NO142066B - Anordning for halv- eller helautomatisk elektrisk motstandssoemsveising av platemateriale - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning for halv- eller helautomatisk elektrisk motstandssømsveising av platemateriale til sylindrisk boksemne uten forhåndshefting av platekantene i sveisesømmen, hvilke platekanter overlapper hverandre og sveises ved hjelp av elektroderuller hvis akser danner en vinkel med normalplanet gjennom sveisesømmen, slik at platekantene skyves over hverandre under medhjelp av en foran elektroderullene anordnet Z-formet skinne som opptar platekantene og styrer disse til overlapping på sveisestedet.

De enkelte trekk ved en anordning av denne art er i og for seg kjent og har hver for seg fordelaktige egenskaper, nemlig: Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning av den ovenfor nevnte art som kombinerer disse egenskaper i én arbeidsoperasjon, og: a) Føringsretningen gjøres slik at kantene på sveisestedet overlapper hverandre minst 3 og høyst 6 blikktykkelser. b) Trådelektroden utført som flattrådelektrode med en bredde større enn overlappingen av blikkantene i sømmen. c) Den Z-formede skinnes bunnpartier løper sammen i sveiseretningen. d) Elektroderullenes akser har en vinkel til normalplanet for sveiseretningen, slik at blikkantene derved skyves over

hverandre.

Overlapping av blikket i sømmen bør være minst mulig og sveisingen må kunne utføres uten forutgående hjelpe-hefting og i en enkelt operasjon. Videre må sømmen være gass-og væsketett og optisk reaksjonsdyktig, og fortykkelsen på overlappingsstedet bør være minst mulig for ikke å påvirke etterfølgende arbeidsoperasjoner på negativ måte.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en førings-innretning som foruten den Z-formede skinne omfatter en kalibreringskrans i høyde med sveisestedet og foran denne i materetningen føringsbakker som fra siden ligger fjærende an mot boksemnet med til forholdene tilpasset presstrykk av platekantene mot bunnen av sporene i den Z-formede skinne og gir en avtagende overlapping mot sveisestedet på minst 3 ganger og høyst 6 ganger platetykkelsen, idet elektroderullene fører flattrådelektroder med.en bredde som er større enn overlappingen av platekantene på sveisestedet.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå

av kravene 2-7.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser i sideriss en del av en motstandssveisemaskin med den øvre og nedre sveisearm. Fig. 2 viser i større målestokk sveiserullene sett forfra med de kanter som skal sveises sammen mellom seg. Fig. 3 viser sveiseelektroderullene på fig. 2 sett ovenfra. Fig. 4 viser et snitt gjennom en Z-formet styreskinne for de kanter som skal sveises sammen, langs linjen IV-IV på fig. 5.

Fig. 5 viser et snitt langs linjen V-V på fig.

4 gjennom den Z-formede skinne.

Fig. 6 viser et snitt gjennom anordningen på

fig. 4 langs linjen VI-VI.

Fig. 7 viser et snitt gjennom to trådformede sveiseelektroder og de to kanter som skal sveises sammen.

Fig. 8 viser en sentreringskrans sett forfra

i bevegelsesretningen av de kanter som skal sveises sammen, vinkelrett på sveiseplanet.

Utførelseseksempelet viser en halv- eller helautomatisk sømsveisemaskin for langsgående sveising av blikk-kanter som f.eks. prinsipielt beskrevet i sveitsisk patent nr. 370.175 og i visse enkeltheter i sveitsisk patent nr. 429.982.

Fig. 1 viser en del 1 av en motstandssveisemaskin med en nedre, fast sveisearm 3 og en øvre, svingbar sveisearm 5. I enden av disse sveisearmer 3,5 er det anordnet en nedre sveiseelektroderulle 7 og en øvre sveiseelektroderulle 9.

Over disse elektroderuller 7,9 er det ført en trådelektrode 11 med tilnærmet rektangulært tverrsnitt hvor bredde-tykkelses-forholdet c/b er ca. 1:2,5 til 1:5 vanligvis .1:3,3 .til 1:4,5. Det handler seg her om en på sveisemaskinen flatvalset rund

Elektrodesveiserullene 7,9 er utformet med akseltapper 15,16 som er lagret i gaffelformede ender i armene 5,7- Sveiseelektroderullene 7 og 9 er forsynt med et spor 18 for opptak av trådelektroden 11. Trådelektroden 11 rager som vist på fig. 2 ut over omkretsen av rullene 7 og 9

og ligger forøvrig i sporet 18.

På fig. 4 er foruten den Z-formede skinne 13

også vist en sarg 20 med kanter 21 og 22 som er ført i et øvre og nedre skinnespor 26 resp. 27, og som presses sammen ved hjelp av føringsbakker 32,33 og 3^ som presser sargkantene mot den øvre sporbunn 29 i sporet 26 og den nedre sporbunn 30 i sporet 27. Innstillbare fjærer 36,37 og 38 i den ene ende av sveisemaskinen understøtter de parvis anordnede føringsbakker 32,33 og 3^ med tilsvarende kraft på sargen 20 hvilket sikrer en nøyaktig føring av sargkanten 21 og 22 og særlig en nøyaktig overlapping av disse, hvilket er av avgjørende betydning for en tilfredsstillende sveis. Som det fremgår .av fig. 5 og 6 strekker de to skinnespor 26 og 27 resp. sporbunnene 29 og 30 seg ikke parallelt men mot hverandre i sveiseretningen. Ved. begynnelsen er avstanden mellom sporbunnene 29 og 30 slik at de overlappende sargkanter 21 og 22 av sargen 20 som skal sveises sammen ved utløpet og'.innløpet endres langs sargkanten fra f.eks. forholdet 1:4 til 1:8. Por et bestemt tilfelle kan begynnelsesverdien være 3,5 mm og endeverdien 0,8 mm for overlappingen, med en lengde av den Z-formede styreskinne på f.eks. 335 mm. Dette gir en vinkel mellom sargkantanleggs-flatene på den Z-formede skinne på ca. 20' til 60', og for foreliggende tilfelle fortrinnsvis 25' til 30'. Denne i sveiseretningen avtagende overlapping muliggjør at kantene langs sveisesømmen praktisk talt får konstant overlapping. Por å sikre dette må som følge av sprikevirkningen ved sveising og overlappingen på nevnte måte øke jo lenger overlappingen be-finner seg fra det egentlige sveisepunkt før sveisingen.

På samme måte virker også de på fig. 2 i overdreven grad svingede sveiseelektroderuller 7 og 9 hvis akser er svinget ut av normalplanet for sveiseretningen. Utsvingnings-vinkelen ligger fortrinnsvis i størrelsesorden av 1° (0,5 til 1,5°) på hver side av sveiseretningen, hvilken vinkel på fig. 3

er angitt med f og den totale vinkrl med 2 <<>f.

Derved sikres at de to sargkanter 21 og 22 selv

under selve sveisingen trykkes mot .hverandre slik at det som forsøk har vist dannes et blikklegeme med jevnt overlap-

pende sargkanter 21 og 22 hvis overlapping f.eks. er 0,8 mm.

Dette tilsvarer i praksis, slik finsliping har vist,

en pressveising hvor tykkelsen av sargen i området av sveisesømmen ikke er vesentlig større enn den enkelte blikktykkelse (ca. + 30%). Vanlig overlappingsveising gir den dobbelte blikktykkelse.

I denne forbindelse har det vist seg fordelaktig

at de overlappende sargkanter 21 og 22 på sveisestedet velges lik 3 til 6 ganger blikktykkelsen, mens bredden av tråd-

elektroden 11 velges tilsvarende 2 til 3 ganger overlappings-bredden. Denne bredde ligger f.eks. ved blikktykkelser i om-

rådet av 0,18 til 0,24 mm normalt i området av ca. 2 mm. Av økonomiske grunner tilstrebes en minimal bredde av elektrodetråden som ved ca. 2 mm er egnet for de beskrevne forhold.

En slik elektrodetråd fremstilles f.eks. av en rund tråd med

et tverrsnitt på 1,5 mm 2, men ved større blikktykkelser velges tilsvarende større overlappingsbredde og bredden av trådelektroden velges større, hvilket betinger en tykkere rund tråd som utgangstråd for trådelektroden.

For å sikre overlappingen av sargkantene som er betinget av den koniske form av skinnesporbunnene 29 og 30,

blir blikksargen ved hjelp av føringsbakkene 32-34 presset mot sporbunnene 29 og 30 hvilket trykk kan tilpasses ved hjelp av spenning og avspenning av fjærene 36, 37» 38. På fig. 6 er innstillingsavstanden h vist. Uten disse føringsbakker kan det ikke sikres et godt anlegg av sargkantene 21 og 22 i skinnen 13. Trykket på bakkene 32-34 må naturligvis ikke være for stort, ellers ville sargkantene 21 og 22 skade skinnen og/ eller transporten av sargen ville møte for stor motstand. De tre føringsbakker 32-34 danner i høyde med sveisestedet en sentreringskrans sammen med roterbare og innstillbare kalibreringsvalser 40 som vist på fig. 6 og 8. I stedet for enkle føringsbakker 32-34 kan det anvendes et antall nær hverandre anordnede fjærende sentreringskranser som utøver mindre friksjonsmotstand mot sargen.

Det er forsøkt å oppnå tilsvarende resultater ved tidligere sammenhefting av sargen langs sargkantene, men dette var ikke bare en meget kostbar fremgangsmåte, men førte også til uregelmessig overlapping og kvalitativt dårligere sveisesøm. Hvis man sløyfer sammenheftingen har det hittil vært mulig å frembringe en overlapping ned til 2 mm idet det på kjøpet måtte tas en tilsvarende oppbøyning av de bredere kanter. Dermed var imidlertid tilgangen til visse industrier, f.eks. levnetsmiddelindustri og drikkevareindustri utelukket.

På sveisestedet økte sveisetrykkét fra 0 ved den første berøring mellom sveiserullene og sargkantene til et maksimum i størrelsesorden 75 kp/mm 2, dvs. en gjennom-snittsverdi på 50 kp/mm2^ hvilket sammenlignes med vanlige verdier for utførelse av slike sveisinger betyr en økning på 25-50/5. I denne henseende er sveisekraften f.eks. 60 - 120 kp, fortrinnsvis 75 kp i motsetning til i nevnte tilfelle ca. 50 kp ved overlappingsveising. De målte verdiene forholdt seg f.eks. som 55:75. Disse verdier gjelder for blikktykkelser på 0,15 - 0,25 mm. De er tilsvarende høyere for større blikktykkelser. Således er overlappingen ved 0,4 mm blikktykkelse i sveiseområdet ca. 1,2 mm.

Strømforløpet i elektrodesveiseflåtene er hoved-saklig konsentrert til overlappingsområdet som er smalere enn den til rådighet stående bredde av elektrodesveiseflaten, slik at hele det gods som sveises sammen, omkrystalliseres i overlappingsområdet, dvs. sveiselinsen opptrer i hele overlappingsområdet . Da kantene av elektrodetråden rager ut over de hverandre overlappende blikkanter, og dermed byr strømmen en lengre overgangsvei fra en elektrode til den andre og tilsvarende større gjennomsnittsmotstand, er strømkonsentra-sjonen og tilsvarende oppvarming av disse kanter relativt liten, slik at elektrodekantene kan gi en jevn overgang i om-krystalliseringen i sveisegodset og derved ikke etterlate noen svekkende skjærespenning.

Derved hindres også ved ombøyning av de således sammensveisede blikkanter en opprivning av sveisesømmen, og da det ikke lenger dannes noen utbøyede kanter er det mulig å forsyne det hele problemløst med f.eks. kunststoff eller lakk. Ved anvendelse av gjennomgående stadig fornyede trådelektroder blir som bekjent tilsmussing og i dette tilfellet en øde-leggelse av elektrodeflåtene ikke lenger noe problem fordi elektrodetråden i seg danner elektrodesveiseflaten som løp-ende fornyes.

Utformingen av sveisesømmen er som nevnt ved denne fremgangsmåte optimalt ved den angitte trådprofil fordi den strekker seg over hele overlappingsområdet.

Ved anvendelse av flat elektrodetråd og en overlapping som beskrevet oppnås således at visse enkle kjente fordeler passende kan kombineres i én arbeidsoperasjon som resulterer i at blikkplater, særlig tynne blikkplater, med og uten metallbelegg uten videre forbehandling kan sammensveises ved hjelp av en klemt sveisesøm slik at det f.eks. er mulig på upåklagelig måte å sveise blikkbokser ved kontinuerlig drift.

Mellom to båndformede trådelektroder 41 (fig. 7) som er ført på to tilsvarende elektrodebærere 42, f.eks. elektroderuller, føres de to blikkdeler 43 og 44 som skal sammensveises. Blikkantene 43 og 44 er ført overlappende mellom de to trådelektroder 4l idet det området i hvilket de to blikkanter overlapper hverandre er smalere enn bredden av trådelektroden 41. Bredden av overlappingen i forhold til elektrodetrådbredden kan velges forskjellig idet imidlertid overlappingsområdet i et hvert tilfelle må være smalere enn trådbredden. Fortrinnsvis blir overlappingsområdet anordnet i midten av trådelektroden med en bredde som tilsvarer ca. halve trådbredden.

Hvis det anvendes en flat tråd med en bredde på

ca. 2 mm som elektrodetråd, så må de to blikkanter med en-overlapping på ca. 1 mm skyves inn midt mellom elektrodene slik at disse rager ut med ca. 0,5 mm på begge sider av overlappingsområdet. Ved denne fremgangsmåte oppnås at sveisingen skjer i hele overlappingsområdet slik at en utbøying av kantene hindres. Det oppstår således ingen skarpe kanter på sveisesømmen. Disse angivelser gjelder for blikktykkelser på ca. 0,15 0,3 mm.

Foreliggende oppfinnelse representerer således et

i praksis overordentlig viktig teknisk fremskritt, fordi det først på grunnlag av den foreliggende beskrevne fremgangsmåte og den tilsvarende innretning å fremstille blikkbokser hvis

søm i sin praktiske utførelse er en stump sveisesøm slik at bokssargen kommer svært nær en sømløs- utførelse. Det oppstår således ingen utragende frie kanter som kan gjøre blikkboksen ubrukbar for næringsmiddelindustrien som følge av fordervnings-f are.

Oppfinnelsen muliggjør videre en betydelig inn-sparing av blikk som sammenlignet med en blikkboks som er loddet innenfra og har en diameter på 52 ramler ca. 5%'

En maskin for fremstilling av sveisede blikkbokser arbeider med en matehastighet på 10 til 40 m pr. minutt og mer alt etter frekvensen av den anvendte sveisestrøm.

Ved en slik sveiseing oppnås^ som finslipning viser en praktisk talt homogen sveisesøm som i sveiseområdet får en struktur som den opprinnelige blikkplate og ikke som tidligere en støpestruktur, slik at selv etter sterk ombøyning opptrer ingen rissdannelser i motsetning til ved tidligere sveise-metoder, og dette er meget viktig for viderebearbeidelse av slike blikksarger for blikkbokser. Man oppnår således frem-ragende ombøyningsegenskaper og mulighet for å anvende dårligere blikkvalitet.

Stor produksjon og kvalitet av sveisesømmen, med

en fasthet av sveisesømmen som er minst like stor som for den opprinnelige blikkplate, som oppnås ved den beskreve teknikk med god viderebearbeidbarhet og belegning av sømmen med lakk eller med pulver, gjør. fremgangsmåten høyst anvendbar for levnetsmiddel-drikkevare- og aerosolindustrien.

Som følge av anvendelsen av flat sveisetråd er det mulig i kontinuerlig drift å sveise såvel svartblikk som metallbelagt blikk og dobbelt dekapert blikk uten forhåndsbe-handling. Også tinnfritt blikk kan sveises ved hjelp av denne fremgangsmåte, men en forutgående børsteoperasjon er nødvendig.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen byr på vesent-lige fordeler som nedenfor er sammenfattet:

1. Pressømsveising slik at skarpe blikkanter bortfaller.

2. Mindre krav til blikkvaliteten.

3. Fjerning av usveisede overlappingskanter på begge sider

av sveisesømmen.

Claims (7)

1. Anordning for halv- eller helautomatisk elektrisk motstandssømsveising av platemateriale til sylindrisk boksemne uten forhåndshefting av platekantene i sveisesømmen, hvilke platekanter overlapper hverandre og sveises ved hjelp av elektroderuller hvis akser danner en vinkel med normalplanet gjennom sveisesømmen, slik at platekantene skyves over hverandre under medhjelp av en foran elektroderullene anordnet Z-formet skinne som opptar platekantene og styrer disse til overlapping på sveisestedet, karakterisert ved en føringsinn-retning som foruten den Z-formede skinne (13) omfatter en kalibreringskrans (40) i høyde med sveisestedet og foran denne i materetningen føringsbakker (32,33,34) som fra siden ligger fjærende an mot boksemnet (20) med til forholdene tilpasset presstrykk av platekantene (21,22) mot bunnen (29,30) av sporene (26,27) i den Z-formede skinne og gir en avtagende overlapping mot sveisestedet på minst 3 ganger og høyst 6 ganger platetykkelsen, idet elektroderullene (7,9 resp. 42) fører flattrådelektroder (41) med en bredde som er større enn overlappingen av platekantene på sveisestedet.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at flatsveisetråden (41) har et forhold mellom tykkelse og bredde på 1:2,5 til 1:4,5.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at overlappingen i det minste tilnærmet er anordnet i midten av bredden av den til rådighet stående kontaktflate av den flate elektrodetråd.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at elektrodetråden (41) er flatvalset rund tråd.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at elektroderullenes (7,9) vinkel med normalplanet gjennom sveisesømmen er mellom 0,5° og 1,5°, fortrinnsvis 1° for å motvirke sprikevirkningen.

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at føringsbakkenes (32,33,34) avstand ved platekantenes innløp, alt etter kantlengden er ca. 3-8 ganger større enn ved utløpet, for å tilveiebringe en overlapping på fortrinnsvis 0,6 - 1,5 mm ved utløpet ved en platetykkelse på ca. 0,15 - 0,5 mm og en kantlengde på inntil ca. 500 mm.

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at kantanleggsflåtene har en sprikevinkel på ca. 20'-60', fortrinnsvis 25'-30'.