NO170002B - PROCEDURE FOR CREATING A SKETCH BETWEEN ALUMINUM WORKING PIECES - Google Patents
PROCEDURE FOR CREATING A SKETCH BETWEEN ALUMINUM WORKING PIECES Download PDFInfo
- Publication number
- NO170002B NO170002B NO882081A NO882081A NO170002B NO 170002 B NO170002 B NO 170002B NO 882081 A NO882081 A NO 882081A NO 882081 A NO882081 A NO 882081A NO 170002 B NO170002 B NO 170002B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- welding
- adhesive
- electrode
- aluminum
- joint
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 91
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 56
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract description 3
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000010407 anodic oxide Substances 0.000 abstract description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 3
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 3
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 3
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000007739 conversion coating Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052614 beryl Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000151 chromium(III) phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- IKZBVTPSNGOVRJ-UHFFFAOYSA-K chromium(iii) phosphate Chemical compound [Cr+3].[O-]P([O-])([O-])=O IKZBVTPSNGOVRJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 description 1
- 238000007602 hot air drying Methods 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007761 roller coating Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
- B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Resistance Welding (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
- Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Forging (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte av den art sem er angitt i krav l's ingress. The present invention relates to a method of the type specified in claim 1's preamble.
Ved notstands sveising av aluminium, blir trykk lagt over to eller flere aluminiurnsark som er i kontakt med hverandre, ved hjelp av kopperelektroder mens det samtidig føres en høy elektrisk strømstyrke mellom elektrodene. Elektrisk oppvarmning forårsaker at en smeltet klump dannes ved arkenes grenseflate ved trykkpunktet. Denne teknikk er en av de mest nyttige og praktiske metoder for å forene aluitdniumkomponenter fordi den er egnet for storvolumproduksjon og fører til nedsatte enhetscnikostriinger. De fleste kna aluminiums- In groove welding of aluminium, pressure is applied to two or more aluminum sheets that are in contact with each other, using copper electrodes while at the same time a high electric current is passed between the electrodes. Electrical heating causes a molten lump to form at the interface of the sheets at the pressure point. This technique is one of the most useful and practical methods of joining aluminum components because it is suitable for high-volume production and leads to reduced unit manufacturing costs. Most kna aluminum
legeringer, både varmebehandlete og ikke varmebehandlete typer kan motstandssveises. alloys, both heat-treated and non-heat-treated types can be resistance welded.
De viktigste trekk ved motstandsveising er punktsveising som innbefatter anvendelse av to små motstående elektroder. Men også andre beslektede teknikker er kjent og anvendt, innbefattende multispottsveising (flere elektroder samtidig) projeksjonssveising (innbefattende anvendelse av utstikninger på arbeidsstykket) og valsepunktsveising, så som sømsveising (elektroden er et hjul som føres over arbeidstykket under trykk). The most important features of resistance welding are spot welding which involves the use of two small opposing electrodes. But other related techniques are also known and used, including multi-spot welding (several electrodes at the same time), projection welding (including the use of protrusions on the work piece) and roller spot welding, such as seam welding (the electrode is a wheel that is passed over the work piece under pressure).
Det er foreslått å kombinere punktsveising og klebemiddel-binding som vanligvis kalles en "sveiselimskjøt" (Weldbond). Sveiselim til skjøter kan være sterkere enn skjøter erholdt ved enten punktsve-isirig alene eller en forankring med et klebemiddel alene, kan gi en høyere grad av tetthetstyrke enn punktsveising alene og kan gi forbedret avskallingsresistens sammenlignet med klebemiddelskjøter. Publikasjon T14 i Aluminum Association Inc. 1975, med tittel "Adhesive Bonding of Aluminum Automotive Body Sheet Alloys" inneholder en diskusjon om sveiseliming. It is proposed to combine spot welding and adhesive bonding which is usually called a "Weldbond". Welding adhesive for joints can be stronger than joints obtained by either spot welding alone or anchoring with an adhesive alone, can provide a higher degree of sealing strength than spot welding alone and can provide improved peeling resistance compared to adhesive joints. Publication T14 of the Aluminum Association Inc. 1975, entitled "Adhesive Bonding of Aluminum Automotive Body Sheet Alloys" contains a discussion of weld bonding.
Foreliggende oppfinnelse vedrører særlig, men ikke bare, automatisk masseproduksjon ved sveiseliming innbefattende motstandspunktsveising eksempelvis av bilkarosseri. "Guidlines to resistance spot welding aluminium automotive sheet" publisert som T10 av The Aluminum Association Inc. er aktuell i denne forbindelse. For disse og andre anvendelser er elektrodelevetiden av vesentlig betydning. Levetiden for elektroder anvendt ved punktsveising av aluminium og dets legeringer er betydelig kortere enn for de som anvendes for stål. Ytterligere er det funnet større variasjon i sveisekvaliteten for aluminium enn for stål. Det er to hovedgrunner for dette. Aluminium er en god varme- og elektrisk leder (det har ca. 1/3 av bulk resistensen for stål). Også oksydfilmen på aluminiumsoverflaten virker som en høy og ofte variabel motstandsgrenseflate mellom en elektrode og arbeidstyrke. Følgelig er det typisk for mildt stål og forvente en elektrodelevetid av størrelseorden 4000 punktsveiser, mens for aluminium kan den være så lav som 400. The present invention relates in particular, but not only, to automatic mass production by welding, including resistance spot welding, for example, of car bodies. "Guidelines to resistance spot welding aluminum automotive sheet" published as T10 by The Aluminum Association Inc. is relevant in this regard. For these and other applications, the electrode lifetime is of significant importance. The lifetime of electrodes used for spot welding of aluminum and its alloys is significantly shorter than that of those used for steel. Furthermore, a greater variation in the welding quality has been found for aluminum than for steel. There are two main reasons for this. Aluminum is a good heat and electrical conductor (it has about 1/3 the bulk resistance of steel). The oxide film on the aluminum surface also acts as a high and often variable resistance interface between an electrode and the working force. Consequently, it is typical for mild steel to expect an electrode life of the order of 4000 spot welds, while for aluminum it can be as low as 400.
Et viktig trekk ved motstandspunktsveising er den elektriske motstand mellom elektrode og arbeidstykke (grenseflatemotstand) og mellom arbeidstykke til arbeidsstykke (kontakt eller fugemotstand). Klumpen dannes ved fugeoverflåtene som følge av varme dannet av korte pulser av høyamper strømstyrke. De forskjellige motstander ved grenseflatene er bestemmende faktorer i denne prosess. En høy motstand er nødvendig ved fugeoverflaten for å danne en sveis, men en høy ytre grense-flat emot st and kan føre til over oppvarming av elektrode/ arbeidstykke grenseoverflate med ødeleggelse av elektrodetupp overflaten. Aluminiumlegeringer med fabrikk finish tilstand lider av dette problemet. Også som følge av variasjonen i oksydfilmens natur (særlig for legeringer av 500 serien i henhold til Aluminum Association Inc. Register) kan grense-flat emot standen være variabel og den resulterende sveise-kvalitet tilfeldig. An important feature of resistance spot welding is the electrical resistance between electrode and workpiece (interface resistance) and between workpiece to workpiece (contact or joint resistance). The lump forms at the joint surfaces as a result of heat generated by short pulses of high amp current. The different resistances at the interfaces are determining factors in this process. A high resistance is necessary at the joint surface to form a weld, but a high external interface resistance can lead to overheating of the electrode/workpiece interface with destruction of the electrode tip surface. Aluminum alloys with a factory finish condition suffer from this problem. Also due to the variation in the nature of the oxide film (especially for alloys of the 500 series according to the Aluminum Association Inc. Register) the interface-to-stand condition can be variable and the resulting weld quality random.
Det har vært forslag med hensyn til fremstilling av aluminium-legeringsoverflater med differensiert overflatemotstand, d.v.s en lav grenseflatemotstand og en høy fugemotstand. Disse forslag innbefatter sliping av den ytre overflate, buerensing av den ytre overflate (US-patent nr. 3.278.720) og fremme vekst av anodiske oksydfilmer med varierende tykkelse på grenseflate og fugeoverflatene (EPA 153149). Selv om disse fremgangsmåter har forøket elektrodenes levetid så er de nødvendigvis ikke praktiske for drift i automatisk masse-produksj on. There have been proposals regarding the production of aluminum alloy surfaces with differentiated surface resistance, i.e. a low interface resistance and a high joint resistance. These proposals include grinding the outer surface, arc cleaning the outer surface (US Patent No. 3,278,720) and promoting the growth of anodic oxide films of varying thickness on the interface and joint surfaces (EPA 153149). Although these methods have increased the lifetime of the electrodes, they are necessarily not practical for operation in automatic mass production.
En annen tilnærming for å forøke elektrodenes levetid er beskrevet i GB nr. 1.554.297. Denne tillempning innbefatter behandling av elektrodeoverflåtene på to måter. Først ble overflaten haglhamret til å gi et stort antall fordypninger adskilt av relativt skarpe kanter. Den oppruede overflate forsynes med et belegg bestående av nikkel, beryl, kobolt, jern eller høytsmeltende legering der av. I beskrivelsen er det angitt at de to behandlinger virker synergistisk og at selve haglhamringsbehandlingen i seg selv ikke vesentlig forøker elektrodelevetiden. Another approach to increase the lifetime of the electrodes is described in GB No. 1,554,297. This application includes treatment of the electrode surfaces in two ways. First, the surface was shot-hammered to produce a large number of depressions separated by relatively sharp edges. The roughened surface is provided with a coating consisting of nickel, beryl, cobalt, iron or a high-melting alloy. In the description, it is stated that the two treatments work synergistically and that the hail hammering treatment itself does not significantly increase the electrode lifetime.
Når sveisekvaliteten begynner å avta blir elektrodene fjernet fra sveiseutstyret og oppsatt på ny i et separat sted. For en konvensjonell kopperbasert elektrode vil oppsettingen kun innbefatte anvendelse av kuttere eller blasering av slipe-skiver med riktig kontur for riktig radius mellom elektrodene. For belakte elektroder, så som beskrevet i GB 1.554.297 vil oppsettingen innbefatte nybelegning, hvilket er tidsskrevende og kostbart og de initialt belagte elektroder er også kostbare. When the welding quality begins to decline, the electrodes are removed from the welding equipment and re-installed in a separate location. For a conventional copper-based electrode, the setup will only involve the use of cutters or blasing of grinding wheels with the correct contour for the correct radius between the electrodes. For coated electrodes, as described in GB 1,554,297, the setup will include re-coating, which is time-consuming and expensive, and the initially coated electrodes are also expensive.
GB A2.139.540 beskriver en fremgangsmåte ved fremstilling av en struktur av aluminiumskomponenter omfattende trinnene: forbehandle aluminiumsarket til å gi et overflatelag derpå inneholdende minst 5 % krom, forme komponentene fra det forbehandlete ark, påføre et klebemiddel på komponentene, sette disse sammen til den ønskede struktur, punktsveise komponentene til å gi strukturen "grønn" og deretter herde klebemiddelet. Denne kombinerte teknikk av punktsveising og klebemiddel forankring er kjent som sveiseliming. Den angitte hensikt med forbehandlingen er å forbedre klebemiddel-bindingens varighet. Punktsveisingstrinnet er ikke beskrevet detaljert. GB A2,139,540 describes a method of manufacturing a structure of aluminum components comprising the steps: pre-treating the aluminum sheet to provide a surface layer thereon containing at least 5% chromium, forming the components from the pre-treated sheet, applying an adhesive to the components, assembling them to the desired structure, spot welding the components to give the structure "green" and then curing the adhesive. This combined technique of spot welding and adhesive anchoring is known as weld bonding. The stated purpose of the pretreatment is to improve the duration of the adhesive bond. The spot welding step is not described in detail.
I henhold til foreliggende oppfinnelse er tilveiebrakt en fremgangsmåte for å danne en skjøt mellom aluminium arbeids-stykker hvorpå er påført et kunstig sterkt vedheftende belegg på deres respektive overflater, i det minste i området for den påtenkte skjøt, hvilken fremgangsmåte omfatter å påføre fugeoverflåtene av arbeidstykket et herdbart klebemiddel inneholdene opp til 40 vektprosent av et pulverformig fyllstoff med den maksimale partikkelstørrelse på 300>cm, tilveiebringe en elektrode hvis tupp har en overflate med den midlere ruhetsdybde Rz på minst 10/Ccm, motstandssammensveiset arbeidstykkenes fugeoverflater, samt herde klebemiddelet. According to the present invention, there is provided a method for forming a joint between aluminum workpieces on which an artificially strong adhesive coating is applied to their respective surfaces, at least in the area of the intended joint, which method comprises applying the joint surfaces of the workpiece a curable adhesive containing up to 40% by weight of a powdery filler with the maximum particle size of 300>cm, providing an electrode whose tip has a surface with the average roughness depth Rz of at least 10/Ccm, resistance-welded together the joint surfaces of the workpieces, and curing the adhesive.
Fremgangsmåten er særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del. Ytterligere trekk fremgår av kravene 2-8. The method is characterized by what is stated in claim 1's characterizing part. Further features appear in requirements 2-8.
Betegnelsen aluminium anvendes i det etterfølgende ikke bare for det In what follows, the term aluminum is not only used for it
rene metall, men også for Al rike legeringer, spesielt av den type som er påtenkt for kjøretøykonstruksjon, så som 2000, 5000 og 6000 pure metal, but also for Al-rich alloys, especially of the type intended for vehicle construction, such as 2000, 5000 and 6000
seriene i henhold til Aluminium Association Inc. Register. Metall for punktsveising er generelt 0,6-3,2 mm tykt, vanligvis 0,9-2,6 mm. the series according to the Aluminum Association Inc. Register. Metal for spot welding is generally 0.6-3.2mm thick, usually 0.9-2.6mm.
I en foretrukket driftsmåte blir aluminiumsarbeidsstykkene belagte med klebemiddelet og oppsatt i en jigg. Klebemiddelet kan påføres ved hjelp av hvilken som helst egnet metode og kan påføres til å danne et lag med en tykkelse på 0,1 - 3,0 mm i den ferdige skjøt, avhengig av skjøtens geometri. Punktsveising blir deretter utført mens klebemiddelet fremdeles er flytende og disse vil holde strukturen sammen uten j igging mens klebemiddelet herder. Klebemiddelet vil vanligvis herdes ved oppvarming ved 10-30 min. ved en temperatur på 150 - 180"C. Epoksyd klebemiddeler er foretrukne men andre klebemidler så som fenol- og polyuretan baserte klebemidler kan også anvendes. Seige klebemidler så som et epoksyd med en dispergert gummi- eller lignende fase kan også anvendes. In a preferred mode of operation, the aluminum workpieces are coated with the adhesive and set up in a jig. The adhesive can be applied by any suitable method and can be applied to form a layer of 0.1 - 3.0 mm thickness in the finished joint, depending on the geometry of the joint. Spot welding is then carried out while the adhesive is still liquid and these will hold the structure together without jigging while the adhesive hardens. The adhesive will usually harden by heating at 10-30 min. at a temperature of 150 - 180°C. Epoxy adhesives are preferred but other adhesives such as phenolic and polyurethane based adhesives can also be used. Tough adhesives such as an epoxy with a dispersed rubber or similar phase can also be used.
Det anvendte klebemiddelet i skjøtene bør være i stand til å bibeholde sin styrke under sterkt varierte betingelser, så som temperatur og fuktighet. Klebemiddelet bør fukte overflaten på hvilket det påføres men bør fortrinnsvis være slik at det ikke synker eller drypper når det påføres en vertikal overflate. Tixotrope materialer erholdt ved innarbeidelse av et fyllstoff er således foretrukne. Imidlertid er klebemiddelet fortrinnsvis tilstrekkelig flytende til at det kan presses ut og bort fra skjøtområdet når trykk pålegges med et punktsveiseverktøy. Et klebemiddel som ikke presses ut på denne måte kan forhindre elektrisk kontakt mellom metalloverflåtene og således inhibere eller forhindre dannelse av en sveis. Type og konsentrasjon av fyllstoff tilstede i klebemiddelet er viktig. Hvis det er for meget fyllstoff eller hvis fyllstoff-partiklenes størrelse er for stor så kan det være vanskelig og oppnå tilfredstillende punktsveising uten anvendelse av så høye sveisestrømstyrker at elektrodenes levetid alvorlig nedsettes. I henhold til oppfinnelsen inneholder klebemiddelet ikke mere enn 40 vektprosent, fortrinnsvis ikke mere enn 30 vektprosent av et pulverformig fyllstoff med en maksimal partikkelstørrelse på 300^m og fortrinnsvis ikke mere enn 250 /un. Fyllstoffet er typisk et mineralfyllstoff innbefattende partikler med irregulær form, en mindre andel av partikler med en maksimal dimensjon større en 300/t-m vil ikke ødelegge klebemiddelet. Klebemidler av denne type inneholder også ofte fibre, men de ovenfor nevnte grenser innbefatter ikke noe fibreinnhold. Selv om slike klebemidler enkelte ganger inneholder pulverformig metall så er metalliske fyllstoff mindre foretrukne i klebemiddelene som anvendes ved fore-1iggende fremgangsmåte. The adhesive used in the joints should be able to maintain its strength under widely varied conditions, such as temperature and humidity. The adhesive should wet the surface to which it is applied but should preferably be such that it does not sink or drip when applied to a vertical surface. Thixotropic materials obtained by incorporating a filler are thus preferred. However, the adhesive is preferably sufficiently fluid that it can be pushed out and away from the joint area when pressure is applied with a spot welding tool. An adhesive which is not extruded in this way can prevent electrical contact between the metal surfaces and thus inhibit or prevent the formation of a weld. The type and concentration of filler present in the adhesive is important. If there is too much filler or if the size of the filler particles is too large, it can be difficult to achieve satisfactory spot welding without the use of such high welding currents that the service life of the electrodes is seriously reduced. According to the invention, the adhesive contains no more than 40% by weight, preferably no more than 30% by weight, of a powdery filler with a maximum particle size of 300 µm and preferably no more than 250 µm. The filler is typically a mineral filler including particles of irregular shape, a smaller proportion of particles with a maximum dimension greater than 300/t-m will not destroy the adhesive. Adhesives of this type also often contain fibres, but the above-mentioned limits do not include any fiber content. Although such adhesives sometimes contain powdered metal, metallic fillers are less preferred in the adhesives used in the above method.
Foreliggende fremgangsmåte er spesielt egnet for anvendelse for vekselstrøm punktsveismaskiner, som konvensjonelt anvendes i automobilproduksjonslinjer. Sveisemaskinen er fortrinnsvis av vekselstrømstypen men foreliggende fremgangsmåte kan også anvendes for likstrømspunktsveisere, slik som de typisk anvendt i flyindustrien. The present method is particularly suitable for use in alternating current spot welding machines, which are conventionally used in automobile production lines. The welding machine is preferably of the alternating current type, but the present method can also be used for direct current spot welders, such as those typically used in the aircraft industry.
Sveisebetingelser, speielt sveisetid og sveisestrømstyrke er i en viss grad avhengig av tykkelsen av (arket) komponentene som skal sammensveises. Aluminum Association- T10' dokumentet inneholder de følgende anbefalinger: Welding conditions, mirror welding time and welding amperage are to some extent dependent on the thickness of the (sheet) components to be welded together. The Aluminum Association-T10' document contains the following recommendations:
Det har vist seg at elektrodelevetiden er sterkt avhengig av både sveisetiden og sveisestrømstyrken vesentlig forlenges ved anvendelse av lave verdier av hver av dem eller fortrinnsvis begge av disse parametre. Således for et aluminiumsark med en tykkelse opp til 1,0 mm og en sveisetid på 2 - 4 sykluser og en vekselsveisestrømstyrke (topp, ikke RMS) og under 20 KA. Den totale lære er derfor for å forlenge elektrodenes levetid så bør det brukes den kortest mulige sveisetid og den kortest mulige sveisestrømstyrke som er i stand til å gi en sveis. Det er foretrukket at sveisestrømstyrken er mindre 80 % av verdiene som er anbefalt for mekanisk rensete overflater i det ovenfor nevnte T10 dokument. It has been shown that the electrode lifetime is strongly dependent on both the welding time and the welding current strength is significantly extended by using low values of each of them or preferably both of these parameters. Thus for an aluminum sheet with a thickness up to 1.0 mm and a welding time of 2 - 4 cycles and an alternating welding amperage (peak, not RMS) and below 20 KA. The general principle is therefore to extend the lifetime of the electrodes, the shortest possible welding time and the shortest possible welding current capable of producing a weld should be used. It is preferred that the welding amperage is less than 80% of the values recommended for mechanically cleaned surfaces in the above-mentioned T10 document.
Motstandssveisingen utføres under anvendelse av en sveiseelektrode med en tupp med en ruet overflate. Overflate ruing av elektroden kan innbefatte dannelse av kanter og fordypninger. Selv om man ikke ønsker å bli bundet av noen teori er det for tiden antatt at kantene kan være tilstrekkelig skarpe til å bryte igjennom de isolerende lag av overflaten av aluminium arbeidsstykkene og således danne flere kontakt-punkter for strømmen som flyter fra elektroden igjennom selve aluminium. Overflateruing kan passende oppnåes ved sandblåsing. Ruhets-skalaen er viktig og kan kontrolleres ved passende valg av partikkelstørrelse i materialet som anvendes for sandblåsingen og trykket med hvilket partiklene rettes mot overflaten. Overflateruhet målt med et pertometer og definert som den gjennomsnittlige topp til bunnehøyde (DIN 4768 paragraf 2.3.3.) som er den midlere ruhetsdybde, Rz er minst lO^m, fortrinnsvis 20 - 100/ jm. og mere foretrukket 20 - 80 /cm. Betingelsene som er nødvendig for å oppnå denne overflate-ruhetstype vil være kjent for fagmannen. The resistance welding is carried out using a welding electrode with a tip with a roughened surface. Surface roughening of the electrode may include the formation of edges and indentations. Although one does not wish to be bound by any theory, it is currently believed that the edges can be sufficiently sharp to break through the insulating layers of the surface of the aluminum workpieces and thus form several contact points for the current flowing from the electrode through the aluminum itself . Surface roughening can suitably be achieved by sandblasting. The roughness scale is important and can be controlled by suitable choice of particle size in the material used for the sandblasting and the pressure with which the particles are directed towards the surface. Surface roughness measured with a pertometer and defined as the average top to bottom height (DIN 4768 paragraph 2.3.3.) which is the average roughness depth, Rz is at least lO^m, preferably 20 - 100/ jm. and more preferably 20 - 80 /cm. The conditions necessary to achieve this type of surface roughness will be known to those skilled in the art.
Konversjonelle motstandssveiseelektroder fremstilles av legeringer som inneholder kopper som en hovedandel. Det er en fordel ved foreliggende oppfinnelse at slike konversjonelle elektroder kan anvendes, etter overflateruing og uten behov for belegg av et annet metall eller legering. Conversional resistance welding electrodes are made from alloys containing copper as a major component. It is an advantage of the present invention that such conversion electrodes can be used, after surface roughening and without the need for coating with another metal or alloy.
Det er vel forstått at det er et minimum akseptabel klumpdiameter for en vellykket sveisestøp og at denne minimums-diameter øker med økende metalltykkelse. Det er også vel forstått at klumptykkelsen dannet med konvensjonelle elektrodepar under satte betingelser avtar med alderen inntil diameteren blir så liten at elektrodene må erstattes. For å motvirke dette er det konvensjonelt å tilveiebringe en utstyrs-oppsetning som initielt vil gi klumper som er for store med en faktor på ca. 20 %. For eksempel er det i Aluminum Association T10 dokumentet på side 9 angitt de følgende tall: It is well understood that there is a minimum acceptable lump diameter for a successful welding casting and that this minimum diameter increases with increasing metal thickness. It is also well understood that the lump thickness formed with conventional electrode pairs under set conditions decreases with age until the diameter becomes so small that the electrodes must be replaced. To counteract this, it is conventional to provide an equipment set-up which will initially produce clumps that are too large by a factor of approx. 20%. For example, in the Aluminum Association T10 document on page 9, the following numbers are stated:
Imidlertid vil større klumpdiameter kreve forøket sveisestrøm og resultere i nedsatt levetid for elektroden. However, a larger lump diameter will require increased welding current and result in a reduced lifetime for the electrode.
Ved anvendelse av ruede elektroder i henhold til oppfinnelsen er det uventet funnet at spesielt for tynne ark vil klumpdiameteren dannet av et elektrodepar under innstillings-betingelsene tilta med alderen og kun begynne å avta igjen like før et eventuelt elektrode sammenbrudd. Grunnen for dette kan være at de mede elektrodetupper gradvis blir utflatet og vier seg ut under anvendelse. Imidlertid uansett grunn for dette uventede resultat så muliggjøres vesentlige økonomiske innsparinger ved oppstarting av sveisingen. Initielt klumpdiameter kan anordnes til å ikke være mer enn 15 % og ofte 5 - 10 % større enn den minimalt akseptable diameter. Denne forandring i praksis nedsetter sveisestrømkravene og forøker ytterligere elektrodenes levetid. When using roughened electrodes according to the invention, it has unexpectedly been found that, especially for thin sheets, the lump diameter formed by an electrode pair under the setting conditions will increase with age and only begin to decrease again just before a possible electrode breakdown. The reason for this may be that the electrode tips gradually become flattened and spread out during use. However, regardless of the reason for this unexpected result, significant financial savings are made possible when welding is started. Initial lump diameter can be arranged to be no more than 15% and often 5 - 10% larger than the minimum acceptable diameter. This change in practice reduces the welding current requirements and further increases the lifetime of the electrodes.
Ytterliger i henhold til et annet trekk ved oppfinnelsen er overflatene av aluminiumarbeidsstykkene forsynt med et kunstig påført sterkt vedheftende belegg. Dette er fordelaktig ved at oppfinnelsen tillater anvendelse av aluminiumsoverflater med lik vedvarende jevn grenseflatemotstand. Overflatende blir fortrinnsvis forbehandlet i en slik grad at det erholdes mellomliggende grenseflate elektrisk motstand. Som tidligere nevnt vil en for høy overflatemotstand kunne føre til en rask nedbrytning av elektrodetuppene. På den andre siden hvis motstanden i fugeoverflaten er for lav kan en typisk sveise-strømstyrke generere uttilstrekkelig varme til å gi en tilstrekkelig sveiseklump og sterk sveis. Furthermore, according to another feature of the invention, the surfaces of the aluminum workpieces are provided with an artificially applied strong adhesive coating. This is advantageous in that the invention allows the use of aluminum surfaces with the same continuous uniform interface resistance. The surface is preferably pre-treated to such an extent that intermediate interface electrical resistance is obtained. As previously mentioned, a surface resistance that is too high could lead to a rapid breakdown of the electrode tips. On the other hand, if the joint surface resistance is too low, a typical welding amperage may generate insufficient heat to produce a sufficient weld bead and strong weld.
Belegningsvekter i området 0,01 - 0,6 g/m<2>, fortrinnsvis 0,03 - 0,2 g/m<2> er foretrukne. Ved tilstedeværelse av et klebemiddel kan lave belegningsvekter være foretrukne for å nedsette fugemotstanden. Beleggene kan dannes ved et antall forskjellige forbehandlinger. Et egnet forbehandlingsmiddel markedsføres under navnet "Bonderite 735" (Pyrene Chemical Service Ltd.) Overflatelaget er antatt i det vesentlige å bestå av hydratisert kromfosfat med små mengder kromoksyd og aluminiumfluorid tilstede nær grenseflatene mellom aluminium/- omdannelsesbelegget. En anbefalt fremgangsmåtesekvens er syresprøyterensning, vannsprøyterensning, sprøyte påføring av omdannelsesbelegget, sprøytevannrensning og varmluftstørking. Coating weights in the range 0.01 - 0.6 g/m<2>, preferably 0.03 - 0.2 g/m<2> are preferred. In the presence of an adhesive, low coating weights may be preferred to reduce joint resistance. The coatings can be formed by a number of different pretreatments. A suitable pretreatment agent is marketed under the name "Bonderite 735" (Pyrene Chemical Service Ltd.) The surface layer is believed to consist essentially of hydrated chromium phosphate with small amounts of chromium oxide and aluminum fluoride present near the interfaces between the aluminum/conversion coating. A recommended process sequence is acid spray cleaning, water spray cleaning, spray application of the conversion coating, spray water cleaning and hot air drying.
Et annet foretrukket forbehandlingsmiddel er "Accomet C" Another preferred pretreatment agent is "Accomet C"
(Albright & Wilson Limited). Dette er en "ikke rense" behandling og er av spesiell interresse for oppviklings- (Albright & Wilson Limited). This is a "do not clean" treatment and is of particular interest for winding
belegningsformål da det innbefatter valsepåføring av et kromatbasert belegg som er ikke-reaktivt og krever ingen etterfølgende rensing. Dette minimaliserer avløpsbehandlingen som er nødvendig og gjør prosessen relativ enkel å kontroll-ere. En anbefalt prosessfrekvens er syresprøyterensing, sprøytevaskerensing, valsebeleggning med "Accomet C", samt tørking. coating purposes as it involves roller application of a chromate based coating which is non-reactive and requires no subsequent cleaning. This minimizes the wastewater treatment that is necessary and makes the process relatively easy to control. A recommended process frequency is acid spray cleaning, spray wash cleaning, roller coating with "Accomet C", as well as drying.
Andre egnete forbehandlinger innbefatter alternativt kromat-fosfatbelegninger så som "Alodine 407/47" (ICI). Også egnet er anodiseringsbehandlinger, eksempelvis vekselstrømsanodisering i varm svovelsyre (Britisk patent nr. 1.235.661), anodisering i fosforsyre inneholdende elektrolytter (GB 2.167.443A), samt de forskjellige behandlinger beskrevet i GB 2.139.540A. Other suitable pretreatments include alternatively chromate-phosphate coatings such as "Alodine 407/47" (ICI). Also suitable are anodizing treatments, for example alternating current anodizing in hot sulfuric acid (British patent no. 1,235,661), anodizing in phosphoric acid containing electrolytes (GB 2,167,443A), as well as the various treatments described in GB 2,139,540A.
Organiske belegg så som malinger eller lakk er ikke sterkt vedheftende og er ikke egnete. Organic coatings such as paints or varnishes are not strongly adherent and are not suitable.
De etterfølgende eksempler viser de forskjellige trekk ved oppfinnelsen og kan anvendes i kombinasjon for å forøke elektrodenes levetid med en faktor på opp til 50 eller til og med mere. De viser også at for et bredt område av elektrode-overflateruheter og spesielt for tynne ark kan elektrodelevetiden forøkes til mere enn 2000 sveisinger. Tallet 2000 vellykkete sveisinger uten bytte av elektroder er viktig da dette er det antall sveisinger som utføres per skift i en typisk produksjonslinje. Ingen store omkostninger er innfattet i bytting og ny oppsetting av elektrodene mellom skiftene. The following examples show the various features of the invention and can be used in combination to increase the lifetime of the electrodes by a factor of up to 50 or even more. They also show that for a wide range of electrode surface roughness and especially for thin sheets, the electrode lifetime can be increased to more than 2000 welds. The figure of 2,000 successful welds without changing electrodes is important as this is the number of welds that are performed per shift in a typical production line. No major costs are included in changing and resetting the electrodes between shifts.
Da elektrodelevetiden kun er en av faktorene som inngår i omkostningene for den totale motstandsveiselimprosess så kan klebemiddelegenskapene og elektrodetuppruhet andre enn de som er angitt for den lengst mulige elektrodelevetid være foretrukket av andre grunner. F.eks. kan for sveiseliming en behandling som gir varig høy klebemiddelforankring være foretrukket fremfor en som gir eksepsjonelt lang elektrodelevetid. As the electrode lifetime is only one of the factors included in the costs of the total resistance welding adhesive process, adhesive properties and electrode roughness other than those specified for the longest possible electrode lifetime may be preferred for other reasons. E.g. for welding, a treatment that gives a long-lasting high adhesive anchoring may be preferred over one that gives an exceptionally long electrode life.
Eksempler Examples
I eksempelene 1-3 var utstyret en vekselstrøms 110 KVA mobil sveiseanordning med integral transformator utstyrt med et faststoff sekvenskontrollsystem. Sveisesekvensen ble innstilt slik at klumpdiameteren var over det minimum som er krevet i henhold til Aluminum Association T10 dokumentet (Guidlines to resistance spot welding of automotive sheet). Den anvendte sveisesekvens var generelt som følger: In examples 1-3, the equipment was an alternating current 110 KVA mobile welding device with an integral transformer equipped with a solid state sequence control system. The welding sequence was set so that the lump diameter was above the minimum required according to the Aluminum Association T10 document (Guidelines to resistance spot welding of automotive sheet). The welding sequence used was generally as follows:
Elektrodelevetiden ble definert som antall akseptable sveiser utført med et sett elektroder uten elektrodeoppretting og uten noen forandring i de innstilte sveisebetingelser. Vær punktsveis ble undersøkt. Electrode life was defined as the number of acceptable welds performed with a set of electrodes without electrode preparation and without any change in the set welding conditions. Weather spot welding was investigated.
Forsøket ble vurdert som ferdig når en av de følgende betingelser ble tilfredstilt: 1. Hvis fire eller flere sveiser i en enhet av 40 punkt-sveisinger "failed to peel" 2. Den midlere knappdiameter var under minimumsverdien i Aluminum Association T10 dokumentet (d.v.s. under 3,6 mm) 3. Midlere skjærstyrke for en enkel punktsveis var under minimumsverdien i AA T10 dokumentet The test was considered complete when one of the following conditions was met: 1. If four or more welds in a unit of 40 spot welds "failed to peel" 2. The average button diameter was below the minimum value in the Aluminum Association T10 document (i.e. below 3.6 mm) 3. Average shear strength for a single spot weld was below the minimum value in the AA T10 document
4. Et hull ble utblåst i arket under sveisingen 4. A hole was blown out in the sheet during welding
5. Elektroden trakk ut en plugg fra arket 5. The electrode pulled out a plug from the sheet
Det henvises til den vedlagte tegning som er et tredimen-sjonalt skjematisk diagram som viser forholdet mellom sveisetid, sveisevarme og elektrodelevetid. Reference is made to the attached drawing, which is a three-dimensional schematic diagram showing the relationship between welding time, welding heat and electrode life.
Eksempel 1 Example 1
Et AA 5251 legeringsark ble anvendt ved 0 tilstand og en tykkelse på 0,875 mm. Arket var rullforbehandlet med for-behandlingsmiddelet "Accomet C", et ikke-vaske kromatbasert belegg. Motstanden for det forbehandlete materiale ble målt til 59/tohm for grenseflaten og 26 mohm for fugeresistens. Arket ble deretter belagt på begge overflater med et vann-basert voks-smøremiddel. Belegningsvekten var ca. 5 g/m<2>. An AA 5251 alloy sheet was used at 0 condition and a thickness of 0.875 mm. The sheet was roll-pretreated with the pre-treatment agent "Accomet C", a non-washable chromate-based coating. The resistance of the pre-treated material was measured at 59/tohm for the interface and 26 mohm for joint resistance. The sheet was then coated on both surfaces with a water-based wax lubricant. The coating weight was approx. 5 g/m<2>.
Et klebemiddel ble påført fugeoverflaten på hver prøvestrimmel før sveising. Det anvendte klebemiddel var et varmeherdbart, forsterket (Toughened) epoxy klebemiddel (klebemiddel A), som hadde et fyllstoff innhold på ca. 25 vektprosent og fyllstoff-partikkelstørrelse på 20 - 200/^m. Et annet ark av samme legering ble anvendt i valseverk finished tilstand med tilstedeværende klebemiddel for sammenligning. An adhesive was applied to the joint surface of each test strip before welding. The adhesive used was a heat-curable, reinforced (Toughened) epoxy adhesive (adhesive A), which had a filler content of approx. 25 percent by weight and filler particle size of 20 - 200/µm. Another sheet of the same alloy was used in a rolling mill finished condition with adhesive present for comparison.
Ni typer elektroderuhet ble vurdert. Disse var nye "som levert" elektroder fra fabrikanten og elektroder sandblåst til åtte forskjellige overflatebetingelser. Forholdene mellom elektroderuhet, elektrodelevetid og antall feil er vist i tabell 1. For sammenligninger er også verdier for valseverk finished AA 5251 legeringsarket også vist. For dette materialet var varmeinstillingen forøket til 23 KA for å gi en tilfredstillende punktsveising. Den forøkede levetid for elektroden som følge av anvendelse av smurt, forbehandlet ark er vist som fordel ved ruheten av elektrodene. Nine types of electrode roughness were assessed. These were new "as delivered" electrodes from the manufacturer and electrodes sandblasted to eight different surface conditions. The relationships between electrode roughness, electrode life and number of defects are shown in Table 1. For comparison, values for the rolling mill finished AA 5251 alloy sheet are also shown. For this material, the heat setting was increased to 23 KA to give a satisfactory spot weld. The increased lifetime of the electrode as a result of the use of lubricated, pretreated sheet is shown as an advantage of the roughness of the electrodes.
Typiske skjærstyrker for punktene i forsøket var 24,5 - 28 kp/punkt som er høyere enn den for AA T10 anbefalingen. Kvaliteten av sveisene var også utmerket med liten eller ingen utstøtning. Typical shear strengths for the points in the experiment were 24.5 - 28 kp/point, which is higher than that for the AA T10 recommendation. The quality of the welds was also excellent with little or no spalling.
Viktig konsekvens av disse forsøk var at under bestemmelsene av elektrodenes levetid så forøket klumpdiameteren med tiden. Typisk under elektrodelevetid forsøkene ble en større klumpdiameter enn den minimale valgt og under forsøket vil klumpdiameteren gradvis minske mot den minimale verdi. Imidlertid hadde tidligere eksprimenter for dette forsøk under anvendelse av tilsvarende punktsveisebetingelser indikerte at initialt var en avflatning av elektrodeoverflåtene som falt sammen med den forøkelse av klumpstørrelsen. F.eks. i de ovenfor nevnte forsøk var klumpdiameteren 4,00 mm, som kun var ca. 10 % mere enn den minimale akseptable diameter på 3,6 mm. Diameteren tiltok gradevis til 5,0 mm og forble konstant under resten av elektrodens levetid inntil like før brudd. Denne effekt er antatt å henge sammen med elektrodeutflatningen koblet med mangel på elektrode opptak. An important consequence of these experiments was that during the determination of the lifetime of the electrodes, the lump diameter increased with time. Typically during the electrode lifetime experiments, a larger lump diameter than the minimum was chosen and during the experiment the lump diameter will gradually decrease towards the minimum value. However, previous experiments for this experiment using similar spot welding conditions had indicated that initially there was a flattening of the electrode surfaces that coincided with the increase in lump size. E.g. in the above-mentioned experiments the lump diameter was 4.00 mm, which was only approx. 10% more than the minimum acceptable diameter of 3.6 mm. The diameter gradually increased to 5.0 mm and remained constant for the rest of the electrode's life until just before failure. This effect is believed to be connected with the electrode flattening coupled with a lack of electrode uptake.
Eksempel 2 Example 2
En annen viktig faktor vedrørende den forlengede elektrodelevetid er kontroll av den totale energitilførsel under sveisesekvensen. Det er funnet for å oppnå lang elektrodelevetid bør sveisestrømstyrken og/eller sveisetiden instilles så lavt som mulig. For konversjonell punktsveising av aluminium instilles sveisestrømmen til 20 KA eller høyere og med en sveisetid på ca. 5 sykler anvendes (eksempelvis for 1 mm tykke aluminiumsark). Another important factor regarding the extended electrode life is control of the total energy input during the welding sequence. It has been found that in order to achieve a long electrode life, the welding amperage and/or welding time should be set as low as possible. For conversional spot welding of aluminium, the welding current is set to 20 KA or higher and with a welding time of approx. 5 cycles are used (for example for 1 mm thick aluminum sheets).
Under dette arbeidet er det funnet ut at med forbehandlet aluminium og med ruede elektroder med den radius på 76 mm så har sveisestrømstyrkene typisk vært av størrelseorden 14 - 16 KA med en sveisesyklustid på 3 sykler. I en serie forsøk utført under tilsvarende betingelser som de eksempel 1 og igjen under anvendelse av klebemiddel A ble effektene av strømstyrkeinnstillingen og sveisesykeltidene vist. Resultatene er vist skjematisk i tegningen. Elektrodene ble ruet ved sandblåsing med 40/20 resirkulert sand med 5,6 kp/cm<2> i 10 s til å gi en R2 verdi på 28 yum, som ikke er det optimale nivå. Som det kan sees fra figuren vil lavere sveisestrøm kombinert med kortere sveisetid gi forlenget elektrodelevetid. Igjen ble det erholdt punktsveis med god kvalitet over AA T10 anbefalingene, men eventuelt ble det nådd et punkt hvor den pålagte strømstyrke var utilstrekkelig og ga enten høye feilandeler eller totalt ute av stand til å gi en punktsveis. During this work, it has been found that with pre-treated aluminum and with roughened electrodes with a radius of 76 mm, the welding current strengths have typically been of the order of 14 - 16 KA with a welding cycle time of 3 cycles. In a series of experiments carried out under similar conditions to those of Example 1 and again using adhesive A, the effects of the amperage setting and welding cycle times were shown. The results are shown schematically in the drawing. The electrodes were roughened by sandblasting with 40/20 recycled sand at 5.6 kp/cm<2> for 10 s to give an R2 value of 28 yum, which is not the optimum level. As can be seen from the figure, lower welding current combined with shorter welding time will result in extended electrode life. Again, spot welds with good quality above the AA T10 recommendations were obtained, but eventually a point was reached where the applied amperage was insufficient and produced either high failure rates or a total inability to produce a spot weld.
Eksempel 3 Example 3
Forbehandlet ark med en tykkelse på 1,2 mm ble fremstilt som i følge eksempel 1 for å vise at lengre elektrodelevetid også kan oppnås med et tykkere materialet. Pretreated sheet with a thickness of 1.2 mm was produced as in Example 1 to show that longer electrode life can also be achieved with a thicker material.
Tre typer elektroderuhet ble vudert. Resultatene er vist i tabell 2. Sveiseparameterene ble forandret noe fra de som ble anvendt for arket med en tykkelse på 0,875 mm ved at strøm-styrken ble øket til ca. 1,4 KA (topp) og sveisebelastningen var 4,20 KN for å kompensere for den større tykkelse. Alle andre sekvensparametere var de samme som tidligere. Igjennom hele forsøket var kvaliteten av punktsveisene utmerkete. Effekten av elektroderuhet på elektrodelevetiden var tilsvarende de som i det tidliger eksempel for arktykkelse 0,875 mm. Three types of electrode roughness were evaluated. The results are shown in table 2. The welding parameters were changed somewhat from those used for the sheet with a thickness of 0.875 mm by increasing the amperage to approx. 1.4 KA (peak) and the welding load was 4.20 KN to compensate for the greater thickness. All other sequence parameters were the same as before. Throughout the experiment, the quality of the spot welds was excellent. The effect of electrode roughness on the electrode lifetime was similar to that in the earlier example for sheet thickness 0.875 mm.
Eksempel 4 Example 4
For å etablere punktsveisbarheten i nærvær av forskjellige enkomponent epoxy klebemidler, nemlig fire klebemidler - B, To establish the spot weldability in the presence of different one-component epoxy adhesives, namely four adhesives - B,
C, D og E som ble påført strimmelprøvene under anvendelse av fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1. For dette forsøk ble en likestrøms 75 KVA sokkelsveiseanordning med faststoff kontrollsystem anvendt. De anvendte sveisesekvenser var som følger: C, D and E which were applied to the strip samples using the method described in Example 1. For this test, a direct current 75 KVA socket welding device with a solids control system was used. The welding sequences used were as follows:
Det "Accomet C" forbehandlete materialet ble anvendt uten tilstedeværelse av smøremiddel og elektrodene anvendt i "som mottatt" betingelser. Høye strømstyrker og lange sveisesyklus-tider ble anvendt i dette forsøk, p.g.a. strømstyrke karakter-istikk av den anvendte likstrømsveismaskinen og den lavere strømeffektivitet for den fjernt liggende transformator. The "Accomet C" pretreated material was used without the presence of lubricant and the electrodes used in "as received" conditions. High currents and long welding cycle times were used in this experiment, due to amperage characteristics of the used DC welding machine and the lower current efficiency of the remote transformer.
Betingelsene for punktsveising i nærvær av klebemiddel var ikke optimalisert, men resultatene i tabell 3 indikerer effekten av både fyllstoffmengde og fyllstoff partikkel-størrelse. The conditions for spot welding in the presence of adhesive were not optimised, but the results in table 3 indicate the effect of both filler quantity and filler particle size.
Klebemiddel B har større innhold av tilstedeværende fyllstoff og dette gir dårligere elektrodelevetid med en høy feilandel. Klebemiddel C har et lavere fyllstoffinnhold med en større partikkelstørrelse og dette gir forbedret tupplevetid, men et større antall feil som følge av vanskeligheter med å føre sammen fugeoverflåtene under sveisetrykket. Klebemidlene D og E er foretrukne klebemidler med lave fyllstoffinnhold og/eller mindre partikkelstørrelse. Klebemiddel D som har tilsvarende fyllstoffegenskaper som klebemiddel A ga en ytterligere forbedring i tupplevetiden og med lavere feilandel. Adhesive B has a greater content of filler present and this results in poorer electrode life with a high failure rate. Adhesive C has a lower filler content with a larger particle size and this gives improved tip life, but a greater number of failures due to difficulties in bringing the joint surfaces together under the welding pressure. Adhesives D and E are preferred adhesives with low filler content and/or smaller particle size. Adhesive D, which has similar filler properties to adhesive A, gave a further improvement in tip life and with a lower failure rate.
Eksempel 5 Example 5
Eksempel 1 viser fordelene ved ruing av elektrodeoverflaten når det anvendes en vekselstrøm mobil punktsveiser. Tabell 1 gir en optimal elektroderuhet på 48/^m. Elektrode med den optimale ruhet ble anvendt på likstrøms 75 KVA stolpesveiser for å vise at de gunstige effekter ved elektroderuing kan vises for punktsveisemaskiner av forskjellige typer og med forskjellige utgangsegenskaper. Som innkjøpte og blankpolerte elektroder ble anvendt for en sammenligning. Den anvendte sveisestruktur var som vist i eksempel 4. "Accomet C" forbehandlet materiale ble anvendt med smøremiddel og med tilstedeværende klebemiddel A. Disse resultater er vist i tabell 4. Example 1 shows the advantages of roughing the electrode surface when an alternating current mobile spot welder is used. Table 1 gives an optimal electrode roughness of 48/^m. Electrode with the optimal roughness was used on direct current 75 KVA pole welders to show that the beneficial effects of electrode roughness can be shown for spot welding machines of different types and with different output characteristics. As purchased and polished electrodes were used for a comparison. The welding structure used was as shown in example 4. "Accomet C" pretreated material was used with lubricant and with adhesive A present. These results are shown in table 4.
Som det kan sees av tabell 4 var effekten av elektroderuing tilsvarende den som ble erholdt med vekselstrømspunkt-sveiseren. Levetidstallene er generelt lavere enn de som erholdt i eksempel 1, men dette skylles at sveisesekvensen var ikke optimalisert. As can be seen from Table 4, the effect of electrode heating was similar to that obtained with the AC spot welder. The lifetime figures are generally lower than those obtained in example 1, but this is due to the fact that the welding sequence was not optimised.
Eksempel 6 Example 6
Dette eksempel viser anvendelse av fremgangsmåten på 2 mm tykke ark. Arket var 5251 legering forbehandlet med "Accomet C" med smøremiddel og klebemiddel D tilstede. Sveiseutstyret var en "KT-8110 " vekselstrøm punktsveisemaskin som ble drevet under de følgende betingelser: This example shows the application of the method on 2 mm thick sheets. The sheet was 5251 alloy pre-treated with "Accomet C" with lubricant and adhesive D present. The welding equipment was a "KT-8110" AC spot welding machine operated under the following conditions:
De følgende resultater ble erholdt: The following results were obtained:
Elektrodelevetiden er kortere når et tykkere ark sveises, men de erholdte resultater viser klart den forbedrede elektrodelevetid som et resultat av ruhetsbehandlingen. The electrode life is shorter when a thicker sheet is welded, but the results obtained clearly show the improved electrode life as a result of the roughness treatment.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB878711295A GB8711295D0 (en) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | Resistance welding of aluminium |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO882081D0 NO882081D0 (en) | 1988-05-11 |
NO882081L NO882081L (en) | 1988-11-14 |
NO170002B true NO170002B (en) | 1992-05-25 |
NO170002C NO170002C (en) | 1992-09-02 |
Family
ID=10617262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO882081A NO170002C (en) | 1987-05-13 | 1988-05-11 | PROCEDURE FOR CREATING A SKETCH BETWEEN ALUMINUM WORKING PIECES |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR880013654A (en) |
CN (1) | CN1016854B (en) |
AT (1) | ATE67948T1 (en) |
BR (1) | BR8802330A (en) |
DE (1) | DE3865236D1 (en) |
GB (1) | GB8711295D0 (en) |
MX (1) | MX171211B (en) |
MY (1) | MY100820A (en) |
NO (1) | NO170002C (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8790483B2 (en) * | 2008-11-24 | 2014-07-29 | Corning Incorporated | Method of weldbonding and a device comprising weldbonded components |
CN109786979A (en) * | 2019-01-31 | 2019-05-21 | 西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所) | The method of the anti-heterogeneous material splicing seams oil paint cracking of PTFE base antenna array |
-
1987
- 1987-05-13 GB GB878711295A patent/GB8711295D0/en active Pending
-
1988
- 1988-05-10 DE DE8888304228T patent/DE3865236D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-05-10 AT AT88304228T patent/ATE67948T1/en not_active IP Right Cessation
- 1988-05-11 NO NO882081A patent/NO170002C/en unknown
- 1988-05-12 BR BR8802330A patent/BR8802330A/en not_active IP Right Cessation
- 1988-05-12 MX MX011450A patent/MX171211B/en unknown
- 1988-05-13 KR KR1019880005573A patent/KR880013654A/en not_active Application Discontinuation
- 1988-05-13 CN CN88102893A patent/CN1016854B/en not_active Expired
- 1988-05-13 MY MYPI88000507A patent/MY100820A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB8711295D0 (en) | 1987-06-17 |
NO882081D0 (en) | 1988-05-11 |
NO170002C (en) | 1992-09-02 |
NO882081L (en) | 1988-11-14 |
CN1016854B (en) | 1992-06-03 |
MY100820A (en) | 1991-02-28 |
CN88102893A (en) | 1988-11-30 |
KR880013654A (en) | 1988-12-21 |
BR8802330A (en) | 1988-12-13 |
MX171211B (en) | 1993-10-08 |
ATE67948T1 (en) | 1991-10-15 |
DE3865236D1 (en) | 1991-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU596816B2 (en) | Resistance welding of aluminium | |
US4924057A (en) | Method of forming a joint between aluminum workpieces with curable adhesive and resistance welding | |
US8502105B2 (en) | Joining method of dissimilar metal plates and dissimilar metal joined body | |
US5015816A (en) | Resistance welding electrode and process | |
CN103692075A (en) | Resistance spot welding process for aluminium alloy parts | |
CN111195767A (en) | Method for prolonging service life of electrode through ultrasonic-assisted resistance spot welding | |
CN113231753B (en) | Arc surfacing welding friction stir composite welding method for dissimilar metals | |
NO170002B (en) | PROCEDURE FOR CREATING A SKETCH BETWEEN ALUMINUM WORKING PIECES | |
CN112570868B (en) | Method for improving corrosion resistance of resistance spot welding spot of 1800 MPa-grade hot forming steel | |
JPS63119988A (en) | Electric resistance welding method for galvanized steel sheet | |
CN113199125A (en) | Resistance spot welding electrode for aluminum steel dissimilar metal welding | |
Wu | Resistance spot welding of high contact-resistance surfaces for weldbonding | |
CN110270750A (en) | Resistance spot welding job stacking including steel workpiece and aluminium workpiece with steel plate | |
CN215658386U (en) | Resistance spot welding electrode for aluminum steel dissimilar metal welding | |
CN105328310B (en) | A kind of automatic argon arc for magnesium alloy joint welding cracks welding with filler wire method | |
JP7194269B2 (en) | Assembly of at least two metal substrates | |
Yürük et al. | Investigation of mechanical and microstructural properties of AA5754/AA6013 dissimilar aluminium alloys joined by GMAW and FSW methods. | |
CN110405316B (en) | Method for improving tensile property of aging-strengthened aluminum alloy melt welding joint | |
JP3212136B2 (en) | Can body having a welding can body | |
JPH0732163A (en) | Welding method for aluminum alloy sheets | |
JPH05318136A (en) | Resistance welding method for aluminum and aluminum alloy materials | |
JP7485716B2 (en) | Spot welding method | |
Derbiszewski et al. | Studies on the Quality of Joints and Phenomena Therein for Welded Automotive Components Made of Aluminum Alloy—A Review | |
Hoch | Joining of aluminum alloys 6009/6010 | |
Spinella | Resistance Welding of Aluminum Alloys |