Widerstandspunktschweißen für große Bauteiltoleranzen

Aufgrund der dynamischen Entwicklung der Automobilindustrie entstanden in den letzten Jahren neue Anforderungen an die Fertigungsprozesse, insbesondere durch den Einsatz neuer Werkstoffe. Dabei stellt die Spaltproblematik besonders bei höchstfesten Werkstoffen im Hinblick auf die erforderliche Elektrodenkraft zur Erzeugung eines Gegendruckes während der Schweißlinsenbildung heutzutage die größte Herausforderung für die Einrichtungen zum Widerstandspunktschweißen dar. Trotz adaptiver Regelungen, welche die Prozessparameter einzeln für jeden Schweißpunkt anpassen, sind modernste Schweißeinrichtungen nicht in der Lage, bei einem größeren Spalt eine normgerechte Schweißverbindung herzustellen.

In der vorliegenden Arbeit wird zur Erhöhung der Widerstandspunktschweißmöglichkeit eine neue zweistufige Prozessführung zum Widerstandspunktschweißen von Bauteilen mit Maßabweichungen vorgestellt. Bei diesem Regelkonzept werden die Elektrodenkraft und die Schweißstromstärke in einem synchronisierten Kraft- und Stromprogramm verändert. Es wird durch praktische Versuche nachgewiesen, dass eine kontrollierte und prozesssichere Spaltüberbrückung unter Berücksichtigung der Widerstandserwärmung durch den Nebenschluss über das angrenzende Bauteil oder schon bestehende Schweißpunkte realisiert werden kann. Durch eine reduzierte Elektrodenkraft und die an diese angepasste Stromstärke wird in der ersten Prozessphase der Werkstoff lokal erwärmt. Damit kann die Verbindungsstelle mit einem geringen Elektrodendruck lokal so weit verformt werden, dass auch große Bauteiltoleranzen überbrückbar werden. Der eigentliche Schweißvorgang mit der Schweißlinsenausbildung findet erst anschließend in der zweiten Prozessphase unter definierten Blechkontaktbedingungen statt.