DE2743018A1 - Verfahren und einrichtung zur verbindung metallischer werkstuecke mit hochfrequenter energie (hf-schweissverfahren und -geraet) - Google Patents

Description

Branson Ultrasonics Corporation

ι. 51 Locust Avenue 16. September 1977

New Canaan, CT 06840, USA Anwaltsakte M-4373

Verfahren und Einrichtung zur Verbindung metallischer Werkstücke mit hochfrequenter Energie (HF-Schweißverfahren und - Gerät)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verbindung metallischer Werkstücke unter Verwendung hochfrequenter Schwingungsenergie, insbesondere betrifft die Erfindung ein Schweißgerät, welches kurze Stöße hochfrequenter Schwingungsenergie an die zu verbindenden Werkstücke abgibt und die Spitzenleistung der abgegebenen Energiestöße überwacht. Vor allem betrifft die Erfindung ein Hochfrequenzschweißgerät, welches kurze Energiestöße abgibt und in Abhängigkeit von der an ein Werkstück abgegebenen und einem bestimmten Pegel überschreitenden Spitzenleistung bewirkt, daß diese Energie für eine bestimmte verlängerte Zeitdauer abgegeben wird.

In den US-PS'en 2 946 119 und 2 946 120 wird das Verfahren und die Einrichtung zum Verschweißen von Werkstücken mit hochfrequenter Schwingungsenergie bekanntgemacht. Diese Patentschriften offenbaren insbesondere das Verschweißen metallischer Werkstücke mit Schalloder Ultraschallschwingungen, wobei diese Art von Schweißung eine nicht schmelzende Molekularverbindung darstellt. Das Verfahren und

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die Einrichtung zur Verbindung metallischer Werkstücke mit Hilfe dieses Verfahrens umfassen Einrichtungen, mit welchen die zu verbindenden Werkstücke unter Einwirkung einer statischen Kraft in innige Berührung miteinander gebracht werden, wobei an einem der Werkstücke Schwingungsenergie in einer Richtung aufgebracht wird, die im wesentlichen senkrecht zur Richtung der einwirkenden Kraft verläuft. Die Schwingungsenergie bewirkt, daß ein Werkstück eine Translationsbewegung gegenüber dem anderen Werkstück vollzieht und dadurch eine Molekularverbindung schafft, welche die Werkstücke vereinigt.

In der nachfolgenden Beschreibung gilt der Ausdruck "Hochfrequenz" oder "Ultraschallfrequenz" für eine Frequenz im Bereich zwischen einem und hundert Kilohertz.

Das Hochfrequenzverschweißen von metallischen Werkstücken erfolgt in zwei Arbeitsstufen. Auf der ersten Stufe wird eine Reibwirkung zwischen den Werkstücken erzeugt, um die einander zugekehrten Flächen der zu verbindenden Werkstücke zu reinigen. Auf der zweiten Stufe durchlaufen die gereinigten Oberflächen einen Molekülaustausch, um eine Verbindung der Werkstücke ohne Schmelzvorgang zu schaffen. Gewöhnlich wird das Schweißgerät für die Abgabe von Schwingungsenergie für eine bestimmte Zeitspanne eingestellt. Während des ersten Teiles der Zeitspanne reinigt die Reibwirkung die einander berührenden Werkstückoberflächen, und während des Restes dieser Zeitspanne findet ein Molekülaustausch statt. Bei Aufhören der Schwingungsenergie sind die Werkstücke miteinander verbunden.

In vielen Fällen liegt auf der Werkstückoberfläche eine dünne Oxid-

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schicht oder auch eine Isolierung (wie Email), Farbe, flüssige oder andere Verunreinigungen kleben auf der Werkstückoberfläche, wodurch die Güte der Schweißung vermindert wird. Im allgemeinen entstehen bei einer nur dünnen Schicht einer Oberflächenverschmutzung keine Schwierigkeiten, welche nur einen kleinen Anfangsteil der gesamten Schweißzeit zum Abtragen braucht, und daher ist eine spezielle Vorrichtung zur Einstellung der gesamten Schweißzeit nicht erforderlich.

In anderen Fällen jedoch kann eine dicke Schicht von Oberflächenverschmutzung vorhanden sein, wenn z.B. ein emailbeschichteter Draht mit einem Werkstück verbunden werden soll, wobei ein erheblicher Teil der gesamten Schweißzeit zur Reinigung der Oberfläche verbraucht wird, wodurch eine Einstellung der gesamten Schweißzeit erforderlich wird. Außerdem ist es infolge der im allgemeinen großen Änderungen der Schmutzschichtdichte auf der Werkstückoberfläche schwierig, die beiden Teile des Schweißverfahrens genau und beständig zu steuern und zu überwachen. Die Einführung eines festen Ausgleichs der Zeitspanne bewirkt, daß eine Verbindung nicht mit genügend Schwingungsenergie versorgt wird, wodurch sich eine schwache Verbindung ergibt, während die nachfolgende Verbindung durch Anwendung von überschüssiger Energie zerstört werden kann.

Es wurden verschiedene Versuche angestellt, um die Größe der auf ein Werkstück einwirkenden Schwingungsenergie zu überwachen und zu steuern, um Schweißungen von gleichmäßig beständiger Qualität zu erzielen. Beispielsweise wird in dem A. Shoh am 6. April 1971 erteilten US-P. 3 573 781: "Monitoring Circuit for Sonic Apparatus" !(Wächterschaltung für Tongeräte) ein Gerät zur Überwachung der Spei-

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seleistung eines Schweißapparates beschrieben. Obwohl die Schaltung erfolgreich Schweißungen einer im allgemeinen beständigen Qualität lieferte, erbrachte sie keine Beständigkeit der Schweißqualität wie sie für bestimmte Anwendungen erforderlich ist, wobei sich minimale Abweichungen zeigten. Erfindungsgemäß ist eine verbesserte Einrichtung zur Energieüberwachung vorgesehen, um Änderungen der Beständigkeit von Schweißungen weitgehend zu vermindern.

Versuche haben gezeigt, daß die zur Reinigung der Werkstückoberflächen dem Schweißgerät eingespeiste Energie nur unbedeutend geringer ist als die zur Erzeugung des Molekülaustausches an denselben Werkstückoberflächen benötigte Energie. Erfindungsgemäß wird die Leistungsaufnahme des Schweißgerätes zur Bestimmung des genauen Zeitpunktes überwacht, an welchem der Molekülaustausch beginnt. Das Aufbringen von Schwingungsenergie auf Werkstücke für eine bestimmte Zeitdauer oder die Anwendung einer bestimmten Menge von Schwingungsenergie während dieser Molekülaustauschstufe des Schweißganges gewährleistet Schweißungen von einer beständigen Schweißqualität.

Erfindungsgemäß werden während der Anfangsstufe des Schweißganges, auf welcher die Werkstückoberflächen gereinigt werden, kurze periodische Stöße hochfrequenter Energie dem Schweißgerät von einem elektrischen Generator zugeführt. Die Leistungsaufnahme während, eines jeden Stoßes wird laufend durch ein schnell ansprechendes Watt-Meter überwacht und mit einem bestimmten Pegel verglichen. Wenn die Leistungsaufnahme während eines Stoßes den vorgegebenen Pegel übersteigt und damit den Beginn des Molekülaustausches anzeigt, bewirkt ein am Generator anliegendes Signal ein Aufhören der Stöße, und Schwingungsenergie wird für eine bestimmte Zeitdau-

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er der zweiten Stufe des Schweißganges aufgebracht. Andererseits
kann auch bei Anliegen des Signals eine bestimmte Menge zusätzlicher Energiestöße auf die Werkstücke einwirken. Der vorgegebene
Pegel wird so gewählt, daß die zur Entfernung der Oberflächenverunreinigungen benötigte Energie diesen Pegel nicht übersteigt,
während die für einen Molekülaustausch benötigte Energie größer ist als dieser Pegel. Wenn ein Signal für den Beginn eines Molekülaustausches zwischen den Werkstücken am Ausgang einer Vergleichsschaltung anliegt, wird die Ist-Dauer der molekularen Austauschphase genau gesteuert. Die Anwendung von Schwingungsenergie von im wesentlichen identischen Zeitspannen auf die Werkstücke während der
Schweißphase eines jeden Schweißganges gewährleistet eine beständige Schweißqualität.

Anstatt Schwingungsenergie für eine bestimmte Zeitdauer oder eine vorgegebene Menge zusätzlicher Stöße während der Molekülaustauschstufe des Schweißganges aufzubringen, kann auch eine bestimmte Energiemenge auf die Schweißfläche zum Einwirken gebracht werden. Geräte zur Steuerung der Leistungsaufnahme für eine Schweißung sind allgemein bekannt, beispielsweise durch dia US-PS 2 917 691.

Die Notwendigkeit zur Steuerung der Leistungsaufnahme eines Schweißgerätes wird offensichtlich, wenn die zu entfernende Oberflächenverunreinigung die häufig angetroffene Oxidschicht ist. Wenn beispielsweise Kupferwerkstücke mit einer dicken Oxidschicht zu verbinden sind, ist eine hohe dynamische Amplitude zur Reinigung der Oberfläche erforderlich. Während des Schweißganges erwärmt sich
das Kupfer, wodurch die Oxidrückbildung beschleunigt wird. Ein Verfahren zur Lösung dieser Frage besteht darin, Schwingungsenergie

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in kurzen Stößen zur Entfernung der Oxidschicht aufzubringen und zu verhindern, daß die Werkstückoberfläche bis zu dem Punkt erwärmt wird, an welchem die Oxidschicht rückgebildet wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verbindung metallischer Werkstücke dadurch zu schaffen, daß kurze periodische Stöße hochfrequenter Schwingungsenergie so lange angelegt werden, bis die während eines Stoßes aufgebrachte Spitzenleistung einen bestimmten Pegel übersteigt, von welchem Zeitpunkt ab die Energie für eine weitere bestimmte Zeitspanne angelegt wird. Ferner ist erfindungsgemäß ein Verfahren und eine Einrichtung zum Verschweißen metallischer Werkstücke durch Aufbringen hochfrequenter Schwingungsenergie vorgesehen, nach welchem der Beginn des Schweißganges vom Auftreten eines bestimmten Leistungspegels abhängt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verbindung von Werkstücken vorgesehen, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst kurze periodische Stöße hochfrequenter Schwingungsenergie zur Reinigung der sich berührenden Werkstückoberflächen aufgebracht werden und dann eine bestimmte Menge hochfrequenter Schwingungsenergie für die Verbindung der Werkstücke angelegt wird. Erfindungsgemäß ist sodann ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verbindung metallischer Werkstücke dadurch geschaffen, daß kurze periodische Stöße hochfrequenter Schwingungsenergie so lange aufgebracht werden, bis die Spitzenleistung während eines Stoßes einen bestimmten Pegel übersteigt, zu welchem Zeitpunkt eine bestimmte Anzahl von zusätzlichen Energiestößen auf die Werkstücke einwirkt.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschrei-

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bung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen: Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2 ein Kurvenbild der Leistungsaufnahme eines erfindungsgemäßen Schweißgerätes.

Fig. 1 zeigt ein HF-Schv/eißgerät 10 zur Verbindung von metallischen Werkstücken. Das Schweißgerät 10 umfaßt eine Grundplatte 12 mit zwei aufrechtstehenden Trägern 14 und 16 zur Halterung eines Resonators 18 an dessen Schwingungsbäuchen. Der Resonator 18 umfaßt einen Umsetzer 20, ein zwischengeschaltetes Kopplungsglied 22 sowie ein Horn 24, die zusammen als ein A/2-Resonator für eine bestimmte Schwingungsfrequenz ausgelegt sind. Die Resonanzfrequenz liegt normalerweise im Bereich zwischen einem und hundert Kilohertz, vorzugsweise zwischen 10 und 60 kHz. Vom Horn 24 aus erstreckt sich in radialer Richtung eine Werkstückschweißelektrode 26, und von der Grundplatte 12 aus ragt senkrecht ein strömungsmittelbetätigter Kolben 28 empor, der mit einer entsprechenden Amboßelektrode 30 für das Werkstück versehen ist. Der Aufbau und die Arbeitsweise des Schweißgerätes 10 sind im einzelnen in der US-PS 3 752 380 von A. Shoh vom 14. August 1973 beschrieben: "Vibratory Welding Apparatus" ("Schwingschweißgerät"), die hier als Bezugsschrift eingefügt ist. Außerdem ist ein zur Verwendung mit der Erfindung geeigneter Umsetzer beispielsweise in der US-PS 3 328 610 von S.E. Jacke et al vom 27.Juni 1967 beschrieben: "Sonic Wave Generator" ("Tonwellengenerator") . Der Umsetzer wird von einem elektrischen Generator 42 so gesteuert, daß er an seiner Spitze oder Elektrode 26 eine konstante dynamische Amplitude gemäß der US-PS 3 432 691 vom 11. März 1969 von

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A. Shoh abgibt: "Oscillatory Circuit for Electroacoustic Converter" ("Schwingkreis für elektroakustischen Umsetzer").

Auf einer Leitung 3 4 gelangt die herkömmliche Netzspannung an einen Taktgeber 36. Der Taktgeber 3 6 erzeugt in Abhängigkeit von der Betätigung eines Anlassers 38 kurze Netzspannungsstöße, die über eine Leitung 40 an den elektrischen Generator 42 gelangen. Der Generator 42 setzt die Netzspannung in hochfrequente Hochspannungssignale zur Ansteuerung des Umsetzers 20 um. Normalerweise haben die Spannungsstöße eine Dauer in der Größenordnung bis zu 1 Sekunde, doch liegen sie vorzugsweise im Bereich zwischen 50 und 200 Millisekunden. Jeder nachfolgende Stoß ist vom vorangehenden Stoß durch eine entsprechende Zeitspanne getrennt. Die Impulsdauer und der Abstand zwischen den Impulsen werden vorzugsweise unabhängig voneinander je nach den zu verbindenden Werkstücken eingestellt.

Das elektrische Energiesignal vom Generator 42 auf der Leitung 44 an den Umsetzer 20 wird durch ein schnellansprechendes Watt-Meter 46 überwacht. Das überwachte Signal für die Leistungsaufnahme des Schweißgerätes 10 liegt an einem Eingang einer Vergleichsschaltung 48 an. Am anderen Eingang der Vergleichsschaltung 48 liegt ein Signal mit einem bestimmten Spannungspegel an, das vom Schleifer eines Potentiometers 50 abgegriffen wird, dessen Anschlüsse an eine Gleichspannungsversorgung B+ sowie Massepotential gekoppelt sind.

Wenn das überwachte Signal einen bestimmten Pegel übersteigt, bewirkt ein Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 48, das über eine Leitung 60 zum Taktgeber 3 6 gelangt, daß dieser ein Leistungssignal auf der Leitung 4O für eine bestimmte zeitliche Länge anstelle

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- 14 kurzer Stöße abgibt.

Bei einer Abänderung der beschriebenen Einrichtung zählt eine Zählerschaltung in Abhängigkeit eines Ausgangssignals der Vergleichsschaltung 48 eine bestimmte Anzahl zusätzlicher Spannungsstöße, die während eines Schweißganges vom Taktgeber 36 an den Generator 42 abgegeben werden. Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfaßt die Ansteuerung einer Energiesteuervorrichtung nach der vorstehend erwähnten US-PS 3 573 781, die in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 48 arbeitet.

Die zu verbindenden Werkstücke werden überlappend auf der Amboßelektrode 30 angeordnet. Der auf Strömungsmitteldruck ansprechende Zylinder 28 drückt die überlappten Werkstücke stark in innige Berührung mit der Schweißelektrode 26. Bei Betätigung des Anlasserschalters 38 gelangen periodische Netzspannungsstöße über die Leitung 40 an den Generator 42. Dieser setzt die Netzspannung in hochfrequente Hochspannungssignale um, die durch die Spitzen 52a-5 2e der Fig. 2 dargestellt sind. Die Spannungsstöße gelangen an den Umsetzer 20, welcher die Signale in Schwingungsbewegung verwandelt. Die das oberste Werkstück berührende Schweißelektrode 26 vollzieht daraufhin eine hin- und hergehende Translationsbewegung in Richtung des Doppelkopfpfeiles 32. Die Ablenkung Spitze-zu-Spitze der Schweißelektrode 26 liegt im Bereich von 3-10 mils (0,075 - 0,25 mm). Aufgrund der Bewegung der Schweißelektrode vollziehen die Werkstücke eine gegenseitige hin- und hergehende Translationsbewegung, die auf ihren Kontaktflächen eine Reibwirkung erzeugt und dadurch die entsprechenden Oberflächenverunreinigungen löst. Im Falle von metallischen Werkstücken reinigt die Reibungswärme einerseits

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sie
die Werkstücke, doch verstärkt andererseits die Oxidbildung. Die erfindungsgemäße Anwendung kurzer Stöße von Schwingungsenergie verhindert eine übermäßige Aufheizung der Werkstücke an der Grenzschicht, wodurch sich eine Reinigungswirkung bei minimaler Oxidrückbildung ergibt.

Versuche haben ergeben, daß kein Molekülaustausch an der Grenzschicht stattfindet und eine Schweißung von minderer Qualität erzielt wird, wenn die zugeführte Energie ungenügend ist oder für eine zu kurze Zeit aufgebracht wird, um die Werkstücke miteinander zu verbinden. Wenn außerdem überschüssige Energie oder Schweißzeit angewandt wird, werden die verbundenen Werkstücke infolge von zu starkem Schweißen beschädigt. Während der Anfangsstufe brauchen die Werkstücke eine verhältnismäßig geringe Leistungsaufnahme zur Reinigung der Oberflächen. Nach Reinigung der Oberflächen erfolgt eine plötzliche und gekennzeichnete Spannungsverstärkung, während welcher der Molekülaustausch in der Grenzschicht stattfindet, d.h., die Werkstücke werden miteinander verbunden.

Erfindungsgemäß überwacht das Watt-Meter 46 die Eingangsspannung des Umsetzers 20. Tritt plötzlich eine Spannungsverstärkung auf, entsprechend dem Impuls 54 der Fig. 2, wird der Taktgeber 36 von einem Signal auf der Leitung 60 für eine bestimmte Schweißzeit angesteuert, welche durch den Taktgeber 3 6 eingestellt wird oder auch für eine bestimmte zusätzliche Anzahl von Energiestößen. Eine Einstellung des Potentiometers 50 verändert den erforderlichen Spannungspegel für Einleitung des Schweißganges der Kurve 56.

Es ist jedoch offensichtlich, daß das Potentiometer 50 entsprechend

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eingestellt werden muß, um einen optimalen Betrieb des Schweißgerätes zu erzielen. Wenn beispielsweise der vorgegebene Pegel auf einen niedrigen Wert eingestellt ist, tritt eine vorzeitige Einleitung des Schweißganges auf, und die daraus entstehende Schweißung weist keinen Molekülaustausch auf. Wenn umgekehrt der vorgegebene Spannungspegel zu hoch ist, ergibt sich eine Überhitzung des Werkstükkes und bewirkt eine das Werkstück beschädigende Schweißung. Die optimale Einstellung des Potentiometers 50 erfolgt so, daß kurze Energiestöße während der für die Grenzschicht erforderlichen Reinigung abgegeben werden, während längere Spannungsstoße in der für den Molekülaustausch zwischen den Werkstücken benötigten Zeit angelegt werden. Die richtige Einstellung des Potentiometers 50 und die überwachung der Eingangsspannung des Umsetzers 20 ergeben ein verbessertes Verfahren, dauernd verbundene Werkstücke mit einheitlichen Schweißeigenschaften zu erhalten. Um die richtige Potentiometereinstellung zu finden, werden Versuchs_muster aufbereitet und durch Inaugenscheinnahme bewertet, sodann werden sie Zug- und Scherfestigkeitsversuchen vor Aufnahme der Produktion unterworfen.

Außer dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims (16)

1. bode - -Τ -

   Branson Ultrasonics Corporation

   Locust Avenue 16. September 1977

   New Canaan, CT 06840, USA Anwaltsakte M-4373

   Patentansprüche

   ' ".ι Verfahren zum Schweißen von Werkstücken mit Metalloberflächen durch hochfrequente Schwingungsenergie, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zu schweißende Werkstücke übereinander angeordnet werden, daß eine statische Kraft auf die Werkstücke in einer Richtung und von einer Größe einwirkt, daß die sich berührenden und zu verschweißenden Metallflächen der Werkstücke an der beabsichtigten Schweißzone in innige Berührung geraten, ferner dadurch, daß kurze Stöße von Schwingungsenergie mit einer vorgegebenen Frequenz im Bereich zwischen einem und einhundert Kilohertz durch ein Schwingteil eingeführt werden, welches eines der zu verschweißenden Werkstücke in der Schweißzone berührt, weiter dadurch, daß die Spannung, welche der vom Schwingteil auf die Werkstücke übertragenen Schwingungsenergie entspricht überwacht wird, und daß festgelegt wird, wenn ein Stoß eine bestimmte Spannungsamplitude erreicht und schließlich dadurch, daß in Abhängigkeit vom Auftreten der Spannung einer vorgegebenen Amplitude die Schwingungsenergie für einen bestimmten Schweißgang angelegt wird.

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   ORIGINAL INSPECTED

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2. 2. Schweißverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen senkrecht zur Richtung der aufgebrachten statischen Kraft einwirken.
3. 3. Einrichtung zum Schweißen von Werkstücken mit metallischen Oberflächen durch hochfrequente Schwingungsenergie, dadurch gekennzeichnet, daß ein Resonator (18) als Λ/2-Resonator (18) für eine bestimmte Frequenz ihn durchlaufender Schallwellen ausgelegt ist, daß eine Schweißelektrode (26) mit einem an einem Schwingungsbauch des Resonators (18) angeordneten Werkstück in Eingriff kommt, ferner dadurch, daß eine Vorrichtung (28) eine statische Kraft erzeugt, um die Werkstücke in innige Berührung mit der Schweißelektrode (26) zu drücken, daß ein Umsetzer (20) mit dem Resonator (18) gekoppelt ist, damit dieser in Abhängigkeit von der am Umsetzer (20) anliegenden elektrischen Energie bei einer bestimmten Frequenz in Resonanz schwingt, weiter dadurch, daß ein elektrischer Generator (42) mit dem Umsetzer (20) gekoppelt

   un
   ist, kurze Stöße (52a-52e) elektrischer Energie an den Umsetzer

   (20) abzugeben sowie dadurch, daß ein Wächter (46) mit dem elektrischen Generator (42) zusammengeschaltet ist, um die Speisespannung des Umsetzers (20) zu überwachen, wenn die Schweißelektrode (26) mit einem Werkstück in Eingriff steht sowie, um zu bewirken, daß der elektrische Generator (42) in Abhängigkeit von der überwachten Spannung, die einen bestimmten Pegel (54) übersteigt, zusätzliche elektrische Spannung an den Umsetzer (20) abgibt, um einen bestimmten Schweißgang (56) einzuleiten.
4. 4. Schweißeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schweißelektrode (26) radial von einem Schwingungsbauch

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   - 3 des Resonators (18) aus erstreckt.
5. 5. Schweißeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (50) mit dem Wächter (46) gekoppelt ist, um den vorgegebenen Spannungspegel einzustellen.
6. 6. Schweißeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Frequenz im Bereich zwischen einem und einhundert Kilohertz liegt.
7. 7. Schweißeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der einzelnen Spannungsstöße (52a-52e) eine Sekunde nicht übersteigt.
8. 8. Schweißeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Zusatzspannung (54) für den Umsetzer (20) die für eine bestimmte Zeitspanne (56) angelegte elektrische Energie ist.
9. 9. Schweißeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Zusatzenergie (54) für den Umsetzer (20) aus einer bestimmten Anzahl von Spannungsstößen besteht.
10. 10.Einrichtung zum Schweißen metallischer Werkstücke mit hochfrequenter Schwingungsenergie, dadurch gekennzeichnet, daß ein Langresonator (18) als Λ/2-Resonator (18) ausgelegt ist, der bei einer bestimmten Frequenz ihn durchlaufender Schallwellen in Resonanzfrequenz schwingt, daß eine Schweißelektrode (26) mit einem an einem Schwingungsbauch des Resonators (18) angeord-

    809819/0590

    neten Werkstück in Eingriff steht, ferner dadurch, daß eine Vorrichtung (28) eine statische Kraft abgibt, um die Werkstücke in innige Berührung mit der Schweißelektrode (26) zu bringen, daß ein Umsetzer (20) an den Resonator (18) gekoppelt ist, damit dieser bei einer bestimmten Frequenz in Abhängigkeit von der dem Umsetzer (20) eingespeisten elektrischen Spannung in Resonanz schwingt, sodann dadurch, daß ein Generator (42) mit dem Umsetzer (20) verbunden ist, um in Abhängigkeit von einem Steuersignal Spannung an den Umsetzer (20) anzulegen, weiter dadurch, daß ein Wächter mit dem Generator (42) zusammengeschaltet ist, um die Eingangsspannung des Umsetzers (20) zu überwachen, wenn die Schweißelektrode (26) mit einem Werkstück in Eingriff steht sowie, um ein spannungsabhängiges Signal (52a-52e) zu erzeugen sowie dadurch, daß ein Taktgeber (36) an den Wächter (46) gekoppelt ist, um an den Generator (42) ein Steuersignal abzugeben, wenn das spannungsabhängige Signal (52a-52e) kleiner ist als ein vorgegebener Spannungspegel, damit der Generator (42) den Resonator (18) periodisch für kurze Zeitimpulse in Resonanz zum Schwingen bringt sowie, um zu bewirken, daß der Resonator (18) für eine zusätzliche Zeitspanne (56) in Resonanz schwingt, wenn das spannungsabhängige Signal (54) den vorgegebenen Spannungspegel übersteigt.
11. 11. Schweißeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schweißelektrode (26) radial von einem Schwingungsbauch des Resonators (18) aus erstreckt.
12. 12. Schweißeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wächter (46) eine Vorrichtung (50) zur Einstellung des

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    - b -vorgegebenen Spannungspegels umfaßt.
13. 13. Schweißeinrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (36) zur Einstellung der Impulsbreite der Spannungsstöße sowie durch eine weitere Einrichtung (48) zur Einstellung des Abstandes zwischen den Spannungsstößen.
14. 14. Schweißeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Frequenz im Bereich zwischen einem und einhundert Kilohertz liegt.
15. 15. Schweißeinrichtung nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzzeitspanne (56) eine vorgegebene Zeitspanne ist.
16. 16. Schweißeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzzeitspanne (56) die Dauer einer vorgegebenen Anzahl von Spannungsstößen umfaßt.

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