Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum halboder vollautomatischen elektrischen Widerstands-Längsnahtschweissen von Dosenkörpern aus zu Zargen gerollten, sich überlappenden Blechzuschnitten, mit von einer Rolle abzuziehenden, über Elektrodenrollen geführten Drahtelektroden, wobei Mittel vorgesehen sind, um die zu verschweissenden Ränder der Zargen überlappend zwischen die beiden Drahtelektroden zu führen.
Es sind Verfahren bekannt, bei denen zur Nahtschweissung von Blechen letztere überlappend zwischen zwei Elektroden hindurchgeführt werden müssen, wobei der überlappungsbe- reich der zu verschweissenden Blechkanten schmäler ist, als die Breite der Elektroden-Schweissflächen. Diese Verfahren eignen sich vorzüglich zur Verpresstschweissung von Eisenblechen ohne Fremdmetallbeschichtung. Sollen hingegen beschichtete Bleche, beispielsweise verzinkte oder verzinnte Bleche verschweisst werden, eignet sich dieses Verfahren ausgesprochen schlecht, da das überzugsmetall durch den Schweissvorgang auf die Elektroden übertritt, und somit die Kontaktflächen verunreinigt, womit ein häufiges überholen der Elektroden nötig gemacht wird.
Zudem eignen sich diese Verfahren nur wenig zur Schweissung von dünnen Blechen, beispielsweise mit einer Dicke von 0,15-0,3 mm, da in den Elektrodenschweissflächen nach kurzer Zeit Absätze entsprechend den Blechkanten entstehen, die zu für die Schweissung verlorenen Nebenschlusströmen führen, so dass ungleiche Schweissqualität und somit unbrauchbare Verbindungen entstehen.
Im weiteren sind Verfahren bekannt, bei denen zur Verschweissung von Blechen, die Kanten weit überlappend zwischen Drahtelektroden hindurchgeführt werden, wobei der überlappungsbereich der Kanten der zu verschweissenden Bleche breiter ist als die Breite der Elektroden-Schweissflächen. Dieses Verfahren eignet sich zur Verschweissung von beschichteten Blechen. Hingegen weist es folgende Nachteile auf:
Dadurch, dass der überlappungsbereich weiter gestaltet ist als die Schweissflächen, werden die äussersten Partien der Blechränder nicht verschweisst und es besteht die Tendenz, dass sich diese überlappenden, nicht verschweissten Ränder vom verschweissten Blech wegbiegen.
Dies hat zur Folge, dass beispielsweise bei Verwendung solcher Schweissverfahren für Behälter, letztere nachträglich kaum mehr, beispielsweise mit Kunststoff beschichtet werden könnten, da die wegstehenden Ränder unbeschichtbare Unstetigkeitsstellen bilden. Bei Verwendung so geschweisster Behälter können sich auch Unreinheiten zwischen den nichtverschweissten überlappungsberei- chen ansammeln, und bei empfindlichem Behälterinhalt diesen unter Umständen verderben. Es sind zwar Mittel, z. B. Nachpressrollen, die eine nachträgliche Verlötung der Blechkanten mittels der aus der Schweissnaht ausgequetschten metallischen überzüge bezwecken, bekannt, wobei aber entsprechende zusätzliche Vorkehrungen getroffen werden müssen, um den erwünschten Effekt zu erzielen.
Um nun zu einer ähnlich konzentrierten Schweissnaht zu gelangen, wie sie für die sich weit überlappende Naht mit runden oder elliptisch geformtem Drahtprofil erreicht wird, kann man den Effekt der Konzentration durch eine quasi Umkehrung des Effektes der Linienschweissung erreichen, wenn man zwischen flachen, breiten Kupferdrähten eine nur geringe überlappung der zu verschweissenden Kanten hindurchführt.
Werden aber als Drahtelektroden Flachdrahtelektroden verwendet, so führt dies zu einer im Verlauf des Schweissvorganges ungleichmässigen Ausbildung der Schweisslinie, deren optimale Form stetig elliptisch sein sollte. Ginge man aus diesem Grund dazu über, elliptische Drahtelektroden zu verwenden, so würde wohl die Schweisslinse gleichmässiger, jedoch ergäben sich wegen des Auftretens von Schweisspannungen Schwierigkeiten, da dadurch die Schweisslinse innerhalb der überlappung wandern könnte und die Blechränder sich deshalb ungleich abheben könnten, was wegen der einseitig verstärkten Kerbwirkung zu erhöhter Rissgefahr führte.
Da bei diesem Verfahren, insbesondere bei Verwendung von bandförmigen Flachdrahtelektroden, der Stromdurchtritt über die ganzen Elektrodenflächen erfolgte, und somit das zu verschweissende Gut im Bereich der ganzen Elektrodenschweissfläche erhitzt würde, bildeten sich dem Drahtprofil entsprechende Kerben im Schweissgut, deren Wirkung beispielsweise bei Bördelung so verschweisster Bleche zu Rissen führte.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, obgenannte Nachteile zu beheben. Zu diesem Zweck zeichnet sie sich dadurch aus, dass man die Zargenränder an der Schweisstelle um einen Betrag von höchstens sechs mal der Blechstärke sich überlappen lässt und dass man als Drahtelektroden Flachdrahtelektroden mit einer Breite grösser als die überlappung der Zargenränder an der Schweisstelle verwendet.
Das Verfahren wird anschliessend beispielsweise anhand einer Figur erläutert. Diese zeigt einen Querschnitt durch zwei Schweisselektroden mit eingeführten Blechen.
Zwischen zwei bandförmige Drahtelektroden 1, die auf zwei entsprechenden Elektrodenträgern 2, beispielsweise auf Elektrodenrollen, geführt sind, werden die zwei zu verschweissenden Bleche 3 und 4 eingeführt. Die zu verschweissenden Ränder der Bleche 3 und 4 werden überlappend zwischen die beiden Drahtelektroden 1 eingeführt, wobei der Bereich, in dem sich die beiden Bleche überlappen, schmäler ist als die Breite der Drahtelektroden 1. Das Mass der überlappung bezüglich der Elektrodendrahtbreite kann verschieden festgelegt werden, wobei jedoch der überlappungsbereich keinesfalls breiter als die Drahtbreite werden soll. Vorzugsweise wird der überlappende Bereich in die Mitte der Drahtelektroden positioniert, wobei seine Breite etwa der halben Drahtbreite entspricht.
Wir ein Flachdraht von ca. 2 mm Breite als Elektrodendraht gewählt, so werden die beiden Blechränder mit einer überlappung von ca. 1 mm zwischen die Elektroden in deren Mitte geschoben, so dass letztere den überlappungsbereich um ca.
0,5 mm überragen. Durch dieses Verfahren wird erreicht, dass die Schweissung im ganzen Bereich der überlappung zustande kommt, womit das Wegklaffen der Ränder verhindert wird. Es entstehen somit keine scharfen Kanten an der Schweissnaht.
Da der Strom austritt aus den Elektrodenschweissflächen sich im wesentlichen auf den überlappungsbereich konzentriert, der schmaler als die verfügbare Breite der Elektrodenschweissfläche ist, wird das gesamte zu verschweissende Gut im über- lappungsbereich umkristallisiert, d. h. die Schweisslinien und das ihr entsprechende Gefüge entsteht im ganzen überlappungsbereich.
Da die Ränder der Elektrodendrähte über nichtüberlappenden Blechrandzonen liegen, und sich somit für den an den Rändern der Elektrodendrähte austretenden Strom längere übertrittswege von einer Elektrode zur andern, und entsprechend höhere Durchtrittswiderstände ergeben, ist die Stromkonzentration und entsprechend die Erwärmung an besagten Rändern relativ gering, so dass die Elektrodenränder im Schweissgut einen stetigen übergang in der Umkristallisation und insofern keine schwächenden Kerben hinterlassen.
Dadurch wird auch bei Bördelung so geschweisster Bleche ein Aufreissen der Naht verhindert, und es ergibt sich die Möglichkeit, da keine abstehenden Kanten mehr entstehen, solche Bleche problemlos beispielsweise mit Kunststoff zu beschichten. Durch die Verwendung von durchlaufenden, sich stets erneuernden Drahtelektroden wird, wie bekannt, die Verschmutzung und in diesem Fall der Verschleiss der Elektrodenflächen zu keinem Problem, da ja der Elektrodendraht selbst die Elektrodenschweissfläche bildet und diese somit laufend erneuert wird. Die Ausbildung des Schweissgefüges ist.
wie erwähnt, bei diesem Verfahren ohne besondere Drahtprofilierung optimal, da sie sich über den ganzen überlappungsbe- reich erstreckt. Somit können problemlos Flachdrahtelektroden anstelle von elliptischen Drahtelektroden verwendet werden, wodurch wegen der grösseren Auflagefläche der Elektroden auf die entsprechenden Blechränder Verschiebungen der beiden Blechränder infolge der thermischen Erwärmung während der Schweissung wesentlich besser aufgefangen werden, ein Problem, das bei der Schweissung von sich nur wenig überlappenden Blechen gelöst werden muss.
Durch die Verwendung von Flachdrahtelektroden und eine überlappung, wie sie beschrieben wurde, wird somit erreicht, dass einfache bekannte Verfahrens-spezifische Vorteile so in einem Arbeitsgang passend kombiniert werden, dass ein Verfahren resultiert, das nunmehr erlaubt, Bleche, insbesondere Dünnbleche, mit metallischen überzügen, ohne weitere Vorbehandlung, mittels einer Quetschnaht zu verschweissen, so dass es nun möglich ist, beispielsweise Blechdosen im kontinuierlichen Betrieb, einwandfrei zu verschweissen.
The present invention relates to a method for the semiautomatic or fully automatic electrical resistance longitudinal seam welding of can bodies made of overlapping sheet metal blanks rolled to form frames, with wire electrodes to be pulled off a roll and guided over electrode rollers, means being provided to overlap the edges of the frames to be welded between the both wire electrodes.
Methods are known in which for the seam welding of metal sheets the latter have to be passed between two electrodes in an overlapping manner, the overlap area of the sheet metal edges to be welded being narrower than the width of the electrode welding surfaces. These processes are particularly suitable for the pressure welding of iron sheets without a foreign metal coating. If, on the other hand, coated sheets, for example galvanized or tinned sheets, are to be welded, this method is extremely poor, since the coating metal is transferred to the electrodes during the welding process and thus contaminates the contact surfaces, which necessitates frequent overhaul of the electrodes.
In addition, these methods are not very suitable for welding thin metal sheets, for example with a thickness of 0.15-0.3 mm, since after a short time shoulders appear in the electrode welding surfaces corresponding to the sheet metal edges, which lead to shunt currents lost for the welding, see above that uneven welding quality and thus unusable connections arise.
In addition, methods are known in which, for welding metal sheets, the edges are passed between wire electrodes with a large overlap, the overlap area of the edges of the sheets to be welded being wider than the width of the electrode welding surfaces. This process is suitable for welding coated metal sheets. However, it has the following disadvantages:
Because the overlap area is wider than the welding surfaces, the outermost parts of the sheet metal edges are not welded and there is a tendency for these overlapping, unwelded edges to bend away from the welded sheet metal.
This has the consequence that, for example, when such welding processes are used for containers, the latter can hardly be subsequently coated with plastic, for example, since the protruding edges form uncoatable discontinuities. When using containers welded in this way, impurities can also accumulate between the non-welded overlapping areas and, in the case of sensitive container contents, may spoil them. There are funds such. B. Postpress rolls, which aim to subsequently solder the sheet metal edges by means of the metallic coatings squeezed out of the weld seam, are known, but appropriate additional precautions must be taken to achieve the desired effect.
In order to achieve a similarly concentrated weld seam, as is achieved for the widely overlapping seam with a round or elliptically shaped wire profile, the effect of concentration can be achieved by a quasi reversal of the effect of the line welding when one is between flat, wide copper wires only a slight overlap of the edges to be welded leads through.
If, however, flat wire electrodes are used as wire electrodes, this leads to a non-uniform formation of the welding line in the course of the welding process, the optimal shape of which should be continuously elliptical. If, for this reason, one switched to using elliptical wire electrodes, the welding nugget would probably be more uniform, but difficulties would arise because of the occurrence of welding tensions, as this could cause the welding nugget to move within the overlap and the sheet metal edges could therefore stand out unevenly, which is because of the one-sided reinforced notch effect led to an increased risk of cracking.
Since with this method, especially when using ribbon-shaped flat wire electrodes, the passage of current took place over the entire electrode surfaces, and thus the material to be welded would be heated in the area of the entire electrode welding surface, notches corresponding to the wire profile were formed in the weld material, the effect of which, for example, is more welded when flanging Sheets led to cracks.
The present invention aims to remedy the above-mentioned disadvantages. For this purpose, it is characterized by the fact that the frame edges at the welding point can be overlapped by a maximum of six times the sheet metal thickness and that the wire electrodes used are flat-wire electrodes with a width greater than the overlap of the frame edges at the welding point.
The method is then explained using a figure, for example. This shows a cross-section through two welding electrodes with inserted metal sheets.
The two metal sheets 3 and 4 to be welded are inserted between two band-shaped wire electrodes 1, which are guided on two corresponding electrode carriers 2, for example on electrode rollers. The edges of the sheets 3 and 4 to be welded are inserted between the two wire electrodes 1 in an overlapping manner, the area in which the two sheets overlap being narrower than the width of the wire electrodes 1. The extent of the overlap in relation to the electrode wire width can be set differently , however, the overlap area should never be wider than the wire width. The overlapping area is preferably positioned in the middle of the wire electrodes, its width corresponding to approximately half the wire width.
If a flat wire approx. 2 mm wide is chosen as the electrode wire, the two sheet metal edges are pushed between the electrodes in the middle with an overlap of approx. 1 mm, so that the latter can reduce the overlap area by approx.
Protrude 0.5 mm. This process ensures that the weld occurs in the entire area of the overlap, which prevents the edges from gaping away. There are therefore no sharp edges on the weld seam.
Since the current emerging from the electrode welding areas is essentially concentrated on the overlap area, which is narrower than the available width of the electrode welding area, the entire material to be welded is recrystallized in the overlap area, i.e. H. the welding lines and their corresponding structure are created in the entire overlap area.
Since the edges of the electrode wires lie over non-overlapping sheet metal edge zones, and thus longer transfer paths from one electrode to the other and correspondingly higher passage resistances result for the current exiting at the edges of the electrode wires, the current concentration and correspondingly the heating at said edges is relatively low, see above that the electrode edges in the weld metal leave a steady transition in the recrystallization and therefore no weakening notches.
This prevents the seam from tearing open even when sheet metal sheets welded in this way are flanged, and there is the possibility, since there are no longer any protruding edges, of coating such sheets with plastic, for example, without problems. By using continuous, constantly renewed wire electrodes, as is known, the contamination and in this case the wear and tear of the electrode surfaces are not a problem, since the electrode wire itself forms the electrode welding surface and this is therefore continuously renewed. The formation of the weld structure is.
As mentioned, this method is optimal without any special wire profiling, as it extends over the entire overlap area. This means that flat wire electrodes can be used instead of elliptical wire electrodes without any problems, which means that, due to the larger contact surface of the electrodes on the corresponding sheet metal edges, displacements of the two sheet metal edges as a result of the thermal heating during welding can be absorbed much better, a problem that only slightly overlaps when welding Must be solved sheet metal.
Through the use of flat wire electrodes and an overlap, as has been described, it is achieved that simple known method-specific advantages are appropriately combined in one operation that a method results that now allows sheet metal, in particular thin sheet metal, to be coated with metallic coatings to be welded by means of a pinch seam without further pretreatment, so that it is now possible, for example, to weld tin cans in continuous operation.