Was bedeutet Widerstandsschweißen?

 

Was ist Widerstandsschweißen?

Beim Widerstandsschweißen werden Metalle miteinander verbunden, indem Druck ausgeübt und kontinuierlich Strom durch den zu schweißenden Metallteil geleitet wird. Der Hauptvorteil des Widerstandsschweißens besteht darin, dass zur Herstellung der Verbindung keine zusätzlichen Materialien erforderlich sind, was es zu einem sehr wirtschaftlichen Verfahren macht.

Beim Widerstandsschweißen gibt es verschiedene Arten (Punkt- und Nahtschweißen, Buckelschweißen, Abgratschweißen und Stauchschweißen), die sich hauptsächlich in den Schweißelektroden unterscheiden, die zum Ausüben von Druck und zum Leiten von Elektrizität verwendet werden.

Durch Hohlräume wird Wasser in die Elektroden und andere leitfähige Geräte der Widerstandsschweißmaschine gepumpt, um diese zu kühlen. Aufgrund ihrer hervorragenden Leitfähigkeit werden Elektroden üblicherweise aus Legierungen auf Kupferbasis hergestellt.

Widerstandsschweißgeräte werden für verschiedene Industrie-, Luftfahrt- und Automobilanwendungen hergestellt und entwickelt. Dank der Automatisierung machen es die hochreproduzierbaren und kontrollierten Aktionen dieser Maschinen den Herstellern leicht, die Produktion zu besetzen.

Wie funktioniert Widerstandsschweißen?

Widerstandsschweißen wird typischerweise zum Verbinden zweier einfacher Metallteile verwendet. Schweißelektroden liefern elektrischen Strom an die Metallbleche (oder andere zu verbindende Werkstücke) und üben so eine Kraft auf die Bleche aus.

Aus dieser Kraft entsteht dann Wärme. Das Metall wird so weit erhitzt, dass es den „Widerstandspunkt“ zwischen den Stoßflächen erreicht und dort schmilzt. Die Elektrode erhitzt dann den flüssigen Schweißbereich und beim Abkühlen und Aushärten entsteht ein Schweißklumpen.

Die Kontaktfläche wird durch die Kraft begrenzt, die vor, während und nach dem Anlegen eines Stroms ausgeübt wird.

Arten des Widerstandsschweißens

 

Punktschweißen und Nahtschweißen

Beim Widerstandspunktschweißen werden Schweißnähte mithilfe von Wärme erzeugt, die durch den Widerstand gegen den Schweißstromfluss zwischen den Stoßflächen und durch Kraft erzeugt wird, um die Werkstücke zusammenzudrücken. Beides wird über einen vorgegebenen Zeitraum ausgeübt.

Beim Widerstandspunktschweißen wird der Schweißstrom an der gewünschten Schweißstelle konzentriert und über die Flächengeometrien der Schweißelektroden eine Kraft auf die Werkstücke ausgeübt. Sobald genügend Widerstand entsteht, werden die Komponenten zu einem Schweißklumpen zusammengefügt.

Beim Widerstandsnahtschweißen handelt es sich um eine Variante des Widerstandspunktschweißens, bei der radförmige Elektroden eingesetzt werden, um Kraft und Schweißstrom auf die Bauteile auszuüben. Der Unterschied besteht darin, dass das Werkstück während der Schweißstromzufuhr zwischen den radförmigen Elektroden rollt.

Die erzeugten Schweißnähte können sich überlappen, eine ganze Schweißnaht bilden oder einzelne Schweißpunkte in vorgegebenen Abständen sein, abhängig von den spezifischen Schweißstrom- und Dauereinstellungen.

Buckelschweißen

Beim Buckelschweißen werden die Werkstücke zusätzlich zu der durch den Widerstand gegen den Schweißstromfluss erzeugten Wärme über eine vorgegebene Zeit hinweg mit Kraft zusammengedrückt.

Vorsprünge Durch die Verwendung von Vorsprüngen, Prägungen oder Kreuzungen, die alle die Wärmeerzeugung am Punkt des Kontaktschweißens konzentrieren, werden die Schweißnähte an bestimmten Punkten lokalisiert. Die Vorsprünge fallen zusammen und bilden die Schweißlinse, nachdem der Schweißstrom an der Kontaktstelle ausreichend Widerstand erzeugt.

Beim Zusammenfügen von Bauteilen durch Schweißen werden häufig massive Vorsprünge eingesetzt. Beim Anbringen von Materialbögen oder -platten werden üblicherweise Prägungen verwendet. Das Querdrahtschweißen ist eine Darstellung des Buckelschweißens unter Verwendung von Materialüberschneidungen.

In diesem Fall sind Widerstand und Wärmeerzeugung auf die Kreuzung der Drähte beschränkt. Durch das Ineinandersinken der Drähte entstand ein Schweißklumpen.

Blitzschweißen

Beim Abbrennschweißen werden, wie bei anderen Widerstandsschweißverfahren auch, die Werkstücke über eine vorgegebene Zeit hinweg mit Kraft zusammengetrieben und durch den Widerstand gegen den Schweißstromfluss Wärme erzeugt. Das Abbrennschweißen ist eine Art des Widerstandsschweißens, bei dem der Widerstand durch Abbrennen entsteht.

Um diesen Effekt zu erreichen, werden minimale Kontaktpunkte zwischen den Werkstücken und extrem hohe Stromdichten genutzt. Nachdem der Flashvorgang gestartet ist, wird das Werkstück an einer vordefinierten Stelle mit geregelter Geschwindigkeit zusammengefahren. Diese Kraft zerstört die Schweißnaht schnell und setzt Oxide und Verunreinigungen frei.

Verärgertes Schweißen

Wie andere Widerstandsschweißverfahren nutzt auch das Stauchschweißen neben der durch den Widerstand gegen den Schweißstromfluss erzeugten Wärme Kraft aus, um die Werkstücke über einen vorgegebenen Zeitraum zusammenzudrücken.

Während das Stauchschweißen dem Abbrennschweißen insofern ähnelt, als die Werkstücke bereits fest in Kontakt sind, kommt es bei diesem Verfahren nicht zum Abgraten. Bevor der Strom einsetzt, wird Druck angelegt und bis zum Abschluss des Vorgangs aufrechterhalten.

Anwendungen des Widerstandsschweißens

In der Großserienfertigung werden Bleche, Drähte und Rohre mittels Widerstandsschweißen verschweißt.

• Es wird zum Schweißen von Stangen, Dosen, Stäben, Rohren und Rahmen aus Metallen mit mittlerer und hoher Festigkeit wie Siliziumbronze, Edelstahl und Stahl verwendet.
• Es wird beim Schweißen von Automobil- und Luftfahrtteilen eingesetzt.
• Es wird zur Herstellung von Schneidwerkzeugen verwendet.
• Es wird zur Herstellung von Kraftstofftanks für Autos, Traktoren usw. verwendet.
• Es wird bei der Herstellung von Behältern, geschweißten Maschentextilien, Gittern und Grills eingesetzt.

Vorteile des Widerstandsschweißens

• Ähnliche und unterschiedliche Metalle können verschmolzen werden.
• hochautomatisiert
• Hohe Produktions- und Schweißraten bei gleichzeitiger Effektivität
• Kosteneffizient
• umweltfreundlich, produziert wenig Abfall oder Umweltverschmutzung

Es ist kein Zusatzmetall oder überflüssige Komponenten wie Stäbe, Flussmittel, Inertgase, Sauerstoff oder Acetylen erforderlich.

Nachteile des Widerstandsschweißens

• Widerstandsschweißmaschinen sind oft hochtechnische Geräte, die teuer und kompliziert sind.
• Oftmals ist die Dicke des Werkstücks eingeschränkt.
• Bei Verwendung hochleitfähiger Materialien ist die Wirksamkeit geringer.
• der Bedarf an einer großen Menge Strom