DE946381C

DE946381C - Spot and projection welding process and welding machine for practicing the process

Info

Publication number: DE946381C
Application number: DES38586A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Kaiser; Dipl-Ing Hilmar Riechel
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1954-04-07
Filing date: 1954-04-07
Publication date: 1956-08-02

Description

Punkt- und Buckelschweißverfahren und Schweißmaschine zur Ausübung des Verfahrens Maßgebend für das Gelingen einer Schweißstelle nach dem Punkt- oder Buckelschweißverfahren sind Stromstärke, Schweißzeit und Ele'ktrodendruck. Innerhalb gewisser Grenzen kann jede dieser Größen verändert werden, wobei gleichzeitig eine der anderen bzw. beide anderen Größen entsprechend verändert werden müssen. So bewirkt bei gleichem zu schweißenden Material eine Erhöhung der Stromstärke eine Verkürzung der Zeit und umgekehrt.Spot and projection welding processes and welding machine for exercising of the procedure Decisive for the success of a weld after the point or Projection welding processes are current intensity, welding time and electrode pressure. Within Within certain limits, each of these sizes can be changed, with one at the same time the other or both other sizes must be changed accordingly. So effected with the same material to be welded, an increase in the current strength a shortening of time and vice versa.

Eine Verringerung des Elektrodendruckes hat im allgemeinen eine Verringerung der Stromstärke und eine Verlängerung der Zeit zur Folge und umgekehrt.A decrease in electrode pressure generally has a decrease the amperage and an increase in time and vice versa.

Bei allen Steuerungen für Punktschweißmaschinen werden die Werte für Strom, Zeit und Druck an Hand von Tabellen oder durch Probesc'hweißungen ermittelt und vor Beginn der Schweißarbeit an den Maschinen eingestellt.The values for Current, time and pressure determined on the basis of tables or by test welds and set on the machines before starting welding work.

Die Praxis hat gezeigt, daß dieses Vorgehen im allgemeinen für die technische Anwendung des Verfahrens ausreicht, jedoch bei schwierigen Schweißarbeiten nicht voll befriedigt. Schwierigkeiten treten insofern auf, als, die auf den' zu schweißenden Materialien haftenden- Oberflächenschichten, wie z. B. Oxyde und Fett, sowie der Zustand der Schweißelektroden nicht immer die gleichen Bedingungen aufweisen. Der Schweißstrom setzt dann je nach Beschaffenheit der Oberfläche früher oder später ein und steigt auch mit unterschiedlicher Steilheit an. Es. wurde versucht, diesen Mangel zu beheben, . indem recht komplizierte Steuerungen entwickelt wurden, bei denen die Schweißmaschinen nach Aufwendung einer vorher eingestellten elektrischen Leistung abgeschaltet werden.Practice has shown that this procedure is generally applicable to technical application of the process is sufficient, but for difficult welding work not fully satisfied. Difficulties arise insofar as those on the 'to welding Adhesive surface layers of materials, such as e.g. B. Oxides and fat, as well as the State of the welding electrodes do not always have the same conditions. Of the Welding current then sets in sooner or later, depending on the nature of the surface and also rises with different steepnesses. It. tried this To fix deficiency,. by developing rather complicated controls which the welding machines after applying a previously set electrical Power to be switched off.

Weil bei unterschiedlichen Schweißzeiten der Leistungsbedarf nicht konstant ist, befriedigen auch solche Steuerungen in der Praxis nicht. Sie funktionieren auch nur bei längeren Schweißzeiten von etwa io vollen Perioden an aufwärts einigermaßen befriedigend.Because with different welding times, the power requirement is not is constant, such controls are unsatisfactory in practice. they work only with longer welding times of about 10 full periods and up to a certain extent satisfactory.

Schweißverbindungen., die bezüglich Festigkeit und äußerem Aussehen voll befriedigen, .erfordern aber kurze Schweißzeiten unter 5 Perioden,- bei feinen Arbeiten von 1/z bis i Periode.Welded joints., In terms of strength and external appearance fully satisfy, but require short welding times of less than 5 periods, - for fine ones Working from 1 / z to i period.

Alle Steuerungen mit Schütz und Zündstift gesteuerten Gasen.tladungsröhren haben gemeinsam, daß eine Ausschaltung der Schweißmaschine erst jeweils zu Ende einer halben Periode erfolgt bzw. erfolgen kann. Bruchteile einer halben Periode können also nur dadurch geschaltet werden, d-aß die Einschaltung des Stromes entsprechend in den Verlauf der ersten Periode gelegt wird. Solche Steuerungenerfordern einen erheblichen Aufwand an Steuereinrichtungen, der preislich. in der gleichen Größe liegt wie die Kosten der Maschine selbst, bei kleinen Maschinen jedoch höher. Wie bereits erwähnt, müssen dabei jedoch alle Werte vorher eingestellt werden.All controls with contactor and ignition pin controlled gas discharge tubes have in common that switching off the welding machine only comes to an end half a period takes place or can take place. A fraction of a half period can therefore only be switched if the current is switched on accordingly is placed in the course of the first period. Such controls require one considerable expenditure on control equipment, the price. in the same size is like the cost of the machine itself, but higher for small machines. As already mentioned, however, all values must be set beforehand.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Punkt- und Buckelschweißverfahren sowie auf eine Schweißmaschine zum Ausüben des Verfahrens und bezweckt, die obengenannten Nachteile zu beseitigen.The invention relates to a spot and projection welding process as well as a welding machine for practicing the method and for the purpose of the above Eliminate disadvantages.

Eingehende Untersuchungen haben gezeigt, daß es im Interesse einer guten Schweißver'@bindung am zweckmäßigsten ist, den Schweißstrom in dem Moment abzuschalten, wenn die Schweißstelle in schmelzflüssigem Zustand gekommen ist. Es hat sich ferner gezeigt; d-aß ein sicheres Kriterium für diesen Zustand ein Zusammensacken der Schweißstelle um einige hundertstel bis zehntel Millimeter ist. Die bewegliche Elektrode bewegt sich dann bei richtiger Dimensionierung der Maschine und richtiger Wahl der Schweißbedingungen um diesen kleinen Betrag nach unten.Thorough research has shown that it is in the interests of a Good welding connection is most appropriate to the welding current at the moment switch off when the weld has become molten. It has also shown; d-ate a sure criterion for this condition a slump the weld is a few hundredths to tenths of a millimeter. The movable one Electrode then moves with correct dimensioning of the machine and correct Choice of welding conditions down by this small amount.

Die Erfindung macht sich die Ergebnisse der Untersuchung zunutze und besteht darin, daß die Bewegung der beweglichen Schweißelektrode beim Zusammensacken der Schweißstelle zur Steuerung des Schweißstromes ausgenutzt wird. Bei der Maschine zur Ausübung des Verfahrens ist erfindungsgemäß eine Schaltvorrichtung angebracht, die den durch das Werkstück fließenden Schweißstrom in dem Augenblick, wo das Zusammensacken der Schweißstelle erfolgt; kurzschließt oder unterbricht, je nachdem, ob- kleine oder große Schweißströme zum Schweißen des Materials benötigt werden. Zu diesem Zweck kann an der Schweißmaschine an den beiden Elektrodenhaltern ein Schalter vorgesehen sein, der den Schweißstrom kurzschließt oder beispielsweise über ein Relais abschaltet.The invention makes use of the results of the investigation and consists in the movement of the movable welding electrode when it collapses the welding point is used to control the welding current. At the machine According to the invention, a switching device is attached to carry out the method, the welding current flowing through the workpiece at the moment when the collapse the weld takes place; shorts or breaks, depending on whether- small or large welding currents are required to weld the material. To this For this purpose, a switch can be provided on the two electrode holders on the welding machine be that short-circuits the welding current or switches it off, for example via a relay.

Weitere Merkmale der Erfindung sind aus Beschreibung und Zeichnung zu entnehmen.Further features of the invention can be found in the description and drawing refer to.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i das Zusammenschweißen zweier Drähte, Fig. 2 das Buckelschweißverfahren, angewendet beim Zusammenschweißen zweier Blechstreifen, Fig. 3 eine Schweißmaschine gemäß der Erfindung mit Kurzschlußkontakt, Fig. 4 eine Schweißmaschine gemäß der Erfindung mit einem steuerbaren Kurzschlußkontakt, Fig. 5 eine Schweißmaschine gemäß der Erfindung .mit einem Steuerkontakt für den Schweißbegrenzer.Several exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing, namely Fig. 1 shows the welding together of two wires, Fig. 2 shows the projection welding process, used when welding two sheet metal strips together, Fig. 3 shows a welding machine according to the invention with short-circuit contact, FIG. 4 shows a welding machine according to the Invention with a controllable short-circuit contact, FIG. 5 shows a welding machine according to of the invention .with a control contact for the welding limiter.

Aus Fig. i ist zu ersehen, daß sich beim Schweißen zweier Drähte i und 2 der Abstand der beiden Elektroden 3 und 4 durch das Zusammensacken der Schweißstelle ändert, und, zwar um die Differenz SvoT- Snach# Beim Buckelschweißen nach Fig. 2 befindet sich eine buckelähnliche Einkerbung 5" in dem Blechstreifen, die sieh auf den Blechstreifen 6 aufsetzt. Auch hier sackt die Schweißstelle beim Schweißen zusammen, da der Buckel geglättet und an der Stelle 7 mit dem unteren Blechstreifen zusammengeschweißt wird.From Fig. I it can be seen that when welding two wires i and 2 the distance between the two electrodes 3 and 4 due to the sagging of the weld changes, namely by the difference SvoT-Snach # in projection welding according to FIG. 2 there is a hump-like notch 5 "in the metal strip that look up the sheet metal strip 6 attaches. Here, too, the welding point collapses during welding, because the hump is smoothed and welded together at point 7 with the lower sheet metal strip will.

An den beiden Elektrodenhaltearmen io und i i der Schweißmaschine nach Fig. 3 befinden sich d-ie beiden Kontaktflächen ioa und iia des Kurzsch;lußkontaktes, deren Abstand von Handentsprechend des erforderlichen Zusammendrückens des Schweißgutes eingestellt werden kann. Berühren sich die beiden Flächen ioQ .und I i", dann ist der Sekundärkreis des Schweißtransformators 13 kurzgeschlossen, und.es kann keine wesentliche Strommenge mehr über die Elektroden fließen. An dem oberen, als Hebel ausgebildeten und in Punkt lob drehbar gelagerten Elektrodenhalter io ist im Punkt io, ein mit einer Druckfeder 12" und einem Nocken i2b versehene, .zu einem Fußpedal führende Stange i2 mittels eines Drehschubgelenkes befestigt. Der Nocken 12b betätigt einen Sehalter, z. B. einen Wischkontakt 13" der nach Beendigung des. Schweißens den Pri.märstrom#kreis des Schweißtransformators stromilos macht.On the two electrode holding arms io and ii of the welding machine according to FIG. 3 there are the two contact surfaces ioa and iia of the short-circuit contact, the spacing of which can be adjusted by hand in accordance with the required compression of the weld metal. If the two surfaces ioQ .and I i "touch, the secondary circuit of the welding transformer 13 is short-circuited, and no significant amount of current can flow over the electrodes at point io, a rod i2, which is provided with a compression spring 12 ″ and a cam i2b and which leads to a foot pedal, is attached by means of a swivel joint. The cam 12b actuates a holder, e.g. B. a wiper contact 13 "which makes the Primary current # circuit of the welding transformer stromilos after the end of the welding.

In Fig. q._befindet sich die Kontaktfläche 14Q des K.urzschlußkontaktes am Ende des in Punkt 14b drehbar gelagerten Hebels 14, der über den in den Punkten 15, und i5b drehbar- gelagerten und mit einem Schlitz 15, versAenen Lenker 15 kraftschlüssig mit dem Elektrodenhalter io verbunden ist. Die Druckfeder 14d drückt den Hebel 14 nach unten. An der Unterseite des Hebels 14 ist ein Keil 14, angebracht, dem ein zweiter Keil i i" gegenübersteht. Dieser Keil ist gleitend auf dem am Gehäuse 9 befestigten Halter 1 ib angeordnet und wird von der Zugfeder i i, in seiner Endlage gehalten. Ein mit dem Fußpedal verbundener Hebel 17a trägt an seinem oberen Ende 17b eine Blattfeder 17, die mit ihrem schrägen oberen Ende 17,1 auf dem Zapfen 11d des Keiles iia aufliegt. Die oben beschriebene, aus den beiden Keilen bestehende Vorrichtung dient als Haltevorrichtung, durch die der Hebel 14 in dem Augenblick festgehalten wird, in dem der Schweißstrom zu fließen beginnt. Durch die Haltevorrichtung und durch passende Wahl der vier Drehpunkte lob, 14b, 15a und iSb wird erreicht, daß der Kurzschlußkontakt in dem Augenblick schließt, in dem das Schweißgut beim Schweißen zusammensackt, so daß der Schweißstrom immer dann exakt unterbrochen wird, wenn die Schweißurig eben gerade gelungen ist. Zu diesem Zweck wird die Abhängigkeit der Differenz Svor-Snach von der Materialdicke empirisch festgestellt und die vier Drehpunkte dementsprechend festgelegt. An Stelle des Lenkers 15 kann auch eine passend angebrachte Kurvenscheibe mit Rolle verwendet werden.In Fig. Q._ is the contact surface 14Q of the short-circuit contact at the end of the lever 14 rotatably mounted in point 14b, which is above the in points 15, and i5b rotatably mounted and with a slot 15, provided link 15 non-positively is connected to the electrode holder io. The compression spring 14d presses the lever 14 downward. On the underside of the lever 14, a wedge 14 is attached to the one second wedge i i ″. This wedge slides on the one on the housing 9 attached holder 1 ib and is of the tension spring i i, in its end position held. A lever 17a connected to the foot pedal carries on his upper end 17b a leaf spring 17, which with its inclined upper end 17.1 on the pin 11d of the wedge iia rests. The one described above, from the two wedges existing device serves as a holding device through which the lever 14 in the Moment is recorded in which the welding current begins to flow. By the holding device and by suitable choice of the four pivot points lob, 14b, 15a and iSb it is achieved that the short-circuit contact closes at the moment in which the weld metal collapses during welding, so that the welding current always then is exactly interrupted when the welding job has just succeeded. To this The purpose is the empirical dependence of the Svor-Snach difference on the material thickness and the four pivot points are determined accordingly. Instead of the handlebar 15 a suitably mounted cam with roller can also be used.

Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende: Wird das Fußpedal 17 nach unten getreten, dann wird die Stange 12 nach oben gedrückt, der obere Elektrodenhalter io um den Punkt lob ;;-schwenkt und die Feder 12" zusammengedrückt. Gleichzeitig wird die Stange 17Q mit der Blattfeder 17, nach unten gezogen und das auf dem Zapfen i 1d aufsitzende schräge Ende 17d der Feder 17, drückt, nachdem die Elektrode auf dem Schweißgut auf-;esetzt hat, entgegen der Federkraft der Feder iiQ den Keil i la unter den Keil 14,. Die beiden Keilflächen berühren sich, wenn sich die Elektrode 3 auf das Schweißgut aufgesetzt hat. Dann wird der Wisclil;ontakt 13a geschlossen. Der Hebel 14 bleibt aun in seiner Lage stehen, während durch den Druck der Feder 12" die Elektrode 3 infolge des Zusammensackens der Schweißstelle noch weiter nach unten schwenkt, bis sich die beiden Kon.takttiächen ioa und 14a berühren und nun der Schweißstrom über den Kurzschlußkontakt fließen kann, so lange, bis der Wischkontakt 13" wieder unterbricht und die Schweißurig beendet ist.The machine works as follows: If the foot pedal 17 stepped down, then the rod 12 is pushed up, the upper electrode holder io around the point lob ;; - pivots and compresses the spring 12 ". Simultaneously the rod 17Q with the leaf spring 17 is pulled down and that on the pin i 1d seated inclined end 17d of the spring 17, pushes after the electrode on the weld metal, has set against the spring force of the spring iiQ the wedge i la under the wedge 14 ,. The two wedge surfaces touch when the electrode is 3 has touched the weld metal. Then the Wisclil; ontakt 13a is closed. The lever 14 remains in its position aun while under the pressure of the spring 12 ″ the electrode 3 even further as a result of the sagging of the weld point pivots down until the two contact surfaces ioa and 14a touch and now the welding current can flow through the short-circuit contact until the wiper contact 13 "is interrupted again and the welding work is over.

Die Haltevorrichtung kann auch so ausgebildet %v-erden, daß ein Magnet in Verbindung mit Halteklauen das Festhalten des Hebels 14 bewirkt.The holding device can also be designed so that a magnet causes the lever 14 to be held in place in conjunction with retaining claws.

Fließen große Schweißströme, dann ist ein Kurzschließen des Schweißstromes wegen der hohen Stromstärke nicht mehr möglich. In diesem Falle wird, wie in Fig. 5 gezeigt, an Stelle des Kurzschluß'schaaters ein Schalter 18 verwendet, der einen mit dem Schweißbegrenzer 16 verbundenen Hilfsstromkreis 8 schaltet, so daß beim Zusammensacken des Schweißgutes die Primärseite des Sdhweißtransformators unterbrochen wird. Der Schalter kann ebenfalls in Abhängigkeit von der Elektrodenstel!lung gesteuert werden.If large welding currents flow, the welding current is short-circuited no longer possible because of the high amperage. In this case, as shown in Fig. 5 shown, a switch 18 used in place of the Kurzschluss'schaaters, the one connected to the welding limiter 16 auxiliary circuit 8 switches, so that when Collapse of the weld metal interrupted the primary side of the welding transformer will. The switch can also be controlled as a function of the electrode position will.

Das Verfahren gemäß. der Erfindung hat gegenüber den bekannten Schweißverfahren mit fest eing,-stellten Schweißzeiten den unverkennbaren Vort°il, daß es möglich ist, Schweißstellen mit unterschiedlichen Materialstärken bei einer Stron:Linstellung hintereinander an einer Maschine zu schweißen. Ferner erlaubt das Verfahren gemäß der Erfindung, die Fertigung an Punktschweißmasehinen fließend (auch am Fließband) vorzunehmen. Bisher mußte stapelweise mit jedesm.aligem Umstellen der Maschine gearbeitet werden.The procedure according to. the invention has over the known welding process with fixed welding times the unmistakable advantage that it is possible is, welds with different material thicknesses in a Stron: Lin position weld one after the other on one machine. Furthermore, the method according to the invention, the production on spot welding machines fluent (also on the assembly line) to undertake. Up to now, you had to work in stacks with every change of the machine will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Spot and projection welding processes, characterized in that that the movement of the movable welding electrode when the welding point collapses is used to control the welding current.

2. Spot and projection welding machine for performing the method according to claim i, characterized in that on the Machine a switching device is attached, the flowing through the workpiece Welding current at the moment when the weld joint sags, shorts or breaks.

3. Machine according to claim 2, characterized in that that the switch that shorts the welding current or, for example, via a Relay switches off, is arranged between the two electrode holders. .

4. Machine according to claim 2 and 3, characterized in that means are provided to the Distance between the contact surfaces of the switch by means of. a leverage or a Adjust the curve control automatically depending on the electrode spacing.

5. Machine according to claim 4, characterized in that a contact is fixed to the one electrode holder is connected, while the other opposite contact at the end of a rotatably mounted lever that is non-positive, for example guided by a four-bar lever mechanism, depending on the distance between the electrodes is and which is provided with a holding device such that the lever in the Stop moment: there is no welding current begins to flow.

6. Machine according to claim 2 and 3, characterized in that on the two electrode holders a Kurzschlu3kontäkt is provided, the two contact surfaces of which, for example are adjustable by hand that the distance between the two contact surfaces of the Thickness of the material to be welded is adapted.

7. Machine according to one of the claims 2 to .4, characterized in that on the electrode holders, preferably at Working with high amperage, a switch is provided that controls a device triggers the welding current on the primary side of the welding transformer, for example in the welding limiter or via a contactor.