DE4131405A1 - Arc welded joint for welding aluminium@ parts - Google Patents

Abstract

An arc welded joint is between a carrier as one electrode and a metal component with a recess into which a stud like weld in part is introduced as the other electrode. The stud is rigidly connected to the component and carrier by arc welding and comprises a shank with a head made larger than the shank dia. via a step. The head penetrating into the component recess to rest on the carrier and owing to the formation of a pool of melt can be pressed in such that the pool of melt adjacent to the recess wall embraces the head step and outer rim connecting the component directly to the adjacent carrier. Sheet metal carrier (1) is one electrode to be joined to metal component (2) by stud like weld in part (4) consisting of a metal alloying with (1) and (2). Holding jaws (5) and (6) grip the shank (7) to press (4) against (1). The head (11) has a conical step (8) between (7) and the rim (9) which is located in the recess (3) in (2) and designed as a radial melting edge. The end face (10) of (4) is cambered and ignites the arc at its centre when it is in contact with (1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogenschweißverbindung von einem Tragteil als die eine Elektrode und einem Metall-Bauteil mit einer durchgehenden Ausnehmung, in die ein bolzenartiges Einschweißteil als die andere Elektrode eingeführt ist, das durch die Lichtbogenschweißung mit dem Tragteil und dem Bauteil fest verbunden ist.The invention relates to an arc welding connection of one Support part as the one electrode and a metal component with a continuous Recess in which a stud-like welded part than the other electrode is introduced by the arc welding with the support member and the Component is firmly connected.

Eine derartige Lichtbogenschweißverbindung ist Gegenstand des Hauptpatents (P 41 25 748.0).Such an arc welding connection is the subject of the main patent (P 41 25 748.0).

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Variante des Gegenstands des Hauptpatentes, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Einschweißteil aus einem Schaft und einem gegenüber dem Schaftdurchmesser über eine Stufe vergrößerten Kopf besteht, der mit seinem äußeren Rand geringfügig das Bauteil überragt und in die Ausnehmung des am Tragteil anliegenden Bauteils mit einem Vorsprung derart hineinragt, daß infolge Ausbildung eines Lichtbogens, der bis zur dem Tragteil abgewandten Kante der Wandung der Ausnehmung reicht, der Vorsprung in eine Schmelzbad eindrückbar ist, das die gesamte Wandung der Ausnehmung einschließlich ihrer beiden Kanten sowie das Tragteil und den Kopf bis zu seinem äußeren Rand erfaßt.The present invention relates to a variant of the subject of Main patent, which is characterized in that the welded part from one Shank and an enlarged one step compared to the shaft diameter There is a head that slightly projects beyond the component with its outer edge into the recess of the component resting on the supporting part with a projection protrudes in such a way that, as a result of the formation of an arc, up to Edge of the wall of the recess facing away from the supporting part is sufficient, the projection can be pressed into a weld pool covering the entire wall of the recess including their two edges as well as the supporting part and the head up to its outer edge captured.

Aufgrund der Gestaltung des Einschweißteils aus einem Schaft mit demgegenüber vergrößertem Kopf, der mit seinem äußeren Rand geringfügig das Bauteil überragt, ergibt sich der Effekt, daß der Lichtbogen von der Stirnseite des Kopfes in Richtung zu diesem äußeren Rand wandert, bis er die dem Tragteil abgewandte Kante der Wandung der Ausnehmung erreicht und diese Kante in das sich aus­ bildende Schmelzbad einbezieht. Das Schmelzbad wird dabei in erheblichem Umfang aus dem in die Ausnehmung des Bauteils hineinragenden Vorsprung des Einschweißteils beliefert, so daß sich ein Schmelzbad ausbildet, daß die gesamte Wandung der Ausnehmung einschließlich ihrer beiden Kanten sowie das Tragteil und den Kopf praktisch bis zu seinem äußeren Rand erfaßt, wobei die Stufe hinter dem äußeren Rand des Kopfes verhindert, daß der Lichtbogen über den äußeren Rand hinauswandern kann. Wegen des geringfügigen Überstandes des äußeren Randes über die betreffende Kante der Ausnehmung wird diese Kante mit Si­ cherheit in das Schmelzbad einbezogen, so daß sich eine sichere Verschweißung ergibt, die die gesamte Wandung der Ausnehmung einschließlich ihrer beiden Kanten sowie das Tragteil und den Kopf bis zu seinem äußeren Rand erfaßt.Due to the design of the welded part from a shaft with the other enlarged head, which slightly projects beyond the component with its outer edge, there is the effect that the arc from the front of the head in Moves towards this outer edge until it faces away from the supporting part Edge of the wall of the recess is reached and this edge in the out  forming melt pool. The melt pool becomes significant Extent from the protrusion of the protruding into the recess of the component Welded part supplied, so that a weld pool forms that the entire Wall of the recess including its two edges and the supporting part and gripped the head practically to its outer edge, with the step behind The outer edge of the head prevents the arc from crossing the outer Edge can wander out. Because of the slight protrusion of the outer Edge over the relevant edge of the recess, this edge with Si safety included in the weld pool, so that there is a secure weld results in the entire wall of the recess including its two Edges as well as the supporting part and the head to its outer edge.

Zweckmäßig gestaltet man den Kopf so, daß dieser um seinen äußeren Rand etwa linsenförmig ausgebildet ist und der Vorsprung im wesentlichen zylindrisch um die Tiefe der Ausnehmung vorspringt. Der Vorsprung füllt dabei die Ausnehmung weitgehend aus und stellt damit beim Aufschmelzen eine genügende Menge Material für die Ausbildung eines gleichmäßigen Schmelzbades zur Verfügung.Appropriately, you design the head so that it around its outer edge is lenticular and the projection is substantially cylindrical around the Projecting depth of the recess. The projection fills the recess largely from and thus provides a sufficient amount when melting Material for the formation of an even melt pool is available.

In den Unteransprüchen sind weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung aufgeführt.Further expedient refinements of the invention are in the subclaims listed.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:An exemplary embodiment of the invention is shown in the figures. Show it:

Fig. 1 die Zusammenstellung von Träger, Metallbauteil und Ein­ schweißteil in der Position der Kontaktgabe zwischen Träger und Einschweißteil, Fig. 1, the assembly of carrier, metal component and a welding part, in the position of contact between carrier and weld-

Fig. 2 die gleiche Anordnung nach Lichtbogenschweißung mit er­ startem Schmelzbad. Fig. 2 shows the same arrangement after arc welding with he started weld pool.

Fig. 1 zeigt das aus einem Metall-Blechstück ausgebildete Tragteil 1, auf das das Metall-Bauteil 2 direkt aufgelegt ist, das z. B. von einem Blechstreifen gebildet sein kann. Das Metall-Bauteil 2 ist mit der Ausnehmung 3 versehen, im einfach­ sten Fall eine runde Bohrung, in die das Einschweißteil 4 eingesetzt ist. Das Einschweißteil 4 wird in bekannter Weise von irgendeinem Schweißwerkzeug gehalten. Fig. 1 shows the formed from a sheet metal piece support part 1 , on which the metal component 2 is placed directly, the z. B. can be formed by a sheet metal strip. The metal component 2 is provided with the recess 3 , in the simplest case, a round hole into which the welding part 4 is inserted. The welding part 4 is held in a known manner by any welding tool.

Das Einschweißteil 4 besitzt den Schaft 7, der vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist. Der Schaft 7 geht in den linsenförmig ausgebildeteten Kopf 11 über, der über die konische Stufe 8 bis zu seinem äußeren Rand 9 reicht. Der äußere Rand 9 steht geringfügig über das Bauteil 2 über, d. h. bei zylindrischer Ausbildung besitzt der Rand 9 einen etwas größeren Durchmesser als die Ausnehmung 3. An den linsenförmigen Kopf 11 schließt sich dann der in die Ausnehmung 3 hineinragende Vorsprung 17 an, der schließlich in den Konus 10 übergeht, der mit seiner Spitze 18 auf dem Tragteil 1 aufliegt. Das Einschweißteil 4 und das Tragteil 1 bilden dabei die beiden Elektroden für den sich ausbildenden Lichtbogen, wobei wegen des Anliegens des Metall-Bauteils 2 am Tragteil 1 natürlich auch ein elektrischer Kontakt zwischen dem Tragteil 1 und dem Metall-Bauteil 2 besteht.The weld-in part 4 has the shaft 7 , which is preferably cylindrical. The shaft 7 merges into the lenticular head 11 , which extends over the conical step 8 to its outer edge 9 . The outer edge 9 protrudes slightly beyond the component 2 , ie in the case of a cylindrical design the edge 9 has a somewhat larger diameter than the recess 3 . The lenticular head 11 is then followed by the projection 17 projecting into the recess 3 , which finally merges into the cone 10 , which rests with its tip 18 on the supporting part 1 . The welded-in part 4 and the supporting part 1 form the two electrodes for the electric arc which is formed, whereby because of the contact of the metal component 2 on the supporting part 1 there is of course also an electrical contact between the supporting part 1 and the metal component 2 .

Der Vorsprung 17 besitzt einen etwas geringeren Durchmesser als die Ausnehmung 3, so daß sich nach Zurückziehen des Einschweißteils 4 vom Tragteil 1 ein Licht­ bogen zwischen dem Konus 10 und dem Tragteil 1 ausbildet, der mit entsprechen­ der Erhöhung des Schweißstromes sich über den gesamten Vorsprung 3 und den Kopf 11 bis zu dessen äußeren Rand 9 ausdehnt. Im Bereich zwischen dem äußeren Rand 9 und der Kante 13 des Bauteils 2 bewirkt der Lichtbogen ein Abschmelzen der Kante 13. Außerdem wird das sich zwischen dem Konus 10 und dem Tragteil 1 ausbildende Schmelzbad durch Material aus dem Vorsprung 17 beliefert, so daß sich beim Eindrücken des Einschweißteils 4 in das Schmelzbad eine Verschweißung bis über die Kante 13 ergibt, die dabei zum Teil abgeschmol­ zen wird, so daß sich eine innige, feste Verbindung zwischen dem Einschweißteil 4, dem Bauteil 2 und dem Tragteil 1 ergibt.The projection 17 has a slightly smaller diameter than the recess 3 , so that after pulling back the welding part 4 from the supporting part 1, a light arc forms between the cone 10 and the supporting part 1 , which corresponds to the increase in the welding current over the entire projection 3 and extends the head 11 to its outer edge 9 . The arc causes the edge 13 to melt in the region between the outer edge 9 and the edge 13 of the component 2 . In addition, this will supplied between the cone 10 and forming the supporting part 1 molten bath through material from the projection 17, thus resulting in depression of the Einschweißteils 4 in the weld a welding to beyond the edge 13, which is thereby abgeschmol zen part, so that there is an intimate, firm connection between the weld-in part 4 , the component 2 and the support part 1 .

Fig. 2 zeigt das eingeschweißte Einschweißteil 4. Wie ersichtlich, bildet sich eine Schweißzone 19 aus, die bis zum äußeren Rand 9 reicht und diesen in sich einbezieht. Der weggeschmolzene äußere Rand 9 liegt dabei etwa in Höhe der dem Tragteil 1 abgewandten Oberfläche des Bauteils 2, wobei sich die Einschweiß­ zone 19 an der Oberfläche des Bauteils 2 als schwache Erhebung zeigt. Fig. 2 shows the welded-in weld-in. 4 As can be seen, a welding zone 19 is formed which extends to the outer edge 9 and incorporates it. The melted outer edge 9 lies approximately at the level of the surface of the component 2 facing away from the supporting part 1 , the welding zone 19 on the surface of the component 2 being shown as a weak elevation.

Claims (10)

1. Lichtbogenschweißverbindung von einem Tragteil (1) als die eine Elektrode und einem Metall-Bauteil (2) mit einer durchgehenden Ausnehmung (3), in die ein bolzenartiges Einschweißteil (4) als die andere Elektrode eingeführt ist, das durch die Lichtbogenschweißung mit dem Tragteil (1) und dem Bauteil (2) fest verbunden ist, nach Patent (Patentanmeldung P 41 25 748.0), dadurch gekennzeichnet, daß das Einschweißteil (4) aus einem Schaft (7) und einem gegenüber dem Schaftdurchmesser über eine Stufe (8) vergrößer­ ten Kopf (11) besteht, der mit seinem äußeren Rand (9) geringfügig das Bauteil (2) überragt und in die Ausnehmung (3) des am Tragteil (1) anlie­ genden Bauteils (2) mit einem Vorsprung (17) derart hineinragt, daß infolge Ausbildung eines Lichtbogens, der bis zur dem Tragteil (1) abgewandten Kante (13) der Wandung der Ausnehmung (3) reicht, der Vorsprung (17) in ein Schmelzbad (14) eindrückbar ist, das die gesamte Wandung der Ausneh­ mung (3) einschließlich ihrer beiden Kanten (13, 15) sowie das Tragteil (1) und den Kopf (11) bis zu seinem äußeren Rand (9) erfaßt.1. Arc welding connection of a supporting part ( 1 ) as the one electrode and a metal component ( 2 ) with a continuous recess ( 3 ), into which a bolt-like welding part ( 4 ) is inserted as the other electrode, which by the arc welding with the Support part ( 1 ) and the component ( 2 ) is firmly connected, according to patent (patent application P 41 25 748.0), characterized in that the welded part ( 4 ) consists of a shaft ( 7 ) and a step ( 8 ) with respect to the shaft diameter. Enlarge th head (11), of slightly above protrudes with its outer rim (9), the component (2) and projects into the recess (3) of the anlie on the support part (1) constricting member (2) with a projection (17) in such a way That that due to the formation of an arc, which extends up to the edge ( 13 ) facing away from the supporting part ( 1 ) of the wall of the recess ( 3 ), the projection ( 17 ) can be pressed into a molten bath ( 14 ) which de r Ausneh mung ( 3 ) including its two edges ( 13 , 15 ) and the support member ( 1 ) and the head ( 11 ) to its outer edge ( 9 ) detected. 2. Schweißverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (1) aus Metallblech besteht.2. Welded connection according to claim 1, characterized in that the supporting part ( 1 ) consists of sheet metal. 3. Schweißverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einschweißteil (4) aus einem sich mit dem Metall des Tragteils (1) und des Bauteils (2) legierenden Metallteil besteht.3. Welded connection according to claim 1 or 2, characterized in that the weld-in part ( 4 ) consists of a metal part alloying with the metal of the support part ( 1 ) and the component ( 2 ). 4. Schweißverbindung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeich­ net, daß die den Lichtbogen zündende Stirnseite des Einschweißteils (4) als Konus ausgebildet ist. 4. Welded connection according to one of claims 1-3, characterized in that the arc igniting end face of the welded part ( 4 ) is designed as a cone. 5. Schweißverbindung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeich­ net, daß die den Lichtbogen zündende Stirnseite des Einschweißteils (4) als Wölbung (10) ausgebildet ist.5. Welded connection according to one of claims 1-3, characterized in that the arc igniting end face of the welded part ( 4 ) is designed as a curvature ( 10 ). 6. Schweißverbindung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite des Einschweißteils (4) mit einer Zündspitze versehen ist.6. Welded connection according to claim 4 or 5, characterized in that the end face of the weld-in part ( 4 ) is provided with an ignition tip. 7. Schweißverbindung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stufe (8) sich konisch verjüngend in den Schaft (7) übergeht.7. Welded connection according to one of claims 1-6, characterized in that the step ( 8 ) merges conically into the shaft ( 7 ). 8. Schweißverbindung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schaft (7) zur Befestigung von Anbauteilen dient.8. Welded connection according to one of claims 1-6, characterized in that the shaft ( 7 ) is used for fastening attachments. 9. Schweißverbindung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schaft (7) mit einer axialen, zum Kopf weisenden nichtdurch­ gehenden Bohrung versehen ist.9. Welded connection according to one of claims 1-7, characterized in that the shaft ( 7 ) is provided with an axial, pointing to the head non-continuous bore. 10. Schweißverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (11) um seinen äußeren Rand (9) etwa linsen­ förmig ausgebildet ist und der Vorsprung (17) im wesentlichen zylindrisch um die Tiefe der Ausnehmung (3) vorspringt.10. Welded connection according to one of the preceding claims, characterized in that the head ( 11 ) is approximately lens-shaped around its outer edge ( 9 ) and the projection ( 17 ) projects substantially cylindrical about the depth of the recess ( 3 ).