DE1565782A1 - Schweissverfahren sowie Schweisselektroden und Widerstandsschweissmaschinen zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

• Schweißverfahren sowie Schweißelektroden uridWiderstandsschweißmaschinän zur Durchführung des Verfahrens. Beim Widerstandsschweißen von Titan und anderen Werkstoffen großer Dicke, d.h. einer Dicke von mehr als 3 mm, mit Hilfe von üblichen Elektrodenhaltern und Elektroden hat sich gezeigt, dass die während des Schweißvorgangs auftretende Erwärmung der Schweißstelle eine Verdrängung des im Bereich der Schweißstelle plastischen Materials hervorruft. Das verdrängte Material verursacht die Trennung des zu befestigenden 13leches in der Umgebung der Schweißung und die mechanische Yestigkeit CD der Schweißverbindung wird verringert.
• Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden, und schlägt ein2Schweißverfahren vor, ,welches sich dadurch kennzeichnet, daso auf die zu schweißenden Werkstücke in einem ringförmigen, die vom Schweißstrom durchflossene Schweißelektrode oder -elektroden umgebenden Bereich eine Druckkraft ausgeübt wird, derart, daso eine Ortsveränderung oder eine Verdrängung der Werkatücke vermieden und die Herstellung einer Schweißung mit guter mechanischer Festigkeit auch bei Verwendung einer gedrängt gebauten Schweißvorrichtung, welche Schweißungen geringer Ausdehnung herstellt, gewährleistet wird.
• Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird die Wärme während des Schweißvorgangs innen und'außen von den Schweißelektroden abgeführt. Die Erfindung bezieht sich auch auf Schweißelektroden zur Durchführung des genannten oder ähnlicher Verfahren.
• C> Eine Schweißelektrode, die sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens CD eignet, weist, wie die Erfindung ferner vorschlägt, den in der l',iiiite ang-eordneten, vom Strom durchflossenen Elektrodenhalter umgebende Einrichtungen auf, die die zu verschweißenden Werkstücke daran hindern, sich während des Schweißvorgangs voneinander zu trennen.
• Hierbei ist die Schweißelektrode vorteilhaft mit Einrich" tungen zum Durchleiten einer Kühlflüssigkeit, die die Auß6nfläche der Schweißelektrode bespült, versehen.
• Die Erfindung erstreckt sich auch auf die nachfolgend beschriebenen Ilerkmale sowie deren mögliche Kombinationen.
• Ein erfindungsgemäßer Elektrodenhalter ist in den Abbildungen dargestellt. Hierbei handelt es sich um ein die Erfindung beschränkendes Ausführungsbeispiel. In den Figuren zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Anmeldungsgegenstandes, bei der eine hydraulische Kraft zur Erzeugung einer in einem ringförmigen Bereich auf die -Jerkstücke einwirkenden Druckkraft verwendet wird, Fig. 2 eine Ausführungsform, bei der eine Feder 9 zur Ausübung einer Kraft auf ein rohrförmiges Druckstück Verwendung findet, Fig. 3- eine Draufsicht auf die Elektrode zur Erläuterung des Verlaufs der-Kanäle für' die Kühlflüssigkeit uüd Fig. 4 zwei nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag übereinander in einer Widerstandeschweißmaschine eingebaute Elektroden. Wie Fig. 1 zeigt, ist ein Elektrodenhalter 1 mit einem Gewinde 2 versehen, an dem die Blektrodenspitze 3 befestigt wird. Den im Durchmesser verkleinerten Teil 4 des Elektrodenhalters umgibt ein ringförmiger Teil 5, in dem ein Kanal zum Durchleiten von Wasser, welches die Elektrodenspitze3 kühlt, vorgesehen ist. Es Ist ferner ein zweiter Anachluss für hydraulisches Druckmittel angeordnet. Das Druckmittel dient dazu, um eine nach unten gerichtete Kraft-'hervorzurufen. Zwischen Dichtungen 6 ist eine kleine Druckkammer angeordnet" die mit einem mit Gewinde ausgestatteten Anschluns 7 in Verbindung steht. Am Anschluss können die zur Herstellung einer Verbindung mit einer geeigneten Druckpumpe benötigten"Einrichtungen angeschlossen werden. Beim Einleiten von Flüssigkeit in die Druckkamer ergibt sich eine zwischen der Wand 8 und der Scheibe 9 des Blektrodenhalters 1 sowie der Wand 10 des ringförmigen Teils 5 wirkende Kraft. Unter dem Einfluss- dieser Kraft wird der ringförntige Teil 5 gegenüber dem Elektrodenhalter 1 nach unten bewegt. Die Abwärtsbewegung ist beendet, wenn eine Überwurfmutter 11 am oberen Ende des Teils 5 an einer isolierten Scheibe 12 zur Anlage kommt. Die Elektrodenspitze 3 wird von innen über eine Leitung 13 gekühlt, die durch den Elektrodenhalter und die Blektrodenspitze hindurchführt.
• Die Außenfläche 141 der Blektrodenspitze wird mit Wasser kühl gehalten, das durch einen mit Gewinde versehenen Anschluss 15 "-uge'2dhrt wird. Das Wasser fließt durch einen Ringraum 16, der von einem Abschnitt der Außenwand 17 des Bauteils 18 und der Innenwand 19 des zylindrischen Teij-s 5 begrenm-t wird. Ablenkeinrichtungen 31 (s. Fig. 3) sorgen dafür, dase das zugeführte Wasser nicht unmittelbar durch die Austrittsöffnung 24 abläuft. Das Kühlwasser durchfließt zwei Öffnungen 20, die einander' diametral gegenüberliegend am Bauteil 18 angeordnetleind. Das Was.ser tritt sodann in einen Kanal 21 e'in, der zwischen' der Elektrodenspitze und der Innenwand des Te ils 18 gebildet ist.
• Sodann gelangt das Wasser durch einen gestrichelt angedeuteten Kanal 23 zu der mit einem Gewinde ausgestatteten Austrittsöffnung 24.
• Durch die Kanäle wird ausreichend Wasser hindurchgeleitet, um die Elektrodenspitze auf einer so niedrigen Temperatur zu halten, daso das Werkstück nicht erweicht und daher keine Verformung an ihm eintritt.
• Eine 0- oder andere geeignete Dichtung 32 dient dazu, das Wasser am Ausfließen auf die Oberfläche des zu-verschweißenden Werkstücks während der Schw#ißung zu hindern.
• In Fig. 2 ist eine Abwandlung der Erfindung dargestellt. Hierbei dient eine Feder 25 zur Erzeugung einer nach unten gerichteten Kraft. Der Feder wird mit Hilfe der Überwurf-# mutter 11 eine erforderliche Vorspannung gegeben*. Die Stellung des ringförmigen Druckstücks 26 wird mit Hilfe einer Gewindeverbindung 27 vorgenommen, und zwar derart, daso beispielsweise die Elektrode in entspannter Stellung um eine bestimmte Strecke, beispielsweise 1,6 mm, hinter dem vorderen Ende des rohrförmigen Druckstücke steit. Wenn die Elektrode in Schweißstellung gebracht wird, wird durch die Feder 25 ei * ne Druckkra-ft übertragen, so daso das außen liegende zylindrische Druckstück die vorgegebene Druckkraft auf das Werbtück überträgt. Die auf den Elektrodenhalter und die Elektrodenspitze ausgeübte Kraft erzeugt somit die Druckkraft, mit der die Werkstücke beim Schweißen zusammengepresst werden. Um sicherzustellen, dass der Strom nicht in den zylindrischen Teil 5 gelangt, sind Isolierringe 28, 29 und 30 vorgesehen. Die Ringe 28 und 29 stellen Abstützungen dar, die darüber hinaus den zylindrischen Teil 5 konzentrisch zum Elektrodenhalter 1 halten. In der Draufsicht nach Fig. 3 ist der von der Kühlflüssigkeit zurückgelegte Weg dargestellt. Das zur Kühlung verwendete Wasser tritt an der Öffnung 15, wie durch den rechts eingezeichneten Pfeil angegeben, ein, fließt an der Innenwand 19 des zylindrischen Teils 5 bis zur Anlenkeinrichtung 31, durchquert die Öffnungen 20 in einem Einsatz 18, gelangt in denKanal 21, der sich zwischen dem Ende der Elektrode und der Innenwand 22 des Teile 18 befindet, und tritt durch die Öffnung 24 aus. Fig. 4 zeigt die Anbringung des Elektrodenhalters an einer Widerstandsschweißmaschine. Die miteinander zu verschweißenden Werkstücke 33 sind zwischen zwei untereinander gleichen Elektrodenhaltern eingespannt. Die Elektrodenhalter sind an einem oberen und unteren Arm 34 und 35 der Widerstandsschweißmaschine befestigt. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und besehriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann.im Rahmen des ihr zu Grunde liegenden Gedankens auf die.verschiedenste Weise abgewandelt, ergänzt und verbessert werden.

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü o h e Schweißverfahren" d a d u r a h g e k e n n -z e i c h n e t , dass auf die zu verschweißenden Werkstücke in einem ringförmigen, die vom Schweißstrom durchflossene Schweißelektrode oder -elektroden 'umgebenden Bereich eine Druckkraft ausgeübt wird, derart, dass eine Ortsveränderung oder eine Verdrängung der Uerkstücke vermieden und die Herstellung einer Schweißung mit guter mechanischer Festigkeit auch bei Verwendung einer gedrängt gebauten Schweißvorrichtung, welche -Schweißungen geringer Ausdehnung herstellt, gewährleistet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r a h g e - k e n n z e i c h n e t , dass die Wärme während des Schweißvorgangs innen und außen von den Elektroden abgeführt wird. Schweißelektrode, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, d,a d u r c h g e k e n n z e i a h n e t , daso sie den in der Mitte angeordneten, vom Strom durchflossenen Blektrodenhalter umgebende Einrichtungen aufweist, die die zuverschweißenden Werkstücke daran hindern, sich während des Schweißvorgangs voneinander zu trennen. 4. Schweißelektrode -nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass-sie mit Einrich- i tungen zum Durchleiten einer Kühlflütisigkeit, die die Außenflächen der Schweißelektrode bespült, versehen ist. 5. Schweißelektrode nach den Ansprüchen 3 und 4, d a d u r o h g e k e n n z e i o h n e t 9 dass sie mit einer hydraulischen Einrichtung versehen ist, die eine Druckkraft auf die Werkstücke während des Schweißvorgangs inpinem ringförmigen,-das Ende der stabförmigen Elektrode umgebenden Bereich ausübt. 6. Schweißelektrode nach den Ansprüchen 3 und 5, d a - de r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie mit einer eine Federkraft erzeugenden Einrichtung versehen ist, die eine Druckkraft auf.die Werkstücke während des Schweißvorgangs in einem ringförmigen, das Ende der stabförmigen Elektrpde umgebenden Bereich ausübt. 7. Schweißelektrode nach den Ansprüchen 3, 5 und 6, d a d u r c h- g e k e n n z e i c h n e t , dass sie mit Einrichtungen zur Regelung der Stärke der auf die Werkstücke ausgeübten, deren Trennung verhindernden Kraft ausgestattet ist. 8. Schweißelektrode nach den Ansprüchen 3, 5,-6 und 7, d a d u r o h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie mit Einrichtungen zur Einstellung der Lage des Blektrodenendes in der Vorrichtung, die zum Aneinanderdrücken der zp schweißenden Werkstücke dientg versehen ist. g. Schweißelektrode nach den Ansprüchen 3 - 8, d a -d u r c h' g e k e n n z e i c h n e t 9 dass der Elektrodenhalter, der vom Strom durchflossen wirdy von einem zylindrischen, gegenüber dem Elektrodenhalter verschiebbaren Teil ungeben ist, dass Einrichtungen vorgesehen sind, die eine zur Verschiebung erforderliche Kraft erzeugen, und daso Einrichtungen angeordnet sind, 0* welche eiibe Kühlflüssigkeit in den zwischen dem Elektrodelnhalter und dem zylindrischen Teil befindlichen Hohlraum leiten, der durch Dichtungen gegen ein Austreten der Kühlflüssigkeit nach außen gesichert ist. 10. Schweißelektrode nach den Ansprüchen 3 - 99 d a d u r o h g e k e nft z e i o h n e t , daso der Elektrodenhalter elektrisch gegen deen zylindrischen TeLl isoliert ist und die Isolierung dazu dient, den Elektrodenhalter konzentrisch zum zylindrischen Teil zu halten. 11. Schweißmaschinen, die mit Elektroden nach Art der vorhergehenden Ansprüche oder von ähnlicher Art ausgestattet sind. 9 66 7007 d 37/20