DE4440351C1 - Verfahren zum Punktschweißen von insbesondere Aluminiumblechen - Google Patents
Verfahren zum Punktschweißen von insbesondere AluminiumblechenInfo
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- B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Punktschweißen von Blechen, ins
besondere von Aluminiumblechen und Mehrblechkombinationen mit einer
Gleichstrom-Schweißanlage oder einer Mittelfrequenz-Schweißanlage. Da
bei werden insbesondere Aluminiumbleche bevorzugt mit Gleichstromtech
nik punktgeschweißt, da sich aufgrund der hohen Leitfähigkeit von Alumi
nium mit der bei Stahlblechen üblichen Wechselstromtechnik zu hohe Ver
luste einstellen würden.
Jedoch sind beim Widerstandspunktschweißen mit Gleichstrom zwei uner
wünschte Wirkungen zu beobachten. Zum einen hat nämlich diejenige
Schweißelektrode, die mit dem Pluspol der Gleichspannungsquelle verbun
den ist, eine wesentlich geringere Standzeit als die mit dem Negativpol der
Gleichspannungsquelle verbundene Schweißelektrode. Zum anderen ver
schiebt sich die Lage der Schweißlinse beim Schweißen von Blechen mit
hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Aluminium, aus der Mittellage hin
zur heißeren positiven Elektrode. Diese beiden nachteiligen Effekte werden
durch den Peltier-Effekt bzw. durch die Summierung der jouleschen Wärme
und der Peltier-Wärme hervorgerufen.
Beschrieben ist der Peltier-Effekt bzw. eine Kompensation der
Schweißlinsen-Verformung durch denselben mit Hilfe
geeignet geformter Schweißelektrodenspitzen in "Technische Mitteilungen"
74. Jahrgang, Heft 819, August/September 1981, Seiten 483 bis 490 von J. F.
Knobloch/N. Stieme unter "Widerstandsschweißen mit Gleichrichter-Schweiß
maschinen". Weiteren Stand der Technik bildet der Artikel von R. Bothfeld,
"Widerstandspreßschweißen mit einer Mittelfrequenz-Inverterschweißstrom
quelle - Grundlagen und praktische Vorteile" in "Schweißen und Schneiden"
46 (1994)" Heft 1, Seiten 25 bis 28, da hierin eine übliche Schweißstrom
quelle beschrieben ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Maßnahmen aufzuzeigen, mit
Hilfe derer die oben beschriebene ungleichmäßige Elektrodenabnutzung
sowie das beschriebene Auswandern der Schweißlinse vermieden werden
kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß während der Erzeugung
eines Schweißpunktes die an den Schweißelektroden anliegende Gleich
spannung einmalig umgepolt wird. Dieses einmalige Umpolen soll dabei
hochdynamisch erfolgen, d. h. bevorzugt in einem Zeitraum von 5 Millisekun
den stattfinden. Eine bevorzugte Mittelfrequenz-Schweißvorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen einem
ersten Umrichtersatz parallelgeschalteten zweiten Umrichtersatz sowie
durch eine Zusatzsteuereinheit zur funktionsgerechten Ansteuerung der
Umrichtersätze während des Schweißprozesses.
Im wesentlichen wird vorgeschlagen, die entstehende Peltier-Wärme
gleichmäßig auf die beiden Schweißelektroden bzw. auf deren Schweiß
punkt-Berührungsflächen zu verteilen. Dies kann erreicht werden, wenn die
Polung der an den Schweißelektroden anliegenden Gleichspannung wäh
rend der Entstehung des Schweißpunktes umgepolt wird. Einfach ausge
drückt werden zwei übereinanderliegende Aluminiumbleche derart mitein
ander punktverschweißt, daß zunächst die Schweißlinse beispielsweise im
oberen Bereich der Mehrblechkombination erzeugt wird, wenn die positive
Elektrode oben und die negative Schweißelektrode unten liegt. An
schließend wird die Polung der Schweißelektroden umgekehrt, d. h. nun
mehr liegt die negative Schweißelektrode oben; hiermit wird nun der ent
sprechende Schweißpunkt fertiggestellt, wobei nun die Aufschmelzung vor
wiegend im unteren Bereich der Mehrblechkombination erfolgt.
Der Zeitpunkt der Umpolung wird zeitlich optimiert von der Schweißsteue
rung aus einer Referenztabelle ermittelt werden. Anschließend erfolgt die
Auslösung der Umpolung über die Schweißsteuerung. Bezüglich des
optimalen Umpolungs-Zeitpunktes ist darauf zu achten, daß ein bestmög
licher Kompromiß, bezogen auf die Elektrodenstandzeit sowie auf die
qualitätssichere Lage des Schweißpunktes gefunden wird.
Zur elektrotechnischen Realisierung der Schweißstromumpolung wird eine
übliche Mittelfrequenz-Schweißausrüstung vorgeschlagen, die mit einem
zweiten Umrichtersatz und einer Zusatzsteuerfunktion ertüchtigt werden
muß. Dieser Umrichtersatz ist entgegengesetzt parallelgeschaltet und dient
dazu, die Umpoldynamik bei hohen Strömen sicherzustellen. Die Zusatz
steuerfunktion beinhaltet die Möglichkeit, die beiden Umrichtersätze funkti
onsgerecht während des Schweißprozesses anzusteuern.
Stets stellt sich mit dem beschriebenen Schweißverfahren eine höhere
Standzeit der positiven Schweißelektrode ein bzw. ergibt sich für die beiden
Schweißelektroden jeweils ein gleiches Wechselintervall. Ferner entsteht die
Schweißlinse beim erfindungsgemäßen Punktschweißen exakter mittig zwi
schen den beiden miteinander zu verschweißenden Blechen, wodurch die
Qualität der Verschweißung gesteigert wird.
Claims (2)
1. Verfahren zum Punktschweißen von Blechen, insbeson
dere von Aluminiumblechen und Mehrblechkombinationen
mit einer Gleichstrom-Schweißanlage oder einer Mit
telfrequenz-Schweißanlage,
dadurch gekennzeichnet, daß während der Erzeugung
eines Schweißpunktes die an den Schweißelektroden
anliegende Gleichspannung einmalig umgepolt wird.
2. Mittelfrequenz-Schweißvorrichtung zur Durchführung
des Punktschweißverfahrens nach Anspruch 1 mit einem
Umrichtersatz,
gekennzeichnet durch einen zweiten, dem ersten Um
richtersatz entgegengesetzt parallelgeschalteten Um
richtersatz sowie durch eine Zusatzsteuereinheit zur
funktionsgerechten Ansteuerung der Umrichtersätze
während des Schweißprozesses.
Priority Applications (1)
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DE4440351A DE4440351C1 (de) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | Verfahren zum Punktschweißen von insbesondere Aluminiumblechen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE4440351A DE4440351C1 (de) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | Verfahren zum Punktschweißen von insbesondere Aluminiumblechen |
Publications (1)
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DE4440351C1 true DE4440351C1 (de) | 1995-12-21 |
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ID=6533088
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DE4440351A Expired - Fee Related DE4440351C1 (de) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | Verfahren zum Punktschweißen von insbesondere Aluminiumblechen |
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Date | Code | Title | Description |
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |