NL8003845A - Werkwijze en inrichting voor controle bij het weerstandslassen. - Google Patents

Description

' H dB / <314/ 60.90.261

Centre de Recherches Métallurgiques -Centrum voor Research in de Metallurgie,

Vereniging zonder winstoogmerk, Brussel, België.

Werkwijze en inrichting voor controle bij het weerstandslassen

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en op een inrichting voor controle hij het'weerstandslassen tijdens het lassen zelf.

Bij het lassen is van belang de werkomstandigheden zodanig 5 te handhaven dat lassen worden verkregen met een maximale sterkte.

Het handhaven van dergelijke werkomstandigheden tijdens het weerstandslassen is mogelijk door het verloop van het electrisch vermogen (lasstroom), waarbij de beide andere 10 bekende parameters, te weten de op de elektroden uitgeoefende krachten en de lastijd worden gefixeerd op een zodanige . wijze dat deze in overeenstemming zijn meteen bepaalde toepassing, zoals de te lassen produkten.

De veranderingen van de electroden tijdens het gebruik 15 (slijtage), het opnieuw in de juiste vorm brengen van deze (frezen) of de vervanging ervan vereisen normaal de aanpassing van het hiervoor genoemde electrisch vermogen.

Wanneer dit onvoldoende is zullen de lassen onvolkomen zijn en dien tengevolge een te geringe sterkte vertonen of 20 met het risico dat deze vast gaan zitten. Een te groot vermogen brengt een te snelle slijtage of verbruik van de electroden teweeg en kan op systematische wijze uitlopen in het verschijnsel van het bij elke las spatten.

(Fr.: Projection), hetgeen een tijdelijk instabiliteits-25 verschijnsel is, veroorzaakt door het uitwerpen van gesmolten materiaal van tussen de te lassen platen, hetgeen ten koste zal gaan van de sterkte van de gevormde samenstellen.

8003845 Ϋ % - 2 -

Uit bovenstaande overwegingen blijkt dat het electrisch vermogen binnen bepaalde grenzen moet worden gehandhaafd, waarbij de onderste en bovenste waarden van deze grenzen tijdens het proces kunnen variëren, bijvoorbeeld als 5 gevolg van de veranderingen van de electroden.

In bepaalde omstandigheden kan de aanpassing van het electrisch vermogen aan de optimale waarde moeilijkheden geven, daar dit moet geschieden zonder dat de lasser over objectieve informatie beschikt over de kwaliteit van de 10 gevormde las.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting, welke bij de industriële.massaproductie kan worden toegepast, waarbij, bij voorkeur automatisch, de lasomstan-digheden op optimale wijze kunnen worden gehandhaafd.

15 De uitvinding is gebaseerd op het verschijnsel dat tijdens een lopende productie,zoals bijv. assemblage van autocaros-seriën, een bepaald aantal lassen het Verschijnsel vertonen van spatten of projecties.

Het is verrassenderwijs gebleken dat de frequentie van dit 20 spatten of projecties een 'aanwijzing kan zijn voor het kwaliteitsniveau van de lassen. Wanneer het lasvermogen te gering is zijn er geen spatten of slechts zeer weinig, waarbij het risico optreedt van gehechte punten (Fr. : Points collés).

25 Wanneer het lasvermogen te groot is -zijn alle lassen of een groot aantal daarvan de bron van spatten of projecties met het risico van vervorming als gevolg van een te grote penetratie van de electroden en materiaalverlies ter plaatse van de las.

30 Een werkwijze volgens de uitvinding vertoont derhalve als bijzonderheid dat tijdens het lassen zelf waarnemingen plaats vinden van de laspunten waar spatten optreden, waarbij het 8003845 - 3 - V ' r kwaliteitsniveau van de lassen wordt bepaald als functie van de frequentie van het spatten of van de projecties, welke tijdens het lassen optreden, waarbij dienovereenkomstig de lasomstandigheden worden aangepast.

5 Overeenkomstig een variant volgens de uitvinding worden de laspunten die de bron zijn van spatten of projecties waargenomen door het meten van de versnelling van tenminste één van de beide electrodendragers, bij voorkeur in een richting evenwijdig aan de hartlijn van de electrodedrager.

10 Voor het geval dat de versnelling van beide electrodedragers wórdt gemeten, wordt het verschil van deze beide gemeten versnellingen bepaald voor het verkrijgen van de relatieve versnelling tussen de beide electrode-dragers, waarbij deze relatieve versnelling als uitgangspunt dient voor het bepalen 15 van de frequentie van de spatten of projecties. ·

Overeenkomstig een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt voor het regelen van de lasomstandigheden gebruik gemaakt van het regelen van het electrisch lasvermogen.

Volgens de uitvinding wordt het lasvermogen zodanig aangepast 20 dat het percentage van de spattende lassen of de projecties binnen bepaalde vooraf vastgestelde grenzen blijft, waarbij deze aanpassing als volgt wordt uitgevoerd : het percentage van het spatten of van de projecties voor een bepaald aantal lassen wordt berekend®$anneer dit percentage lager is dan de 25 onderste grens wordt het electrisch vermogen vergroot; wanneer het percentage boven de bovenste grens ligt wordt het electrisch vermogen verminderd.

Deze uitvoeringsvariant biedt voordelen bij een lopende productie, waarbij het practisch onmogelijk is het optreden 30 van spatten of projecties te voorkomen als gevolg van variaties in de uitvoering van de platen of van de toestand van de electroden.

8003845 - 4 -

Volgens de uitvinding wordt bij voorkeur het electrisch vermogen aangepast binnen bepaalde grenzen en de gevallen waar het electrisch vermogen buiten deze grenzen komt wordt waargenomen door het in werking stellen van alarm-5 signalen. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn wanneer de electroden een te geringe diameter hebben of sterk zijn beschadigd, daar in die omstandigheden het spatten optreedt bij een te gering vermogen.

Overeenkomstig een variant volgens de uitvinding wordt het 10 electrisch vermogen op een zo hoog mogelijke waarde gesteld, doch lager dan die waarde waarbij de spatten optreden. Daartoe wordt van tijd tot tijd het electrisch vermogen vastgesteld, waarbij spatten optreden en het arbeidsvermogen wordt op deze waarden vastgesteld verminderd met een 15 zekere drempelwaarde.

Deze uitvoering is in het bijzonder van belang bij een productie waar hoge eisen worden gesteld, zoals bijv. voor het lassen van benzinetanks, waarbij de dichtheid essentieel is. In dergelijke omstandigheden is het van belang het 20 optreden van spatten of projecties in verregaande mate te voorkomen.

Overeenkomstig nog een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt gebruik gemaakt van de lastijd voor het regelen van de lasomstandigheden. In dat geval wordt de 25 electrische lasstroom onderbroken zodra spatten optreden.

Bij het lassen van beklede staalsoorten treden overgangsverschijnselen op als gevolg van de eliminatie van de bekleding tijdens de eerste lascycles .Dit overgangsverschijnsel mag niet in aanmerking worden genomen bij het 30 waarnemen en vaststellen van de spatten of projecties volgens de uitvinding en daartoe wordt de waarneming daarvan gedurende de eerste paar cycles (1 tot 5) van het lassen getemporiseerd.

8003845 - 5 - .- ·»

De uitvinding betreft eveneens een inrichting voor het toepassen van de hierboven beschreven werkwijze.

Daartoe wordt voorgesteld een lasinrichting te voorzien van tenminste één versnellingsmeter, welke op een electrode-5 drager van een weerstandlasmachine· is gemonteerd, waarbij de hartlijn waar langs de versnellingsmeter de meting verricht, bij voorkeur evenwijdig verloopt aan de hartlijn van de electrodedrager.

Deze versnellingsmeter kan zowel op de vaste als op de 10 beweegbare electrodedrager zijn bevestigd, wanneer het gaat om een stationaire lasmachine.

Een dergelijke versnellingsmeter is eveneens bruikbaar bij een draagbare lastang.

De lasmachine kan zowel een puntlasmachine zijn.als een 15 rolnaadlasmachine, een machine voor het geven van een serie impulsen, een laspers (bossage). Het zal duidelijk zijn dat de inrichting twee versnellingsmeters kan omvatten, waarbij er op elke electrodedrager één is bevestigd.

Bij voorkeur wordt voor de versnellingsmeter gebruik gemaakt 20 van een piëzoelectrisch systeem.

Volgens de uitvinding kan de inrichting voorts voorzien zijn van een electronisch deel ingericht voor het bewerken van het versnellingsmetersignaal en voort /vervolgens beïnvloeden van het electrisch lasvermogen of voor het onderbreken 'van de 25 lasstroom, /het

Ter verduidelijking van de uitvinding zal onder verwijzing naar de tekening een uitvoeringsvoorbeeld worden beschreven.

8 0 ü 3 8 4 5 - 6 - '

Figuur 1 toont een eenvoudige montage van een versnellings-meter op een electrodedrager;

Fig. 2 toont een registratie zoals die verkregen is bij het lassen van een niet beklede staalplaat met een dikte van 5 1 mm door middel van een versnellingsmeter bevestigd op de beweegbare electrodedrager van een stationaire machine zonder dat spatten optreedt;

Fig. 3 toont een registratie overeenkomstig fig. 2 doch met het optreden van spatten; en 10 Fig. 4 toont enkele registraties verkregen met een versnellingsmeter in het geval van staal met een dikte van 0,6 mm en bekleedt met een mengsel van zink en aluminium waarbij uitsluitend de lasfase is weergegeven.

Zoals uit fig. 1 blijkt is een laselectrode 1 aangebracht 15 in een electrodedrager 2. Deze laatste is voorzien van een steun 3 ter bevestiging van een versnellingsmeter 4 welke bestemd is voor het waarnemen en meten van de versnelling in de richting van de hartlijn van de electrodedrager 2.

Een dergelijke uitvoering heeft het voordeel van een een- * 20' voudige montage die weinig ruimte in beslag neemt, terwijl de gevoeligheid groot is. Voor de versnellingsmeter wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een piêzo-electrisch systeem.

In fig. 2 heeft het bovenste gedeelte a betrekking op de 25 lasstroom en de pieken 5 geven de stroomdoorgang weer tijdens l^et lassen zelf.

Het onderste deel b betreft het waarnemen van de versnellingen en omvat de volgende verschillende delen : - 6 correspondeert met het neerlaten van de electrodedrager, 30 - 7 correspondeert met het aandrukken van de electrode- — drager op de platen, 8003845

V

Γ - 7 - - 8 geeft de tijd voor het aandrukken weer/ - 9 geeft de lastijd weer; dit gedeelte vertoont geen oscillaties : tijdens het lassen zijn geen spatten of projecties waar-genomen; 5 - 10 betreft de vasthoudtijd na het lassen, - 11 correspondeert met het opkomen van de electrode- drager, - 12 betreft aanslaan van de electrodedrager in het gestel van de lasmachine.

10 Fig. 3 correspondeert met fig. 2 met dit verschil dat tijdens het lassen in fase 9 het signaal 13 van de ver-snellingsmeter wordt verkregen.

Tijdens het lassen is in dit geval spatten'of projecties waar-genomen.

15 In fig. 4 heeft grafiek a7 betrekking op de doorgang van de electrische stroom tijdens het lassen zelf (signaal 5) en het diagram b^ heeft betrekking op de registratie van de versnellingsmeter in geval van een bekleed staal.

Het geregistreerde signaal 14 is geen aanwijzing voor het 20 optreden van spatten, maar betreft een overgangsverschijnsel als gevolg van het verdwijnen van de bekleding tijdens de eerste cycles van het lassen.

De grafieken a2 en b2 hebben betrekking op het lassen van een bekleed staal - bij het optreden van spatten tijdens 25 de lasfase. Dit spatten wordt aangeduid met het signaal 13 van de versnellingsmeter. Evenals in grafiek b^, heeft het signaal 14 betrekking op het verschijnsel van.de verwijdering van de bekleding tijdens de eerste cycles van het las sten.

30 Teneinde geen rekening te houden met het overgangsverschijnsel wordt zoals hiervoor reeds opgemerkt, de detectie of waarneming van de versnellingsmeter getemporiseerd tijdens de eerste lascycles bijv. 1 tot 5 cycles.

8003845 -if «τ' - 8 - r

Het toepassingsgebied voor het waarnemen van de spatten is uitgebreid en betreft in het bijzónder voor wat staal betreft : - staal niet bekleed : zacht staal, staal van hoge 5 sterkte; - bekleed staal : gegalvaniseerd, verlood, electrisch verzinkt, geleidende verf, bijv. zincro-metaal), mengsel van Zn-Al (galvalume), 10 en dergelijke.

8003845

Claims (14)

1. Werkwijze voor het controleren van het weerstandslassen, met het kenmerk dat tijdens de fase van het lassen zelf, de laspunten, welke bron zijn van het optreden van spatten of projecties, worden waargenomen, het niveau 5 van de kwaliteit van de lassen wordt bepaald als functie van de frequentie van spatten, die tijdens het lassen optreden en Waarbij dienovereenkomstig de lasomstandig-heden worden beïnvloed.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de 10 laspunten, welke bron zijn van spatten, worden opgespoord door middel van het meten van de versnelling van tenminste één van beide electrodedragers, bij voorkeur in de richting evenwijdig aan ,de hartlijn van dè electrode-drager.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat voor het geval de versnelling wordt gemeten van beide electro-“dedragers, het verschil van dewaargenomen versnellingen wordt bepaald voor het verkrijgen van de relatieve versnelling tussen de beide'electrodedragers, waarbij deze 20 relatieve versnelling als uitgangspunt dient voor het bepalen van de frequentie van het spatten.

4. Werkwijze volgens één der conclusies 1 tot 3, met het kenmerk dat de lasomstandigheden, welke worden beïnvloed, het electrisch lasvermogen is.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het lasvermogen wordt aangepast op een zodanige wijze, dat het percentage van spattende lassen wordt gehandhaafd binnen bepaalde grenzen, waarbij deze aanpassing als volgt wordt uitgevoerd : het percentage van spattende la.ssen 30 op een bepaald aantal lassen wordt berekend en wanneer dit percentage lager is dan de onderste grens, wordt het 8003845 if - 10 - ' electrisch vermogen vergroot; wanneer het percentage hoger is dan de bovengrens wordt het electrisch vermogen verlaagd.

6. Werkwijze volgens één der conclusies 4 of 5, met het ken-5 merk, dat de aanpassing van het electrisch vermogen binnen vooraf bepaalde grenzen wordt gerealiseerd, terwijl de gevallen, waarbij het electrisch vermogen buiten deze grenzen komt te liggen wordenwaargenomen en gebruikt voor het inschakelen van een alarmsignaal.

7. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het electrisch vermogen wordt aangepast aan de hoogst mogelijke waarde, doch lager dan de waarde waarbij spatten optreedt.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, <jlat van tijd tot tijd het electrisch vermogen wordt vastgesteld, 15 waarbij spatten optreedt,en waarbij het werkvermogen wordt vastgesteld op deze waarde verminderd met een bepaalde drempelwaarde.

9. Werkwijze volgens één der conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, daÏ70c?<l’ lasomstandigheid, welke wordt beïnvloed, 20 de lastijd wordt gekozen.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de toevoer van electrische lasstroom wordt onderbroken zodra spatten worden weggenomen.

11. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het 25 kenmerk, dat bij het lassen van beklede staal, het waarnemen van spatten tijdelijk wordt onderbroken tijdens de eerste lascycles ( 1 tot 5 cycles).

12. Inrichting voor het toepassen van de werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, gekenmerkt door tenminste 30 êén versnellingsmeter, welke is vastgezet aan een electrode- 8003845 c r - 11 - drager van een weerstandlasmachine, waarbij de meetas van de versnellingsmeter bij voorkeur evenwijdig verloopt met de hartlijn van de electrodedrager.

13. Inrichting volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat 5 de versnellingsmeter voorzien is van een pièzo-electrisch systeem.

14. Inrichting volgens conclusie -12 of 13, gekenmerkt door een electronisch deel, dat is ingericht voor het verwerken van het signaal van de versnellingsmeter en voor het 10 vervolgens inwerken op het electrisch lasvermogen of door het onderbreken van de doorgang van de electrische s troom. 8003845