DEF0009192MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 4. Juni 1952 Bekanmtgeniacht am 6. September 1956Registration date: June 4, 1952 Bekanmtgeniacht on September 6, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht sich auf ein Impulsschweißverfahren mittels Kondensatorentladung. Es ist bei derartigen Schweißverfahren bekannt, mittels eines besonders induktionsarm ausgebildeten Entladestromkreises die Kondensatorentladung kürzer auszubilden als die eigentliche Schweißzeit. Es ist weiterhin bekannt, den Anpreßdruck der Elektroden, z. B. durch Einschalten eines plastischen oder halbelastischen Gliedes vorgegebener Kompressibilität in den Stoßweg, so zu steuern, daß auf das erweichende Schweißgut während der Schweißzeit ein für die Erhaltung des günstigsten Gefüges optimaler Druck ausgeübt wird.The invention relates to a pulse welding process using capacitor discharge. It is known in such welding processes by means of a particularly low induction Discharge circuit to train the capacitor discharge shorter than the actual Welding time. It is also known to reduce the contact pressure of the electrodes, e.g. B. by switching on a plastic or semi-elastic member of predetermined compressibility in the shock path, see above to control that on the softening weld metal during the welding time one for the preservation the most favorable structure optimal pressure is exerted.

Wenngleich durch diese Verfahren schon recht beachtliche Schweißerfolge erzielt werden konnten, so haben doch eingehende Materialuntersuchungen gezeigt, daß die hierbei erzielte Qualität der Schweißstellen noch keineswegs als befriedigend angesehen werden .kann.Even though this process has already achieved considerable welding successes, detailed material investigations have shown that the quality achieved here is the Welding points can by no means be regarded as satisfactory.

Zweck der Erfindung ist nun, die Qualität des Gefüges und damit die Beanspruchungsgrenzen der Schweißung zu steigern, und zwar aus folgender Erkenntnis heraus: Die Energie einer bewegten Masse wird beim momentanen Stoppen des Bewegungsvorganges in einen sehr hohen Druck mit kleinem Weg gewandelt, entsprechend den Regeln des unelastischen oder plastischen Stoßes. Fällt beispielsweise ein Gewicht von ι t eine Fallstrecke von io cm, so ist die kinetische Energie o,i mt. Wird dieser Vorgang auf einer Strecke von ι mm, entsprechend der Kompression des Schweißgutes bei der Schweißung, abgebremst, so kommt wegen des Längenverliältnisses von ι mm zu ioo mmThe purpose of the invention is now the quality of the structure and thus the stress limits to increase the weld, based on the following knowledge: The energy of a moving When the movement process is stopped momentarily, the mass is subjected to a very high pressure changed a small way, according to the rules of the inelastic or plastic impact. Falls For example, a weight of ι t a fall distance of 10 cm, the kinetic energy is o, i mt. This process is carried out over a distance of ι mm, corresponding to the compression of the weld metal when welding, braked, because of the length ratio of ι mm to 100 mm

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F 9192 VIIIdl'21h F 9192 VIIIdl'21h

gleich ι : ioo die hundertfache Kraft, d. h. ioo t, zur Auswirkung. Um den Anstieg der Kraft nicht zu steil zu gestalten, sondern sie weich wirken zu lassen, nämlich etwa dem zeitlichen Verlauf der Impulsschweißung entsprechend, wurde—■ wie bereits eingangs erwähnt — vorgeschlagen, in den Stoßweg ein plastisches oder halbelastisches Glied vorgegebener Kompressibilität einzuschalten, beispielsweise eine Gummiplatte, wobei man die ίο Qualität des Gummis in bekannter Weise durch Zusatz in sehr weiten Grenzen variieren kann. Bei diesem Verfahren konntet jedoich kein Optimum erzielt werden, weil das Zusammenwirken des Druckes mit der Erweichung des Schweißgutes zeitlich nicht geregelt war, sondern mehr oder weniger dem Zufall überlassen blieb.equal to ι: ioo a hundred times the force, d. H. ioo t, to the impact. In order not to make the increase in force too steep, but to make it appear soft let, namely approximately corresponding to the temporal course of the impulse welding, was - ■ as already Mentioned at the beginning - proposed a plastic or semi-elastic member in the shock path to turn on the given compressibility, for example a rubber sheet, whereby the ίο Quality of the rubber in the known way Addition can vary within very wide limits. With this method, however, I have not been able to achieve an optimum because the interaction of the pressure with the softening of the weld metal was not regulated in terms of time, but more or was less left to chance.

Die Erfindung besteht nun darin, daß dieses Zusammenwirken dadurch geregelt wird, daß neben den beiden am Anfang der Beschreibung angegebenen Merkmalen zusätzlich der gesteuerte Anpreßdruck in seinem Maximalwert während des Impulses aufrechterhalten wird, also das Maximum des Druckes praktisch mit dem Maximum des über die Schweißstelle fließenden Entladestromes zeitlich übereinstimmt. Zu diesem Zweck wird nach der Erfindung ein druck- oder wegabhängiges Kontaktelement mit dem fallenden Hammer kombiniert. Soll z. B. die Schweißung im Augenblick eines gewünschten Druckes von io t auegelöst werden, so wird das Kontaktelement mit einer Federversperrung versehen derart, daß beim Erreichen des gewünschten Druckes der Kontaktschluiß und damit momentan die Schweißung erfolgt. Verwendet man jedocih große Prellschalter mit einer elektrischen, mechanischen oder pneumatischen Auslösevorrichtung, so wird man so verfahren, daß eine Zeitvorgabe zwischen der Kontaktgabe und dem gewünschten Zeitpunkt der Schweißung liegt. In diesem Falle wird der Kontaktgeber am Fallweg angeordnet derart, daß ¹Z₁₀₀ see vor Erreichen des Bremspunktes der Kontakt geschlossen wird, wenn die Trägheit des gesamten Mechanismus mit V₁₀₀ see vorgegeben sei. Bei kleinen Maschinen kann fallweise die bisher übliche Druckerzeugung mittels hydraulischer, pneumatischer oder mechanischer Mittel benutzt werden. Jedoch muß sichergestellt sein, daß die Schweißung immer erst nach Erreichen des eingestellten Druckes ausgelöst wird. Hierzu wird in einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, mit der Druckvorrichtung einen druckabhängig einstellbaren Kontaktgeber zu verwenden derart, daß beim Steigen des Druckes in an sich bekannter Weise an einem eingestellten Wert die Kontaktgäbe erfolgt und die Schweißung auslöst. D:a es zweckmäßig ist, den Druck während des Schweißvorganges steigen zu lassen, um eine intensive Verschmelzung der Schweißpunkte im noch breiigen Zustande zu erreichen, wird vorgeschlagen, die Auslösung der Schweißung in an sich bekannter Weise im ansteigenden Druckverlauf vorzunehmen, derart, daß nach Beendigung des elektrischen Vorganges der Druck für die Schweißzeit bis zur Erstarrung weiter steigt. Man kann, aber auch mittels eines zweiten Kontaktes nach einem eingestellten Druckintervall nach Auslösen der Schweißung die Druckerzeugungsvorrichtung in, bekannter Weise abschalten, um ein allzu starkes Vorpressen des Schweißgutes zu vermeiden, z. B. unter Zuhilfenahme eines Manometerkontaktes.The invention consists in that this interaction is regulated in that, in addition to the two features specified at the beginning of the description, the controlled contact pressure is also maintained at its maximum value during the pulse, i.e. the maximum of the pressure practically with the maximum of that flowing over the weld Discharge current coincides in time. For this purpose, according to the invention, a pressure- or path-dependent contact element is combined with the falling hammer. Should z. If, for example, the weld is released at the moment of a desired pressure of io t, the contact element is provided with a spring lock in such a way that when the desired pressure is reached, the contact closes and thus the weld takes place momentarily. However, if you use a large bumper switch with an electrical, mechanical or pneumatic release device, you will proceed in such a way that a specified time is between the contact and the desired point in time of the weld. In this case, the contactor is arranged on the fall path in such a way that ^{the contact is closed 1} Z ₁₀₀ seconds before the braking point is reached, if the inertia of the entire mechanism is given as V ₁₀₀ seconds. In the case of small machines, the usual pressure generation using hydraulic, pneumatic or mechanical means can be used on a case-by-case basis. However, it must be ensured that the welding is only triggered after the set pressure has been reached. For this purpose, it is proposed in an advantageous embodiment of the invention to use a pressure-dependent adjustable contactor with the pressure device such that when the pressure rises in a known manner at a set value, the contact is made and the weld is triggered. D: a it is expedient to let the pressure rise during the welding process in order to achieve an intensive fusion of the welding points in the still pulpy state, it is proposed to initiate the welding in a manner known per se in the increasing pressure curve, in such a way that after End of the electrical process the pressure for the welding time until solidification continues to rise. You can, but also by means of a second contact after a set pressure interval after triggering the weld, switch off the pressure generating device in a known manner in order to avoid excessive pre-pressing of the weld metal, e.g. B. with the help of a pressure gauge contact.

Weiterhin erfolgt in an sich bekannter Weise im Ladestromkreis des Kondensators ein permanenter Spannungsvergleich mit einem Hilfsstromkreis, der mittels einer üblichen, gesteuerten Gleichrichteranordnung die Ladespannung auf den vor Schweißung eingestellten Wert konstant hält,Furthermore, in a manner known per se, a permanent one takes place in the charging circuit of the capacitor Voltage comparison with an auxiliary circuit, which by means of a conventional, controlled rectifier arrangement keeps the charging voltage constant at the value set before welding,

Durch ein solches Schweißverfahren nach der Erfindung, das insbesondere für die Schweißung von Blechen, Bolzen und anderen kleinen Profilen V₁ Bedeutung hat, wird eine Homogenität der 80 *< Schweißstellen erzielt, wie sie mit den bisher bekannten Verfahren nicht erreicht werden konnte, so daß dementsprechend die mechanische Be- * lastbarkeit gesteigert wird.Such a welding process according to the invention, which is particularly important for the welding of metal sheets, bolts and other small profiles V ₁ , a homogeneity of the 80 * <welds is achieved, which could not be achieved with the previously known methods, so that the mechanical load capacity is increased accordingly.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Impulsschweißverfahren mittels Kondensatorentladung, gekennzeichnet durch die Kombination der an sich bekannten Merkmale a) und. b) und des Merkmales c):1. Impulse welding process using capacitor discharge, characterized by the combination of the known features a) and. b) and feature c): a) Mittels eines besonders induktionsarm ausgebildeten Entladestromkreises wird die Kondensatorentladung kürzer ausgebildet als die eigentliche Schweißzeit;a) By means of a discharge circuit with a particularly low induction, the Capacitor discharge is shorter than the actual welding time; b) der Anpreßdruck der Elektroden wird so gesteuert, daß auf das erweichende Schweißgut während der Schweißzeit ein für die Erhaltung des günstigsten Gefüges optimaler Druck ausgeübt wird,, z. B. durch Einschaltung eines plastischen odeir elastischen Gliedeis vorgege^ bener Kompressibilität in den Stoßweg;b) the contact pressure of the electrodes is controlled so that on the softening weld metal an optimal pressure is exerted during the welding time to maintain the most favorable structure becomes ,, z. B. vorgege ^ by engaging a plastic or elastic limb bener compressibility in the shock path; c) das Maximum des Anpreßdruckes stimmt zeitlich überein mit dem Maximum des über die Schweißstelle fließenden Entladestromes.c) the maximum of the contact pressure coincides in time with the maximum of the above the welding point flowing discharge current. 2. Impulsschweißverfahren mittels Kondensatorentladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Ladestromkreiis^ in bekannter Weise ein permanenter Spannungsvergleich mit einem Hilfsstromkreis erfolgt, der mittels einer üblichen gesteuerten Gleichrichteranordnung die Ladespannung auf den vor der Schweißung eingestellten Wert konstant hält.2. Impulse welding process by means of capacitor discharge according to claim 1, characterized in that that in the charging circuit ^ in a known way a permanent voltage comparison takes place with an auxiliary circuit, which by means of a conventional controlled rectifier arrangement keeps the charging voltage constant at the value set before welding. 115 In Betracht gezogene Druckschriften:115 Considered publications: Deutsche Patentschriften Nr. 224 879, 226 237, 728429,740133,387386,264405; ι German Patent Nos. 224 879, 226 237, 728429,740133,387386,264405; ι britische Patentschrift Nr. 451 409;British Patent No. 451,409; USA.-Patentschriften Nr. 2315502, 2383695, 2508103,2436794,2515635;U.S. Patent Nos. 2315502, 2383695, 2508103,2436794,2515635; schweizerische Patentschrift Nr. 251 180;Swiss Patent No. 251 180; »Archiv für Elektrotechnik«, 1940, Heft 8, S. 425 bis 445;"Archives for electrical engineering", 1940, issue 8, Pp. 425 to 445; Brunst, »Das elektrische Widerstandsschweißen«, 1952, S. 113.Heat, »The electrical resistance welding«, 1952, p. 113. 609 617/420 8.56609 617/420 8.56