DE10306863B3

DE10306863B3 - Verfahren zum randseitigen Verschweißen zumindest zweier Bauteile mittels Lichtbogenschweißen

Info

Publication number: DE10306863B3
Application number: DE2003106863
Authority: DE
Inventors: Jochen Petersen; Ulf Würdemann
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2023-02-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum randseitigen Verschweißen zumindest zweier Bauteile mittels Lichtbogenschweißen, welches ohne Zusatzwerkstoff mit sich nichtverzehrender Elektrode durchgeführt wird, wobei der Lichtbogen zur Verschweißung der Bauteile auf einen Fügespalt zwischen den Bauteilen gerichtet wird. Um in einfacher Weise eine gegenüber mechanischen Belastungen ausreichend haltbare Schweißverbindung zwischen zwei Bauteilen zu erzielen, wird vorgeschlagen, dass vor dem Verschweißen an dem Rand wenigstens eines Bauteils Abstandhalter ausgebildet werden, dass die Bauteile anschließend zueinander positioniert werden, wobei diese sich randseitig nur im Bereich der Abstandhalter berühren und dass beim nachfolgenden Verschweißen die Abstandhalter im Schmelzbad der Ränder aufgelöst werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum randseitigen Verschweißen zumindest zweier Bauteile mittels Lichtbogenschweißen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 33 28 204 A1 bekannt. Hierbei werden zwei ebene Bauteile mit ihren randseitigen Abschlusskanten auf Stoss fest aneinander gelegt und von oben auf den Fügespalt ein Lichtbogen gerichtet. Hierbei werden die aneinanderliegenden Ränder der Bauteile miteinander verschweißt. Beim vorliegenden bekannten Lichtbogenschweißen wird mit einer nichtschmelzenden Elektrode ohne Zusatzwerkstoffe gearbeitet. Das bekannte Verfahren hat den Nachteil, dass die Einbrandtiefe relativ gering ist, so dass die erreichte Verbindung bei Bauteilen die mechanisch höher belastet werden nicht ausreichend haltbar ist.

Die DE 199 26 796 A1 zeigt ein Schweißteil mit zwei miteinander mittels Lichtbogenschweißen zu verschweißenden Bauteilen. Die beiden Bauteile sind voneinander beabstandet gehalten, wobei eines der beiden Bauteile an der Schweißstelle einen Schmelzüberstand aufweist, der im wesentlichen das Schweißmaterial für die Schweißnaht bildet. An dem nichtüberstehenden Bauteil ist gemäß 11 eine Sicke angeprägt, die der Abstützung des Schmelzbades dient. Der Randbereich des einen Bauteils wird abgeschmolzen, wonach das Schmelzbad in der Sicke aufgefangen wird. Hierbei werden die Kanten der Sicke von dem Schmelzbad überdeckt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterzubilden, dass in einfacher Weise eine gegenüber mechanischen Belastungen ausreichend haltbare Schweißverbindung zwischen zwei Bauteilen erzielt wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Bislang wird in der Fachwelt davon ausgegangen, dass der Abstand der zu verschweißenden Bauteile, also die Breite des Fügespaltes, möglichst klein ist. Im Idealfall liegen die Teile fest auf- bzw. aneinander. Die Erfindung geht demgegenüber einen völlig gegenläufigen Weg. Die Erfindung fußt nämlich auf dem Gedanken, durch das Vorsehen von Abstandshaltern einen definierten Spalt zwischen den beiden Rändern der aneinanderliegenden und zu verschweißenden Bauteile einzustellen, so dass der Lichtbogen die Fügenaht besser durchdringen und die Ränder der Bauteile umfassender beaufschlagen kann. Hierbei wird in einfacher Weise ein tieferer Einbrand ermöglicht, was eine besonders hohe Qualität für die entstehende Schweißverbindung erbringt. Dies führt zu einer ausreichend hohen Haltbarkeit der Schweißverbindung gegenüber auch größeren mechanischen Belastungen. Des weiteren können durch die erfindungsgemäße Lösung auch Bauteile miteinander zusatzmaterialfrei und dadurch mit verringertem verfahrenstechnischen und apparativen Aufwand verschweißt werden, die bislang nur mit Zusatzwerkstoff verschweißt werden konnten.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:
1 in einer seitlichen Ansicht eine Pedalschale mit Abstandhaltern gemäß der Erfindung,
2 in einer seitlichen Ansicht einen vergrößerten Ausschnitt eines Randes der Pedalschale aus 1 mit einem Abstandhalter,
3 die Pedalschale aus 1 mit Abstandhaltern in einer Draufsicht.
In 1 ist eine erste Halbschale 1 eines Pedals eines Pedalwerks eines Kraftfahrzeuges dargestellt, welche nahezu umlaufend einen ebenen Rand 2 aufweist, der als Schweißflansch für den Gegenflansch der in etwa spiegelgleich ausgebildeten zweiten Halbschale dient. Zur Erreichung einer ausreichend guten Haltbarkeit der auszuführenden Schweißverbindung zwischen beiden Bauteilen werden Abstandhalter 3 randseitig ausgebildet. Diese Abstandhalter 3 werden in einfacher Weise aus dem Rand 2 ausgeprägt, indem dessen – von der anliegenden Stelle der ersten Pedalhalbschale 1 aus gesehen – Oberseite 4 prägebeaufschlagt wird. Insoweit werden also in den Rand 2 Mulden 5 eingedrückt (2), die von der Unterseite 6 als Noppen 7 zur zweiten Pedalhalbschale hin abragen (3). Es ist dabei denkbar, dass die Abstandhalter 3 auch an der zweiten Pedalhalbschale in gleicher Weise ausgebildet werden. Diese können lagegleich zu den Abstandhaltern 3 der ersten Halbschale 1 angeordnet oder bezüglich diesen alternierend ausgebildet sein, so dass nach dem Aufeinanderlegen der beiden Halbschalen die Abstandshalter 3 der zweiten Halbschale in einen Zwischenraum 8 (3) zwischen den Noppen 7 der ersten Halbschale 1 ragen und sich an der Unterseite 6 der ersten Halbschale 1 abstützen. Die Form der Abstandhalter 3 kann im Rahmen der Erfindung auch völlig von der des Noppens 7 abweichen.
Es hat sich in der Praxis für das Schweißergebnis als vorteilhaft erwiesen, wenn die Höhe der Noppen 7 im Bereich zwischen 0,2 mm und 0,5 mm liegt. Ebenso günstig ist es, wenn die Länge der Noppen 7 in Umlaufrichtung des Randes 2 in etwa 3 mm bis 5 mm und die Breite ungefähr 1,5 mm beträgt. Um den Fügespalt möglichst gleichmäßig zu halten, wurde der Zwischenraum 8 zwischen den Noppen 7 mit etwa 25 mm bis 30 mm bemessen. Diese Abmessungen der Noppen sind derart gewählt, dass diese beim Verschweißen sich im Schmelzbad der Ränder 2 auflösen und nach der Schweißoperation nicht mehr zu sehen sind, so dass die Noppen 7 keine schweißnahtschädigende Kerbwirkung bei einer mechanischen Belastung der miteinander verschweißten Bauteile entfalten können.
Nach der Ausprägung der Noppen 7 werden die Bauteile mit ihren Rändern 2 zur Positionierung aufeinandergelegt, wobei die Bauteile sich mittels der Abstandshalter 3 randseitig nur im Bereich der Abstandhalter 3 berühren. Alsdann werden die Ränder 2 der Halbschalen miteinander per Lichtbogenschweißen ohne Zusatzwerkstoff mit sich nichtverzehrender Elektrode miteinander verschweißt, wobei der Lichtbogen zur Verschweißung der Bauteile auf den Fügespalt zwischen den Bauteilen gerichtet wird. Für diese Art von Lichtbogenschweißen kommt beispielsweise das Plasmaschweißen oder das WIG-Schweißen in Frage. Beim Verschweißen werden die Abstandhalter 3 im Schmelzbad der Ränder 2 aufgelöst. Es ist hierbei anzumerken, dass nach erfolgtem Schweißen gegebenenfalls Spuren der Mulden 5 noch zu sehen sind, an denen nachträglich auf die Art des Schweißverfahrens rückgeschlossen werden kann.
Als Variante zum oben beschriebenen Ausführungsbeispiel können die Abstandshalter 3 an den Abschlusskanten des jeweiligen Randes der Bauteile ausgebildet, vorzugsweise angeformt sein, und zwar in dem Fall, wenn die Bauteile zur Verschweißung nicht aufeinander gelegt sondern aneinander auf Stoß gebracht werden. Die Bauteile werden anschließend entlang des Fügespaltes unter Abstandwahrung mittels der Abstandhalter 3 miteinander verschweißt, wobei die Verschweißung durch die durch die Abstandshalter 3 hervorgehende verbesserte Zugänglichkeit für den Lichtbogen ohne weiteres über die gesamte Dickenerstreckung der Bauteile erfolgen kann.
Es sei abschließend betont, dass die Erfindung nicht auf die Herstellung von Pedalen aus Halbschalen beschränkt ist, sondern alle beliebigen Bauteile umfasst, die durch Lichtbogenscheißen mit nichtabschmelzender Elektrode und ohne Zusatzwerkstoff miteinander verschweißt werden sollen.

Claims

Verfahren zum randseitigen Verschweißen zumindest zweier Bauteile mittels Lichtbogenschweißen, welches ohne Zusatzwerkstoff mit sich nichtverzehrender Elektrode durchgeführt wird, wobei der Lichtbogen zur Verschweißung der Bauteile auf einen Fügespalt zwischen den Bauteilen gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verschweißen an dem Rand (2) wenigstens eines Bauteils (1) Abstandhalter (3) ausgebildet werden, dass die Bauteile anschließend zueinander positioniert werden, wobei diese sich randseitig nur im Bereich der Abstandhalter (3) berühren und dass beim nachfolgenden Verschweißen die Abstandhalter (3) im Schmelzbad der Ränder (2) aufgelöst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandhalter (3) des einen Bauteils (1) aus seiner dem anderen Bauteil zugewandten Unterseite (6) oder Oberseite ausgeprägt wird und dass die Bauteile mit ihren Rändern (2) aufeinandergelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (3) an den Abschlusskanten des jeweiligen Randes (2) ausgebildet und dass zur Verschweißung der Bauteile deren Ränder (2) auf Stoß unter Ab standwahrung mittels der Abstandhalter (3) aneinandergefügt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (3) an den Abschlusskanten des jeweiligen Randes (2) angeformt werden.