Auswirkungen der Standzeit und der Restkappendicke von Schweißelektroden auf das Fügeergebnis und den Prozessfähigkeitsindex beim Widerstandspunktschweißkleben von hochfesten Aluminiumwerkstoffen

In der Automobilproduktion steht die moderne Karosseriebauweise ständig vor neuen Herausforderungen. Neben Sicherheitsanforderungen und dem optischen Erscheinungsbild einer Karosserie steigt auch der Kostendruck im Herstellungsprozess. Widerstandspunktschweißen ist das vorherrschende Fügeverfahren für Stahlbleche in der Automobilindustrie. Während dieses Verfahren für Stahl aufgrund seines vergleichsweisen hohen spezifischen Widerstands leicht steuerbar ist, bleibt das Schweißen von Aluminium aufgrund des erheblichen Einflusses von Oberflächenbedingungen eine technologische Herausforderung. Die im Beitrag vorgestellte Studie untersuchte den Einfluss der Schweißelektrode auf das Fügeergebnis. Eine Standard-Schweißelektrode diente als Grundlage für die Untersuchungen, wobei der Einfluss des Hauptstroms im Schweißprogramm auf das Prozessfenster untersucht wurde. Ein Hauptaugenmerk lag auf dem minimalen Wert des Hauptstroms, der erforderlich ist, um einen vordefinierten Punktdurchmesser zu erreichen. Zusätzlich wurden die Auswirkungen von Verschleißphänomenen an der Elektrode, sowohl durch thermisch-adhäsive Belastung aufgrund aufeinanderfolgender Schweißsequenzen als auch durch geometrische Änderungen der Elektrode durch Fräsen, auf den Punktdurchmesser untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass mit zunehmender Anzahl von Schweißpunkten die Elektroden konditioniert wurden, was sich positiv auf den Punktdurchmesser auswirkt. Die Prozesswärme trägt ebenfalls zu diesem positiven Effekt bei. Nach Erreichen eines bestimmten Schwellenwerts nehmen diese Vorteile jedoch ab, da die Elektroden am Probenblech haften bleiben. Interessanterweise führte eine Reduzierung der Restkappendicke nicht zu einer signifikanten Änderung des Punktdurchmessers, und die Grenzstromstärke, oberhalb derer der Prozess als geeignet beschrieben werden kann, blieb nahezu unverändert.