Grundlagen des Widerstandspunktschweißens mit hochfrequenten Stromquellen und mit mehrachsigen Relativbewegungen (PDF)

Studienarbeit aus dem Jahr 2014 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 2.3, Technische Universität Dresden, Sprache: Deutsch, Abstract: Sein hoher Grad an Automatisierbarkeit sowie die geringen Investitionskosten für die Anlagentechnik machen das Widerstandspunktschweißen nach wie vor zu dem dominierenden Fügeverfahren im Karosseriebau. Der verstärkte Einsatz von Leichtbaumaterialien wie Aluminium verlangt jedoch nach Konzepten, auch zukünftig die Prozesssicherheit, Verbindungssicherheit und Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten. Der Kontaktsituation zwischen Elektrodenkappe und Blechwerkstoff kommt dabei eine besondere Bedeutung zu. Sie sorgt für gleichbleibende Prozessbedingungen und damit für konstantere Ergebnisse. Möglichkeiten zur Standzeitverbesserung der Elektrodenkappen stellen somit einen Schlüssel zur Behauptung des Widerstandspunktschweißens gegenüber alternativen Fügeverfahren wie dem Laserstrahlschweißen oder Durchsetzfügen dar. Zwei aussichtsreiche Maßnahmen diesbezüglich sind die Verwendung hochfrequenter Stromquellen sowie das Einbringen von Relativbewegungen während des Fügeprozesses, welche sich in ihrem Charakter grundlegend unterscheiden. So haben Hochfrequenz-Inverter das Potential, die Elektrodenkräfte und somit auch den Elektrodenverschleiß bei gleichbleibenden Prozessparametern auf elektronischem Wege durch die verbesserte Regelbarkeit des Schweißstromes zu reduzieren. Das Einbringen von Relativbewegungen der Elektroden während des Fügeprozesses stellt hingegen eine rein mechanische Maßnahme dar, um eine verbesserte Kontaktsituation zu erreichen und den durch Anhaftungen verursachten Elektrodenverschleiß zu minimieren. Es ist daher notwendig, anhand des zu verschweißenden Werkstoffs und der damit eventuell verbundenen Probleme hinsichtlich der Elektrodenstandzeit eine Auswahl zugunsten einer dieser Maßnahmen zu treffen. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen dabei helfen die zwei verschiedenen Ansätze der Elektrodenstandzeitverlängerung besser zu verstehen und so die Entscheidung zu erleichtern.