DE7522958U - Welding studs - Google Patents

Description

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26 30» 18. JuIi 1975 26 30 » 18 July 1975

HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Fürstentum Liechtenstein)HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Principality of Liechtenstein)

SchweissbolzenWelding studs

Die Erfindung betrifft einen Schweissbolzen zum Aufschweissen an metallischem Grundmaterial nach dem Lichtbogen-Schweissverf ahren, i.iii: einem Schafe und einem den Schaft im Durchmesser überragenden Schweissflansch.The invention relates to a welding stud for welding on a metallic base material using the arc welding method ahren, i.iii: a sheep and a den Welding flange with a larger diameter than the shaft.

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Bei bekannten Schweissbolzen bildet die Stirnseite des flanschseitigen Endes des Schweissbolzens die Schweissflache, welche in der Regel schwach kegelig, mit einem stumpfen Kegelwinkel, ausgebildet ist. Die Kegelspitze selbst, oder beispielsweise ein an der fchweissflache 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 Schweissflache ein.In known welding studs, the face of the flange-side end of the welding stud forms the welding surface, which is usually slightly conical, with an obtuse cone angle. The point of the cone itself, or for example one on the welding surface centrally arranged, this protruding tip, serves as the ignition tip. This conducts when the welding current is applied and the welding stud brought up to the welding point igniting a welding arc in the center 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.This occurs particularly with capacitor discharge stud welding, where ignition takes place via an ignition tip There is a problem that if the welding parameters are not precisely coordinated, 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 Schweissflache 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 Schweissflache 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 Schweissflache keine oder nur eine äusserst unzureichende Verbindung auftritt.It can be seen, for example, that if the welding energy is too great, the zone in the area of the ignition tip the welding surface and in the one opposite this zone A deep crater-shaped penetration occurs in the area of the base material. Furthermore, the edge zone of the welding flange is also used heavily melted. Experience has shown that In this case, a weld is only carried out in the area of the weld surface immediately adjacent to the edge zone with the base material. This leads to so-called hollow welds, i.e. there is a weld mainly in the area immediately adjacent to the edge zone achieved, while in the middle of the welding surface no or only an extremely inadequate connection occurs.

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Bei zu geringer Schweissenergie tritt in der Zentrumszone der Schweissflache 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 Schweissflache 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, a penetration of shallow depth will probably occur in the central zone of the welding surface on, on the other hand, no satisfactory welded joint is achieved in the edge zone of the weld flange, because A large part of the welding energy has already been used to create a weld pool in the center of the welding surface and therefore too little energy is available for the formation of the weld pool in the edge zone.

In den beiden vorgenannten Fällen wird der zwischen dem Zentrum und der Randzone liegende kreisringförmige Bereich der Schweissflache, wenn überhaupt, so nur unzureichend verschweisst.In the two aforementioned cases, the annular area between the center and the edge zone becomes the welding surface, if at all, only inadequate 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 a welding stud to create a good weld joint even if the welding parameters are not optimally coordinated guaranteed.

Erfindungsgemäss wird die Aufcabe 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 task is achieved in that the welding flange in sections with different ones against the flange-side end of the welding 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 überspringtIn this way, between the individual sections, the stud according to the invention is formed on the welding flange gradually offset ring shoulders. After the ignition of the arc in the center of the end face of the section With the smallest diameter, this is initially melted with the formation of a stable arc Section. During this melting process, the welding stud is pushed further against the base material evolving weld pool moves. Subsequently skips

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der Lichtbogen auf die Ringschul her 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.the arc on the ring shoulder of the adjoining one Section with a larger diameter, whereupon the second section with a larger diameter melted will. The arc then also forms on the next following section with a larger diameter.

Auf diese Weise erfolgt eine gesteuerte, stufenweise Lichtbogen- bzw. Schmelzbadausbildung vom Zentrum der Schweissflache 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 Schweissverbinlung entsteht.In this way, a controlled, step-by-step arc or weld pool formation takes place from the center of the welding surface towards the edge of the welding flange. This results in an increase of the melt pool and a full-surface welding of the welding with the base material to spring up which quality Schweissverbin arises development.

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 of different diameters. This ensures sufficient gradation or control of the welding process and, based on experience, 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 3ereich kann sich entweder über die gesamte Höhe oder nur über einen Teil der Höhe des jeweiligen Abschnittes erstrecken. Auf diese Weise wird ein ε-nnähernd 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 has a number of sections against the respective Section with the next smaller diameter towards at least a partial area with a tapering contour. This The area can either extend over the entire height or only over part of the height of the respective section. In this way, an ε-approximately smooth transition of the arc from ring shoulder to ring shoulder, i.e. created from section to section, so that a sufficient arc formation at the section with the greatest Diameter also takes place when the welding energy is comparatively low. The area with tapering Contour can, for example, be facet-shaped or radius-shaped be trained.

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Mit Vorteil ist der Durchmesser des das flanschseitige Ende des Schweissbolzens tragenden Abschnittes geringfügig grosser 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 flange side is advantageous Slightly at the end of the section carrying the weld stud larger than the diameter of the shaft. On the one hand, this creates a sufficient base melt and on the other hand still enables a sufficient gradation of the welding flange. The overall front side of the welding flange is thus melted evenly, resulting in an optimal welded joint leads.

Die Erfindung soll nunmehr anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden.The invention will now be explained in more detail with reference to a drawing showing it, for example.

Der Schweissbolzen besteht im wesentlichen aus einem Schaft 1 und einem gesamthaft mit 2 bezeichneten Schweissflansch. Der Schweissf lansch 2 ist in Abschn'itte 2a, 2b, 2c mit unterschiedlichem Durchmesser gestuft. Die Stirnfläche des Abschnittes 2a mit kleinstem Durchmesser ist schwach kegelstumpfförmig ausgebildet. Das Zentrum der Stirnfläche 3 wird von einem als Zündspitze dienenden Tip 4 überragt. Während die Mantelfläche des Abschnittes 2b als sich radiusformig 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 grosser als jener des Schaftes 1.The welding stud essentially consists of a shaft 1 and a welding flange designated as a whole with 2. The welding flange 2 is stepped in sections 2a, 2b, 2c with different diameters. The frontal area the section 2a with the smallest diameter is slightly frustoconical. The center of the face 3 is surmounted by a tip 4 serving as an ignition tip. While the lateral surface of the section 2b as itself Area "5 is formed, the lateral surface of the section 2c has a facet-like region 6. The diameter of section 2a is slightly larger than that of shaft 1.

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Claims (4)

nsprücheclaims 1. Schweissbolaen 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 unter teilt ist.1. Welding boles for welding on metallic Base material after the arc welding process with a shaft and a shaft in diameter protruding welding flange, characterized in that the welding flange (2) is divided into sections (2a, 2b, 2c) with different diameters that decrease towards the flange-side end of the welding stud is divided. 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) has at least three sections (2a, 2b, 2c) with different diameters - 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.Welding stud according to claim 1 or 2, characterized in that that the outer surface of a number of sections (2b, 2c? at least a partial area (5, 6) with it has a tapering contour towards the section (2a, 2b) with the next smaller diameter. 4. Schweissbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des das flanschseitige Ende des Schweissbolzens tragenden Abschnittes (2a) geringfügig grosser als der Durchmesser des Schaftes (1) ist.4. Welding stud according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the diameter of the end of the welding stud carrying the flange Section (2a) is slightly larger than the diameter of the shaft (1). 7522951 12.0S.777522951 12.0S.77