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Widerstandspunktschweißen

Aluminiumteile für Fahrzeug-Türrahmen mit Deltaspot effektiv punkten

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Mit Prozessband ist wiederholgenaues, sauberes Punktschweißen möglich

Der Ingenieur nennt nutzenrelevante Besonderheiten der Anwendung: „Mit dem Prozessband erzeugen wir wiederholgenau einen gleichmäßigen, optisch sehr sauberen Punkt – exakt 5 mm im Durchmesser und 16 Punktverbindungen an jedem Werkstück. Wir schweißen im Takt von etwa 100 Sekunden eine der Türen und brauchen die Oberfläche nicht nachzuarbeiten. Der Wechsel des Prozessbandes dauert weniger als 15 Minuten und wird erst nach rund 5000 Punkten erforderlich. Wir schweißen also ohne Unterbrechung rund 300 Porsche-Panamera-Türen.“ Nur einmal pro Band sind auch die Elektroden nachzuarbeitenen. Unter adäquaten Bedingungen könnten Anwender mit dem konventionellen Widerstandspunktschweißen lediglich 20 Punkte setzen, was im Fallbeispiel eine Elektrodenreinigung pro Tür bedeuten würde.

Die an den Fahrzeugtüren gefügten Verbindungen bestehen die Zug-Scherprüfung. „Eventuell entstehender Formverzug ist geringfügig und großflächig. Wir können ihn durch Richten leicht korrigieren“, erklärt Wolfgang Hintsteiner. Das Verfahren Deltaspot schafft mit nur geringer mechanischer Krafteinwirkung und ohne zusätzliche mechanische Hilfe stabile Verbindungen. In der beschriebenen Anwendung erweist es sich als ein kostengünstiges Fügeverfahren, denn im Vergleich zum Stanznieten ist kein Zusatzmaterial nötig.

Ergänzendes zum Thema
Funktionsprinzip des Widerstandspunktschweißens mit Deltaspot

Zwischen Elektrode und Werkstück läuft im Rhythmus der Punktschweißungen ein Prozessband. Das Aluminium legiert – falls dieser Effekt noch auftritt – auf das nach jedem Schweißpunktieren weiter geförderte Band statt wie bisher auf die fixe Elektrode. Der „gebrauchte“ Abschnitt verlässt jeweils den Kontaktbereich. Für jeden Schweißpunkt herrschen somit die gleichen Bedingungen.

Die Prozessbänder erfüllen mehrere Funktionen:

  • Sie unterbinden den direkten Kontakt zwischen Elektrode und Werkstück. Damit schützen sie die Elektroden vor Verunreinigungen oder anderen Einflüssen, die von der Werkstückoberfläche ausgehen. Dies stabilisiert den Schweißprozess und erhöht die Elektrodenstanddauer. Außerdem können keine Elektrodenpartikel auf die Werkstückoberfläche auflegieren.
  • Sie verbessern die Kontaktsituation und schonen die Werkstückoberfläche. Das Prozessband schafft Punkt für Punkt eine neue Elektrodenkontaktfläche zum Werkstück, was Oberflächenspritzer vermeidet und das Prozessfenster vergrößert.
  • Sie beeinflussen gezielt den Wärmehaushalt im Werkstück, denn zu den bisherigen Kontakt- und Materialwiderständen kommt der Material- und Kontaktwiderstand des Prozessbandes. Er generiert bei eingeschaltetem Strom zusätzlich Wärme. Das Ergebnis: mehr Wärme im Werkstück bei gleichzeitig niedrigerer elektrischer Leistung. Mit verschiedenen Materialien sowie auch mit unterschiedlichen Beschichtungen des Prozessbandes kann der Anwender die Gesamtbilanz der Wärme im Werkstück und ihre Verteilung modifizieren und gestaltend verändern.
  • Prozessichere Anlage sorgt für produktive Fertigung

    Die Anlage läuft prozesssicher, wie der Anwender bestätigt. Fronius hat das Anlagenequipment vom Test bis zur Serienanwendung erprobt und optimiert. Die gefügten Teile aus beschichtetem Aluminiumdruckguss und -blech bestehen die Qualitätstests und erfüllen die Ansprüche hinsichtlich Effektivität sowie Produktivität der Fertigung.

    Für die Gusstüren entwickelte und installierte Georg Fischer Automotive eine spezielle Vorrichtung zum exakten Positionieren. Wolfgang Hintsteiner wünscht sich dokumentarische Aufzeichnungen über die gesetzten Schweißpunkte und der einzelnen Tür zugeordnet. „Wenn wir die Daten aus der Steuerung exportieren könnten, wäre das Ende der Standzeit im Voraus erkennbar. Dann könnten wir die Lebensdauer der Elektroden weiter erhöhen.“ Die Perspektive sieht er positiv: „Für Anwendungsfälle wie den unseren mit schweißbarem Guss, definierter Oberfläche, Antikorrosionsbeschichtung und gegebener Zugänglichkeit ist Deltaspot erste Wahl“, sagt er. „Wir können unseren Kunden jetzt für solche Anwendungen einen alternativen Fertigungsschritt anbieten.“.

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