Punktschweißen

PunktschweißenDas Punktschweißen ist eine Methode, die zum Verfahren des Widerstandsschweißens gehört und bei dem Sie kein Schutzgas zuführen müssen. Im ersten Arbeitsschritt werden die zu verbindenden Werkstücke passgenau übereinandergelegt. Die beiden Werkstücke pressen zwei Elektroden mechanisch zusammen und fixieren somit die Teile, die verschweißt werden sollten. Zwischen beiden Elektroden wird ein Stromfluss durch Zuführung einer starken Spannung erzeugt. Für den fließenden Strom stellen die Werkstücke einen Widerstand dar. Das Metall erhitzt sich dadurch punktuell sehr stark und danach verflüssigt es sich. Beide Werkstücke verschmelzen durch den mechanischen Elektrodendruck miteinander und sind untrennbar nach dem Abkühlen miteinander verbunden.

  • Werkstückausrichtung

Sie müssen die Werkstücke präzise zueinander ausrichten, damit sie mittels Punktschweißen miteinander verbunden werden können, weil nach dem Verschweißen eine Korrektur nicht mehr ohne Weiteres möglich wäre.

  • Elektrodenaufpressen

Passende Elektroden werden zum Verschweißen der Werkstücke ausgewählt. Meist besteht diese Auswahl aus Kupferlegierungen mit Anteilen von Molybdän und Wolfram, die den hohen Temperaturen und Druckkräften stand halten können.

  • Der Strom fließt

Der Strom wird zugestellt, wenn die Elektrode richtig positioniert ist, wobei der Strom von einer Elektrode zur anderen mit sehr hoher Leistung fließt. Dabei wird das Material erhitzt und verflüssigt, wodurch sich beide Werkstücke miteinander verbinden.

  • Feste Verbindung der Werkstücke

Die Zeitspanne variiert je nach Material und Werkstückdicke. Während dieser Zeitspanne muss durch die Werkstücke der Strom fließen. Die Elektroden werden erst entfernt, wenn die Teile fest miteinander verbunden sind, um diesen Vorgang am nächsten Punkt zu wiederholen.

Dieser Schweißvorgang kann je nach Werkstückgröße beliebig oft wiederholt werden. Trotz der kleinen Schweißpunkte kann so ein hohes Maß an Stabilität erreicht werden. Diese Methode des Schweißens findet man hauptsächlich in der Blechverarbeitung, aber auch im Fahrzeug- und Karossesriebau. Da eine innige Verbindung der Schmelzen durch Presskraft entsteht, können auch nicht verschweißbare Rohstoffe mit Einschränkungen verbunden werden. Nur selten wird das Punktschweißen bei Aluminium genutzt.

Beim Punktschweißen entsteht eine sehr feste Verbindung, dank sehr hohen Energien (bis zu 40.000 A) und hohem Konzentrationsdruck auf eine relativ kleine Fläche. Die Schweißparameter und Schweißsteuerung sind beim Punktschweißen entscheidend für die Haltbarkeit.

Die Einflussgrößen werden geregelt über:

  • die Durchflussmenge,
  • Temperatur des Kühlwassers, welches die Schweißelektrode kühlt,
  • die Oberfläche des Werkstückes,
  • die Stärke und die Sorte der zu verbindenden Bauteile.

Entweder arbeitet man beim Punktschweißen mit Wechselstrom mit Netzfrequenz oder mit Gleichstrom, welcher jedoch etwas seltener angewendet wird. In jüngster Zeit hat sich das Mittelfrequenz-Invertschweißen etabliert. Der Strom und die Schweißzeit werden bei diesem Punktschweißen mittels Thyristorsteller über Phasenschnittsteuerung geregelt. Dieses Verfahren ist auch als MFDC-Schweißen bekannt. Der Schweißtrafo wird hierbei mit einer Frequenz von mehreren Kilohertz über einen Umrichter versorgt.

Man muss auf zwei Dinge achten, wenn man die Punktschweißqualität überprüfen will:

  1. Ob der äußere Ring maximal blau oder braun ist und innen der Punktabdruck farblich gleich wie das Blech, das bearbeitet wird ist.
  2. Der Punktabdruck sollte nicht tiefer als 20 % der Blechdicke liegen.

Sogenannte Punktschweißzangen nutzt man für das Punktschweißen. Vorrangig werden diese Zangen an mobilen Widerstandsschweißeinrichtungen eingesetzt. Heute nutzt man das manuelle Punktschweißen in Handwerksbetrieben oder in Autoreparaturwerkstätten. Das Punktschweißen kann auch mittels Schweißroboter, welche man z. B. aus der Automobilproduktion kennt, durchgeführt werden.