mesh with electrodes 6, 7 and rear electrodes 6a, 7a, - which are also through a single passive power strip can be replaced by e.g. B. the electrode sheet 12 directly rests on the wires. The suspension elements are provided with the same positions.

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.3 a shows a somewhat modified arrangement in which the electrodes 6 and 7 are alternately connected to the power supply plates, the an electrode 6 through cutouts in the feed plate of the other electrode section 7 protrude.

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. Q. shows an overall scheme for work according to the capacitor discharge process. In this case, the high-voltage device 17 supplies the capacitor 16 with a high-voltage set charging voltage, while a switch 2o conducts the current surge into the transformer 2 via the primary cables 18 and i9.

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..Fig. 5 shows schematically the usual arrangement in which the switch 2o by a coil 23 and a circuit device 22 by short-circuiting the contacts 21 is actuated by means of a contact bridge Zia, so that the weld is pressure-dependent is triggered ..

Claims

PATENT CLAIMS; i. Procedure for condenser-resistance-Sahwei: ßen of workpieces of narrow width and predominantly round cross-section, see that .the, - welding point is exposed, especially when using a transformer fixed coupling, characterized in that in a manner known per se in then Working circuit a current of; great strength and shorter duration flows and that the be through Magnetic field blowing effect exerted on the liquid weld metal blows away the escaped melt droplets at high speed, so that too if the weld pool is relatively large or if both workpieces are drawn in deeply into each other and consequently one in the case of relatively large joint welded surfaces clean-looking, practically burr-free welding point is created.

2. Procedure according to claim i, characterized in that in addition to the magnetic blowing effect of the current surge, the weld metal that has become molten is also mechanically removed from the welding zone is pressed out under the action of the electrode force, through training at least one of the electrodes with an elastic one immediately behind it or plastic-elastic force = means of transmission, preferably with a total of a mechanical natural oscillation frequency of over 100 Hz and thus of so lower mechanical inertia that the electrode pressure force during ejection more fluid Parts of the welding zone act continuously on the workpiece.

3. The method according to claims i and 2, characterized in that the welding circuit is formed in single or multiple double-spot welding arrangement known per se with current inlet and outlet on the same workpiece side and is equipped with an electrode circuit inductance below 0.1 uH, through the A current surge is sent to eject the molten weld metal, which increases by more than 100 A in i ms.

4. Procedure according to claims i to 3, characterized in that the rear, the welding electrodes Opposite welding current connection when using the double-spot or multi-spot welding process in a manner known per se by an independent from the transformer, only with the Electrode connected to weld metal takes place, the rear an elastic or plastic-elastic Material, preferably rubber, contributes, with its elastic force they enter together mechanical vibration system with frequencies above 100 Hz.

5. The method according to claims i to 4, characterized in that when using a plurality of welding points and a plurality of associated welding transformers which are fed from a common power source for the current impulse, the electrode system with its leads is designed so that the electromagnetic force field de., current impulse throws the welding beads of all welding points in the same direction of ejection. Considered publications: German Patent Nos. 672 746, 720 52o, 807700.