Vorteile und Möglichkeiten der Schweißtechnik Punktschweißen

Punktschweißen ist eine besondere Form des Widerstandsschweißens, bei der zwei oder mehrere Metallbleche durch Druck und elektrischen Strom an den Kontaktpunkten miteinander verbunden werden. Diese Technik wird häufig eingesetzt, um dauerhafte Verbindungen zwischen Metallteilen herzustellen. Ein weiteres Beispiel für das Widerstandsschweißen ist das Buckelschweißen, bei dem eine Anschweißmutter an ein Blech angebracht wird.

Wie funktioniert das Widerstands- bzw. Punktschweißen?
Beim Punktschweißen werden zwei Elektroden, die meist aus Kupferlegierungen bestehen, auf beiden Seiten der zu verbindenden Metallbleche positioniert. Der Prozess beginnt, indem ein elektrischer Strom durch die Elektroden und die Metallbleche geleitet wird. Der Widerstand des Metalls gegen den Stromfluss erzeugt eine erhebliche Menge an Wärme an den Kontaktpunkten, was dazu führt, dass das Metall dort schmilzt und eine sogenannte Schmelzlinse bildet. Gleichzeitig wird Druck auf die Elektroden ausgeübt, um das geschmolzene Metall zu einer festen Schweißnaht zusammenzupressen. Diese Kombination aus Druck und Wärme führt dazu, dass die Metallteile lokal an den Kontaktpunkten verschmelzen und eine stabile, punktuelle Schweißverbindung entsteht, wie im Bild unten dargestellt. Dieses Verfahren wird als Widerstandschweißen genannt. Die wichtigsten Parameter hierfür sind: Schweißstrom, Schweißzeit und Elektrodenkraft.

Anwendungsbeispiel:
Beim Widerstandspunktschweißen werden zwei Edelstahlbleche durch punktuelles Erhitzen miteinander verbunden, was zu einer stabilen und festen Verbindung führt (siehe Bilder unten). Im gezeigten Beispiel führen die Schweißpunkte zu einer spezifischen Geometrie und einem definierten Höhenversatz des Bauteils. Diese Methode ermöglicht es, diese Eigenschaften zu erreichen, ohne dass eine spanabhebende Bearbeitung des Werkstoffs erforderlich ist. Durch das Punktschweißen kann das Bauteil zudem kosteneffizient optimiert werden, während die Funktionalität erhalten bleibt.

Wie funktioniert das Buckelschweißen?
Das Buckelschweißen ist ein Widerstands-Pressschweißverfahren, bei dem elektrischer Strom und Druck durch große, flächige Elektroden auf die zu verbindende Werkstücke ausgeübt werden. Die Buckelform konzentriert den Strom an der Fügezone. Während des Schweißvorgangs werden die Buckel weitgehend zurückverformt, wodurch eine dauerhafte, nicht lösbare Verbindung entsteht. Der in das Werkstück eingepresste Buckel bleibt sichtbar, während die Oberfläche des anderen Werkstückteils nur minimal verändert wird. Als veranschaulichendes Beispiel sehen Sie sich gerne das Video unten an.

Typische Materialien und Werkstücke
Typische Materialien und Werkstücke, die für das Punktschweißen verwendet werden, umfassen dünne Bleche aus Stahl, Edelstahl und Aluminium. Diese Methode ist besonders vorteilhaft für die Serienproduktion von Bauteilen, bei denen eine präzise und effiziente Blechverarbeitung erforderlich ist.

In welchen Branchen kommt das Punktschweißen als Schweißtechnik zum Einsatz?

Punktschweißen ist in vielen Industrien von zentraler Bedeutung:

• Luft- und Raumfahrt: In der Fertigung von Flugzeugen und Raumfahrzeugen wird Punktschweißen eingesetzt, um präzise und belastbare Verbindungen zwischen verschiedenen Metallkomponenten zu gewährleisten.
• Schienenverkehr: Der Bau von Schienenfahrzeugen und deren Komponenten profitiert von der Zuverlässigkeit und Festigkeit der Punktschweißverbindungen.
• Medizintechnik: In der Herstellung von Maschinen und Geräten wird Punktschweißen verwendet, um Komponenten effizient zu verbinden.
• Elektronikindustrie: Hier findet es Anwendung in der Fertigung von elektronischen Bauteilen und Schaltkreisen, wo präzise Verbindungen erforderlich sind.
• Automobilindustrie: Hier wird es genutzt, um Karosserieteile zusammenzufügen. Ein Fahrzeug kann über 1.000 Schweißpunkte aufweisen, die für die strukturelle Integrität der Karosserie sorgen.
• Bauwesen: In der Bauindustrie wird Punktschweißen zur Verbindung von Stahlkonstruktionen verwendet.

Vorteile des Punktschweißens

• Hohe Geschwindigkeit und Effizienz: Punktschweißen ermöglicht eine schnelle und effiziente Verarbeitung von Blechen, was besonders vorteilhaft für die Serienfertigung ist.
• Geringe Wärmeverformung: Durch die gezielte Erwärmung an kleinen Stellen wird die Wärmeverformung des gesamten Werkstücks minimiert, was Verzug und Verformungen reduziert.
• Kosteneffektivität: Diese Methode ist oft günstiger als andere Schweißtechniken, besonders bei großen Stückzahlen, da weniger Material und Energie verbraucht werden.
• Geringer Energieverbrauch: Punktschweißen erfordert weniger Energie, da die Wärme nur auf kleine Bereiche konzentriert wird.
• Geringer Aufwand bei der Vorbereitung: Die Teile müssen oft nicht aufwendig vorbereitet oder bearbeitet werden, was den Vorbereitungsaufwand reduziert.
• Hohe Reproduzierbarkeit und Konsistenz: Die Methode sorgt für eine hohe Konsistenz der Schweißnähte und eine gleichbleibende Qualität der Verbindungen.
• Gute mechanische Eigenschaften: Die Schweißverbindungen haben in der Regel hohe Festigkeit und gute mechanische Eigenschaften, was sie für strukturelle Anwendungen geeignet macht.
• Minimaler Nachbearbeitungsaufwand: Punktschweißen erfordert in der Regel weniger Nachbearbeitung, da die Schweißpunkte sauber und präzise sind.

Diese Vorteile machen das Punktschweißen besonders effektiv für die Verarbeitung von Blechen in verschiedenen industriellen Anwendungen.

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