Beitrag zur Erhöhung der Prozesssicherheit beim Punktschweißen und Punktschweißkleben von Aluminiumkarosseriewerkstoffen

Aufgrund seiner Vorteile wie kurze Prozesszeit, weitgehende Unabhängigkeit von der Fügerichtung und Fügen ohne zusätzliches Fügeelement kann das Widerstandspunktschweißen von Aluminium einen entscheidenden Beitrag zum Karosserieleichtbau leisten. Ziel der Arbeit ist es, die Prozesssicherheit des Punktschweißens in Abhängigkeit unterschiedlicher Einflussfaktoren, z. B. produktionsbedingten Störgrößen, Strom-Kraft-Profilen und verschiedenen Ausgleichsvarianten der Zange, zu bewerten. Weiterhin wird der Elektrodenverschleiß beim Schweißen verschiedener Aluminiumwerkstoffkombinationen mit unterschiedlichen Oberflächenzuständen sowie der Einfluss der Elektrodengeometrie untersucht. Eine deutliche Erhöhung der Elektrodenstandmenge ergibt sich durch die Verwendung von Elektrodenkappen mit einer Rillenprofilierung an der Elektrodenarbeitsfläche. Desweiteren wird ein System zur Verschleißdetektierung vorgestellt, das als Inline-Prozessanalyse durch Körperschall ein Anhaften der Elektrode am Blech zuverlässig ermittelt. Abschließend wird das Tragverhalten von Punktschweiß- und -klebverbindungen dem von Halbhohlstanznietund -klebverbindungen anhand quasistatischer, dynamisch-zyklischer und dynamischschlagartiger Beanspruchung gegenübergestellt. Im Hinblick auf eine ausreichende Prozesssicherheit und möglichst geringen Elektrodenverschleiß wird die Verwendung coilpassivierter und mit Trockenschmierstoff bedeckter Aluminiumbleche empfohlen. Die Mindestanforderungen an die Scherzugkraft der Verbindungen werden meist bereits mit dem Mindestpunktdurchmesser deutlich übertroffen.