NO151811B - Fremgangsmaate til fremstilling av langsoemsveisede, runde sarger og sveisetransformator for utfoerelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til fremstilling av langsømsveisede, runde sarger med en motstandssveisemaskin, på hvilken hverandre overlappende deler av sargene føres av to overfor hverandre anordnede sveiseelektroderuller og sammensveises kontinuerlig, idet elektrodene er forbundet med en elektrisk energikilde ved hjelp av forbindelsesinnretninger og energikilden frembringer en tilnærmet firkantsveise-strøm til sveiseelektroderullene, samt en sveisetransformator for utførelse av fremgangsmåten.

Fra tysk offentliggjørelsesskrift nr. 1.613.730 og sveitsisk patentskrift nr. 483.292 er det kjent fremstilling av langsømsveisede, runde sarger hvor det anvendes strøm-kilder med en periodisk, tilnærmet firkantformet strøm som tilføres sveiseelektroderullene. For å oppnå en mest mulig god sveisesøm, anvendes vekselstrømpulser med en fra vanlig vekselstrømnett avvikende høyere frekvens. Ved anvendelse av vekselstrøm unngås i stor utstrekning den ved likestrøm-sveising opptredende fare for dannelse av lysbue og den der-med forbundne ødeleggelse av sømstedet som skal sveises. Anvendelse av vekselstrøm med høyere frekvens krever imidlertid en betydelig økning av det koplingstekniske oppbud,f.eks. styringen ved begynnelsen og slutten av sveiseoperasjonen, og for styringen av sveiseenergien som anvendes. En viktig ytterligere ulempe ved de kjente sveisemåter ved anvendelse av sveisestrøm med høyere frekvens er oppvarmingen av motstandssveisemaskinen frembragt av virvelstrømmer. Foruten de derved opptredende elektriske tap er det nødvendig med en vesentlig kjøling av motstandssveisemaskinen, slik at virkningsgraden blir ytterligere minsket. Ved de fleste mot-standssveisemaskiner må det dessuten anvendes spesielle umagnetiske materialer i mange komponenter for å holde oppvarmingen som skyldes virvelstrømmene innenfor brukbare grenser.

Hensikten med oppfinnel-sen er å unngå de ovenfor nevnte ulemper ved de kjente sveisemetoder for fremstilling av langsømsveisede, runde sarger, hvor det oppnås en. kontinuerlig ubrutt sveisesøm hvor en eksakt synkronisering av begynnelsen og slutten av sveiseoperasjonen er mulig.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at varigheten av en halvbølge av firkantsveisestrømmen tilpasses matetiden for en sarg mellom sveiseelektroderullene.

Trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-7.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen unngås i høy grad oppvarming av motstandssveisemaskinen som følge av induktive virvelstrømmer. Det oppnås en kontinuerlig sveisesøm. Vekselstrømsveisemetoden ifølge oppfinnelsen kan betegnes som kvasi likestrømsveising fordi varigheten av en halvbølge av sveisestrømmen nøyaktig tilsvarer sveisetiden for en sarg.

Ved at den tilnærmet firkantformede sveisestrøm overlagres en strømandel med høyere frekvens, kan den under sveiseoperasjonen nødvendige energi som er avhengig av for-skjellige faktorer slik som matehastigheten for sargene, tykkelsen av blikket som skal sveises osv., reguleres direkte.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningen. Fig. la viser et antall runde sarger som mates frem med en forhåndsbestemt hastighet. Fig. lb viser kurveformen for en sveisestrøm synkront med fig. la. Fig. lc viser kurveformen for en sveisestrøm synkront med fig. la, overlagret en høyfrekvent strømandel. Fig. Id viser kurveformen for en sveisestrøm synkront med fig. la uten polaritetsveksling. Fig. 2 viser en karakteristikk for en sveisetransformator i B/H-diagram. Fig. la viser runde sarger 10, f.eks. bokssarger som med forhåndsbestemt hastighet mates mellom sveiseelektroderullene i en motstandssveisemaskin og sømsveises. Så snart en sarg 10 mates inn mellom sveiseelektroderullene, blir sveisestrømmen koplet inn og når en maksimal amplitude på kort tid, f.eks. beheftet med en liten tidskonstant, og denne amplitude holdes tilnærmet konstant under matingen av sargen mellom sveiseelektroderullene. Nøyaktig ved slutten av den sveisede sarg 10 koples sveisestrømmen ut. Begynnelsen av den etterfølgende sarg 10 bevirker at sveise-strømmen igjen koples inn, men med omvendt polaritet. Sveiseoperasjonen er som ovenfor beskrevet igjen utført med en tilnærmet konstant strømpuls hvis varighet nøyaktig tilsvarer matetiden for sargen 10 mellom sveiseelektroderullene. Det er her tale om en vekselstrømmotstandssveising med en frekvens for sveisestrømmen som er proporsjonal med matehastigheten for sargen i forhold til sargens lengde. Fig. lb viser sveisestrømmen med firkantformet for-løp. Ved påvirkning av tidskonstanten i sveisekretsen resp. spenningens amplitude og form, kan steilheten som kan defineres strømendring pr. tidsenhet, bestemmes. Et eksempel på en sveiseoperasjon er: Ved en matehastighet v^=50m/min. og en sarghøyde h=125 mm, svarende til 1 kg boks, mates sarger med ubetyde-lig innbyrdes avstand, 6,6 7 sarger/sek. mellom s^eiseelek-^ troderullene. Frekvensen for sveisestrømmen bli da fs=3,3 Hz som en sveisetransformator i den elektriske energikilde må overføre ved full sveiseenergi.

Da sarger med forskjellig høyde vanligvis be-arbeides i en motstandssveisemaskin, er et ytterligere ut-førelseseksempel: Matemastighet v2=50 m/min.,sarghøyde h=210 mm mates med 3,97 sarger pr. sekund. Det vil si under de samme forut-setninger som i foregående eksempel vil sveisestrømmens frekvens være f =2 Hz.

s

Ved overlagring med en høyfrekvent strømandel som vist på fig. lc, er det mulig å regulere energien som til-føres sveisestedet som bekjent er proporsjonal med kvadratet av amplituden av sveisestrømmen i.

Fig. Id viser en sveisestrøm uten polaritetsveksel hvor halvbølger følger etter hverandre med samme polaritet.

En tilsvarende dimensjonering av sveisetransformatoren

resp. forholdsregler for avenergisering i sveisepausene muliggjør en slik form av sveisestrømmen i. De ovenfor be-

skrevne varianter av påvirkningen av strømformen og modu-leringen med høyfrekvent strømandel er også mulig i dette tilfellet.

For å kunne anvende fremgangsmåten er det en vesentlig forutsetning at sveisetransformatoren som anvendes er dimensjonert slik at den nedre grensefrekvens som kan over-føres uten endring av overføringen er valgt meget liten.

I de beskrevne eksempler er den nedre grensefrekvens for sveisestrømmen beregnet til fg=3,3 Hz resp. 2 Hz. Disse meget lave frekvenser kan imidlertid bare oppnås ved en sveisetransformator når arbeidspunktet A^ på den magnetiske karakteristikk ligger så lavt at det sikres drift utenfor metning på fig. 2.

Den innledningsvis nevnte hurtige stigning av sveisestrømmen i oppnås ved å minske tidskonstanten, dvs. spenningsamplituden og spenningsformen som bevirker stigningen av sveisestrømmen etter en e-funksjon ifølge kjente lovmessigheter. Tidskonstanten skyldes som kjent forholdet mellom summen av de induktive blindmotstander i forhold til summen av den ohmske motstand. Ved å minske de virksomme induktiviteter, f.eks. ved mest mulig konsentrert an-ordning av strømførende ledere osv., blir tidskonstanten vesentlig minsket.

Ved flere anvendelsestilfeller er det særlig fordel-aktig at steilheten for stigning og fall av sveisestrømmen kan styres ved hjelp av de ovenfor nevnte forholdsregler. Feilsveising av sargen 10 ved begynnelsen og slutten av sveiseoperasjonen kan på denne måte unngås, fordi feilsveising som skyldes en for hurtig stigning, dvs. material-sprut, eller for sent fall, dvs. dannelsen av en utragende sveisehale, unngås. Ved nøyaktig styring av sveise-operas jonens begynnelse og slutt, såvel som steilheten av stigningen og fallet i sveisestrømmen i er det mulig å oppnå en sargavstand i området av sveiseelektroderullene som er tilnærmet lik null.

Av det foregående kan sluttes at ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnås en kombinasjon av fordelene ved vekselstrøm-motstandssveising og likestrøms-motstands-sveising.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av langsømsveisede, runde sarger med en motstandssveisemaskin, på hvilken hverandre overlappende deler av sargene føres av to overfor hverandre anordnede sveiseelektroderuller og sammensveises kontinuerlig, idet elektrodene er forbundet med en elektrisk energikilde ved hjelp av forbindelsesinnretninger og energikilden frembringer en tilnærmet firkantsveisestrøm til sveiseelektroderullene, karakterisert ved at varigheten av en halvbølge av firkantsveisestrømmen (i) tilpasses matetiden for en sarg (10) mellom sveiseelektroderullene .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tidskonstanten som er bestemmende for sveisestrømmens (i) stigning og fall, styres.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at ved forhåndsbestemt steilhet styres sveise-strømmens (i) stigning og fall.

4.. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at den tilnærmet firkantede sveise-strøm (i) overlagres en høyfrekvent strømandel.

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at fra flens (10) til flens (10) ut-føres en polaritetsveksling av den tilnærmet firkantede sveisestrøm (i).

6. Sveisetransformator som elektrisk energikilde for utførelse av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at den er beregnet for en nedre overførbar grensefrekvens som hovedsaklig bestemmes av forholdet mellom flensens matehastighet og lengde, og at blikket av magnetisk bløtt materiale er dimensjonert i et omfang som muliggjør å bestemme arbeidspunkt (A^) på den magnetiske karakteristikk i B/H-diagrammet til begynnelsen av dens lineære område.

7. Sveisetransformator ifølge krav 6, karakterisert ved at summen av de virksomme induktiviteter er liten, men større enn null..