DE1016863B

DE1016863B - Method and device for capacitor current discharge welding without a pulse transformer

Info

Publication number: DE1016863B
Application number: DES49438A
Authority: DE
Inventors: Hans Bernardi
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1956-07-11
Filing date: 1956-07-11
Publication date: 1957-10-03

Description

Verfahren und Einrichtung zur Kondensator-Stromentladungs-Schweißung ohne Impulstransformator Bei der Herstellung von Elektrolytkondensatoren tritt die Aufgabe auf, Anschlußlappen aus oberflächenoxydierten Aluminiumfolien mit Anschlußstücken aus Aluminium, die ihrerseits an elektrischen Zuleitungen angeschlossen sind, elektrisch leitend und mechanisch zu verbinden.Method and device for capacitor current discharge welding Without a pulse transformer In the manufacture of electrolytic capacitors, the Task on connecting tabs made of surface-oxidized aluminum foils with connecting pieces made of aluminum, which in turn are connected to electrical supply lines, electrically to be connected electrically and mechanically.

Es ist hierzu bekannt, die Aluminiumanschlußstücke mit Schlitzen zu versehen und in diesen Schlitzen die Aluminiumanschlüßlappen festzuklemmen. Der hierdurch erzielbare elektrische Kontakt zwischen Aluminiumanschlußstück und Aluminiumanschlußlappen ist oft nicht hinreichend, und es empfiehlt sich daher, beide Teile zu verschweißen, wozu allerdings eine besonders schonende Schweißung erforderlich ist. Es ist versucht worden, diese Schweißung mit dem Punktschweißverfahren, also mit joulescher Wärme, vorzunehmen. Jedoch befriedigten die Schweißverbindungen nicht in allen Fällen.It is known for this purpose to provide the aluminum connectors with slots and to clamp the aluminum connection tabs in these slots. Of the electrical contact between aluminum connector and aluminum connector tab that can be achieved in this way is often not sufficient, and it is therefore advisable to weld both parts, For this, however, a particularly gentle welding is required. It's tried this welding with the spot welding process, i.e. with Joule heat, to undertake. However, the welded joints were not satisfactory in all cases.

Es ist auch bekannt, mit dem Kondensator-Stoßentladungs-Schweißverfahren Drähte usw., auch aus Aluminium, dadurch zu verschweißen, daß sie als Elektroden geschaltet und einander genähert werden, wobei unter Lichtbogenentladung eine Verschmelzung der beiden Enden eintritt, welche durch eine anschließende Stauchung verfestigt wird. Dieses Verfahren ist aber nur dort anwendbar, wo die beiden Werkstücke aufeinander zu bewegt werden können. Im vorliegenden Falle sind aber die beiden zu verschweißenden Teile gegeneinander festgelegt, und das bekannte Verfahren ist daher nicht anwendbar.It is also known with the capacitor surge discharge welding process Wires etc., also made of aluminum, to be welded by using them as electrodes switched and brought closer to one another, with a fusion under arc discharge of the two ends occurs, which solidifies by a subsequent upsetting will. This method can only be used where the two workpieces are on top of each other too can be moved. In the present case, however, the two are to be welded Parts are set against each other, and the known method is therefore not applicable.

Es wurde daher das erfindungsgemäße Verfahren zur Kondensator-Stoßschweißung entwickelt, mit dem unter anderem die beschriebene Schweißungsaufgabe ohne großen technischen Aufwand durchzuführen ist.It was therefore the method according to the invention for capacitor butt welding developed with which, among other things, the described welding task without major technical effort is to be carried out.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Kondensator-Stoßentladungs-Schweißung ohne Impulstransformator, und die Erfindung besteht darin, daß die Entladung des Kondensators in Form eines Lichtbogens nicht zwischen den Werkstücken, sondern zwischen einer nicht abschmelzenden Elektrodenspitze und der zu verschweißenden Stelle der Werkstücke erfolgt.The invention thus relates to a method for capacitor surge discharge welding without a pulse transformer, and the invention consists in that the discharge of the Capacitor in the form of an arc not between the workpieces, but between a non-melting electrode tip and the point to be welded Workpieces takes place.

Zur Auslösung der Entladung des Kondensators über die Funkenstrecke wird vorteilhaft in an sich bekannter Weise ein Hochfrequenzgenerator verwendet, dessen Ausgang einerseits an die Elektrodenspitze, andererseits an die Schweißstelle geschaltet ist. Die zwischen Elektrodenspitze und zu verschweißende Werkstücke nach Anschalten des Hochfrequenzgenerators liegende Hochfrequenzspannung vermag die Entladung des aufgeladenen und an die Funkenstrecke angeschlossenen Kondensators über die Entladungsstrecke auszulösen.To trigger the discharge of the capacitor via the spark gap a high-frequency generator is advantageously used in a manner known per se, its output on the one hand to the electrode tip, on the other hand to the welding point is switched. The workpieces to be welded between the electrode tip and When the high frequency generator is switched on, the high frequency voltage is capable of discharging of the charged capacitor connected to the spark gap via the Trigger discharge path.

Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung.Properties of the invention emerge from the description of a Embodiment based on the drawing.

Die über die Leitungen 1 geführte Netzspannung ist mittels eines Schalters 2 an einen Transformator 4 zu schalten, dessen wirksame Primärwindungszahl4 mittels Einstellgliedes 3 einstellbar ist. An die Sekundärwicklung 5 des Transformators 4 ist eine Gleichrichterkette 6 angeschlossen, durch die ein Kondensator 7 aufzuladen ist.The mains voltage carried over the lines 1 is by means of a switch 2 to be connected to a transformer 4, the effective number of primary turns 4 by means of Adjusting member 3 is adjustable. To the secondary winding 5 of the transformer 4, a rectifier chain 6 is connected through which a capacitor 7 is charged is.

Die positive Elektrode des Kondensators 7 ist über einen veränderbaren Widerstand 8 und eine Hochfrequenzdrossel 9 mit einer Wolframelektrode 10 verbunden, die in einer Spitze 11 ausläuft. Die negative Elektrode des Kondensators 17 ist über eine Hochfrequenzdrosse112 mit dem zu verschweißenden Werkstück verbunden. Das Werkstück besteht hier aus einem geschlitzten Aluminiumanschlußstück 14 mit einer in den Schlitz eingelegten Aluminiumfolie 15.The positive electrode of the capacitor 7 is changeable via a Resistor 8 and a high frequency choke 9 connected to a tungsten electrode 10, which runs out in a tip 11. The negative electrode of the capacitor 17 is connected to the workpiece to be welded via a high-frequency choke 112. The workpiece here consists of a slotted aluminum connector 14 with an aluminum foil 15 inserted into the slot.

Der Ausgang eines Hochfrequenzgenerators 16 ist einerseits über einen Kopplungskondensator 17 mit der Wolf ramelektrode 10 und andererseits mit den zu verschweißenden Werkstücken 14, 15 verbunden.The output of a high frequency generator 16 is on the one hand via a Coupling capacitor 17 with the Wolf ramelectrode 10 and on the other hand with the to welded workpieces 14, 15 connected.

Die Wolframelektrode 10 ist von einem Rohr 18 umkleidet, durch das in an sich bekannter Weise von einem - nicht dargestellten - Vorratsbehälter über das Rohr 19 ein Schutzgas, beispielsweise Argon, zu leiten ist. Zwischen das Rohr 18 und das Rohr 19 ist ein Magnetventil 20 geschaltet.The tungsten electrode 10 is covered by a tube 18 through which in a manner known per se from a - storage container - not shown the tube 19 is to conduct a protective gas, for example argon. Between the pipe 18 and the pipe 19, a solenoid valve 20 is connected.

Der Funktionsablauf der erfindungsgemäßen Einrichtung bei einer Schweißung ist folgender: Der Transformator 4 liegt nach Schließen des Netzschalters 2 über die Leitungen 24 an Spannung und lädt über die Gleichrichter 6 den Kondensator 7 auf. Wird die Taste 21 gedrückt, so fließt über die Leitungen 22 und 23 Strom durch das Magnetventil 20 und öffnet es, so daß das Schutzgas die Leitung 18 durchströmt und das Werkstück 14, 15 umspült. Mit zeitlicher Verzögerung schließt das Hilfsrelais 25, das über einen Gleichrichter 26 und einen Widerstand 27 mit der Netzleitung 22 verbunden ist und das durch den Kondensator 28 überbrückt ist, den Kontakt 29 in der Leitung 30. Dadurch fließt durch das Schütz 31 in der Leitung 30 Strom. Dieses Schütz 31 öffnet den Kontakt 32 und schließt den Kontakt 33, so daß also der Kondensator 7 von der Gleichrichterkette 6 getrennt ist und nunmehr an der Elektrode 10 und dem Werkstück 14, 15 liegt.The functional sequence of the device according to the invention during a weld is as follows: The transformer 4 is over after closing the power switch 2 the lines 24 to voltage and charges the capacitor 7 via the rectifier 6 on. If the button 21 is pressed, current flows through the lines 22 and 23 the solenoid valve 20 and opens it so that the shielding gas enters the line 18 flows through and the workpiece 14, 15 washes around. Closes with a time delay the auxiliary relay 25, which via a rectifier 26 and a resistor 27 with the power line 22 is connected and that is bridged by the capacitor 28, the contact 29 in the line 30. This flows through the contactor 31 in the line 30 electricity. This contactor 31 opens the contact 32 and closes the contact 33, so so that the capacitor 7 is separated from the rectifier chain 6 and now is on the electrode 10 and the workpiece 14, 15.

Ein Hilfsarbeitskontakt 34 an dem Schütz 31, der sich erst nach den Kontakten 32 und 33 schließt, schaltet die Netzspannung an den Hochfrequenzgenerator 16 an. Es liegt daher eine Hochfrequenzspannung zwischen Elektrode 10, 11 und Werkstück 14, 15. Diese Hochfrequenzspannung löst die Entladung des Kondensators 7 über die Funkenstrecke zwischen der Elektrodenspitze 11 und der Schweißstelle auf den Werkstücken 14, 15 aus.An auxiliary working contact 34 on the contactor 31, which is only after the Contacts 32 and 33 closes, switches the mains voltage to the high-frequency generator 16 at. There is therefore a high-frequency voltage between the electrode 10, 11 and the workpiece 14, 15. This high-frequency voltage triggers the discharge of the capacitor 7 via the Spark gap between the electrode tip 11 and the welding point on the workpieces 14, 15 off.

Die Lichtbogenentladung erzeugt lokal eine Hitze auf dem Werkstück, die zur Verschweißung ausreicht. Ist der Kondensator 7 entladen, so ist die Schweißung beendet.The arc discharge generates heat locally on the workpiece, which is sufficient for welding. If the capacitor 7 is discharged, the weld is complete completed.

Wird der Kontakt der Taste 21 wieder geöffnet, so schließt sich das Magnetventil 22, das Relais 25 fällt in Ruhestellung und ebenfalls das Schütz 31. Der Kondensator 7 wird wieder aufgeladen.If the contact of button 21 is opened again, it closes Solenoid valve 22, the relay 25 falls into the rest position and so does the contactor 31. The capacitor 7 is charged again.

Zur Ausführung der beispielsweise angeführten Schweißung an Aluminium hat es sich als zweckmäßig erwiesen, einen veränderbaren Stöpselkondensator als Kondensator 7 zu verwenden, der bei einer Betriebsspannung von 500 Volt eine Kapazität zwischen 100 und 3000 #iF aufweist.For the execution of the example mentioned welding on aluminum it has proven useful to use a changeable plug capacitor as a To use capacitor 7, which has a capacity at an operating voltage of 500 volts between 100 and 3000 #iF.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for capacitor surge discharge welding without pulse transformer, characterized in that the discharge of the capacitor in the form of an arc not between the workpieces, but between one non-melting electrode tip and the point of the work piece to be welded he follows.

2. The method according to claim 1, characterized by a known per se Superimposition of the discharge path with high-frequency current.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the electrode tip in a manner known per se and the welding point is flushed with protective gas.

4. Facility to exercise of the method according to claims 1 to 3, characterized by a relay circuit, by the inert gas flow in a manner known per se after closing a contact triggered, the capacitor charged, the charged capacitor to the discharge path is switched on and the high frequency generator is switched on.

5. Application of the Method according to claims 1 to 3 and the device according to claim 4 to the welding of surface-oxidized workpieces, in particular surface-oxidized aluminum foils, with slotted aluminum connection pieces for electrolytic capacitors. Into consideration printed publications: German Patent No. 224 879; U.S. Patent No. 2,685,630; "Archiv für Elektrotechnik", 1940, pp. 425 to 445; »Electrotechnical Journal «, 1935, pp. 579 to 580.