EP0050092B1

EP0050092B1 - Verfahren zum stumpfen Verschweissen von Starkstromleitern mit grossem Querschnitt

Info

Publication number: EP0050092B1
Application number: EP19810730100
Authority: EP
Inventors: Peter Ing.-Grad. Funke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-10-14
Filing date: 1981-09-23
Publication date: 1985-03-27
Also published as: EP0050092A3; EP0050092A2; DE3039175A1; DE3039175C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum stumpfen Verschweißen von Starkstromleitern mit großem Querschnitt, insbesondere mit Hilfe des Doppeldruckschweißens.
Die Fertigung von elektrischen Leitungen oder Kabeln tendiert in immer stärkerem Maße zum durchgehenden Fertigungsablauf, d. h. daß mehrere Fertigungsschritte vollzogen werden. Diese sehr rationelle Methode bringt es mit sich, daß die elektrischen Leiter aufeinanderfolgender Lose stumpf miteinander verschweißt werden müssen. Dabei ist an die Verbindungsstellen bei dem derzeitigen Fertigungsbetrieb lediglich die Forderung zu stellen, daß sie allein den Belastungen (Zug) während des Herstellungsprozesses gewachsen sein muß, weil derartige Verbindungen mit wenigen Ausnahmen vor der Auslieferung der Leitung oder des Kabels herausgeschnitten werden.
Um Leiterseile miteinander zu verschweißen, wendet man bisher die Widerstandsstumpfschweißung unter Verwendung von Keramikhülsen an. Die definiert gesägten Leiterseilenden werden auf Stoß in eine Keramikhülse geschoben, deren Durchmesser zum Leiterseildurchmesser nur sehr kleine Abweichungen aufweisen darf. Nach Ablauf der Schweißung, die zu einem gegossenen Gefügecharakter führt, muß die Keramikhülse zerschlagen werden. Eine Nachbearbeitung der Schweißstelle ist in vielen Fällen notwendig.
Aus der DE-A-1 615 378 ist ein Verfahren bekannt zum Preßstumpfschweißen von in direktem Stromdurchgang erwärmten Stahlrohren, bei welchem Verfahren die Aufgabe gelöst wurde, eine gute Schweißverbindung bei gleichzeitiger Vermeidung von zu großen Querschnittsverengungen zu erzielen.
In jüngster Zeit ist eine Verbindungstechnik bekanntgeworden, die speziell für Massivleiter gedacht ist, das sogenannte Doppeldruck-Widerstandsstumpfschweißen (Firmenprospekt IDEAL DDS 2/74). Der Unterschied zum konventionellen Verfahren besteht darin, daß keine Keramikhülsen notwendig sind und Oxideinschlüsse durch den mit hohem Druck wirksamen Nachstauchvorgang in die erstarrende Phase der Schweißung zerstört werden und dieser Vorgang der Kaltstauchung eine Gefügeverfestigung zur Folge hat.
Die Schweißung von Starkstromleitern stößt bei größeren Querschnitten wegen der erforderlichen großen Ströme auf Schwierigkeiten. Aus wirtschaftlichen Überlegungen stehen im allgemeinen nur Schweißvorrichtungen zur Verfügung, deren Schweißströme bei großen Querschnitten nicht ausreichen. Dabei werden unter »große« Querschnitte solche ab 500 mm² bei Kupferleitern verstanden (bei Aluminiumleitern liegt der Wert entsprechend dem höheren spezifischen Widerstand etwas höher). Für Querschnitte bis zu der genannten Größe sind Schweißleistungen bis zu 220 kVA erforderlich. Noch größere Querschnitte und damit auch höhere Leistungen steigern bei entsprechenden Schweißgeräten den Investitionsaufwand in so starkem Maße, das aus wirtschaftlichen Überlegungen heraus Maschinen dieser Größe auf dem Markt nicht zur Verfügung stehen.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, ohne wirtschaftlich nicht mehr vertretbare Investitionen auch Starkstromleiter sehr großer Querschnitte schweißen zu können.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die zu verschweißenden Leiter je an ihrer Stirnseite mit einer zentralen Bohrung versehen werden.
Mit dieser überraschend einfachen Maßnahme wird erreicht, daß der Querschnitt und damit der erforderliche Schweißstrom auf einen bestimmten maximalen Querschnitt bzw. Strom beschränkt werden kann. Die Bohrungen in den beiden zu verbindenden Leiterenden müssen nur so ausgeführt werden, daß die Tiefe etwas größer ist als der halbe Stauch- oder Schweißweg, damit der auch innerhalb der Bohrungen entstehende Schweißgrat die Schweißverbindung selbst nicht beeinträchtigen kann.
Mit Hilfe dieses Verfahrens kann man auch die im Laufe einer Fertigung gelegentlich anfallenden extremen Querschnitte beherrschen. Eine derartige Verbindung ist auf jeden Fall genügend zugfest, um den während des Fertigungsprozesses anfallenden Belastungen gewachsen zu sein.
Selbstverständlich bezieht sich die Erfindung sowohl auf Starkstrommassivleiter als auch auf mehrdrähtige Starkstromleiter.
Das Verfahren nach der Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert.
Dabei zeigt Fig. 1 zwei teilweise geschnittene Leiterenden 11 vor dem Verschweißen. Mit 12 sind dabei die Bohrungen in jedem Leiterende bezeichnet, deren Tiefen so bemessen sind, daß sie etwas größer als der halbe Stauchweg sind, der beim Verschweißen auftritt.
In Fig. 2 sind die nunmehr miteinanderverbundenen Leiterenden dargestellt. Der Vergleich mit Fig. 2 läßt Verkürzung der Bohrtiefe nach dem Stauchen deutlich erkennen. Mit 13 ist der innerhalb der Bohrung sich bildende Schweißgrat bezeichnet. Ein solcher Schweißgrat bildet sich natürlich auch an der Außenseite, wird dort aber nach dem Schweißen automatisch abgeschert.

Claims

Verfahren zum stumpfen Verschweißen von Starkstromleitern mit großem Querschnitt, insbesondere mit Hilfe des Doppeldruckschweißens, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verschweißenden Leiterenden (11) je an ihrer Stirnseite mit einer zentralen Bohrung (12) versehen werden.