DK152685B - Fremgangsmaade til fremstilling af laengdesoemsvejste afrundede randpartier paa en modstandssvejsemaskine samt svejsetransformator til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

i

DK 152685B

Opfindelsen omhandler en fremgangsmåde til fremstilling af længdesømsvejste afrundede randpartier på en modstands-svejsemaskine og af den i krav l's indledning angivne art.

Fra beskrivelserne til tysk offentliggørelsesskrift nr.

5 1 613 730 og schweizisk patentskrift nr. 483 292 er det kendt til fremstilling af længdesømsvejste afrundede randpartier at anvende strømkilder, som afgiver en periodisk, næsten firkantformet strøm til svejseelektrodevalserne.

For at tilvejebringe en svejsesøm af højeste kvalitet an-10 vendes der vekselstrømsimpulser med en højere frekvens end den sædvanlige netfrekvens. Ved anvendelsen af vekselstrøm kan den ved jævnstrømssvejsning optrædende risiko for dannelse af lysbuer og den dermed følgende ødelæggelse af det svejste sømsted for det meste undgås. Anvendelsen af høj-15 frekvent vekselstrøm kræver dog en stor koblings-teknisk udgift til styringen af svejsningens begyndelse og afslutning og af den påkrævede svejseeffekt. En anden væsentlig ulempe skyldes fremkaldelsen af hvirvelstrømme. Som følge af de herved optrædende elektriske tab kræves der en ikke 20 uvæsentlig udgift til afkøling af modstandssvejsemaskinen, hvilket yderligere nedsætter virkningsgraden. I de fleste modstandssvejsemaskiner må man desuden for flere komponenters vedkommende anvende særskilte antimagnetiske materialer for at holde opvarmningen som følge af hvirvelstrømme 25 inden for acceptable grænser.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en fremgangsmåde af den angivne art, hvormed der over højden af hvert eneste randparti kan fremstilles en kontinuert svejsesøm uden afbrydelser, og hvor der ved begyndelsen og slutning-30 en af svejseoperationen kan tilvejebringes en nøjagtig synkronisering mellem randpartiets fremføring og svejsestrømmens styrke.

DK 152685 B

2

Dette opnås ifølge opfindelsen ved den i krav l’s kendetegnende del angivne fremgangsmåde.

Opfindelsen omfatter også en 'svej setransformator til en elektrisk energikilde til udøvelse af fremgangsmåden, 5 og som er ejendommelig ved den i krav 6's kendetegnende del angivne konstruktion.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen undgås i vid udstrækning en opvarmning af modstandssvejsemaskinen ved induktive hvirvelstrømme. Der opnås en kontinu-10 erlig svejsesøm, så at vekselstrømssvejsningsfrem gangsmåden ifølge opfindelsen kan kaldes en kvasi-jævnstrømssvejsning, da varigheden af en halvbølge af svejsestrømmen nøjagtigt svarer til svejsetiden for et randparti.

15 Ved at den næsten firkantformede svejsestrøm kan overlejres med en højfrekvent strømkomposant kan den under svejseprocessen påkrævede energi, der afhænger af forskellige faktorer, såsom fremføringshastigheden af randpartierne, tykkelsen af det svejste 20 blik osv., reguleres direkte.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse med tegningen, hvor: fig. la viser et antal afrundede randpartier, der fremføres med en given hastighed, 25 fig. Ib viser kurveformen af en svejsestrøm i synkronisme med fig. la, fig. lc viser kurveformen af en svejsestrøm i synkronisme med fig. la, men med en overlejret højfrekvent strømkomposant,

DK 152685 B

3 fig. Id viser kurveformen af en svejsestrøm i synkronisme med fig. la uden polaritetsskift, og fig. 2 er en graf for en svejsetransformator i et B/H-diagram.

5 Fig. la viser afrundede randpartier 10, eksempelvis dåserandpartier, der fremføres med en given hastighed imellem svejseelektrodevalserne i en modstandssvejsemaskine og sømsvejses. Så snart et randparti 10 fremføres imellem svejseelektrodevalserne, indkobles 10 der en svejsestrøm (i), dear opnåri sin:i maksimale, ampli tude på kort tid, d.v.s. med en lille tidskonstant, og som nu under randpartiets transporttid imellem svejseelektrodevalserne forbliver næsten konstant. Nøjagtigt ved enden af det svejste randparti 10 udkobles 15 svejsestrømmen (i). Begyndelsen af det følgende rand parti 10 bevirker, at svejsestrømmen (i) atter indkobles, men dog med modsat polaritet. Svejseprocessen sker som allerede omtalt ved en næsten konstant strømimpuls, hvis varighed svarer nøjagtigt til transport-20 tiden af randpartierne 10 imellem svejseelektrodeval serne. Herved foretages der altså en vekselstrømsmodstandssvejsning med en frekvens af svejsestrømmen, der er proportional med fremføringshastigheden af randpartierne i forhold til randpartiernes længde.

25 Den på fig, lb viste svejsestrøm (i) opviser et firkant formet forløb. Ved påvirkning af tidskonstanten for svejsekredsen, henholdsvis spændingens størrelse og form kan stejlheden, der forstås som strømændringen pr. tidsenhed, bestemmes.

30 Udøvelseseksempelr

Med en fremføringshastighed v^ = 50 m/min og en randpar-tihøjde h = 125 mm (svarende til en 1 kg-dåse) trans-

DK 152685 B

4 porteres under negligering af afstanden imellem randpartierne 6,67 sarger/sekund igennem svejseelek-trodevalserne. Frekvensen af svejsestrømmen i bliver da fs = 3,3 Hz, der skal overføres af en svejse-5 transformator fra en elektrisk energikilde ved fuld svejseydelse.

Da der på en modstandssvejsemaskine sædvanligvis forarbejdes randpartier med forskellig højde, haves i et andet udøvelseseksempel: 10 Fremføringshastighed = 50 m/min, randpartihøjde h = 210 mm, hvor der altså transporteres 3,97 sarger/sekund. Dette giver under de samme forudsætninger som for det foregående eksempel en frekvens af svejsestrømmen (i) på f = 2 Hz.

15 Ved overlejring af en højfrekvent strømkomposant, som vist på fig. 1c, er det muligt at regulere den til svejsestedet tilførte energi, der som bekendt er proportional med kvadratet af amplituden af svejsestrømmen (i).

20 Fig. Id viser en svejsestrøm uden polaritetsskift, hvor der altså følger halvbølger af samme polaritet efter hinanden. En tilsvarende dimensionering af svejsetrans format or en eller indretninger til strømafbrydelse i svejsepauserne muliggør en sådan form af svej- 25 sestrømmen (i). Ogås her er de tidligere omtalte varianter for indvirkning på strømformen og modulation med højfrekvente strømkomposanter mulig.

For at kunne udøve fremgangsmåden ifølge opfindelsen er det en væsentlig forudsætning at kunne dimensionere 30 en tilhørende svejsetransformator således, at den ne-derste overførbare grænsefrekvens uden forandring af effektoverføringen kan vælges meget lille. I de tidligere

DK 152685 B

5 omtalte eksempler beregnes den nedre grænsefrekvens for svejsestrømmen til henholdsvis f. = 3,3 Hz og

O

f = 2 Hz. Disse meget lave frekvenser kan dog kun

O

opnås ved hjælp af en svejsetransformator, når ar-5 bejdspuhktet A^ på den magnetiske karakteristik er valgt så dybt, at en drift uden for mætningen (se fig. 2, under punktet A2) er sikret.

Den ovenfor omtalte hurtige tilvækst af svejsestrømmen (i) opnås ved en formindskelse af tidskonstanten 10 henholdsvis spændingens højde og form, der bevirker en tilvækst af svejsestrømmen følgende en e-funktion som følge af de kendte love. Tidskonstanten bestemmes som bekendt ved forholdet imellem summen af de induktive modstande og summen af de ohmske modstande 15 (vekselstrømsdiagrammet for en svejsekreds). Ved formindskelse af de effektive induktanser, d.v.s. ved en så vidt muligt koncentrisk anbringelse af de strømførende ledere osv., formindskes tidskonstanten væsentligt.

20 I et antal anvendeisestilfælde er det særligt fordelagtigt, når stejlheden af svejsestrømmens tilvækst og fald kan styres ved hjælp af de foran omtalte forholdsregler. Ved svejsning af et randparti 10 og ved afslutningen af svejseprocessen kan man herved effektivt 25 undgå svejsningen af et fejlbehæftet randparti 10, da fejlsteder som følge af en for hurtig tilvækst., (udsprøjtning af materialet, eller ved for sent fald, dannelsen af en opragende svejsenæse), af svejsestrømmen forhindres. Ved den nøjagtige styring af begyndelsen og 30 afslutningen af svejsningen samt af stejlheden af tilvæksten og faldet af svejsestrømmen (i) er det muligt at opnå en randpartiafstand i området af svejseelektrode-valserne, der er omtrent lig med nul.

DK 152685B

6

Afslutningsvis kan man altså sige, at ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen samvirker fordelene ved vekselstrømsmodstandssvejsningen og jævnstrømsmodstandssvejsningen i en fordelagtig kombination.

Claims (7)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af længdesømsvejste afrundede emnerandpartier (10) ved hjælp af en modstandssvejsemaskine, hvor hinanden overlappende dele af randpartierne 5 føres igennem to over for hinanden liggende svejseelektrode- valser og sammensvejses kontinuerligt, og hvor elektroderne er forbundet med en elektrisk energikilde via forbindelsesledninger, og energikilden afgiver en næsten firkantformet svejsestrøm til svejseelektrodevalserne, kendeteg-10 net ved, at varigheden af en halvbølge af den næsten firkantformede svejsestrøm (i) indstilles til at være lig med tidsrummet til fremføringen af et randparti (10) imellem svejseelektrodevalserne.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 15 ved, at tidskonstanten, der bestemmer stigningstiden og frafaldstiden for svejsestrømmen (i), styres.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at stejlheden af svejsestrømmens (i) stigning og frafald styres ved en fastlagt tidskonstant. 20

4, Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at den næsten firkantformede svejsestrøm (i) overlejres med en højfrekvent strømkomposant.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at der fra et randparti (10) til det næste randparti 25 (10) foretages et polaritetsskift af den næsten firkantfor mede svejsestrøm (i).

6. Svejsetransformator til en elektrisk energikilde til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, at svejsetransformatoren er indrettet med en 30 nedre overførbar grænsefrekvens, der i det væsentlige DK 152685 B bestemmes ved forholdet imellem fremføringshastigheden og randpartiernes længde, og at transformerblikket er af et blødt magnetisk materiale og er dimensioneret i et omfang, som muliggør en bestemmelse af arbejdspunktet () på den 5 magnetiske karakteristik i B/H-diagrammet for materialet ved begyndelsen af dette lineære område.

7. Svejsetransformator til en elektrisk energikilde i-følge krav 6, kendetegnet ved, at summen af svejsetransformatorens effektive induktanser er lille, 10 men dog større end nul.