CH382321A - Verfahren zum Widerstandsabbrennschweissen von mit Gehrungsschnitt versehenen Werkstücken und Maschine zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

  Verfahren zum Widerstandsabbrennschweissen von mit Gehrungsschnitt versehenen  Werkstücken und Maschine zur     Durchführung    des Verfahrens    Das Patent betrifft ein Verfahren zum     Wider-          standsabbrennschweissen    von mit Gehrungsschnitt     ver-          sehenen    Werkstücken und eine Maschine zur Durch  führung des Verfahrens.  



  Diese Maschine hat zwei Spannvorrichtungen,  deren jede zum Festhalten eines der Werkstücke  dient. Eine dieser Spannvorrichtungen ist relativ zur  anderen zur Ausübung des Schweissvorschubes ver  schiebbar.  



  Wenn mit Gehrungsschnitt versehene Werkstücke  an ihrer Gehrungsschnittfläche nach dem     Wider-          standsabbrennverfahren    miteinander verschweisst  werden, schliessen die verschweissten Werkstücke in  der Regel nicht den Winkel ein, unter dem sie relativ  zueinander beim Schweissvorgang eingespannt waren.  



  Diese Winkelabweichung ist darauf     zurückzufüh-          ren,    dass beim Verfahrensschritt des Stauchens die  Richtung der Stauchkraft schräg zur Längsrichtung  der Werkstücke verläuft und nicht durch den Schwer  punkt der Gehrungsschnittfläche geht. Die Stauch  kraft greift an den eingespannten Teilen der Werk  stücke im Abstand von der Schweissstelle im spitzen  Winkel zur     Längsrichtung    der Werkstücke an und  erzeugt ein Biegemoment an den aus den Spannvor  richtungen herausragenden, miteinander zu verschwei  ssenden Werkstückenden. Die Verschweissung erfolgt,  während die Werkstücke diesem Biegemoment unter  worfen sind.  



  Ausserdem haben die Werkstücke (in der Regel  Rahmenprofile) meistens eine unsymmetrische Quer  schnittsfläche. Das führt zu einer unsymmetrischen  Wärmeverteilung beim Schweissen (sowohl beim Ab  brennen als auch beim eigentlichen Schweissvorgang)  und zu einem unsymmetrischen Abkühlen nach dem  Schweissen.    Das Biegemoment und die     unsymmetrische    Er  wärmung und Abkühlung bewirken die erwähnte  Winkelabweichung, welche vom Profil, vom Werk  stoff und von den Schweissdaten (Abbrennstrom,  -vorschob und -zeit, Schweissstrom, Stauchkraft) ab  hängt.  



  Zur Vermeidung dieses Nachteils wird bei dem  Verfahren nach der     Erfindung    das eine Werkstück  dem Vorschub zum anderen Werkstück ausgesetzt,  während die Werkstücke einen     Winkel    relativ zu  einander einschliessen, welcher vom vorbestimmten  Gehrungswinkel derart abweicht, dass die Werkstücke  trotz     Verbiegung    beim Stauchen und trotz ungleich  mässiger Wärmeverteilung im     Schweissquerschnitt     nach dem Abkühlen der Schweissstelle den vorbe  stimmten Winkel relativ     zueinander    einschliessen.  



  Bei der     erfindungsgemässen        Maschine    zur Durch  führung des Verfahrens nach der Erfindung ist  wenigstens     eine    der     Spannvorrichtungen    relativ zur  anderen in vom vorbestimmten Gehrungswinkel ab  weichende Lagen der Spannbacken schwenkbar und  .in diesen Lagen fixierbar.  



  Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der  erfindungsgemässen Maschine :an Hand der Zeich  nung beschrieben. Im Zusammenhang damit wird  auch     beispielsweise    das erfindungsgemässe Verfahren  erläutert. Es zeigen:  Fig. 1 einen teilweisen Grundriss einer Maschine  zum Widerstandsschweissen von     mii        Gehrungsschnitt     versehenen Werkstücken,       Fig.    2 einen     Schnitt    nach der     Linie        II-II    in     Fig.    1,  in grösserem Massstab,       Fig.3    eine Variante zu     Fig.    1.  



  Die dargestellte     Maschine    hat zwei Spannvor  richtungen 1 und 2 zum Festhalten<B>je</B> eines der  miteinander zu verschweissenden Werkstücke 3 und      4. Jede Spannvorrichtung hat einen Anschlag und  einen mit diesem     Anschlag    zusammen arbeitenden  verschiebbaren Spannbacken. In der Zeichnung sind  die Anschläge mit la und 2a, die Spannbacken mit  1b und 2b bezeichnet. Der Spannbacken 2b ist in  Fig. 1 nicht dargestellt. Zur Erzeugung der Spann  kraft haben die Spannvorrichtungen 1 und 2 je einen  hydraulischen Zylinder. In der Zeichnung ist nur  der hydraulische Zylinder 1c der Spannvorrichtung  1 dargestellt.  



  Wie Fig.2 zeigt, wird das Werkstück 4 zusam  men mit einem Zwischenstück 5, dessen Form dem  Profil des Werkstückes 4 angepasst ist, zwischen den  Anschlag<I>2a</I> und den Spannbacken<I>2b</I> eingelegt und  festgespannt, wobei der Spannbacken 2b die strich  punktiert gezeichnete Lage 2b' einnimmt. In ent  sprechender Weise ist das Werkstück 3 zwischen  den Anschlag 1a und den Spannbacken 1b festge  klemmt.  



  Die Spannvorrichtung 1 ist auf einem Schlitten  6 montiert. Der Schlitten 6 ist mittels einer im ein  zelnen nicht dargestellten hydraulischen Antriebsvor  richtung 7 in Richtung des Doppelpfeiles 8 verschieb  bar.  



  Die Spannvorrichtung 2 ist auf einem ortsfesten  Tisch 9 der Maschine um einen Zapfen 10 schwenk  bar angeordnet. Die geometrische Achse 11 des Zap  fens 10 schneidet sich mit der Richtung 12 der  Spannkraft des Spannbackens 2b, und das Zwischen  stück 5 ist so bemessen, dass die geometrische Achse  11 des Zapfens 10 annähernd durch den Schwer  punkt S des Querschnittes des Werkstückes 4 geht.  



  Die Spannvorrichtung 2 ist an ihrem dem An  schlag 2a abgewandten Ende mit zwei Stellschrauben  <B>13</B> versehen, zwischen welche     eine    am Tisch 9 orts  feste Zunge 14 geklemmt ist. Durch Verstellen der  Stellschrauben 13 kann die Spannvorrichtung 2 um  die Achse 11 geschwenkt werden. Die Spannvorrich  tung 2 hat drei um die Achse 11 angeordnete Senk  löcher 15 und drei ,in grösserem Abstand von der  Achse 11 angeordnete, als Langlöcher geformte Senk  löcher 16.     Mittels    Schrauben 17 und 18, welche durch  die Senklöcher 15 bzw. 16 hindurchgeführt sind, ist  die Spannvorrichtung 2     mit    dem     Tisch    9 verschraubt.

    Dabei haben die Schrauben 17 in den Senklöchern  15 so viel seitliches Spiel, und es ist die Länge der  Langlöcher 16 so bemessen, dass die Spannvorrich  tung 2 um einige Winkelgrade um die Achse 11  geschwenkt werden kann, wenn die Schrauben 17  und 18 gelöst sind. Bei angezogenen Schrauben 17  und 18 ist die Spannvorrichtung 2 derart fest auf  dem Tisch 9     fixiert,    dass sie ihre Lage auch unter  der Wirkung der relativ grossen     während    des. Stauch  vorganges auftretenden     Kraft    nicht verändert, und  dass das mittels des     Zapfens    10 gebildete Lager  dieser Kraft im wesentlichen nicht ausgesetzt ist.  



  Beim Schweissen mit der beschriebenen Maschine  wird zunächst bei gelösten Schrauben 17 und 18 die  Spannvorrichtung 2     mittels    der Stellschrauben 13  in eine solche Lage relativ zur Spannvorrichtung 1    gebracht, dass der von den Werkstücken 3 und 4       eingeschlossene    Winkel von dem vorbestimmten Geh  rungswinkel um einen Betrag abweicht, welcher der  Winkelabweichung entgegengesetzt gleich ist, die er  fahrungsgemäss beim     Schweissen    zu erwarten ist. Dar  aufhin werden die Schrauben 17 und 18 angezogen,  und es wird eine Probeschweissung ausgeführt. Die  durch die Probeschweissung miteinander verschweiss  ten Werkstücke werden aus der Maschine genommen  und die bei der Probeschweissung eventuell aufgetre  tene Winkelabweichung wird gemessen.

   Die Spann  vorrichtung 2 kann dann     erforderlichenfalls    noch  um den Winkel nachgestellt werden, welcher ent  gegengesetzt gleich der gemessenen Winkelabwei  chung ist. Gegebenenfalls kann die Spannvorrichtung  2 mehrmals nachgestellt werden, bis eine Schwei  ssung erzielt wird, bei welcher die Werkstücke nach  dem Abkühlen der Schweissstelle den vorbestimm  ten Winkel hinreichend genau     einschliessen.     



  Bei Veränderung der Daten der Schweissung (Vor  schub, Strom und Dauer des Abbrennens, Stauch  kraft, Schweissstrom) oder wenn Werkstücke ande  rer Form oder aus anderem Material miteinander  verschweisst werden sollen, ist die dabei auftretende  Winkelabweichung erneut zu messen und in der be  schriebenen Weise zu korrigieren.  



  An Stelle der Stellschrauben 13 und der Zunge  14 kann ein Exzenter 19 (Fig. 3) Verwendung fin  den, der am Tisch 9 drehbar angeordnet ist und in  einem Schlitz 20 des dem Anschlag 2a abgewandten  Endes der Spannvorrichtung 2 hineingreift.  



  Die Spannvorrichtung 2 kann an ihrem dem An  schlag 2a abgewandten Ende eine Winkelteilung  aufweisen, und der Tisch 9 kann einen zugehörigen  Index tragen. Dadurch ist -es möglich, eine für be  stimmte Daten der Schweissung und der Werkstücke  als geeignet gefundene Stellung der Spannvorrichtung  2 zu reproduzieren.  



  Es kann auch die Spannvorrichtung 1 oder die  Spannvorrichtung 2 zusätzlich um eine parallel, zur  Ebene des Tisches 9 liegende Achse schwenkbar sein.  Dadurch ist es möglich, eine Verwindung auszuglei  chen, welche beim Schweissen - je nach der Gestalt  des Querschnittes - aus den gleichen Gründen auf  treten kann wie die erwähnte     Winkelabweichung.     



  Der     Gehrungswinkel    kann natürlich auch abwei  chend von dem gezeichneten Beispiel eine andere  Grösse als 45  haben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Widerstandsabbrennschweissen von mit Gehrungsschnitt versehenen Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Werkstück dem Vorschub zum anderen Werkstück ausgesetzt wird, während die Werkstücke einen Winkel relativ zueinander einschliessen, welcher vom vorbestimm ten Gehrungswinkel derart abweicht, dass die Werk stücke trotz Verbiegung beim Stauchen und trotz ungleichmässiger Wärmeverteilung im Schweissquer schnitt nach dem Abkühlen der Schweissstelle den vorbestimmten Winkel relativ zueinander einschlie ssen. 1I.

   Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, mit zwei zum Festhalten je eines der Werkstücke dienenden Spannvorrichtun gen, deren eine relativ zur anderen zur Ausübung des Schweissvorschubes verschiebbar ist, dadurch ge kennzeichnet, dass wenigstens eine der Spannvorrichtun gen relativ zur anderen in vom vorbestimmten Geh rungswinkel abweichende Lagen der .Spannbacken schwenkbar und in diesen Lagen fixierbar ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Maschine nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die in vom Gehrungswinkel ab weichende Lagen der Spannbacken fixierbare Spann vorrichtung um eine Achse schwenkbar ist, welche wenigstens annähernd durch die Richtung der Spann kraft dieser Spannvorrichtung und den Schwerpunkt des Querschnittes des Werkstückes geht. 2.

   Maschine nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass an dem der Schweissstelle .ab gewandten Ende der schwenkbaren .Spannverrichtung Mittel zum Verschieben dieses Endes relativ zum Maschinengestell angeordnet sind. 3. Maschine nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass einer der beiden Teile, schwenk bare Spannvorrichtung und Maschinengestell, eine Zunge aufweist, welche zwischen zwei am anderen Teil angebrachten Stellschrauben festklemmbar ist. 4.

   Maschine nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass an einem der beiden Teile, schwenkbare Spannvorrichtung und Maschinenge stell, ein eine Gabel des anderen Teiles führender Exzenter drehbar gelagert und fixierbar ist. 5. Maschine nach Patentanspruch II, gekenn zeichnet durch eine Winkelteilung mit Index zur Ablesung der Abweichung der Lage der schwenk baren Spannvorrichtung von ihrer dem vorbestimm ten Gehrungswinkel entsprechenden Lage. 6.

   Maschine nach Patentanspruch I1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Ausübung des Schweiss druckes verschiebbare Spannvorrichtung eine relativ zum Maschinengestell unveränderliche Richtung der Spannbacken hat, und die andere Spannvorrichtung relativ zur erstgenannten Spannvorrichtung schwenk bar ist. ?. Maschine nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Spannvor richtungen in relativ zur Ebene des vorbestimmten Gehrungswinkels geneigte Lagen der Spannbacken verstellbar und in diesen Lagen fixierbar ist. B.

   Maschine nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der schwenkbaren Spannvorrichtung mittels Schrauben fixierbar ist, welche durch Öffnungen der Spannvorrichtung hin durchgehen, die bei gelösten Schrauben ein Schwen ken in die abweichenden Lagen ermöglichen.