Verschleißverhalten der Elektrodenkappen beim Widerstandspunktschweißen von Aluminiumblechen

Von:

Markus Tuchtfeld

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Für eine ökonomische Umsetzung von Aluminium als Karosseriewerkstoff der Zukunft ist eine effiziente Fügetechnik von entscheidender Bedeutung. Das hochwirtschaftliche Widerstandspunktschweißen ist für Aluminiumwerkstoffe aufgrund des sich einstellenden hohen Elektrodenkappenverschleißes bisher nicht sinnvoll einsetzbar. Ziel der Arbeit ist es daher anhand von drei Untersuchungsschwerpunkten eine Optimierung des Aluminiumpunktschweißprozesses in Hinsicht auf eine Verringerung des Elektrodenkappenverschleißes vorzunehmen. Als erster Schwerpunkt wird dafür der Mechanismus der Schweißlinsenentstehung anhand von Stufenabbruchversuchen analysiert. Basierend auf den daraus abgeleiteten Erkenntnissen wird nachfolgend eine verschleißoptimierte Anpassung der Schweißparameter ermöglicht. Der zweite Schwerpunkt stellt eine Veränderung der eingesetzten Elektrodenkappengeometrie dar. In Diesem wird anhand von FEM-Untersuchungen, sowie durch Standmengenversuche eine Optimierung von symmetrischen sowie asymmetrischen Elektrodenkappenpaarungen vorgenommen. Im letzten Schwerpunkt wird mit dem oszillierenden Punktschweißen ein im Rahmen dieser Arbeit entwickelter Schweißprozess eingeführt. Den Abschluss der Arbeit bietet eine Zusammenführung der untersuchten Schwerpunkte. Anhand der dabei erzielten Synergieeffekte kann abschließend eine signifikante Verringerung des Elektrodenkappenverschleißes nachgewiesen werden.