Erwärmungsverhalten der Kontaktzone beim Kondensatorentladungsschweißen unter Berücksichtigung der dynamischen Stromänderung und des Nachsetzverhaltens der Elektroden

IGF-Vorhaben-Nr.: 18.987 B

Laufzeit: 01.01.2016 - 31.12.2017

Forschungseinrichtungen:

Institut für Fertigungstechnik Professur für Fügetechnik u. Montage

Fachgebiete:

MB Fertigungstechnik, auch: Umformtechnik, Fügetechnik, Oberflächentechnik,
HA Fahrzeug- und Verkehrstechnologien, auch: Antriebstechnik

GC Elektrotechnik, Elektronik, Elektroniksysteme,
EA Energietechnik, auch: rationelle Energieumwandlung, Energieeffizienz

Wirtschaftszweige:

28 Maschinenbau, 29 Herstellung von Kraftwagen und Kraftwagenteilen

27 Herstellung von elektrischen Ausrüstungen, 30 Sonstiger Fahrzeugbau

Vorhabenbeschreibung:

Das Kondensatorentladungsschweißen wird in zahlreichen Branchen zum Schweißen von Großserienteilen, wie z. B. Beschlägen, Getriebeteilen oder Sitzteilen für PKW´s, Druckbehältern oder Sägeblättern, eingesetzt. In Deutschland sind ca. 1 000 KE-Schweißanlagen im Einsatz, mit denen jährlich über 500 Millionen Teile gefertigt werden. Vorteile des Verfahrens sind die kurze Prozesszeit, die geringe notwendige elektrische Anschlussleistung, der hohe Wirkungsgrad und die geringe thermische Belastung der Werkstücke und Werkzeuge. Die Reproduzierbarkeit des Prozesses ist unter der Voraussetzung, dass die Toleranzen der Buckelgeometrie in engen Grenzen liegen und dass die Maschine ein sehr gutes Nachsetzverhalten aufweist, sehr hoch. Als Qualitätssicherungsmaßnahme werden trotzdem fast immer zerstörende Bauteilprüfungen angewandt. Beim Auftreten von Fehlteilen wird die gesamte Fertigung von der vorhergehenden Prüfung an als Ausschuss gewertet. Über die Fehlerursachen sowie die Grenzen der einzuhaltenden Randbedingungen herrscht meist Unklarheit. Gegenstand der Forschung sind die Vorgänge beim Kondensatorentladungsschweißen von Bauteilen aus Stahl. Untersucht werden die Verbindungsentstehung, die Grenzen störender Randbedingungen und deren Auswirkungen auf den Prozessablauf und die Eigenschaften der Schweißverbindung sowie Bewertungskriterien für Nachsetzeinheiten. Die Herstellung und der Betrieb von KE-Schweißanlagen sind mittelständisch geprägt. Nahezu alle Hersteller sind KMUs. Im projektbegleitenden Ausschuss sind neben Anwendern fast alle deutschen Hersteller von KE-Schweißanlagen vertreten, die die Ergebnisse des Projektes unmittelbar nutzen können. Daraus ergibt sich eine direkte Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit kleiner und mittelständischer Unternehmen und die nachhaltige Sicherung von Arbeitsplätzen. Des Weiteren sollen die Erkenntnisse aus diesem Projekt auch zur Ergänzung von DVS-Merkblättern verwendet werden.