Beurteilung der Beanspruchung von Elektrodenkappen beim Widerstandspunktschweißen von höher- und höchstfestem Stahl
Eike-Christian Klages
Beurteilung der Beanspruchung von Elektrodenkappen beim Widerstandspunktschweißen von höher- und höchstfestem Stahl Kurzfassung Die Möglichkeit zur Reduzierung der thermischen Beanspruchung der Elektrodenkappen durch die Erhöhung der Kühlwasserdurchflussmenge wird durch Reihenschweißungen an höherfestem Stahl verifiziert. Eine Vergrößerung der abgeführten Wärmeenergie über das Kühlwasser infolge einer Volumenstromerhöhung wird ermittelt. Mit abnehmendem Volumenstrom ergeben sich zum Ende von Reihenschweißungen geringere Schweißlinsendurchmesser. In Reihenschweißungen mit halbgefrästen Elektroden ergeben sich bei gleicher Parametrierung größere Endlinsendurchmesser. Die Auswirkung der Durchflussmengenänderung auf die Arbeitsflächenverformung wird durch Standmengenversuche beim Widerstandspunktschweißen von pressgehärtetem Stahl validiert. Die in der internationalen Literatur bisher nichtbekannte Verschleißerscheinungsform der Plateaubildung wird analysiert. Die Entstehung des Plateaus zeigt innerhalb der Standmengenversuche keine Korrelation zur Durchflussmenge des Kühlwassers. Mit der Messmethodik der Strahlungsmessung am Halbschnittmodell ist es erstmalig möglich die Temperaturen im Bereich der Elektrodenarbeitsfläche während des Widerstandspunktschweißprozesses zu ermitteln. Beim Widerstandspunktschweißen von pressgehärtetem Stahl werden im Vergleich zu höherfestem verzinkten Stahl, trotz Erzeugung gleicher Schweißlinsendurchmesser, höhere Temperaturen ermittelt. An eingeschweißten Elektrodenkappen werden im Vergleich zu Elektroden im ungenutzten Zustand höhere Arbeitsflächentemperaturen gemessen. Durch die Strahlungsmessung am Halbschnittmodell wird die Auswirkung des Peltier-Effekts mit verschlissenen Elektrodenkappen erstmalig beim Widerstandspunktschweißen von Stahl visualisiert. Neben der Ermittlung der Elektrodenkappentemperatur eignet sich die Messmethodik der Strahlungsmessung am Halbschnittmodell zur Visualisierung der Wärmeentwicklung in der Fügezone. Die innerhalb der Arbeit formulierten Maßnahmen zur Steigerung der Lebensdauer von Elektrodenkappen beim Widerstandspunktschweißen sind technisch belastbar. Diese Arbeit leistet einen erheblichen Beitrag zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Widerstandspunktschweißtechnik.
