CZ20013505A3

CZ20013505A3 - Způsob k odporovému svařování

Info

Publication number: CZ20013505A3
Application number: CZ20013505A
Authority: CZ
Inventors: Erdogan Karakas
Original assignee: Erdogan Karakas
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2002-05-15
Also published as: DE50004568D1; US6586701B2; ATE254978T1; EP1169155B1; CZ20013494A3; CZ300059B6; KR20010108420A; AU3964300A; US20020011471A1; AU4541000A; ES2211529T3; KR100692805B1; JP2002540947A; EP1169155A1; JP4838424B2; WO2000059673A1; WO2000059672A1

Description

Září zení se týká způsobu k odporovému svařování stejnosměrným proudem, u kterého se přepólovává stejnosměrné napětí, přiložené na svářecích elektrodách.

Dosavadní stav techniky

U odporového svařování stejnosměrným proudem se svářecí elektrody ohřívají nerovnoměrně, přičemž svářecí elektroda s kladnou polaritou se stává teplejší než svářecí elektroda se zápornou polaritou. Toto je možno odvodit z Peltierova tepla a z Jouleova tepla. Jednostranné ohřátí kladně pólované elektrody způsobuje zmenšení životnosti popř. trvanlivosti této elektrody. Toto se vyskytuje zejména tehdy, když se

svařují materiály aluminium.	s vyšší tepelnou	vodivostí,	například
K zamezení	těchto nedostatků	je známé	používání
střídavého proudu	ke svařování.
Způsob a zařízení k odporovému	svařování	střídavým
proudem j sou známé	prostřednictvím DE 41	13 117 Cl.	U tohoto

způsobu se na primární straně svářecího transformátoru vytváří nejdříve řada kladných proudových impulsů středního kmitočtu a následně řada záporných proudových impulsů středního kmitočtu a přivádí se ke svářecím elektrodám, připojeným k sekundární straně transformátoru, takže svářecí proud je střídavý proud. Nevýhoda známého způsobu spočívá v tom, že svářecí transformátor musí přenášet nejenom prodové impulsy středního kmitočtu, nýbrž i výsledný proud s nízkou frekvencí, protože svářecí střídavý proud se získává na primární straně transformátoru. Svářecí transformátor, pro to potřebný, je velký a těžký jakož i drahý ve výrobě. Svářecí střídavý proud z principu dále nemůže u známého zařízení mít tvar pravoúhlé křivky, protože charakteristika přenosu svářecího transformátoru nepřipouští takový tvar křivky.

Podobná zařízení jsou známa prostřednictvím DE 30 05 083 C2 a EP 0 261 328 AI.

Pomocí DE 44 40 351 Cl je znám způsob typu, známého v druhové části nároku 1, k odporovému svařování, u kterého se k vytvoření svářecího střídavého proudu přepólovává stejnosměrné napětí, přiložené na svářecích elektrodách, takže se ve výsledku vytváří střídavý proud, jehož kladná a záporná půlvlna jsou v podstatě na způsob obdélníku. Podle údajů ve spisu se tím má zabránit tomu, že se svarový bod tvoří posunutý k teplejší, kladné elektrodě a tím je asymetrický ke kontaktní rovině, ve které na sobě leží součásti, které je třeba svařovat, což ovlivňuje pevnost svarového spoj e.

Způsobem, známým ze spisu, se má mimoto zabránit nerovnoměrnému opotřebení svářecích elektrod, které vede ke zmenšení životností popř. trvanlivostí elektrod.

Zařízení k provádění způsobu, známého z DE 44 40 351 Cl, je známo prostřednictvím DE 295 08 868 Ul.

Prostřednictvím US-A-4 409 461 je znám způsob k odporovému svařování hřebíků v automatické hřebíkové sbíječce, u kterého se velký počet hřebíků přivádí pomocí otočného kotouče ke svářecím elektrodám svářecího zařízení a přivařuje se na pár drátů. U známého způsobu se stejnosměrné napětí, přiložené na svářecí elektrody, neřízené přepólovává před každým průběhem svařování.

• ·

Vynález má za úkol uvést způsob typu, jmenovaného v druhové části nároku 1, u kterého se nechá dosáhnout vysokých životností popř. trvanlivostí elektrod a. který se nechá j ednoduěe reál i zovat.

Podstata vynálezu

Tento úkol se teší způsobem k odporovému svařování stejnosměrným proudem, u kterého se přepólovává stejnosměrné napětí, přiložené na svářecích elektrodách, jehož podstatou je, že polarita stejnosměrného napětí na. svářecích elektrodách se před nebo po každém průběhu svařování řídí pomocí řídicích prostředků v závislosti na alespoň jednom parametru, zjišťovaném během svářecího procesu.

Pod průběhem svařování se podle vynálezu rozumí průběh, při kterém se mezi součástmi, které je třeba svařovat, vytváří svarový spoj, tedy svarový bod nebo svarový šev.

Pokud z měření teploty obou svářecích elektrod, které se v dalším označují krátce jako elektrody, například vyplývá, že se kladná elektroda ohřívá silněji než záporná elektroda a že teplotní rozdíl mezi oběma elektrodami překračuje předem danou hodnotu, stejnosměrné napětí na elektrodách se před příštím průběhem svařování, tedy před vytvořením příštího svarového bodu, přepólovává, takže se elektroda, nejdříve záporně pólovaná a nyní polovaná kladně, ohřívá silněji.

Překvapivě se ukázalo, že způsobem podle vynálezu se nechá podstatně zvýšit životnost popř. trvanlivost elektrod, aniž by bylo zapotřebí přepólování během průběhu svařování, jak je známo z DE 44 40 351 Cl.

Způsobem podle vynálezu se nechá dosáhnout rovnoměrného opotřebení elektrod. Toto zabraňuje předčasnému opotřebení ♦ · • · • «

a zmenšuje prostoje, které jsou způsobeny výměnou elektrod.

Tímto je způsob podle vynálezu jednoduchý a nechá se provádět s menšími nároky na. přístroje.

Zjištění alespoň jednoho parametru průběhu svalování zahrnuje nejenom zjištění parametru nebo parametrů během průběhu svařování, tedy například během vytváření svarového bodu, ale i zjištění parametru nebo parametrů před nebo po vlastním průběhu svařování. Tak je například možné zjišťovat teplotu svářecích elektrod před průběhem svařování, během průběhu svařování nebo po průběhu svařování. Je také možné, během průběhu svařování zjišťovat alespoň jeden parametr a alespoň jeden další parametr před nebo po průběhu svařování.

Další řešení nauky podle vynálezu upravuje, že se měří alespoň jeden parametr svářecího procesu a bere se k volbě polarity stejnosměrného napětí na elektrodách. U tohoto provedení se uskutečňuje volba polarity tak v závislosti na jednom měřeném parametru svářecího procesu. Jeden nebo více parametrů se mohou podle vynálezu měřit během průběhu svařování, tedy například při vytváření svarového bodu. Mohou se ale měřit také před a/nebo po průběhu svařování.

.Podle dalšího řešení se z alepoň dvou měřených parametrů svářecího procesu počítá další parametr a bere se k volbě polarity stejnosměrného napětí na svářecích elektrodách. U tohoto provedení se tím mohou k volbě polarity brát nejenom měřené parametry, nýbrž také parametry, odvozené od měřených parametrů.

Podle vynálezu se mohou libovolné vhodné parametry svářecího procesu brát jako základ pro volbu polarity před popř. po každém průběhu svařování. Parametry svářecího procesu přednostně zahrnují alespoň • ·

- teplotu svářecích elektrod a/nebo

- stupeň opotřebení svářecích elektrod a/nebo

- celkovou dobu trvání sváření, během které se od předcházejícího přepólování stejnosměrného napětí svářelo s nezměněnou polaritou svářecích elektrod, a/nebo

- počet svarových spojů, zejména svarových bodů nebo svarových švů, které byly vyrobené s nezměněnou polaritou od předcházejícího přepólování stejnosměrného napětí.

a/nebo

- poměr doby trvání, během které byla elektroda při vytváření velkého počtu svarových spojů kladně pólovaná, k době trvání, během které byla elektroda při vytváření většího počtu svarových spojů záporně pólovaná, a/nebo

- tloušťku a/nebo materiál součástí, které je třeba svářet.

Tyto parametry nabízejí o sobě nebo v kombinaci spolu spolehlivý základ pro volbu polarity na elektrodách.

Jiné přednostní řešení upravuje, že polarita stejnosměrného napětí na svářecích elektrodách během vytváření velkého počtu svarových spojů nebo během předem určeného časového intervalu se volí takovým způsobem, že součet dob trvání sváření, během kterých byla jedna elektroda kladně pólovaná, v podstatě rovný součtu dob trvání sváření, během kterých byla elektroda záporně pólovaná. U tohoto provedení se elektrody tak stejně zatěžují kladnou polaritou jako zápornou polaritou, takže je zvlášť spolehlivě zabráněno nerovnoměrnému opotřebení.

Další řešení způsobu podle vynálezu upravuje, že se zadávacím zařízením, spojeným s řídicími prostředky, nechá externě zadávat alepoň jeden parametr svářecího procesu. U tohoto provedení se mohou například zadávat tloušťka a/nebo materiál součástí, které je třeba svářet, externě obsluhující ό

• · osobou a brát pro sebe, nebo v souvislosti s dalšími měřenými parametry jako základ pro volbu polarity stejnosměrného napětí na svářecích elektrodách.

Stupeň opotřebení svářecích elektrod se může zjišťovat libovolně vhodným způsobem. Podle dalšího řešení se stupeň opotřebení svářecích elektrod zjišťuje pomocí optických prostředků..

Teplota svářecích elektrod se může zjišťovat libovolně vhodným způsobem. Podle jednoho provedení se teplota svářecích elektrod měří bezdotykově, zejména. prostředky k měření infračerveného záření, například infračervenou kamerou.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález se následovně vysvětluje blíže podle připojeného obrázku, v jehož jediném výkresu je znázorněno zařízení k provádění způsobu podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obrázku je znázorněno zařízení označené obecně jako 2, k odporovému sváření hliníkových plechů 4, 6 elektrody 8., 10.

které má svářecí jsou spojené se zařízením 12 , které přikládá na svářecí k vytváření proudu v podstatě pravoúhlou, kladnou a zápornou půlvlnou, přepólovate1né napětí.

Konstrukce zařízení 12 je odborníkům a proto

Podle vynálezu se polarita stejnosměrného napětí na svářecích elektrodách 8_, 10 volí před popř. po každém průběhu svařování, například před, popř. po vytvoření svarového bodu, v závislosti na alespoň jednom parametru, zjišťovaném během • ·

svářecího procesu. Volba polarity se u příkladného provedení uskutečňuje řízené pomocí řídicích prostředků 14.

Řídicí prostředky 14 jsou spojené s měřicími prostředky 16, které u tohoto příkladného provedení měří teplotu, svářecích elektrod přes teplotní čidla 18., 20 jako parametry svářecího procesu a přivádějí řídicím prostředkům 14. Měřicí prostředky mohou dodatečně k teplotě svářecích elektrod 8., 10 měřit ještě libovolné jiné vhodné parametry svářecího procesu, například celkové trvání doby sváření, během které se od předcházejícího přepólování stejnosměrného napět! svářelo s nezměněnou polaritou, a/nebo počet svářecích bodů, které se od předcházejícího přepólování stejnosměrného napětí vytvořily se stejnou polaritou, a/nebo poměr doby trvání, během které byla jedna elektroda při vytvoření velkého počtu svarových bodů kladně pólováná, k době trvání, během které byla elektroda při vytvoření velkého počtu svarových spojů záporně pólováná.

Řídicí prostředky parametrů svářecího procesu v mohou dodatečně z měřených případě potřeby vypočítat ještě další parametry.

externímu zadávání parametrů' svářecího procesu, například materiálu a/nebo tloušťky hliníkových plechů 4, 6, které je třeba svařovat, má zařízení 2 zadávací zařízení 22 na způsob klávesnice, která je spojena s řídicími prostředky 14.

Způsob podle vynálezu se u tohoto příkladného provedení se zařízením 2 podle obr. provádí následujícím způsobem:

Pokud se mají například hliníkové plechy 4, 6 spolu navzájem spojovat velkým počtem svarových bodů, mohou se před začátkem průběhu svařování přes zadávací zařízení 22 externě zadávat materiál a/nebo tloušťka hliníkových plechů, které je třeba svařovat. Následovně volí řídicí prostředky 14 polaritu stejnosměrného napětí na elektrodách 8, 10 a řídí zařízení .12.

s • · takovým způsobem, že toto klade na svářecí elektrody 8 stejnosměrné napětí se zvolenou polaritou, takže se vytváří první svarový bod. U studených a ještě neopotřebovaných svářecích elektrod je polarita stejnosměrného napětí pro první průběh svařování libovolná.

Během průběhu svařování měří měřicí prostředky X6 teplotu svářecích elektrod 8, 10 . Pokud byla například nejprve svářecí elektroda kladně pólováná elektrod

8, vyplývá že se svářecí elektroda 8 ohřála silněji než svářecími elektrodami 8, 10 překročil předem danou hodnotu, tak řídí řídicí prostředky 14 zařízení 1Ξ takovým způsobem, že toto přepólovává stejnosměrné napětí na svářecích elektrodách

8., 10. takže při kladení příštího svarového bodu je nyní svářecí elektroda 10 pólovaná kladně.

Pokud z měření teploty svářecích elektrod 8, 10 vyplývá, že se nevyskytlo žádné nerovnoměrné ohřátí svářecích elektrod 8., 10 popř. teplotní rozdíl mezi svářecími elektrodami nepřekročil předem danou hodnotu, může polarita svářecích elektrod .8, 10 zůstat nezměněná, Řízení zařízení 12 pomocí řídicích prostředků 14 k přepólování stejnosměrného napětí se potom neuskuteČňuje.

Polarita svářecích elektrod 8., 10 se volí příslušným způsobem před každým průběhem svařování, tedy před kladením každého svarového bodu. Pokud například během kladení prvních deseti svarových bodů zůstala polarita stejnosměrného napětí nezměněná a z měření teploty svářecích elektrod 8, 10 před kladením jedenáctého svarového bodu vyplývá, že teplotní rozdíl mezi svářecími elektrodami 8, 10 překračuje předem danou hodnotu, tak řídicí prostředky 14 řídí zařízení 1 '2, ktere potom přepóluje stejnosměrné napětí na svářecích elektrodách 8, 10,

Dodatečně k teplotě svářecích elektrod 8, nebo místo teploty se popř. mohou brát jako základ pro volbu polarity stejnosměrného napětí na svářecích elektodách 8, .10 před popř.

po každém průběhu, svařování výše uvedené parametry svářecího procesu, jakož i libovolné jiné vhodné parametry.

Způsobem podle vynálezu se spolehlivě zabraňuje jednostrannému opotřebení svářecích elektrod 8, 10, takže je zvýšena životnost popř. trvanlivost svářecích elektrod 8, l_0. Tím se zmenšují prostoje, které jsou způsobené výměnou svářecích elektrod 8, 10 z důvodu předčasného opotřebení, takže svářecí proces je uskutečňován celkově nákladově příznivějším způsobem.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob k odporovému svařování stejnosměrným proudem, u kterého se přepólovává stejnosměrné napětí, přiložené na svářecích elektrodách, vyznačující se tím, že polarita stejnosměrného napětí na svářecích elektrodách se před nebo po každém průběhu svařování řídí pomocí řídicích prostředků v závislosti na alespoň jednom parametru, zjišťovaném během svářecího procesu.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m, že se měří alespoň jeden parametr svářecího procesu a bere se k volbě polarity stejnosměrného napětí na svářecích elektrodách.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj í c í se tím, že z alespoň dvou měřených parametrů svářecího procesu se počítá další parametr a bere se k volbě polarity stejnosměrného napětí na elektrodách.
4. Způsob podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačuj í c í se t í m, že parametry svářecího procesu zahrnují alespoň ~ teplotu svářecích elektrod a/nebo

- stupeň opotřebení svářecích elektrod a/nebo celkovou dobu trvání sváření, během které se od předcházejícího přepólování stejnosměrného napětí svářelo s nezměněnou polaritou svářecích elektrod, a/nebo

- počet svarových spojů, zejména svarových bodů, nebo svarových švů, které od předcházejícího byly vyrobené s nezměněnou polaritou přepólování stejnosměrného napětí.

a/nebo poměr doby trvání, během které byla elektroda při výrobě velkého počtu svarových spojů kladně pólovaná, k době trvání, během které byla elektroda při výrobě větěího počtu svarových spojů záporně pólovaná, a/nebo

- tloušťku a/nebo materiál součástí, které je třeba svářet.
5. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že polarita stejnosměrného napětí na elektrodách se během velkého počtu průběhů svařování nebo během předem určeného časového intervalu volí takovým způsobem, že součet dob trvání sváření, během kterých byla elektroda kladně pólováná, je v podstatě roven součtu dob trvání sváření, během kterých byla elektroda pólovaná záporně.
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pomocí zadávacího zařízení, spojeného s řídicími prostředky, se nechá externě zadávat alespoň jeden parametr svářecího procesu.