Das Prozessband eröffnet ungeahnte Möglichkeiten

Mit dem Prozessband eröffnet das innovative Verfahren ‚DeltaSpot’ interessante Perspektiven. Das Prinzip: Zwischen Elektrode und Werkstoff läuft im Rhythmus der Punktschweißungen ein Prozessband. Im Unterschied zu fixen Elektroden mit immer denselben Kontaktflächen legiert hier das Aluminium auf das nach jedem Schweißpunktieren weiter geförderte Prozessband auf. Der ‚verbrauchte’ Abschnitt verlässt also jeweils den Kontaktbereich. Für jeden Schweißpunkt herrschen somit exakt die gleichen Bedingungen wie für den vorigen, beziehungsweise den nächsten.

Die Prozessbänder unterbinden erstens den direkten Kontakt zwischen Elektrode und Werkstück. So schützen sie die Elektroden vor Verunreinigungen oder anderen Einflüssen, die von der Werkstückoberfläche ausgehen. Dies stabilisiert den Schweißprozess und erhöht die Elektrodenstanddauer signifikant. Zum Zweiten: Das Prozessband schafft Punkt für Punkt eine neue Elektrodenkontaktfläche zum Werkstück. Dies vermeidet Oberflächenspritzer und vergrößert das Prozessfenster.

10.000 Punkte mit einem Prozessband

Im Vergleich zu einer Folge von konventionell 20 bis 30 qualitativ wenig befriedigenden Punktverbindungen erreicht ‚DeltaSpot’ zum Beispiel 10.000 Punkte mit lediglich einem Prozessband. Das entspricht einer Bandlänge von 70 m und einem Abstand von 7 mm zwischen zwei Punkten. Anschließend genügt ein einfacher Bandwechsel für die nächste Serie.

Ein dritter, wesentlicher Vorteil des Prozessbandes ist die Möglichkeit, direkt und gezielt den Wärmehaushalt im Werkstück zu beeinflussen. Denn zu den bisherigen Kontakt- und Materialwiderständen kommt der Material- und Kontaktwiderstand des Prozessbandes hinzu. Er generiert bei eingeschaltetem Strom zusätzlich Wärme im Grundmaterial. Dies schirmt die Fügestelle quasi gegen die Elektrodenkühlung ab. Das Ergebnis: Mehr Wärme im Werkstück bei gleichzeitig niedrigerer elektrischer Leistung. Mit verschiedenen Materialien sowie auch mit unterschiedlichen Beschichtungen des Prozessbandes kann der Anwender die Gesamtbilanz der Wärme im Werkstück und ihre Verteilung gestaltend verändern.

Nebenschlusseffekt reduziert

Über das Prozessband lassen sich jeweils optimierte Bedingungen herstellen, zum Beispiel zum Fügen verschiedener Materialien, unterschiedlicher Dicken oder Mehrfachblechverbindungen. Die zusätzlichen Widerstände bewirken einen weiteren Vorteil. Sie reduzieren den Nebenschlusseffekt, indem der addierte Wärmeeintrag fokussiert an der aktuellen Fügestelle stattfindet. Ein ungewollter Stromübergang an anderen Stellen der Werkstücke tritt deshalb kaum auf. Dies ist speziell bei dünnen Blechen relevant.

Standardmäßig ist die Elektrode nach außen gerundet ausgeführt. So ergibt sich wegen der leicht elastischen Prozessbänder ein kreisflächiger Kontakt. Doch auch eine konkav ausgebildete Elektrode mit eher kreisringförmiger Kontaktfläche kann Vorteile bringen. Sie führt zu höherer Stromdichte auf dem ‚Ring’ verglichen mit einer flachen Elektrode. Diese so genannte Expo-Elektrode bewirkt neben der höheren Prozesssicherheit, dass die Oberfläche von Aluminiumblechen an den Schweißpunkten nahezu ohne unerwünschte ‚Stempel’-Eindrücke bleibt.

DeltaSpt punktet ...

Anders als beim konventionellen Verfahren, bei dem sich das Schmelzbad praktisch linsenförmig ausbildet, erzeugt DeltaSpot je nach Zielsetzung und Randbedingungen auch einen Schweißzylinder beziehungsweise eine Schweißtonne. Dafür sind primär die Isolierung in Richtung Elektrodenkühlung und der zusätzliche Wärmeeintrag verantwortlich.

Renommierte europäische und asiatische Auto- und Maschinenbauer haben ‚DeltaSpot’-Schweißsysteme inzwischen getestet und führen sie in die Serienproduktion ein. Ein Beispiel dafür liefert die Georg Fischer Fahrzeugtechnik, die für den neuen Porsche Panamera die Türen aus Aluminiumdruckguss punktet. Auf den 2 mm dicken Aluminium-Druckgusstürrahmen wird ein 1,5 mm dickes Versteifungsblech aufgepunktet. Bei den neuen Luxusmodellen Equus und Genesis von Hyundai fertigt das Zuliefer-Unternehmen Sungwoo Hightech die Motorhaube aus Aluminium mit ‚DeltaSpot’. Entscheidende Kriterien für Hyundai waren die hohe Qualität, die Prozesssicherheit, die erhöhte Resistenz gegenüber Korrosion sowie der Kostenvorteil im Vergleich zu Stanznieten.

... auch in der Metro Oslo

Eine Anwendung aus dem Schienenfahrzeugbau: Die Metro in Oslo bildet eine der Pilot-Applikationen. Sie ist bereits seit fünf Jahren mit ‚DeltaSpot’ gepunkteten Elektronikschaltschränken unterwegs. Rund 120 Punkte von 7 mm Durchmesser setzt ‚DeltaSpot’ an einem Satz von vier Schaltschranktüren. Diese Punkte verbinden zwei je 2 mm dicke Bleche AlMg3. Den Auftrag des Zugherstellers Siemens erfüllt der österreichische Systempartner Gebr. Bach in wirtschaftlicher wie technischer Hinsicht qualitativ erfolgreich. Die einwandfreie technische Qualität bestätigen die Prüfer des TÜV Bayern SZA. Entsprechend den Bahnnormen haben sie die Blechverbindungen geprüft.

Aluminium sicher fügen

Mit DeltaSpot steht ein technisch und wirtschaftlich lukratives Punktschweißverfahren für Aluminium zur Verfügung. Im Vergleich zum konventionellen Widerstands-Punktschweißen eröffnen die differenzierten Prozessparameter neue Möglichkeiten hinsichtlich unterschiedlicher Werkstoffe, Werkstückdicken und Mehrfachverbindungen. Unter Leichtbau-Aspekten gewinnt das sichere Fügen von Aluminium sowie von Aluminium mit Stahlblechen besondere Relevanz. Der größte Vorteil resultiert aus den minimierten Kosten der Verbrauchsmaterialien. W