DE2017655C

DE2017655C - Electrical burning process for surface cleaning and device for this

Info

Publication number: DE2017655C
Application number: DE19702017655
Authority: DE
Inventors: Norbert Eschen; Tauern Dankmar Triesenberg; Gstöhl (Liechtenstein)
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Filing date: 1970-04-13
Publication date: 1973-02-01

Description

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer geeigneten Vorrichtung zur Durchführung 40 Jes erfindungsgemäßen Verfahrens .Another object of the invention is to provide a suitable device for performing it 40 Jes method according to the invention.

Vorzugsweise ist die Abbrennelektrode in einerPreferably the consumable electrode is in one

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Abbrenn- Schweißelementhalterung einer an sich bekanntenThe invention relates to an electrical burn-off welding element holder of a known type

verfahren zur Oberflächenreinigung von Werkstücken Schweißpistole eingesetzt. Diese Ausführung ist vor-process used for surface cleaning of workpieces welding gun. This version is

beim Kondensatorentladungs-Bolzenschweißen sowie teilhaft bei Serienbefestigungen anwendbar, wobeiin capacitor discharge stud welding as well as partially applicable to series fastenings, whereby

entsprechende Vorrichtung. Λ5 nach dem Reinigen aller Schweißstellen die Abbrenn-corresponding device. Λ5 after cleaning all welding points, remove the burn-off

Bekanntlich ist es beim Kondensatorentladungs- elektrode aus der Schweißelementhalterung entferntIt is known to have been removed from the welding element holder in the case of the capacitor discharge electrode

Bolzenschweißen zur Erzielung einer einwandfreien wird, so daß die Halterung für den nachfolgendenStud welding to achieve a flawless will, so that the bracket for the subsequent

Verschweißung von erheblicher Bedeutung, daß die Schweißvorgang zur Aufnahme der SchweißelementeWelding is of considerable importance that the welding process to accommodate the welding elements

Werkstückoberfläche vor dem Schweißvorgang zur Verfugung steht.Workpiece surface is available before the welding process.

sauber ist, d. h., die Stelle, an der ein Bolzen ver- 50 Alternativ kann die Abbrennelektrode durch von schweißt werden soll, muß frei von Oberflächen- der Schweißelementhalterung separate Aufnahmeverunreinigungen wie Rost, Zunder, Farbe, Fett, öl mittel einer an sich bekannten Schweißpistole aufusw. sein. Hierzu werden bisher umständliche Me- genommen werden. Diese Ausführung eignet sich thoden wie Sandstrahlen, Schmirgeln, Reinigen mit besonders für Einzelbefestigungen, da die Abbrenneiner Drahtbürste oder auch chemische Mittel ange- 55 elektrode für den Schweißvorgang nicht aus ihrer wendet, die nicht immer zu befriedigenden Resultaten Halterung entfernt werden muß.
führen. Die Abbrennelektrode ist vorzugsweise aus einem Es sind ferner Verfahren zur Oberflächenreinigung schwer abbrennbaren Metall hergestellt, wie beispielsbekannt, die mit einem Lichtbogen arbeiten. Speziell weise Hartmetall, Wolfram usw. Dadurch können beim Kondensatoientladungs-Bolzensehweißen sind 60 mit der gleichen Elektrode eine größere Anzahl Rei-Mcthoden bekannt, bei denen ein Zündlichtbogen nigungen ausgeführt werden, ohne daß sie einen (auch Pilot-Lichtbogen genannt) zur Oberflächen- wesentlichen Abbrand erfährt, was sich besonders reinigung mitherangezogen wird. Da ein Zündlicht- vorteilhaft bei Befestigungen größerer Serien ausbogen nur innerhalb einer punktförmigen Zone auf wirkt.is clean, ie the point at which a stud is welded. Alternatively, the burn-off electrode is to be welded through, must be free of surface contaminants such as rust, scale, paint, grease, oil by means of a known welding gun etc. being. To this end, cumbersome measurements have to be taken up to now. This design is suitable for methods such as sandblasting, sanding, cleaning with, especially for individual fastenings, since the burning off of a wire brush or chemical agents for the welding process does not need to be removed from its holder, which does not always result in satisfactory results.
to lead. The consumable electrode is preferably made of a metal that is difficult to burn off, such as known for example, that work with an arc. Specifically hard metal, tungsten, etc. As a result, in capacitor discharge stud welding, a greater number of friction electrodes are known with the same electrode, in which an ignition arc is carried out without making a (also called a pilot arc) essential to the surface Burn-off learns what cleaning is particularly important. Since an ignition light, which is advantageous when mounting larger series, only acts within a point-shaped zone.

ein Werkstück auftrifft, ist damit die Reinigung von 65 Die Abbrennelektrode kann auch aus einemWhen a workpiece hits it, the cleaning of 65 The consumable electrode can also consist of a

größeren Oberflächen praktisch unmöglich, wie sie schwer schmelzbaren Werkstoff hergestellt sein. EineLarger surfaces practically impossible as they are made of difficult-to-melt material. One

für Bolzen mit stärkerem Querschnitt benötigt wer- solche Elektrode, beispielsweise aus Titan, Niob,For bolts with a thicker cross-section, such electrodes are required, for example made of titanium, niobium,

uen. Darüber hinaus erfordert es einen erheblichen Zirkon, Molybdän usw. bewirkt neben dem Reini-uen. In addition, it requires a considerable amount of zirconium, molybdenum, etc., in addition to cleaning

gungsprozeß eine Legierungserscheinung in der obersten Werkstücksschicht, was sich auf die Schweißverbmdung günstig auswirkt.generation process an alloy phenomenon in the uppermost workpiece layer, which affects the Weld connection has a favorable effect.

Die Erfindung soil nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigtThe invention will now be based on the example reproducing drawings are explained in more detail, namely shows

Fig. 1 eine Schweißpistole mit Abbrennelektrodc vor de^gm Abbrennvorgaig,Fig. 1 shows a welding ^{gun with a burn-off electrode before de g} m Abbrennvorgaig,

Fig 2 die Schweißpistole der Fig. 1 während des Abbrennvorgangs, -2 shows the welding gun of FIG. 1 during of the burning process,

Fig. 3 eine Ansicht der Schweißpistole in Pfeilrichtung III der F ig.l,3 shows a view of the welding gun in the direction of the arrow III of Fig. 1,

F i g. 4 eine weitere Ausführungsform der Schweißpistole mit Abbrennelektrode vor dem Abbrennvor-F i g. 4 shows another embodiment of the welding gun with a burn-off electrode before the burn-off

,ie Schweißpistole der Fig.4 während ", ie welding gun of Fig. 4 during "

- . h tt der Abbrennelektrode 6 ent--. h tt consists of the consumable electrode 6

nung dem ^Q.^uers _n ^c _n ⁿ"_hfol„_eniicn Schweißvorgang wird spricht. Fur den ^nac">"| _{der Schw}eiße!ement-tion to the ^Q. ^uers _n ^c _n ⁿ _"hfol" _eni icn welding Fur is speaking the ^nac ">" |. hite _Sw ement-!

die ^Abbre,^nnel.^e _f^°_t „_{nd dafü}r in bekannter Weise halterung 2 ™«"|^l JJ' _eführL
ein SchweiUeiemeru & ^^ weiteren Ausfiih-^W'f 'Vr wiederum gesamthaft mit 1 bezeichrungsform der wleaei» » _d Schweißelementneten SchwaBp«^ »*£,£ _U angeordnet, halterung2 eine werι _Geräteachse ange-the ^abbreviation , ^nnel . ^e _f ^ ° _t " _{nd for it} in a known manner bracket 2 ™""| ^l JJ ' _eführL
a SchweiUeiemeru & ^^ further Ausfiih- ^W 'f' Vr turn, overall designated 1 approximate shape of wleaei »» _d welding element Neten SchwaBp "^" * £, £ _U arranged halterung2 a werι _Ger äteachse reasonable

die gegenuber der^anJW ^ ^ _Bci the opposite of the ^ anJW ^ ^ _Bci

brachten Sehweißelementna^ ^ ^ _{R g} brought Sehweißelementna ^ ^ ^ _{R g}

dieser Ausfuhrangsto _{dektrode 6>
W}obe, diethis export _{fear electrode 6> W} obe, the

11 *ur Aufnahme oer _Gcrüteacnse verschiebbar Halterung 11 entlang ^^ ^ ^^ , _befinden.11 * ur recording oer _Gcrüteacnse displaceable bracket 11 along ^^ ^ ^^, _{are located} .

C der Schweiß_P,sto,e in Pfeil-C the sweat _P , sto, e in arrow

richtung VI der-F ig. 4.direction VI der-F ig. 4th

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die gesamthaft mit I bezeichnete Schweißpistole an ihre; vorderen Stirnseite la eine Schweißelementhaltcn.ng 2 und drei Aunagefiiße 3. 4, 5 auf, wie auch insbesondere Fig 3 zeigt. In der Schweißelementhalterung 2 ist eine' Abbrennelcktrode 6 eingesetzt. Entlang der senkrechi zur Werkstücksoberfläche 8 stehenden Gcriteachsc ist die Schweißelementhalterung 2 mit eingesetzter Abbrennelcktrode6 verschiebbar und federbelastet gelagert, wobei die Aufiagefüße 3, 4, 5 :n der Ruhelage von der Aborennelektrode 6 um einen Abstand (a) überragt werden, welcher vorzugsweise 1 bis 5 mm Deträgt.As can be seen from FIG. 1, the welding gun designated as a whole by I has on its; front face la a welding element holder 2 and three mounting feet 3, 4, 5, as also particularly shown in FIG. In the welding element holder 2, a 'Abbrennelcktrode 6 is used. The welding element holder 2 with inserted Abbrennelcktrode6 is displaceable and spring-loaded along the Gcritaxsc standing perpendicular to the workpiece surface 8, whereby the support feet 3, 4, 5: n in the rest position are surmounted by the Aborennelectrode 6 by a distance (a) , which is preferably 1 to 5 mm Detrimental.

Um d,e Schweißpistole 1 in die arbeitsfähige Lage, wie sie Fig. 2 zeigt, zu brisen, wird sie senkrecht gegen diz Werkstücksoberfläche 8 gepreßt, wobei die Schweißelementhalterung2 mit eingesetzter Abbrennelektrode 6 einfedert und die Auflagefüße 3, 4, 5 das zlä.lich zuden schon vorher JjTo get the welding gun 1 into the working position, as it shows Fig. 2 to breeze, it becomes vertical pressed against the workpiece surface 8, the Welding element holder 2 with inserted burning electrode 6 springs in and the support feet 3, 4, 5 the to be added already before yy

^la^^fuJ^"'raHei ™r «endeten Halterung 11 a^ *» auf. der P^' ^_krcch,_ste||_Ung ^{der Abbrcnn} ordnet ist una ai ^ Reinigungsvorganges _Kc- ^la ^ ^fu J ^ "'raHei ™ r« ended bracket 11 a ^ * »on. the P ^' ^ _krcc h, _ste || _U ng ^{the Abbrcnn} is una ai ^ cleaning process _K c-

elektrode 6 wehrend dc B ^ ^^electrode 6 while dc B ^ ^^

wahr eistet ^{In der} ^^ _{6 um ein}cn Abstand (ft) von der AbbrenneitKinwtrue eiste t ^{In the} ^^ _{6 by a} cn distance (ft) from the AbbrenneitKinw

überragt. . , , ■ _dic richtige Ausgangs-towers. . , ■ _dic right output

Um d'«.^^h W'^s '^, _was ^aeim auf das Werk-Um d '«. ^ ^H W' ^s ' ^, _which ^ aeim on the work-

lage /u ^h"ⁿ£ⁿ. *^{ird e} _{d ß dic}: A_bnrenn,-lcktn>dc 6location / u ^h " ⁿ £ ⁿ . * ^{ird e} _{d ß dic} : A _bnre nn, -lcktn> dc 6

stuck 7 aufgesc^ >° ^J _{buinüclie 8 ste}ht. Dan»stuck 7 aufgesc ^> ° ^ J _{buinüclie 8 stands} . Dan"

senkrecht zur Wc k^° _{ht /um Werk}.,ückperpendicular to the wc k ^ ° _{ht / around work} ., ück

w.rd die ^hwußpist« e^_{r cßt>
bis die} w.rd die ^ hwußpist «e ^ _{r casst> to the}

gegen die Werkstucks, Dc _R^^ _{7 bcrührt}.„.against the work pieces, D c _R ^^ _{7 bcrickt} . “.

f ⁶^ c Änistöle 1 mit den wiederum eine Drci-Ist die S^¹^^^ Auflagefüßen 3, 4, 12 aufge-P«^tauflage bilden^j ^ ^^ _Αη( f ⁶ ^ c Änistöle 1 with the again a Drci-ist the S ^ ¹ ^^^ support feet 3, 4, 12 up-P «^ tauflage form ^ j ^ ^^ _{Αη (}

setz _; ™^e «~' & ³ ^z ξ _{d A}bzugsvorricl.;ung9 ausdieser Ausführungsform muß für S^Bvorgang^b die Abbrennaus ihrer Halterung „ entferntset _; ™ ^e «~ '& ³ ^z ξ _{d A} bzugvorricl.; Ung9 from this embodiment, the burnout must be removed from its holder ^{for S ^ B process b}

aCl/Λ, Kami u^i Lniiiuui-i>_b>j._v._{o σ} aCl / Λ, Kami u ^ i Lniiiuui-i> _b > j. _v . _{o σ}

zugsvorri :htung 9 ausgelöst werben. Durch die rauhe Stirnfläche 6 α der Abbrennelektrode 6 und durch die verunreinigte Oberfläche 8 des Werkstückes 7 bilden sich beim Anpressen der Elektrode j nur einzelne, punktförmige Kontaktstellen.Zugsvorri: htung 9 advertise released. Through the rough Form the end face 6 α of the consumable electrode 6 and through the contaminated surface 8 of the workpiece 7 When the electrode j is pressed against it, there are only individual, point-like contact points.

Der durch den Entladungsvorgang hervorgerufene, kurzzeitig auftretende Stromstoß bewirkt an diesen einzelnen Kontaktstellen ein explosionsartiges Verdampfen dei Kontaktwege unter gleichzeitigem Wrgschleudern der Oberflächenschichten im Anpreßbereich der Abbrennelektrode 6. Durch den relativ starken Anpreßdruck können auch während des Verdampfens der ersten Kontaktwege weitere Kontaktbrücken entstehen und ebenfalls analog einer Drahtexplosion verdampfen und reinigend wirken, Nach dem Abheben der Schweißpistole 1 bleibt eine blanke Fläche auf dem Werkstück 7 zurück, deren Ausdeh-The short-term current surge caused by the discharge process affects them individual contact points an explosive evaporation of the contact paths with simultaneous wrapping of the surface layers in the contact area of the consumable electrode 6. By the relative Strong contact pressure can also create additional contact bridges during the evaporation of the first contact paths arise and also evaporate analogous to a wire explosion and have a cleaning effect, after When the welding gun 1 is lifted, a blank surface remains on the workpiece 7, the extent of which

barem Metall-w.e be.sp ^ ^_{06n βη} barem metal we be.sp ^ ^ _{06n βη}

ram usw., hergestem so _Anzahi ^ram etc., _hergestem so number ^

Abbrand und kwn fur ^, _{b f}.._{m der} Abbrand and kwn fur ^, _bf .. _{m der}

45 R«3J8£ S?W eTncm schwer schmelzbaren45 R «3J8 £ S? W eTncm difficult to melt

_Werk,toll wir beispielsweise Titan, Niob, Zirkon Werkstoff, wie beisp Abbrennelektrode 6 _Who k, great we, for example, titanium, niobium, zirconium material, such as the burning electrode 6

Molybdän^ u^w h rgejt _{Lebemdauer etwas} Molybdenum ^ u ^ wh rgejt _{lifetime somewhat}

««kfr 'ns Lewi.nt abbrennbarem«« Kfr 'ns Lewi.nt burnable

50 verKurzt Bei diesen _{bbrennelektrodc 6} ver^^Ve^^{s oR} J"^ge5^₁. Werkstücksoberflächenschicht50 abbreviated In these _{burning electrodes 6} ver ^ ^Ve ^ ^{s oR} J " ^ge5 ^ _1. Workpiece surface layer

dampft ^^ J^,^^^ Teil der Abbrenn»uch ein "icht ^eraa ρ ^ _{die oberstu} steams ^^ J ^, ^^^ part of the Abbrenn »uch a" icht ^ eraa ρ ^ _{the uppermost}

eltktrodJ6, deren M _eindf_ffundieren. Dadurch 55 ^"-f'Se Stelle mit hochwertigen Werkwirtjd.'-J^^^e _die_EigenSchaften der nachfolgen-ÄchSerbindung vibesser,eltktrodJ6, whose M _ind f _{ffundi er} . This 55 ^. "- f'Se place with quality Werkwirtjd '-J ^ ^ ^e _di e _specially chaften the follow-ÄchSerbindung vibesser,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 2 outlay in terms of apparatus, the arc from the patent claims: to supply the power grid with energy if it is not only used for control purposes, i.e. if it is also supposed to clean in addition to the ignition

1. Electrical burn-off method for surface 5 becomes the known method when cleaning the ignition light surface in the case of a capacitor discharge arc from a capacitor storage battery, ge-stud welding, characterized by this, from which it is then fed without recharging net that the cleaning by means of explosive discharge in the same operation takes the welding energy of the welding capacitor should become a cons, since then with the energy very saving capacitor discharge stud welder between io sam must be dealt with, so that a cleaning see a workpiece (7) and a pressed-on burn-off electrode, which is also not possible for reasons of energy balance (6) takes place. is borrowed.

2. Apparatus for carrying out the method The invention is based on the object of a rens according to claim 1, characterized in providing method by which the above that 15 disadvantages are avoided for receiving the consumable electrode (6) and in particular in known welding gun (1) is used, in a very short time, one of the stud ends to be welded Schw'.i'klementhalterung (2) the area corresponding to the burning cross-section with the smallest electrode (6) is inserted. Is to be cleaned with equipment effort.

3. Apparatus for carrying out the process, the invention will thereby render the task according to claim 1, characterized in that the cleaning by means of explosive lenses that for receiving the burning electrode (6) to charge the welding capacitor of a Kondtnsa a per se known welding gun (1) of gate discharge stud welding device between a the welding element holder (2) separate workpiece and a firmly pressed Abbrennclek taking means (11) for the consumable electrode (6) trode takes place.

are provided. 25 This brief discharge becomes similar

4. Device for carrying out the process - the wire explosion effect on the unclean surfaces rens according to claim 1, characterized in that the layer on the workpiece is torn and the one there that the break-off electrode is thrown away from heavily burned-off contaminants that have been loosened. There· hard metal, for example, creates a bare workpiece surface, metal, tungsten, etc. 30 whose expansion corresponds to the cross-section of the pressed

5. Device for Du; chfii .rung the process corresponds to the burn-off electrode, whereby the Ren according to claim 1, characterized in that the choice of the burning electrode cross-section is the gedass the burn-off electrode from a surface that has been difficult to clean by melting the element to be welded There is a ble material, such as can fit. Since this discharge process only Titanium. Niobium, zirconium, molybdenum etc. 35 the top layer of the workpiece heats up wildly,

the cleaning process can also be used for thin metal sheets.