Was ist Widerstandsbuckelschweißen?

Schweißen bezieht sich auf den Prozess des Schmelzens eines begrenzten Bereichs von zwei Metallteilen, um sie miteinander zu verbinden. Das Widerstandsschweißverfahren wird häufig verwendet, wenn das Budget ein Problem darstellt, da diese Art des Schweißens keine zusätzlichen Materialien zum Verbinden zweier Metallteile erfordert. Es gibt mehrere Unterarten des Widerstandsschweißens, wie z. B. Widerstandsbuckelschweißen, Punktschweißen usw.

Das Widerstandsbuckelschweißen (RPW) ist eines der Widerstandsschweißverfahren, bei dem Strom, Druckkraft und Zeit zum Verbinden benötigt werden Metallteile zusammen. Die beim Widerstandsbuckelschweißen zusammenzuschmiedenden Teile sind die erhabenen Segmente oder Vorsprünge genannt auf den Metallstücken. Bei einem RPW-Verfahren werden nur sehr enge und winzige Teile erhitzt und miteinander verschweißt.

Die Anwendung des Widerstandsbuckelschweißens findet sich typischerweise in der Automobilindustrie, wo die Schraubverbindungsteile mit Blechen verbunden werden Komponenten. Da die Muttern und Bolzen sehr kleine Zubehörteile sind, ist das RPW-Verfahren die beste Schweißmethode, um die kleinen Teile auf den Blechen zu befestigen. Der RPW kommt auch bei alltäglichen Produkten wie Einkaufswagen zum Einsatz, bei denen die Schweißstellen meist nur ein Fleck sind.

Wie funktioniert Schweißen?

Zunächst einmal ist das Schweißen der Prozess, um zwei Metallteile miteinander zu verbinden. Schweißen kann nur an metallischen Werkstoffen durchgeführt werden. Der Schweißprozess ist allgemein als Fertigung bekannt. Um zwei Metallteile zusammen herzustellen, wird die Oberfläche der beiden Teile teilweise erhitzt, bis sie schmilzt. Die beiden Teile werden dann eng in Eingriff gebracht, wenn die Schweißstellen den plastischen Zustand erreichen. Die geschmolzenen Schweißstellen kühlen allmählich ab und härten aus, wenn die beiden Teile zu einem verschmelzen.

Der Schweißprozess beinhaltet manchmal ein drittes Material, um die Fertigung zu erreichen. Beim Widerstandsschweißverfahren ist außer den beiden Metallstücken kein zusätzliches Material erforderlich. Das Zwischenmaterial dient in manchen Fällen zur Optimierung des Schweißprozesses oder zum Füllen der Lücke zwischen den beiden Schweißstellen. Obwohl es nicht gerade die Hauptabsicht ist, das Hilfsmaterial einem Schweißprozess zuzuführen, erfordert es manchmal, die Teile bis zu einem gewissen Grad umzuformen.

Was ist Widerstandsschweißen?

Das Widerstandsschweißverfahren bezieht sich auf die Herstellung zweier Metallteile, indem nicht nur Wärme, sondern auch Druck angewendet wird. Bei einem Widerstandsschweißverfahren wird die Schweißwärme durch den Widerstand gegen den elektrischen Strom zwischen den beiden Schweißstellen gewonnen; Der Prozess hat seinen Namen folglich. Um genügend Wärme zum Schmelzen der Metallteile zu erhalten, werden die Metallteile für eine kontrollierte Zeit sowohl der Hitze als auch dem Druck ausgesetzt.

Um den elektrischen Strom zu den Schweißstellen zu leiten, Schweißelektroden benötigt. Als Schlüsselkomponente zur Abgabe des Stroms werden die Elektroden in der Regel aus Legierungen auf Kupferbasis hergestellt, da diese eine hervorragende Leitfähigkeitseigenschaft aufweisen. Da beim Widerstandsschweißen kein Zwischenmaterial benötigt wird, ist das Schweißverfahren kostengünstig.

Wie funktioniert das Widerstandsbuckelschweißen?

Es gibt drei Hauptfaktoren, um ein Widerstandsbuckelschweißen von guter Qualität zu erreichen, und zwar Kraft, Leistung und Zeit. Die Kraft bezieht sich auf den Druck, um einen kleinen Eindruck an der Spitze des Vorsprungs, der Schweißstelle, zu machen. Während des RPW-Vorgangs ist eine konstante Kraft erforderlich. Allerdings wird manchmal die Kraft erhöht, wenn der Schweißprozess kurz vor dem Ende steht, um die Schmiedewirkung zu verstärken.

In den meisten Fällen die Zeit, die benötigt wird, um zwei Metallteile mit RPW zu verbinden reicht von Millisekunden bis zu einer Sekunde. Die Zeit wird basierend auf der Leistung eingestellt, die zum Beenden des Schweißvorgangs benötigt wird. Wenn die Leistung niedrig und die Zeit kurz ist, werden die Schweißnähte schwach. Andererseits werden bei zu hoher Leistung und zu langer Zeit auch die Umgebungsbereiche um die Projektionen herum geschmolzen, was bei einem RPW-Prozess unerwünscht ist.

Einer der Vorteile der Widerstandsprojektion Schweißen besteht darin, dass Erwärmung, Zeit und Schweißstellen genau gesteuert werden, damit andere Bereiche der Metallteile nicht unnötig thermisch geschädigt werden. Übermäßige Energie kann die Eigenschaften und die Steifigkeit der Metallteile beeinflussen.

Herausforderungen beim Widerstandsbuckelschweißen

Eine der Herausforderungen beim Widerstandsbuckelschweißen ist der Wärmehaushalt. Die Wärmebilanz bezieht sich auf die Fähigkeit, auf beiden Seiten der Schweißstelle gleiche Wärmemengen abzugeben. Wenn die Wärme auf beiden Seiten unausgeglichen ist, erschwert der Unterschied der thermischen Masse, des Schmelzpunkts oder der Leitfähigkeit das Widerstandsschweißen. Um die Wärme auszugleichen, sollten die physikalischen Eigenschaften der beiden Materialien und die Größe der Schweißstellen berücksichtigt werden.

Die Entfernung der Beschichtung ist ein weiterer wichtiger Faktor, der das Ergebnis des Widerstandsbuckelschweißens beeinflusst. Plattieren mit Metall ist eine dünne Beschichtung aus Gold, Silber oder einem anderen Metall auf den zu beschichtenden Metallteilen. Um RPW erfolgreich durchzuführen, ist das Entfernen der Beschichtung auf den Metallteilen unerlässlich, da die Beschichtung häufig den Schweißprozess stört. Beispielsweise ist die Zinkbeschichtung auf der Oberfläche des Stahls dem Schweißen nicht förderlich, und während des Prozesses können Risse entstehen, die die strukturelle Festigkeit der Schweißstellen schwächen. Daher muss vor dem Schweißen beschichteter Materialien die Beschichtung entfernt werden.