Einführung des Aluminium-Punktschweißgeräts

Was ist ein Aluminium-Punktschweißgerät?

Ein Aluminium-Punktschweißgerät ist die spezifische Widerstands-Punktschweißmaschine, die zum Verschmelzen von Aluminiumblechen oder -platten verwendet wird, die im Allgemeinen schwierige Materialien für das Punktschweißen sind. Der Punktschweißer, auch als ERW-Maschine bekannt, nutzt den effizienten Elektro-Thermo-Prozess und verbindet zwei oder mehr Bleche, die aus verschiedenen dicken Materialien, Kunststoff oder allgemeinen Metallen bestehen, durch hohe Hitze und die vorbestimmte Kraft.

Während des Betriebs in einem Aluminium-Punktschweißgerät wird die Grenzfläche der Aluminiumbleche aufgrund der hohen Hitze des Widerstands geschmolzen, da die stabilen Ströme auf die Schweißverbindung übertragen werden, und die Bleche bleiben dauerhaft verbunden durch die zusätzliche Kraft.

Mit der Entwicklung der Robotertechnologie und anderer automatisierter Techniken können Aluminium-Punktschweißer ein effizientes und zuverlässiges Hochgeschwindigkeitsschweißen bieten, bei dem eine hohe elektrische Stromdichte verwendet wird, wodurch die Schweißgeräte hergestellt werden eine unschätzbare Investition für eine Vielzahl von Montagelinien und Produktionsanwendungen. Der Aluminium-Punktschweißer ist eine ideale Lösung für die Herstellung von Aluminium und anderen Blechen, insbesondere für Massenproduktionen, in der Elektronik, Metallverarbeitung, Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt und sogar in der medizinischen Industrie.

Was ist beim Aluminium-Punktschweißen zu beachten?

Für Widerstandspunktschweißmaschinen, einschließlich Aluminiumpunktschweißer, sind der Schweißstrom und die Schweißzeit zwei wichtige Faktoren, die die Qualität der Endprodukte und auch die Effizienz der Erhöhung der Materialtemperatur auf die Schweißtemperatur (etwa 1400 °C) erheblich beeinflussen.

Im Allgemeinen liegt der in Punktschweißgeräten verwendete Schweißstrom zwischen 3000 und 5000 A. Was die Schweißzeit betrifft, so ist dies eine extrem kurze Zeitspanne, die es der Punktschweißmaschine ermöglicht, die Bleche miteinander zu verbinden , das sind etwa 10 Millisekunden. Die richtige Schweißzeit kann verhindern, dass übermäßige Hitze unerwünschte Bereiche auf den Blechoberflächen beeinträchtigt. Sowohl die Schweißzeit als auch der Strom können vom Bediener je nach Anwendung vorgegeben und gesteuert werden.

Punktschweißen von Aluminiumlegierungen

Im Allgemeinen lassen sich härtere Metalle leichter schweißen, während reines Aluminium ein anspruchsvolleres Schweißmaterial darstellt. Im Gegensatz zu Stahlwerkstoffen wie Edelstahlblechen sind Aluminium und Aluminiumlegierungen für das Punktschweißen weniger geeignet, da sie eine höhere thermische und elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Dies bedeutet, dass der Aluminium-Punktschweißer viel größere Schweißströme benötigt, da die Schweißmaschine auf Widerstandsheizung angewiesen ist. Darüber hinaus hat das Aluminiumoxid, das sich natürlicherweise auf den Oberflächen von Aluminiumlegierungsblechen bildet, einen großen elektrischen Widerstand. Dies wirkt sich entscheidend auf die Wärmeerzeugung und die Schweißbarkeit der Materialien aus.

In einem Aluminium-Punktschweißgerät sind kurze Schweißzeiten erforderlich, um die hohe Wärme schnell zu erzeugen, wodurch der Wärmeverlust durch Wärmeleitung minimiert wird. Im Vergleich zu Stahlwerkstoffen mit ähnlicher Dicke haben die Aluminium-Punktschweißungen typischerweise einen Drittel des Wertes der statischen und Ermüdungsscherfestigkeit.

Schweißspritzer können zu einer schlechten Schweißnahtqualität führen und sollten vermieden werden Aluminium Punktschweißer. Insbesondere beim Schweißen von empfindlichen Legierungen kommt es manchmal zu Nugget-Porosität oder Rissbildung. Dual-Force-Operationen sind erforderlich, wenn hochwertige Aluminiumschweißnähte und eine ideale Kontrolle von Nugget-Fehlern erforderlich sind.

Stromversorgung und Elektrodenbedingungen

In einem Aluminium-Punktschweißgerät wird, obwohl eine Wechselstromversorgung verwendet werden kann, eine Wechselrichter-Gleichstromversorgung eher zum Schweißen von Aluminiumlegierungsblechen empfohlen, da sie eine hervorragende Steuerung des Kurzzeit-Schweißimpulses bietet und die Schweißbarkeit verbessert. Die positiven Elektroden verschleißen im Allgemeinen schneller als die negativen. Bei der DC-Stromversorgung gibt es einen signifikanten Polaritätseffekt und gewährleistet effiziente Schweißnähte, wenn ein höherer Schweißstrom benötigt wird.

Allgemeine Punktschweißmaschinen verwenden Elektroden aus Kupferlegierungen, um die elektrischen Ströme zu übertragen und Wärme an den Schweißpunkt, wodurch die Metallbleche verbunden werden. Da Kupfer eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, aber einen geringen elektrischen Widerstand aufweist, wirkt die erzeugte Wärme eher auf den Schweißpunkt als auf die Elektroden selbst. Die Kupferelektroden für Bleche mit einer Dicke von 1 bis 3 mm haben eine Kalottenfläche mit einem Radius von 5 bis 10 cm, der je nach Blechdicke größer wird.

Bei Aluminium-Punktschweißgeräten kann durch die hochleitfähigen Elektroden eine große Strom- und Wärmedichte auf einen kleinen Schweißpunkt fokussiert werden. Aufgrund der hohen Ströme und der großen Kontaktwärme sowie der Tatsache, dass Kupfer leicht eine Legierung mit Aluminium bilden kann, verschleißen die Kupferelektroden im Aluminium-Punktschweißgerät jedoch schnell.

Einige spezielle Oberflächenbehandlungen für die Kupferelektroden können den Verschleiß verringern und die Standzeit des Werkzeugs verlängern, oder die Elektroden sollten nach Hunderten von Schweißnähten kritisch überprüft werden. Eine weitere Strategie zur Aufrechterhaltung des Elektrodenzustands besteht darin, automatisierte Elektrodenabrichtsysteme zu verwenden, die Elektrodenbedingungen in einem Aluminium-Punktschweißgerät zu regulieren und die Schweißqualität zu verbessern. Bei einigen anspruchsvollen Anwendungen wie Aluminiumschweißnähten in Luft- und Raumfahrtqualität müssen die Kupferelektroden sehr häufig abgerichtet werden, um jegliche Kontamination der Flächen zu vermeiden. Die Behandlung verhindert, dass sich sichtbare Legierungsschichten auf den Elektroden bilden, und bietet dem Aluminium-Punktschweißgerät eine ideale Reproduzierbarkeit und Beständigkeit einer hohen Schweißqualität sowie eine längere Lebensdauer der Ausrüstung.