CZ231092A3

CZ231092A3 - Arc welded joint between a carrier and a detail attached fixedly thereto

Info

Publication number: CZ231092A3
Application number: CS922310A
Authority: CZ
Inventors: Wolf Renner; Dieter Mauer
Original assignee: Emhart Inc
Priority date: 1991-08-02
Filing date: 1992-07-23
Publication date: 1993-02-17
Also published as: EP0526164B1; DE69206346D1; EP0526164A1; US5393164A; JPH05200557A; DE69206346T2; US5541383A; ES2079801T3

Description

(57) Řešení se týká obloukově svařovaného spoje mezi nosičem (1) jako jednou elektrodou a kovovou součástkou (2) s průběžným vybráním (3), do ně hož je zaváděna trnovitá vevařovaná část (4) jako druhá elektroda, která je tuze připojena k nosiči a součástce obloukovým svařováním. Veva řovaná část (4) sestává z dříku (7) a hlavy (11), která je rozšířena vzhledem k průměru dříku přes osazení (8), vniká do vybrání (3) v součástce (2) spočívající na nosiči (1), a vzhledem k tvorbě taveninové lázně na nosiči (1) může být zatlačována do taveninové lázně takže taveninová lázeň přiléhající ke stěně vybrání (3) obklopuje vnější obrubu hlavy (11) a stupeň (8). Taveninová lázeň spojuje součástku (2) nejméně v oblasti hrany (15) stěny vybrání (3), přivrácené k nosiči (1) přímo k přilehlému nosiči (1). Vnější obruba vevařované části (4) může lehce přečnívat přes součástku (2) a takto upravená hlava může vnikat do vybrání v součást ce spočívající na nosiči výběžkem tak, že vzhle dem ke tvorbě oblouku zasahujícího k hraně (13) stěny vybrání (3), odvrácené od nosiče může být výběžek tlačen do taveninové lázně, která kryje celou stěnu vybrání včetně jejích obou hran, jakož i nosič a hlavu (11). Obruba (9) hlavy (11) může být navržena jako radiální tavný okraj, který leží zcela uvnitř vybrání (3) součástky (2) a mít v podstatě listovitý průřez. Dřík (7) může být opatřen axiálním neprůběžným vrtáním orientovaným k hlavě (11) a vrtání může být takové, že tluštka stěny dříku (7) v oblasti vrtání přibližně odpovídá tlouštce koncové stěny vrtání svařovací oblasti ve svařeném stavu. Prů měr vrtání je přizpůsoben obvodu roztahovacích čelistí nastavovacího nástroje konstruovaných jako svařovací nástroj a sloužící pro přijímání vevařované části ze zásobníku, pro její přepravu a pro její polohové ustavování.

o

-1: “ΰ

I

I <s O

I

O

O 3.3< 'C <

j * - 4 í Γκ>

Obloukově svařovaný spoj mezi nosičem ař součástkou

Oblast techniky

Vynález se týká obloukově svařovaného spoje mezi nosičem jako jednou elektrodou a kovovou součástkou s průběžným vybráním, do něhož je zaváděna trnovitá vevařovaná část jako druhá elektroda, která je tuze připojena k nosiči a součástce obloukovým svařováním.

Dosavadní stav techniky

Svařovaný spoj tohoto typu je znám z německého spisu DE-AS 1 565 563. Pomocí tohoto svařovaného spoje je uložen skořepinový díl z plechu na ocelovém nosiči a za tímto účelem je skořepinovitý plech přitlačován proti ocelovém nosiči pomoci ocelové desky přivařené k ocelovému nosiči. Svar mezi ocelovou deskou a ocelovým nosičem je získán pomocí trnu, který prochází otvorem ve skořepinovitém plechovém dílu. Trn je přivařen k ocelovému nosiči obloukovým svařováním na tupo a mezi ocelovým nosičem, trnem a ocelovou deskou je vytvořen průběžný svar. Tento svar není poškozován skořepinovitým plechem protože jeho díra dostatečně velká pro to, aby jeho obruby byly ještě v dostatečné vzádlenosti od svaru. Kromě toho by neměl být plech skořepinového typu zahrnut do svaru, protože je obvykle opatřen protikorozním povlakem, například povlakem zinku nebo povlakem plastu. Tyto povlaky, zejména zinek, by se během svařovacího procesu odpařily. Pára vnikající do svaru poškozuje slitinu tvořící svarovou tavnou lázeň. Kromě toho skořepinový tvar komplikuje svařovací proces, neboť nutně vyvolává odstup mezi ocelovým nosičem a ocelovou deskou, který musí být přemostěn tavnou lázním a svarem z ní vytvořeným.

V německém spisu DE-OS 3 149 513 je popsán způsob upevňování desek na hliníkové plechy, při kterém jsou desky, v roli výše uvedené kovové součástky, opatřeny otvorem, do něhož se vkládá hliníkový trn jako elektroda pro obloukové svařování. Trn má být připojen pouze k plechu, v roli výše uvedeného nosiče a jeho koncová plocha jako místo, které má být připojeno k plechu, je opatřena na straně obrácené k plechu ozubením, na němž se zachycuje vystřikující kov během svařovacího procesu a zabraňuje tomuto kovu v procházení mezi deskou a plechem. Deska je upevněna na plechu hliníkovým trnem, který má hřibovitý tvar a tlačí na desku svou hlavou, která je konstruována na spodní straně lehce kónicky. Výsledné tažné síly jsou potom pohlcovány pouze svarem na koncové ploše trnu, neboť svar zahrnující také desku není předmětem tohoto způsobu. Nevyužívá se zde stěny vybrání pro tvorbu svaru.

V německém patentovém spisu DE-PS 30 811 820 týkajícím se přivařování trnů na nosič při vložení pozinkovaného plechu je otvor požadovaný v plechu pro vedení a prostrčení trnu a a pro jeho přivaření na nosič vytvořen propalováním plechu během hoření oblouku potřebného pro svařováni. Toto hoření oblouku, při současném propalování plechu, je seřízeno tak, že páry zinku vytváření při postupu se odvádějí před iniciováním vlastního svařovacího proudu pro připojování trnu a nosiče.

Konečně je známo řešení z britského patentového spisu č. GB 1 000 577, popisující svařovací trn sestávající z dříku a hlavy, která je vůči němu rozšířena a jejíž koncová plocha tvoří svařovací bod. Koncová plocha může být kónická nebo zakřivená. V případě řešení s rozšířenou hlavou přechází zakřivení přes ostrou hranu do kužele, který je zešikmen směrem ke dříku a který potom přiléhá k válcovému dříku. Z uvedeného dokumentu však nelze odvodit nic dalšího o použití tohoto svařovacího trnu.

Podstata vynálezu

Vynález si klade za úkol navrhnout spoj tvořený svarem mezi nosičem, kovovou součástkou a vevařenou trnovitou částí, zajišťující obzvláště důkladné spojení, mající srovnatelně vysokou pevnost.

-3Uvedeného cíle je doaženo obloukově svařovaným spojem mezi nosičem jako jednou elektrodou a kovovou součástkou s průběžným vybráním, do něhož je zaváděna trnovitá vevařovaná část jako druhá elektroda, která je tuze připojena k nosiči a součástce obloukovým svařováním, jehož podstatou je, že vevařovaná část sestává z dříku a hlavy, která je rozšířena vzhledem k průměru dříku přes osazení, vniká do vybrání v součástce spočívající na nosiči, a vzhledem k tvorbě taveninové lázně na nosiči může být zatlačována do taveninové lázně, takže taveninová lázeň přiléhající ke stěně vybrání obklopuje vnější obrubu hlavy a stupeň, přičemž taveninová lázeň spojuje součástku nejméně v oblasti hrany stěny vybrání, přivrácené k nosiči přímo k přilehlému nosiči.

Vzhledem ke konstrukci vevařované části z dříku majícího hlavu, která je rozšířena vzhledem k němu a vzhledem k použití taveninové lázně vytlačované vzhůru přes vnější obrubu hlavy je prostor mezi koncovou plochou hlavy a součástkou spolehlivě a úplně vyplněn taveninovou lázní, která proniká k nosiči, stěně vybrání a vevařované části a jednak stoupá u stěny vybrání a jednak přechází přes vnější obrubu hlavy a stupeň. To má hlavně za následek intenzivní svaření v oblasti hrany stěny vybrání přivrácené k nosiči a nosiče přiléhající k součástce a, podobně jako u nýtového spoje, okolí hlavy v oblasti stupně, takže součástka spočívající přímo na nosiči je pevně přivařena v kritickém bodě hrany stěny vybrání přivrácené k nosiči a dále je vevařovaná část průběžně tažena k nosiči taveninovou lázní přecházející přes stupeň a vevařená část tlačí stěnové části vybrání, připojené k ni prostřednictvím taveninové lázně, proti nosiči.

S výhodou je vevařená část sestává z dříku a hlava, která je rozšířena vzhledem k průměru dříku stupněm, přečnívá svojí vnější obrubou lehce přes součástku a vniká do vybrání v součástce spočívající na nosiči výběžkem tak, že vzhledem ke tvorbě oblouku zasahujícího ke hraně stěny

-4vybrání odvrácené od nosiče, může být výběžek tlačen do taveninové lázně, která kryje celou stěnu vybrání včetně jejích obou hran, jakož i nosič a hlavu k její vnější obrubě .

Vzhledem ke konstrukci vevařené části ve formě dříku mající hlavu, která je vzhledem k němu zvětšena a která přečnívá svojí vnější obrubou lehce přes součástku, dosahuje se ten účinek, že elektricky oblouk prochází od koncové plochy hlavy směrem ke vnější obrubě, až dosáhne hrany stěny vybráni, odvrácené od nosiče, a začleňuje tuto hranu do lázně taveniny, která se tvoří. Taveninová lázeň je proto dodávána v rozsáhlé míře z výběžku nebo stupně vevařované části vnikající do vybráni součástky, takže se tvoří taveninová lázeň, která kryje celou stěnu vybrání včetně jejích obou hran, jakož i nosič a hlavu až k její vnější obrubě, přičemž stupeň za vnější ovrubě brání elektrickému oblouku, aby procházel za vnější obrubu. Vzhledem k lehkému přesahování vnější obruby za odpovídající hranu vybrání je tato hrana spolehlivě zahrnuta v taveninové lázni, což má za následek spolehlivé svaření, které kryje celou stěnu vybrání včetně jejích obou hran, jakož i nosič a hlavu až k její vnější obrubě.

Ve srovnání s výše uvedeným řešením dle DE-OS 3 149 513, kde zcela chybí myšlenka zahrnout stěnu vybrání do svaru, se tedy podle vynálezu využívá pro tvorbu svaru i této stěny a zejména přechodu taveninové lázně přes stupeň hlavy.

Hlava je s výhodou konstruována tak, že je v podstatě čočkovitého tvaru okolo její vnější obruby a stupeň vybíhá v podstatě válcovitě okolo hloubky vybrání. Tento výběžek proto v podstatě vyplňuje vybrání a vytváří přiměřené množství materiálu, které je k dispozici pro vytvoření stejnoměrné taveninové lázně při tavení.

Vynález podle dalšího znaku řeší vevařovanou část tak, že když jsou vevařovaná část a kovová součástka uváděny do vzájemného styku, dochází k samočinnému středění vevařované

-5části ve vybrání kovové částí. V dalším provedení vynálezu toho může být dosaženo tím, že obruba hlavy je navržena jako radiální tavný okraj, který je umístěn zcela uvnitř vybrání v součástce a má v podstatě listovitý průřezový tvar.

Když jsou tato vevařovaná část a součástka uváděny do vzájemného spojeni, je listovitá obruba hlavy zasunuta zcela do vybrání součástky, čímž je zajištěno, že vevařovaná část nespočine poněkud bočně vedle vybrání nebo částečně vedle vybrání součástky. Úplné zasunutí obruby hlavy vevařované části do vybráni proto zajišťuje středění vevařované části a výběžku, takže souosé středění není potřebné. I když skutečně obruba vevařované části nespočine na vnitřní ploše vybrání, oblouk zpočátku vzniká v bodě dotyku, když je oblouk sepnut a vytvoří se radiální odstup mezi hlavou a vybráním, když se obruba taví, takže oblouk mezi hlavou a součástkou je nakonec rozdělen po celé obrubě vevařované části a vyvolá se tavení celé obruby. To vytváří odstup mezi hlavou a vybráním, který je takový, že oblouk přechází přes zakřivení a soustřeďuje se na něm. Toto rozdělení oblouku po celé obrubě hlavy vevařované části působí tavení, které probíhá po celé obrubě, vzhledem k jejímu listovitému průřezu, a proto vede k tvorbě taveninové lázně v oblasti dna vybrání, do níž může být veřavovaná část nakonec zatlačována za účelem přivařování součástky k nosiči.

Listovitý průřez v oblasti obruby hlavy zajišťuje rychlé tavení této obruby a proto přímou tvorbu taveninové lázně. Listovitý průřez je v zásadě stále udržován i když se tavná obruba vytvoří jako tenkový kotouč vybíhající radiálně z hlavy, jelikož ^; tenký kotouč může být rychle taven a taveninová lázeň s v důsledku toho vytváří odpovídajícím rychlým způosbem.

Další znak vynálezu vynálezu spočívá v řešení vevařované části tak, aby se zajistilo v podstatě rovnoměrné rozdělení tepla po vevařované části během svařovacího procesu. Podle vynálezu toho může být dosaženo tím, že se vevařovaná část opatři vrtáním, které probíhá dříkem do

-6hlavy a je takové, že tlouštka stěny dříku v oblasti vrtání idpovídá přibližně tlouštce koncové stěny vrtání svařovací oblasti ve svařeném stavu.

Vrtání zabíhající do hlavy má za následek jednak rozptylování tepla, které je během svařovacího procesu podstatně sníženo vzhledem k plné vevařované části, což má podstatný vliv na energetické požadavky pro vsářecí proces a na druhé straně rozptylování tepla po všech svařovaných částech, které se rozprostírá v podstatě rovnoměrně po svařovaných částech, takže se vylouči vznik extrémního zahřívání v určitých bodech částí, které se mají svařovat. Tepelná kapacita vevařované části, která je zmenšena vzhledem k vrtání zabíhajícímu do hlavy, také vede ke v podstatě stejnoměrné rychlosti chlazení po celé svařovací oblasti během chladicího procesu, takže svar je udržován bez vnitřních pnutí.

Je účelné přizpůosbovat průměr vybrání obvodu roztahujících se čelistí nastavovacího nástroje konstruovaného jako svařovací nástroj, takže vevařovaná část může být vedena a dopravována žádoucím zpňosbem, t.j. je odebírána ze zásobníku, přenášena do místa svaru a ukládána na něj. Uchopování vevařované části prostřednictvím stěny vrtání dovoluje velké roztahovací síly a v důsledku toho dobrý dotyk, takže prakticky nemohou vzniknout žádné škodlivé překážky a odpory proti přenosu v bodech dotyku. Uchopování vevařované části zevnitř dovoluje obzvláště přesné ukládání, jelikož nemůže vzniknout prakticky žádný jejich posun, když je vevařovaná část uchopována roztahujíc ími se čelistmi.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedeni s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l sestavu nosiče, kovové součástky a vevařované části v poloze dotyku mezi nosičem a vevařovanou částí, obr.2 sestavu z obr.l s vevařovanou částí zdviženou z

-7vedení z plechu, obr.5 části v poloze dotyku obr.9 sestavu z obr.8 nosiče a s vytvořeným obloukem,, obr.3 sestavu z obr.l se ztuhlou taveninovou lázní, obr.4 perspektivní pohled na dva plechy, které jsou spolu vzájemně svařeny při použití proobr.l a vevařované části vyčnívající z horního alternativní vevařovanou část v pohledu ze strany, obr.6 vevařovanou část z obr.5 uchopenou osazovacím nástrojem a uvedenou do svařovací polohy, obr.7 vevařovanou část z obr.5 přivařenou k nosiči a kovové součástce, obr.8 sestavu nosiče, kovové součástky a modifikované vevařované mezi nosičem a vevařovanou částí, po elektrickém svaření se ztuhlou taveninovou lázní, obr.10 čtvrtou variantu vevařované části, vložené do kovové součástky, s bočním dotykem obruby vevařované části na vnitřní straně vybrání, obr.11 půdorys vevařované části z obr.10, obr.12 vevařovanou část z obr.10 s hořícím obloukem, obr.13 obměnu tvaru obruby vevařované části z obr.10 s ostře vystupující hranou a obr.14 další obměnu tvaru obruby vevařované části z obr.10.

Příklady provedení vynálezu

Z obr.l až 4 znázorňujících provedení vynálezu ukazuje obr.l nosič _1, který je konstruován z kusu plechu a na nějž může být přímo osazena kovová součástka 2, vytvořená například z plechového pásku. Kovová součástka 2 je opatřena vybráním 3, které je v nejjednodušším případě okrouhlého tvaru a do něhož se vkládá vevařovaná část 4^. Vevařovaná část 4 je držena svařovacím nástrojem, z něhož jsou na obrázku schematicky znázorněny pouze přídržné čelisti 5. a 6. Jelikož je obloukové svařování zde použité známým procesem, je možné se odvolat na svařovací nástroje, které jsou opatřeny odpovídajícími svěrnými nástroji.

Vevařená část 4 má dřík 2<- který má s výhodou válcovitý tvar. Dřík 7 přechází přes kužel 2 obruby _9' která je také s výhodou tvarována do tvaru válce. K obrubě 9 přiléhá kulovitě tvarované vyklenutí ICL Kužel 8, obruba 9 a vyklenutí 10 proto tvoří hlavu 11, jejiž vnější průměr

-8sloužit k přídržnými opatřený obrubou 9 je větší, než je průměr dříku 2· Průměr hlavy 11 je menší, než je průměr otvoru vybráni 2' takže hlava 11 je držena ve vybrání 2 vzhledem k součástce 2 v podstatě bez dotyku. Kužeů 2 tvoří výše uvedený stupeň, který může být také konstruován jako radiální plocha. V dříku 7 je vytvořeno vrtání 26, které může zasunutí jakýchkoli částí.

Vevařená část 2 je tlačena proti nosiči 2 čelistmi 5 a 6. Nosič 2 tvoři elektrodu a vevařená část 2 druhou elektrodu pro napětí, které slouží k zapalování svařovacího oblouku a je přiloženo známým neznázorněný svařovací nástroj a na nosič _ oblouk se potom zapálí známým způsobem zdvihnutím vevařované části 2 ² nosiče 2·

Obr.2 znázorňuje stejné uspořádání se zapáleným obl.oukem, který je zde vyznačen tečkovanými čarami 12, vyzařujícími z vyklenutí 10. Vzhledem k dotyku ve středu vyklenuti znázorněnému na obr.l je svarový oblouk zpočátku zapálen v tomto bodě, který působí, že se nosič taví v oblasti nejpřednější části vyklenutí 10 vzhledem k nosiči 2· Vzhledem k následnému zvýšení svařovacího proudu, následujícímu známým způosbem, oblouk také pokryje vnější oblasti vyklenutí 10 a konečně přechází do oblasti horního hrany 22 vybrání 3, přičemž vytváří taveninovou lázeň, která pokrývá celý povrch nosiče 2 proti vyklenutí 22' vyklenutí 10 a prostor vybrání 2· Místo vyklenutí 10 může být také vytvořen plochý kužel.

Když se vevařovaná část 2 opét přivádí k nosiči 2' ponořuje se vevařovaná část 2 svojím vyklenutím 10 do lázně taveniny a přitom posouvá taveninu, která jak ukazuje obr.3 stoupá mezi obrubou 9 a stěnou vybrání 2 ^a konečně přetéká přes obrubu 9 kužele 8 a vytváří housenku 22· ^Ve způosbu tavení a vytváření tavné lázně je dolní hrana 15 stěny vybrání spočívající na nosiči L rovněž zahrnuta, takže tavná lázeň se vytváří i v tomto bodě, který je obzvláště důležitý pro tuhé spojení, přičemž roztavená lázeň proniká do nosiče způosobem na 1. Svařovací

-91,, součástky 2 a vevařované části 4, aby se se vytvořilo mezi těmito částmi těsné, které je obzvláště vyztuženo housenkou 14, která, obecně řečeno, tlačí hlavu 11 vevařované části 4. proti součástce jako při nýtování.

Obr. 4 ukazuje svar mezi nosičem 1 a součástkou 2. v prepektivním pohledu. Vevařovaná část 4 vyčnívá se součástky 2, okolo které je vytvořena housenka 14 zdviženou lázní taveniny a přídavně tak obklopuje vevařovanou část 4,.

Nosič a kovová součástka mohou být plechy nebo podobné prvky. Je také možné konstruovat kovovou součástku jako tlustší konstrukční prvek, který musí být pouze opatřen výše popsaným vybráním, do něhož má proniknout hlava vevařované části A· Popsaný obloukový svar je také vhodný zejména pro svařování hliníkových součástek, jejichž svařování je jak známo obtížné. Zejména hliníkové plechy mohou být vzájemně spojovány pouze obtížně známým bodovým svařováním, neboť musí být prolomena oxidová blanka přítomná na hliníkových pleších. Kromě toho je třeba poznamenat, že během bodového svařování jsou elektrody umístěné na kovových pleších relativně rychle kontaminovány a proto musí být nepřetržitě čištěny. U svarového spoje podle vynálezu jsou naproti tomu dodávány stále nové elektrody, konkrétně jednak ve formě nsoiče a jednak ve formě vevařované části.

V provedení znázorněném na obr.8 a 9 ukazuje obr.8 nosič JL tvořený kusem plechu, na nějž je přímo přiložena kovová součástka 2, která může být vytvořena například z kového plechového pásku. Kovová součástka 2 je opatřena vybráním 3. ve tvaru kruhového otvoru, do něhož je v nejjednodušším případě vložena vevařovaná část 4_. Vevařovaná část 4 je držena známým způsobem jakýmkoli svařovacím nástrojem.

Vevařovaná část 4 má dřík 7, který má s výhodou válcovou konstrukci. Dřík 7 přechází do čočkovité hlavy 11, která přechází přes kuželovitý stupeň 8. na vnější obrubu 9.

Vnější obruba 9 přečnívá lehce přes součástku 2, t.j. má o něco větší průměr, než vybráni 3 v případě válcovitého

-10tvaru. Čočkovitá hlava 11 je potom následována stupněm 17, který vniká do vybrání 2 ^a konečně přechází do kužele 10 spočívajícího svým koncem 18A na nosiči _1. Vevařovaná část 4. a nosič 1 tvoří dvě elektrody pro elektrický oblouk, který se vytváří, přičemž elektrický kontakt mezi nosičem 1 a kovovou součástkou 2_ zjevně existuje také proto, že kovová součástka 2 spočívá na nosiči JL.

Stupeň 17 má poněkud menší průměr, než vybrání 3^, takže po odtažení vevařované části 4. od nosiče JL se vytváří mezi kuželem 10 a nosičem JL elektrický oblouk, rozšiřující se s odpovídajícím vzrůstem svařovacího proudu po celém vybrání _3 a hlavě 11 k jejímu vnější obrubě _9· Elektrický oblouk působí, že se horní hrana 13 taví v oblasti mezi vnější obrubou 9 a horní hranou 13 součástky J2. Tavná lázeň vytvářená mezi kuželem 10 a nosičem 1 je také zásobena materiálem ze stupně 17, takže zatlačevání vevařované části _4 do tavné lázně má za následek přivařování i v oblasti za horní hranou 13, která se při postupu částečně roztaví, čímž se vytváří těsný tuhý spoj mezi vevařovanou částí _4, součástkou J2 a nosičem JL.

Obr. 9 ukazuje přivařenou část _4. Jak je patrné, je vytvořena svarová oblast JL9A, probíhající až k vnější obrubě 9, kterou zahrnuje. Roztavená vnější obrauba 9 je umístěna v podstatě v úrovni povrchu součástky 2, odvrácené od nosiče JL, přičemž svarová oblast 19A je znázorněna jako lehce vyvýšená vzhledem k povrchu součástky.

Nyní bude popisováno provedení z obr.10,11,12 a 13. Obr.10 znázorňuje nosič 1, který je tvořen z kusu plechu a na němž je přímo uložena kovová součástka 2, která může být vytvořena například z plechového pásku. Kovová součástka 2 je opatřena vybráním 2' ^v nejjednodušším případě ve formě kruhové díry, do níž je vložena vevařovaná část _4. Jak je popsáno výše, vevařovaná část 4 je držena vhodným svařovacím nástrojem a je vsunuta do vybrání 2·

Vevařovaná část _4 má dřík 1_, který má s výhodou válcovitý tvar. Hlava 11 je vytvořena z kužele 8, tenkého ko-11touče 9A a vyboulení 10 a přiléhá ke dříku 7, V tomto případě vybíhá tenký kotouč 9A radiálně směrem ven ve formě listu nebo kotouče z hlavy 11. Průměr tenkého kotouče 9A je menší, než je průměr vybrání 3., takže tenký kotouč 9A spočívá zcela uvnitř vybrání £, když jsou vevařovaná část _4 a složka 2 uvedeny k sobě. Výška vyboulení 10 a tloušťka součástky £ jsou přiměřeně vzájemně spolu přizpůsobeny.

Vevařovaná část £ je automaticky vystředěna vzhledem k součástce 2.' když jsou vevařovaná část 4. a součástka 2. přiváděny k sobě, protože tenký kotouč 9A má menši průměr než vybrání £, a je zcela možné, aby tenký kotouč 9A vešel ve styk se stěnou vybrání £, jak je znázorněno v bodě 12A.

Obr.11 znázorňuje vevařovanou část £ podle obr.10 spolu se součástkou 2., a to v pohledu ze strany vyklenutí 10. Obr.11 ukazuje, jak vybíhá tenký kotouč 9A, přesahující horní hranu 13, vzhledem k vyklenutí 10. Obr. 11 také ukazuje vzdálenost D od bodu 12A dotyku. V této poloze vevařované části 4 vzhledem k součástce 2 odpovídá vzdálenost D přibližně dvojnásobku rozdílu v průměrech vevařované části 4 a vybrání 3_.

Obr.12 znázorňuje, jak tavný proces zpočátku probíhá v oblasti bodu 12A dotyku (viz obr.10) po té, co byl zapojen oblouk (znázorňovaný vyzařovacími čarami £4). Tenký kotouč 9A se zde zmenšuje tavením, až se dostane do oblasti kužele £ a vyklenutí 10 a vzdálenost mezi zbytkem tenkého kotouče 9A a vnitřní stěnou vybrání £ se zvětšuje, oblouk se rozděluje, zejména po vyklenutí £0, které se proto taví a vzmiká z něj tavná lázeň na dně součástky 2 na povrchu nosiče £, přičemž do této tavné lázně se vevařovaná část 4 nakonec ponoří, přičemž tavenina se rozprostírá po celém vyklenutí 10, protilehlé oblasti nosiče £ a vnitřní stěně vybrání £. Získá se tak tímto způosbem nakonec pevný svar i

mezi součástkou 2 a nosičem £, a to roztaveným materiálem, který byl roztaven z tenkého kotouče 9D.

Obr.13 ukazuje podrobnost obměny tvarového řešeni vevařované části. V tomto případě přechází vevařovaná část £

-12přes kužel 11 do ostře vybíhající řezné hrany 15A, přičemž vyklenutí 10 je umístěno proti kuželi 11 na druhé straně řezné hrany ISA. Řezná hrana 15A vybíhající podobně jako tenký disk 9A z obr.10 zajišťuje, že může dojít k rychlému roztavení materiálu vevařované části 2 v této oblasti. Působení vevařované části 4_ znázorněné na obr.13 je v zásadě stejné, jako u vevařované části podle obr.10.

Další řešení vevařované části 2 je znázorněno na obr. 14. V tomto případě přechází kužel 2 vevařované části na radiální plochu 16A, která je na vnější straně omezována hranou 17, z níž vybíhá vyklenutí 10,. V závislosti na výšce vyklenutí 10 je proto vytvořena více nebo méně tenká obruba ve tvaru řezné hrany s relativně ostr.ou hranou 17, která se může nechat roztavit způsobem popsaným s odvoláním na výše uvedená provedeni.

V provedeni podle obr.5,6 a 7 má vevařované část 4 znázorněná na obr.5 dřík 7, který má válcový tvar. Dřík 7 přechází přes kužel 8 do obruby 9, která má také obecně válcovitý tvar. K obrubě 9 přiléhá konvexně tvarované vyklenutí 10. Kužel 8, obruba 9 a vyklenutí 10 proto tvoří hlavu 11, jejíž vnější průměr tvořený obrubou 9 je větší, než je průměr dříku 7_. Průměr hlavy 11 je menši, než je otevření vybrání 2 znázorněného na obr.6. Kužel 2 vytváří stupeň, který může být také konstruován jako radiální plocha. Ve vevařované části je v dříku 2 vytvořeno vrtání 16, zabíhající do hlavy 11. Koncová stěna 17A vrtání 16 má tlouštku odpovídající přibližně tlouštce stěny 18 dříku 2·

Obr. 6 znázorňuje vevařovanou část 2 podle obr. 5 v řezu, a to konkrétně vloženou do vybrání 3 v kovové součástce 2. V nejjednodušším případě je vybrání 2 tvořeno kruhovým otvorem. Kovová součástka 2 leží přímo na nosiči 2 sestávajícím z kusu plechu. Kovová součástka 2 je přídavně přitlačována proti nosiči 1 dvěma tlačnými členy 19 a 20.

Podle obr.6 je vedení a polohové ustavováni vevařované části 2 zajišťováno nastavovacím nástrojem 21, který zabírá do vrtání 16 se svými roztahujícími se čelistmi

1322,23, během jejichž roztahování se vevařovaná část 4. udržuje napjtá zevnitř. Roztahovací čelisti jsou roztahovány pomocí roztahovacího trnu 14., který tlačí, jako u známých roztahovacích nástrojů, roztahovací čelisti 22 a 23 směrem ven, když je mezi ně vháněn. Nastavovací nástroj 21 je navržen jako svařovací nástroj, t.j. je připojen k pólu zdroje napětí pro obloukové svařování. Druhý pól je připojen k nosiči 1. Vevařovaná část 4. a nosič 1 proto tvoří dvě elektrody pro obloukové svařování, přičemž dobrý kontakt s vevařovanou částí 4 je zajištěn vzhledem ke snadno dosažitelné roztahovací síle roztahovacích čelistí 22,23.

Vevařovaná část 4 je tlačena proti nosiči 1 nastavovacím nástrojem 21, zdroj napětí pro obloukové svařování je připojen k vevařované části 4 a nosiči 1, jak je uvedeno výše. Svařovací oblouk je potom spuštěn známým způsobem a k tomuto účelu se nastavovací nástroj 21 zdvíhá z nosiče spolu s vevařovanou částí £. Oblouk je tedy spouštěn mezi nosičem X a vevařovanou částí 4_, což vede k tvorbě lázně taveniny a nakonec ke svařováni odpovídajících částí, jak již bylo uvedeno výše.

Konečný svařovaný spoj je znázorněn v prespektivním pohledu na obr. 7. Ukazuje nosič 1. se součástkou 2, z níž vyčnívá vevařovaná část 4_. Svarová housenka 14 tvořená vystupující lázní tavéniny probíhá okolo vevařené části 4 a přídavně obklopuje vevařovanou část 4.

Vzhledem k přítomnosti vrtáni 16 zabíhajícímu do hlavy 11 tvoří vevařovaná část 4 duté těleso, jejíž stěna má v podstatě stejnou tlouštku, zejména v oblasti stěny vrtáni 16 a její koncové stěny 17A. V důsledku toho má vevařovaná část relativně malou tepelnou kapacitu, t.j. může být zahřívána vhodně rychle. Během chladnuti vevařované části 4 tento proces také probíhá bez obzvláště velké koncentrace tepla v jednotlivých bodech navařované části, takže vzniká svarová oblast v podstatě bez napětí po té, co proběhlo chladnutí.

Nosič a kovová součástka může být z plechů a podobných kovových prvků. Je také možné navrhnout kovovou složku

-14jako silnější konstrukční prvek , který potom musí být pouze opatřen výše uvedeným vybráním, do kterého má proniknout hlava vevařované části. Popsaný obloukově svařovaný spoj se hodí obzvláště také pro svařování hliníkových součástek, u nichž je svařování jak známo obtížné. Zejména mohou být spolu hliníkové plechy spojovány známým bodovým svařováním pouze s obtížemi, neboť musí být prolomena oxidová blanka na těchto pleších. Kromě toho je třeba poznamenat, že při bodovém svařování jsou elektrody ukládané na plechy relativně rychle kontaminovány a proto musí být průběžně čištěny. U obloukově svařovaného spoje podle vynálezu jsou naproti tomu průběžně předkládány nové elektrody, a to jednak ve formě nosiče a jednak ve formě vevařované části. Jelikož jsou při svařování hliníku zapotřebí obzvláště vysoké proudy, má dotyk vevařované části prostřednictvím vnitřní stěnu jejího vybrání se snadno realizovatelnými vysokými kontaktními tlaky obzvláště žádoucí účinek.

Claims

P A TENTO VE Ό (

1. Obloukově svařovaný spoj mezi nosičem jako jednou elektrodou a kovovou součástkou s průběžným vybráním, do něhož je zaváděna trnovitá vevařovaná část jako druhá elektroda, která je tuze připojena k nosiči a součástce obloukovým svařováním, vyznačený tím, že vevařovaná část (4) sestává z dříku (7) a hlavy (11), která je rozšířena vzhledem k průměru dříku přes osazení (8), vniká do vybrání (3) v součástce (3) spočívající na nosiči (1), a vzhledem k tvorbě taveninové lázně (14) na nosiči (1) může být zatlačována do taveninové lázně (14), takže taveninová lázeň (14) přiléhající ke stěně vybrání (3) obklopuje vnější obrubu hlavy (11) a stupeň (8), přičemž taveninová lázeň (14) přímo připojuje součástku (2), nejméně v oblasti hrany (15) stěny vybrání (3), přivrácené k nosiči (1), přímo k přilehlému nosiči (1).

2. Spoj svařovaný elektrickým obloukem podle nároku 1 vyznačený tím, že vevařovaná část (4) sestává z dříku (7) a hlavy (11), která je rozšířena vzhledem k průměru dříku stupněm (8), přečnívá svojí vnější obrubou (9) lehce přes součástku (2) a vniká do vybrání (3) v součástce (2) spočívající na nosiči (1) výběžkem (17) tak, že vzhledem ke tvorbě oblouku zasahujícího ke hraně (13) stěny vybrání (3) odvrácené od nosiče (1), může být výběžek (17) tlačen do taveninové lázně (14), která kryje celou stěnu vybrání (3) včetně jejích obou hran (13,15), jakož i nosič (1) a hlavu (11) k její vnější obrubě (9).

3. Spoj svařovaný elektrickým obloukem podle nároku 1 vyznačený tím, že obruba (9,15,7) hlavy (11) je navržena jako radiální tavný okraj, který leží zcela uvnitř vybráni (3) součástky (2) a má v podstatě listovitý průřez.

4. Svařovaný spoj podle nároku 3 vyznačený tím, že tavný okraj vevařované části (4) vyčnívá jako tenký kotouč (9A) z hlavy (11).

5. Svařovaný spoj podle kteréhokoli z nároků 1 až 3

-16vyznačený tím, že nosič (1) sestává z plechu.

6. Svařovaný spoj podle kteréhokoli z nároků 1 až 5 vyznačený tím, že vevařovaná část (4) sestává z kovové část-i slévající se s kovem nosiče (1) a součástky (2).

7. Svařovaný spoj podle kteréhokoli z nároků 1 až 6 vyznačený tím, že koncová plocha vevařované části (4) zapalující oblouk je navržena jako kužel.

8. Svařovaný spoj podle kteréhokoli z nároků 1 až 6 vyznačený tím, že koncová plocha vevařované části zapalující oblouk je navržena jako vyklenutí (10).

9. Svařovaný spoj podle nároku 7 nebo 8 vyznačený tím, že koncová část je opatřena zapalovací špičkou.

10. Svařovaný spoj podle kteréhokoli z nároků 1 až 9 vyznačený tím, že stupeň (8) přechází do dříku (7) kuželovým zešikmením.

11. Svařovaný spoj podle kteréhokoli z nároků 1 až 10 vyznačený tím, že hlava (11) je okolo její vnější obruby (9) v podstatě čočkovitého tvaru a stupeň (17) vybíhá v podstatě válcovitě okolo hloubky vybrání (3).

12. Svařovaný spoj podle kteréhokoli z nároků 1 až 11 vyznačený tím, že dřík (7) slouží k upevňování přípojů.

13. Svařovaný spoj podle kteréhokoli z nároků 1 až 12 vyznačený tím, že vevařovaná část (4) je opatřena axiálním neprůběžným vrtáním (16), orientovaným k hlavě.

14. Svařovaný spoj podle nároku 13 vyznačený tím, že vrtání (16) vybíhající z dříku (7) do hlavy (11) je takové, že tlouštka stěny dříku (7) v oblasti vrtáni (16) přibližně odpovídá tlouštce koncové stěny (17A) vrtáni (16) svařovací oblasti ve svařeném stavu.

15. Svařovaný spoj podle nároku 14 vyznačený tím, že průměr vrtání (16) je přizpůsoben obvodu roztahovacích čelisti (22,23) nastavovacího nástroje (21) konstruovaného jako svařovací nástroj a sloužícího pro přijímání vevařované části (4) ze zásobníku, pro její přepravu a pro její polohové ustavováni.