Punktschweißen von Blech: Ein professioneller Leitfaden

Was ist Punktschweißen?

Beim Punktschweißen von Blechen wird das Widerstandsschweißverfahren eingesetzt, um Teile von Blechen zu einer Fertigungsbaugruppe zusammenzufügen. Beim Punktschweißen von dünnem Metall besteht das Hauptziel darin, Verzug, Durchbrennen und eine übermäßige wärmebeeinflusste Zone (HAZ) zu vermeiden, während sichergestellt wird, dass die Schweißnaht ausreichende mechanische Festigkeit für den Betrieb aufweist. Die wärmebeeinflusste Zone ist im Grunde ein physikalischer Nachweis während des Punktschweißprozesses, der aus kleinen Brandspuren auf dem Blech bestehen kann. Sie ist manchmal auch als kleine Delle auf der Oberfläche der Blechfertigung sichtbar, an der das Blech unter dem Druck der Punktschweißspitze geschmolzen und verschmolzen ist. Diese Dellen können jedoch an Komponenten, die keine kosmetische Oberfläche erfordern, unbehandelt bleiben.

Welche Ausrüstung wird beim Punktschweißen von Blechen verwendet?

Die beim Punktschweißen von Blechfertigungen verwendete Ausrüstung besteht aus Werkzeughaltern und Elektroden. Die Werkzeughalter dienen dazu, die Elektroden fest an Ort und Stelle zu halten, während sie optionale Wasserschläuche unterstützen, die die Elektroden während des Schweißprozesses kühlen. Zu den Methoden der Werkzeughaltung gehören Leichtbau-, Paddel-, Universal- und reguläre Versatzausführungen. Die Elektroden bestehen typischerweise aus einer niedrigwiderständigen Legierung, vor allem Kupfer, und sind in vielen verschiedenen Formen und Größen je nach Anwendung ausgelegt. Die beiden zu verschweißenden Blechstücke werden als Werkstücke bezeichnet und müssen elektrisch leitfähig sein. Die Breite des Werkstücks beträgt normalerweise 5 bis 50 Zoll, gemessen an der Ausladung des Schweißgeräts. Die Dicke kann zwischen 0,008 und 1,25 Zoll liegen.

Wie funktioniert das Punktschweißen von Blechen?

Der Punktschweißprozess für Bleche ist nicht übermäßig kompliziert. Er nutzt im Wesentlichen die Wärme, die durch den Widerstand des elektrischen Stroms an der Verbindungsstelle zweier separater Blechstücke erzeugt wird. Das zu verschweißende Blech kann typischerweise aus einer Vielzahl verschiedener Materialien bestehen, wie z. B. Baustahl, verzinkter Stahl, Edelstahl usw., die jeweils unterschiedliche Dicken aufweisen können. Für einen Punktschweißprozess wird eine Punktschweißmaschine benötigt.

Während des Prozesses werden zwei Kupferelektroden verwendet, um den Stromfluss durch das Blech zu konzentrieren und das Werkstück während der Bildung der Schweißnaht zu spannen. Das eigentliche Schweißen eines einzelnen Punkts erfordert nur einen Bruchteil des Querschnitts, der verschmolzen werden soll. Variablen, die die Qualität des Punktschweißes zwischen zwei Blechen beeinflussen können, sind Oberflächenbeschichtung, Materialstärke, Sauberkeit und die Form der Elektrodenspitze. Generell gilt: Je kleiner die Kupferelektrodenspitze, desto höher die Qualität des Punktschweißes. Allerdings ist dann eher eine Delle zu erwarten, und je nach den verschweißten Blechkomponenten muss möglicherweise eine kosmetische Nachbehandlung in Betracht gezogen werden. Umgekehrt führt eine größere Elektrodenspitze zu einer saubereren Punktschweißnaht auf der Blechfertigung. Die resultierende Punktschweißnaht kann jedoch schwächer sein, da die Energie über einen größeren Bereich dissipiert wird.

Ein tieferer Blick in die Anwendungen

Neben Blechen wird das Punktschweißen auch für geschweißtes Drahtgitter oder Maschendraht verwendet. Dickere Metalle sind schwieriger zu punktschweißen, da die Wärme leichter in das umgebende Metall abgeleitet wird. Blechwaren wie Eimer, die einen Punktschweißprozess durchlaufen haben, können leicht physische Spuren aufweisen, wie zuvor erwähnt. Je nach Metall kann der Grad, in den der Punktschweißpunkt auf der Oberfläche erkennbar ist, variieren. Auch die Anzahl der Schweißströme kann variieren. So erfordert die Blechfertigung aus Aluminiumlegierungen aufgrund der wesentlich höheren Wärme- und elektrischen Leitfähigkeit höhere Schweißströme. Dies erfordert dann einen größeren, leistungsstärkeren Schweißtransformator.

Die häufigste Anwendung des Blech-Punktschweißens ist vermutlich die Fertigung von Autokomponenten in der Automobilindustrie. Tatsächlich liegt der Großteil der Operationen zur Formung eines Autos im Schweißen von Blechen. Um den Arbeitsablauf zu erleichtern, kann das Punktschweißen vollständig automatisiert werden, was in vielen der Industrieroboter in Fertigungsstraßen großflächig eingesetzt wird. Das Punktschweißen von Blechen wird auch in medizinischen Bereichen verwendet, wo kleinere Punktschweißgeräte zur Fertigung von medizinischen Komponenten in der Kieferorthopädie eingesetzt werden. Eine weitere Anwendung des Punktschweißens ist die Herstellung von Batterien, genauer gesagt von Batteriezellen aus Nickel-Cadmium, Nickel-Metallhydrid oder Lithium-Ionen.

Weiterlesen: Bolzenschweißen – der Meister der Prägungen

Tipps für das Punktschweißen von Blechen

Um Verzug und Durchbrennen zu vermeiden, wird empfohlen, den Brenner nicht zu schwenken oder zu peitschen. Je länger der Lichtbogen auf einem Bereich des Blechs verweilt, desto heißer wird er. Beim Schweißen sollte die Spitze stets in einer geraden Linie mit einer Geschwindigkeit geführt werden, die schnell genug ist, um ein gutes Nahtprofil beizubehalten. Eine weitere Methode zur Vermeidung von Durchbrennen beim Schweißen ist die Anwendung einer „Schubtechnik“ einer MIG-Pistole. Dadurch wird der Draht zur kühleren Kante des Blechs geleitet, im Gegensatz zum Ziehen der MIG-Pistole. Das Ziehen der Pistole kann zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit von Ausbrüchen führen, da der Draht in den heißeren Bereich des Metalls geleitet wird.

Alternativ können Sie Unterlegleisten verwenden, um den Punktschweißprozess zu ergänzen, um Wärme schneller abzuleiten und so wärmebeeinflusste Zonen und die Wahrscheinlichkeit von Durchbrennen zu reduzieren. Platzieren Sie eine Unterleg- oder Kühlleiste auf der wärmebeeinflussten Zone oder verwenden Sie einfach einen Metallstab aus Aluminium oder Kupfer, da diese Wärme besser ableiten können.