DE2532252A1 - Flanged stud for arc welding onto metal base - where flange has progressively decreasing diameters which control arc - Google Patents

Abstract

At least three flange sections with different dias. are pre. employed with contours which blend into the adjacent sections in some cases; and the dia. of the end of the flange adjacent to the joint surface is pref. slightly larger than the shank dia. A good weld is obtd. even when the optimum welding parameters are not employed, i.e. the most suitable electric current and arc welding time.

Description

Schweissbolzen Die Erfindung betrifft einen Schweissbolzen zum Aufschweissen an metallischem Grundmaterial nach dem Lichtbogen-Schweissverfahren, mit einem Schaft und einem den Schaft im Durchmesser überragenden Schweissflansch. Welding stud The invention relates to a welding stud for welding on metallic base material after the arc welding process, with a shaft and a welding flange projecting beyond the diameter of the shaft.

Bei bekannten Schweissbolzen bildet die Stirnseite des flanschseitigen Endes des Schweissbolzens die Schweissfläche, welche in der Regel schwach kegelig, mit einem stumpfen Kegelwinkel, ausgebildet ist. Die Kegelspitze selbst, oder beispielsweise ein an der Schweissfläche zentrisch angeordneter, diese überragender Tip, dient als Zündspitze. Diese leitet bei angelegtem Schweissstrom und an die Schweissstelle herangeführtem Schweissbolzen das Zünden eines Schweisslichtbogens im Zentrum der Schweissfläche ein.In known welding studs, the end face of the flange-side The end of the welding stud is the welding surface, which is usually slightly conical, is formed with an obtuse cone angle. The cone tip itself, or for example a tip which is arranged centrally on the welding surface and protrudes from the surface is used as an ignition tip. This conducts when the welding current is applied and to the welding point welding studs brought up the ignition of a welding arc in the center of the Welding surface.

Insbesondere beim Kondensatorentladungs-Bolzenschweissen, wo die Zündung über eine Zündspitze erfolgt, tritt das Problem auf, dass bei unpräziser Abstimmung der Schweissparameter, insbesondere der Schweissenergie und der Lichtbogenbrennzeit, nur eine unzureichende Güte der Schweissverbindung erreicht wird.Especially with capacitor discharge stud welding, where the ignition occurs via an ignition tip, the problem arises that if the tuning is imprecise the welding parameters, in particular the welding energy and the arc burning time, only an inadequate quality of the welded joint is achieved.

So zeigt sich, dass beispielsweise bei zu grosser Schweissenergie an der im Bereich der Zündspitze liegenden Zone der Schweissfläche und in dem dieser Zone gegenüberliegenden Bereich des Grundmaterials ein tiefer kraterförmiger Einbrand auftritt. Ferner wird auch die Randzone des Schweissflansches stark angeschmolzen. Erfahrungsgemäss tritt in diesem Falle nur in dem unmittelbar an die Randzone angrenzenden Bereich der Schweissfläche eine Verschweissung mit dem Grundmaterial ein. Dies führt zu sogenannten Hohlschweissungen, d.h. es wird hauptsächlich in dem der Randzone unmittelbar benachbarten Bereich eine Verschweissung erzielt, während in der Mitte der Schweissfläche keine oder nur eine äusserst unzureichende Verbindung auftritt.This shows that, for example, if the welding energy is too great on the zone of the welding surface in the area of the ignition tip and in which it is Zone opposite area of the base material a deep crater-shaped penetration occurs. Furthermore, the edge zone of the welding flange is also strongly melted. Experience has shown that in this case it occurs only in the area immediately adjacent to the edge zone The area of the welding surface is welded to the base material. this leads to to so-called hollow welds, i.e. it is mainly in the edge zone immediately adjacent area achieved a weld, while in the middle There is no or only an extremely inadequate connection on the welding surface.

Bei zu geringer Schweissenergie tritt in der Zentrumszone der Schweissfläche wohl ein Einbrand von geringer Tiefe auf, dagegen wird in der Randzone des Schweissflansches keine zufriedenstellende Schweissverbindung erzielt, weil für die Schmelzbadbildung im Zentrum der Schweissfläche bereits ein Grossteil der Schweissenergie umgesetzt wurde und somit für die Schmelzbadbildung in der Randzone zu wenig Energie zur Verfügung steht.If the welding energy is too low, it occurs in the center zone of the welding surface probably a penetration of shallow depth, on the other hand in the edge zone of the welding flange no satisfactory welded joint achieved because of the weld pool formation A large part of the welding energy has already been implemented in the center of the welding surface and thus too little energy was available for the formation of the weld pool in the edge zone stands.

In den beiden vorgenannten Fällen wird der zwischen dem Zentrum und der Randzone liegende kreisringförmige Bereich der Schweissfläche, wenn überhaupt, so nur unzureichend verschweisst.In the two aforementioned cases, the one between the center and the annular area of the welding surface lying on the edge zone, if at all, so insufficiently welded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schweissbolzen zu schaffen, der auch bei nicht optimaler Abstimmung der Schweissparameter eine gute Schweissverbindung gewährleistet.The invention is based on the object of providing a welding stud create a good one, even if the welding parameters are not optimally coordinated Welded connection guaranteed.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Schweissflansch in Abschnitte mit unterschiedlichen, sich gegen das flanschseitige Ende des Schweissbolzens sich verkleinernden Durchmessern unterteilt ist.According to the invention, the object is achieved in that the welding flange into sections with different ones against the flange-side end of the weld stud is divided into decreasing diameters.

Zwischen den einzelnen Abschnitten bilden sich auf diese Weise am Schweissflansch des erfindungsgemässen Bolzens stufenweise versetzte Ringschultern. Nach der Zündung des Lichtbogens im Zentrum der Stirnfläche des Abschnittes mit kleinstem Durchmesser erfolgt zunächst unter Ausbildung eines stabilen Lichtbogens ein Anschmelzen dieses Abschnittes. Während dieses Schmelzvorganges wird der Schweissbolzen weiter gegen das Grundmaterial in das sich entwickelnde Schmelzbad bewegt. In der Folge überspringt der Lichtbogen auf die Ringschulter des angrenzenden Abschnittes mit grösserem Durchmesser, worauf der zweite Abschnitt mit grösserem Durchmesser angeschmolzen wird. Sodann bildet sich der Lichtbogen auch am nächstfolgenden Abschnitt mit grösserem Durchmesser.In this way, am form between the individual sections Welding flange of the bolt according to the invention, ring shoulders offset in steps. After the ignition of the arc in the center of the face of the section with The smallest diameter is initially carried out with the formation of a stable arc a melting of this section. During this melting process, the welding stud is moves further against the base material in the developing weld pool. In the Skips episode the arc on the ring shoulder of the adjoining Section with a larger diameter, whereupon the second section with a larger Diameter is melted. Then the arc also forms on the next one Larger diameter section.

Auf diese Weise erfolgt eine gesteuerte, stufenweise Lichtbogen- bzw. Schmelzbadausbildung vom Zentrum der Schweissfläche ausgehend zum Rand des Schweissflansches hin. Dies hat eine Vergrösserung des Schmelzbades und damit eine ganzflächige Verschweissung des Schweissflansches mit dem Grundmaterial zur Folge, sodass eine hochwertige Schweissverbindung entsteht.In this way, a controlled, step-by-step arc resp. The weld pool is formed from the center of the welding surface to the edge of the welding flange there. This results in an enlargement of the weld pool and thus a weld over the entire area of the welding flange with the base material, so that a high-quality welded connection arises.

Vorzugsweise weist der Schweissflansch wenigstens drei Abschnitte mit unterschiedlichem Durchmesser auf. Dies gewährleistet eine ausreichende Abstufung bzw. Beherrschung des Schweissprozesses und bringt erfahrungsgemäss sehr gute Resultate.The welding flange preferably has at least three sections with different diameters. This ensures sufficient gradation or mastery of the welding process and experience has shown that it brings very good results.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung weist die Mantelfläche einer Anzahl Abschnitte gegen den jeweiligen Abschnitt mit nächst kleinerem Durchmesser hin wenigstens einen Teilbereich mit sich verjüngender Kontur auf. Dieser Bereich kann sich entweder über die gesamte Höhe oder nur über einen Teil der Höhe des jeweiligen Abschnittes erstrecken. Auf diese Weise wird ein annähernd gleitender Uebergang des Lichtbogens von Ringschulter zu Ringschulter, d.h. von Abschnitt zu Abschnitt geschaffen, sodass eine ausreichende Lichtbogen-Ausbildung am Abschnitt mit grösstem Durchmesser auch dann erfolgt, wenn die Schweissenergie vergleichsweise gering ist. Der Bereich mit sich verjüngender Kontur kann beispielsweise facettenartig oder radiusförmig ausgebildet sein.According to a further proposal of the invention, the lateral surface a number of sections against the respective section with the next smaller diameter towards at least a partial area with a tapering contour. This area can either cover the entire height or only part of the height of the respective Extend section. In this way, an approximately smooth transition is made of the arc from ring shoulder to ring shoulder, i.e. from section to section created so that a sufficient arc formation on the section with the largest Diameter also takes place when the welding energy is comparatively low. The area with a tapering contour can be, for example, facet-like or be designed as a radius.

Mit Vorteil ist d~r Durchmesser des das flanschseitige Ende des Schweissbolzens tragenden Abschnittes geringfügig grösser als der Durchmesser des Schaftes. Dadurch wird einerseits eine ausreichende Basis-Schmelze geschaffen und andererseits eine noch ausreichende Stufung des Schweissflansches ermöglicht. Die Gesamtstirnseite des Schweissflansches wird somit gleichmässig angeschmolzen, was zu einer optimalen Schweissverbindung führt.The diameter of the end of the welding stud on the flange side is advantageous bearing section slightly larger than the diameter of the shaft. Through this a sufficient base melt is created on the one hand and a still allows sufficient grading of the welding flange. The overall front side of the welding flange is thus melted evenly, resulting in an optimal Welded connection leads.

Die Erfindung soll nunmehr anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden.The invention is now intended to reproduce it by way of example Drawing will be explained in more detail.

Der Schweissbolzen besteht im wesentlichen aus einem Schaft 1 und einem gesamthaft mit 2 bezeichneten Schweissflansch.The welding stud consists essentially of a shaft 1 and a welding flange designated as a whole with 2.

Der Schweissflansch 2 ist in Abschnitte 2a, 2b, 2c mit unterschiedlichem Durchmesser gestuft. Die Stirnfläche 3 des Abschnittes 2a mit kleinstem Durchmesser ist schwach kegelstumpfförmig ausgebildet. Das Zentrum der Stirnfläche 3 wird von einem als Zündspitze dienenden Tip 4 überragt.The welding flange 2 is in sections 2a, 2b, 2c with different Stepped diameter. The end face 3 of the section 2a with the smallest diameter is slightly frustoconical. The center of the face 3 is of towers above a tip 4 serving as an ignition tip.

Während die Mantelfläche des Abschnittes 2b als sich radiusförmig zum Abschnitt 2a hin verjüngender Bereich 5 ausgebildet ist, weist die Mantelfläche des Abschnittes 2c einen facettenartigen Bereich 6 auf. Der Durchmesser des Abschnittes 2a ist geringfügig grösser als jener des Schaftes 1.While the outer surface of the section 2b as being radius-shaped the area 5 tapering towards the section 2a has the lateral surface of section 2c has a facet-like area 6. The diameter of the section 2a is slightly larger than that of the shaft 1.

Claims (4)

Patentansprüche Claims Schweissbolzen zum Aufschweissen an metallischem Grundmaterial nach dem Lichtbogen-Schweissverfahren mit einem Schaft und einem den Schaft im Durchmesser überragenden Schweissflansch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweissflansch (2) in Abschnitte (2a, 2b, 2c) mit unterschiedlichen, gegen das flanschseitige Ende des Schweissbolzens sich verkleinernden Durchmessern unterteilt ist.Welding stud for welding on metallic base material the arc welding process with a shaft and a shaft in diameter outstanding welding flange, characterized in that the welding flange (2) into sections (2a, 2b, 2c) with different ones towards the flange-side end of the welding stud is divided into decreasing diameters. 2. Schweissbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweissflansch (2) wenigstens drei Abschnitte (2a, 2b, 2c) mit unterschiedlichem Durchmesser aufweist. 2. Welding stud according to claim 1, characterized in that the Welding flange (2) at least three sections (2a, 2b, 2c) with different Has diameter. 3. Schweissbolzen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche einer Anzahl Abschnitte (2b, 2c) wenigstens einen Teilbereich (5, 6) mit sich gegen den Abschnitt (2a, 2b) mit dem nächst kleineren Durchmesser hin verjüngender Kontur aufweist. 3. Welding stud according to claim 1 or 2, characterized in that that the outer surface of a number of sections (2b, 2c) has at least a partial area (5, 6) with itself against the section (2a, 2b) with the next smaller diameter has a tapering contour. 4. Schweissbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des das flanschseitige Ende des Schweissbolzens tragenden Abschnittes (2a) geringfügig grösser als der Durchmesser des Schaftes (1) ist. 4. Welding stud according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the diameter of the section carrying the flange-side end of the welding stud (2a) is slightly larger than the diameter of the shaft (1).