DD289234A5 - Rollenelektrode zum widerstandsrollennahtschweissen metallisch oberflaechenbeschichteter schweissbarer metalle in ueberlappstossform - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rollenelektrode zum Widerstandsrollennahtschweiszen metallisch oberflaechenbeschichteter schweiszbarer Metalle in UEberlappstoszform. Sie kann beispielsweise bei der Herstellung von Kleinbehaeltern, Tanks, Schalldaempfern, in der Metallwarenindustrie sowie bei allen Rollennahtschweiszungen mit UEberlappnaehten Anwendung finden. Ziel der Erfindung ist die Entwicklung einer Rollenelektrode, die die schweisztechnischen Besonderheiten oberflaechenbeschichteter Werkstoffe beruecksichtigt, eine gleichmaeszig gute Nahtqualitaet ermoeglicht und eine hoehere Standzeit aufweist. Erfindungsgemaesz wird das durch eine Rollenelektrode erreicht, deren Grundkoerper aus einer konventionellen Kupferlegierung besteht, wobei beidseitig zur Arbeitsflaeche Stuetzelemente aus hochfestem Material mit niedrigerer elektrischer Leitfaehigkeit als der Elektrodengrundwerkstoff beispielsweise durch Schrauben angeordnet sind. Dabei ist der Auszendurchmesser der Stuetzelemente gering kleiner als der der Arbeitsflaeche. Eine Schabeeinrichtung auszerhalb der Schweiszstelle sorgt fuer die Beibehaltung des genannten Durchmesserverhaeltnisses. Fig. 2{elektrisches Widerstandsschweiszen; Rollennahtschweiszen; Oberflaechenbeschichtung; UEberlappnaht; Rollenelektrode; Stuetzelement; Anpufferungszone; Standzeiterhoehung; Kostensenkung}

Description

Somit entfällt die bei konventionellen Rollenelektroden auftretende Arbeitsflächenverbreiterung infolge Anpufferung bzw. Auflegierung und dadurch die notwendige Nachprofilierung. Eine erhebliche Standzeiterhöhung bei gleichmäßig guten Schweißbedingungen und demzufolge gleichbleibend guten Schwelßergebnnlssen bei einmalig eingestellten Schweißparametern, die In den üblichen Bereichen liegen, ist die Folge. Die beidseitig zur Arbeltsfläche angebrachten Stützelemente bewirken außerdem einen Wärmedämmeffekt, der zur günstigeren Gestaltung der thermischen Verhältnisse direkt an der Schweißstelle führt sowie eine zusätzliche Einspannwirkung beidseitig der jeweiligen Schweißstelle im Augenblick des Schweißens.

Ausführungsbeisplel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen Fig. 1: einen Querschnitt der Rollenelektrode mit Stützelementen

Fig. 2: das Schema der Anpufferung der Arbeitsfläche durch die metallische Oberflächenbeschichtung des zu fügenden Werkstückes

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf das Widerstandsrollennahtschweißen von feueraluminiertem Tiefziehblech, welches im Kraftfahrzeugbau Anwendung zur Herstellung von Schalldämpfern findet, wobei die Hauptanforderung an die Schweißnähte diesbezüglich in der zu erreichenden Gasdichtheit besteht. Bei vorliegendem Anwendungsfall sind zwei Halbschalen aus feueraluminiertem Blech 6 und 7 gasdicht miteinander zu verschweißen. Beim Einsatz der Rollenelektroden gemäß Fig. 1 stellt sich neben der Diffusionszone 3 sehr rasch eine erhebliche Anpufferung 4 gem. Fig. 2 an der Arbeitsfläche 5 ein, deren Ausmaß von der Beschichtungsdicke der Aluminium-Siliziumlegierung abhängig ist. Die Verhinderung der Laufflächenverbreiterung durch die Stützelemente 2 sowie das Nacharbeiten der Elektrodenarbeitsfläche unter Beibehaltung einer notwendigen Anpufferungsstärke ermöglicht, daß eine Schutzwirkung für den Elektrodengrundwerkstoff 1 eintritt. Der auftretende Wärmedämmeffekt in Verbindung mit entsprechenden Schweißparame'ern ermöglicht eine Steigerung der Schweißgeschwindigkeit, wobei die zu erreichende Dichtheit infolge gleichmäßig guter Schweißbedingungen und demzufolge gleichmäßig guter Nahtqualität in den üblichen Toleranzen garantiert wird. An den Stützelementen stellen sich keino Anpufferungserscheinungen ein, durch das Nacharbeiten in der beschriebenen Form wird eine erhebliche Standzeitverlängerung erreicht, da der Elektrodengrundkörper nicht direkt einbezogen wird.

Claims (1)

1. Rollenelektrode zum Widerstandsrollennahtschweißen metallisch oberflächenbeschichteter schweißbarer Metalle in Überlappstoßform, deren Elektrodengrundwerkstoff aus einer konventionellen Kupferlegierung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß hochfeste Stützelemente (2) mit niedrigerer elektrischer Leitfähigkeit als der Elektrodengrundwerkstoff (1), der Diffusionszone (3) und der Anpufferungszone (4) beiderseits der Arbeitsfläche (5) angeordnet sind, deren Außendurchmesser gering kleiner als der des Elektrodengrundkörpers (1) ist und sich außerhalb des Werkstückführungsbereiches eine Einrichtung zur mechanischen Bearbeitung befindet, die die Beibehaltung des Durchmesserverhältnisses Arbeitsfläche (5)- Stützelementenaußendurchmesser der Rollenelektrode gewährleistet.

   Hierzu 1 Seite Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Rollenelektrode zum Widerstandsrollennahtschweißen metallisch oberflächenbeschichteter schweißbarer Metalle, bestehend aus einem Grundkörper einer konventionellen Kupferlegierung und hochfesten Verstärkungselementen, die in allen Bereichen der Volkswirtschaft mit derartigen Bedingungen angewendet werden kann.

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Für das Rollennahtschweißen metallisch oberflächenbeschichteter Materialien finden verschiedene Verfahrensvarianten Anwendung, um NahtqualitSt, Schweißzeit und Rollenelektrodenstandzeit positiv zu beeinflussen. Die konventionellen Rollenelektroden, die nur in Verbindung mit Lauffiächenschabeeinrichtungen betrieben werden, sind von der Erfüllung der gestellten Forderungen am weitesten entfernt. Durch Anpufferungs- und Anlegierungserscheinungen der Arbeitsfläche dieser Elektroden ist es nur durch das Entfernen dieser möglich, gleichbleibende Schweißbedingungen und damit gleichbleibende Nahtqualität zu erreichen. Durch das Schaben bedingt nimmt der Elektrodendurchmesser rasch ab und die Standzeit ist somit begrenzt.

   Um die für das Schweißen schädliche Anlegierung und Anpufferung zu vermeiden, wurden die Verfahren Foliennahtschweißen und Rollendrahtschweißen (Soudronic-Verfahren) entwickelt. Zwischen den zu schweißenden Werkstoff und die Rollenelektrode wird eine Kontaktfolie bzw. ein in einer in der Lauffläche eingearbeiteter Rille laufender Draht (Drahtelektrode) gebracht, der eine Auflegierung und Anpufferung der Arbeitsfläche der Grundelektrode verhindert. Der graviei ende Unterschied beider Verfahren besteht darin, daß die Kontaktfolie beim Schweißen mit aufgeschmolzen wird und somit zur Schweißverbindung beiträgt, die Drahtelektrode aber nicht und nach Entfernen der Anpufferungen teilweise mehrfach verwendet werden kann. Beide Verfahren erfordern Aufwendungen für Hilfsmaterialien.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist es, eine Rollenelektrode zu entwickeln, die die Standzeit für das Widerstandsschweißen von metallisch oberflächenbeschichteten Materialien ohne zusätzlichen Verbrauch von Kontaktfolie oder anderer Hilfsmaterialien bei _/ gleichbleibender Nahtqualität infolge gleichbleibender Schweißbedingungen erhöht und geringe Aufwendungen bei der Realisierung und beim Betreiben der Schweißeinrichtung verursacht.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rollenelektrode für das Rollennahtschweißen von metallisch oberflächenbeschichteten schweißbaren Metallen für die Überlappschweißung zu entwickeln und die spezifisch auftretenden negativen Einflüsse, die durch die An- und Auflegierung der Elektrodenarbeitsfläche und der damit einhergehenden Parameterveränderung durch Arbeitsflächenverbreiterung und Zusammensetzungsänderung in bezug auf Nahtqualität und Schweißgeschwindigkeit zu kompensieren, sowie das bei konventionellen Rollenelektroden notwendige Nacharbeiten der Arbeitsfläche durch beispielsweise Schabeeinrichtungen, das zu einer relativ schnellen Durchmesserverkleinerung und damit zu geringen Rollenelektrodenstandzeiten führt, in der üblichen Form zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Rollenelektrode gelöst, deren Grundkörper aus einer konventionellen Kupferlegierung besteht, wobei beidseitig zur Arbeitsfläche Stützelemente in Form von Ringen, die aus einem hochfesten Material mit niedrigerer elektrischer Leitfähigkeit als der Elektrodengrundwerkstoff bestehen, durch beispielsweise Schrauben befestigt sind, wodurch eine Arbeitsflächenverbreiterung primär verhindert wird. Das notwendige Nacharbeiten mit herkömmlichen Einrichtungen beschränkt sich nunmehr im wesentlichen auf die Arbeitsfläche derart, daß nur soviel beispielsweise geschabt - wird, wie sich Anpufferung einstellt und somit eine schnelle Durchmesserverringerung des Elektrodengrundkörpers verhindert wird, wobei sich ein gewisses Maß Anpufferung in Verbindung mit der sich einstellenden Diffusionszone als notwendig erweist und die Funktion eines Schutzes des Elektrodengrundwerkstoffes übernimmt.