Widerstandsschweißen mit Hochstrom-Impuls (Kondensatorentladungsschweißen)
Anwendungsbeispiel (Quelle: ZF/GLAMATRONIC)
Anwendungsbeispiel (Quelle: Poppe+Potthoff)
IFUTEC hat sich auf spezielle Widerstandsschweißverfahren konzentriert, da sich diese gegenüber anderen Schweißverfahren wie beispielsweise dem Laserschweißen nicht nur durch geringere Investitionen, sondern auch durch sehr kurze Taktzeiten, minimale Wärmeeinbringung, – minimalen Verzug und gute Überwachungsmöglichkeiten auszeichnen.
Es stehen Anlagen zum Gleichstromschweißen, Mittelfrequenzschweißen und Kondensatorentladungsschweißen (KES bzw. CD-welding) in unterschiedlichen Größen und Ausführungsformen zur Verfügung, z. B. als C-Gestell oder Portalanlagen.
Mit Ausnahme des Stumpfschweißens, bei dem der gesamte Querschnitt gleichzeitig aufgeschmolzen und geschweißt werden soll, geht man bei den anderen Widerstandsschweißverfahren von bspw. ringförmigen Buckeln bzw. Berührkanten aus, an denen sich die zu verschweißenden Bauteile mit einer voreingestellten Anpresskraft berühren. Diese buckel- bzw. kantenförmige Berührung setzt dem Stromimpuls einen entsprechenden elektrischen Widerstand entgegen, sodass die Schweißstelle schlagartig erwärmt wird. Während des Aufschmelzens werden die Bauteile weiter gegeneinander/ ineinander gedrückt, wodurch die stoffschlüssige Verbindung entsteht.
Das Kondensatorentladungsschweißen zeichnet sich gegenüber den anderen Widerstandsschweißverfahren dadurch aus, dass die Energie (z B. während des Teilewechsels) zunächst in Kondensatoren geladen und gespeichert wird.
Beim Auslösen des Schweißimpulses wird die hohe, zwischengespeicherte Energie innerhalb von 10 bis 15 Milli-Sekunden durch das Entladen der Kondensatoren auf das Bauteil abgegeben. In dieser kurzen Zeit wird beim Kondensatorentladungsschweißen nur die Schweißstelle und die unmittelbare Umgebung erwärmt, nicht jedoch das gesamte Bauteil, sodass es sich um ein quasi verzugsfreies Schweißverfahren handelt und gerade auch bei Präzisionsbauteilen wie z. B. in Getrieben, Airbaggasgeneratoren, Sersoren oder Aktoren oft zum Einsatz kommt.
Durch die extrem kurze Schweißzeit lassen sich auch ansonsten schlecht schweißbare Werkstoffe wie bspw. Messing (Zink könnte ausdampfen!) oder Sinterwerkstoffe (Poren könnten aufplatzen!) über das Kondensatorentladungsschweißen sehr gut und prozesssicher verbinden. Auch unterschiedliche Werkstoffe lassen sich vergleichsweise gut miteinander verschweißen wie z. B. Messing auf Stahl.
Ein weiterer Vorteil des Kondensatorentladungsschweißens liegt in der Möglichkeit, durch Nachimpulse einen Anlasseffekt zu erzeugen. Hierzu werden die Kondensatoren bei noch eingespanntem Werkstück nochmals teilweise nachgeladen, um die bereits fertige Schweißstelle gezielt nachzuwärmen/anzulassen. Selbst kohlenstoffhaltige Stähle mit teilweise mehr als 0,4 % Kohlenstoffanteil lassen sich so noch schweißen; ohne zu verspröden.
Besonders hilfreich ist die umfangreiche, Qualitätsüberwachung. So werden nicht nur die Anpresskraft, der Absenkweg und die max. Stromhöhe überwacht, sondern auch der Stromverlauf über der Zeit, das Stromintegral und weitere Merkmale. Nach jedem Schweißimpuls erfolgt automatisch eine 100% Überwachung/Vergleich mit dem Idealwert, sodass jeder „Ausreißer“ sofort erkannt wird.
Zusammen mit der im Hintergrund mitlaufenden Statistikfunktion handelt es sich um das qualitätsmäßig wohl am besten überwachte und dokumentierte Schweißverfahren.
Es gibt allerdings Anwendungsfälle, in denen auch andere Widerstandsschweißverfahren überlegen sein können. IFUTEC hat die Möglichkeit, teilweise mit der selben Schweißvorrichtung auf unterschiedliche Schweißanlagen/Schweißverfahren zu gehen und kann so auch in kritischen Anwendungsfällen die beste Lösung nicht nur theoretisch untersuchen, sondern auch praktisch erproben.
