==<big> Widerstandsschweißen</big> Allgemein ==[[Bild:Einteilung_der_Schweißverfahren.png|thumb|Einteilung der Schweißverfahren nach DIN EN 14610, DIN 1910-100]]
Nicht so wie bei den anderen Schweißprozessen benötigen die meisten Widerstandsschweißprozesse eine Elektrodenkraft, um eine Verbindung herzustellen. Es wirkt also eine Presskraft auf das Werkstück ein. Deshalb spricht man oft auch vom so genannten „Widerstands'''''press'''''schweißverfahren“. In der Literatur und im folgenden Text wird, auch wenn dies nicht ganz korrekt ist, häufig nur der Begriff „Widerstandsschweißen“ benutzt.
Diese Verfahren sind nicht zu verwechseln mit den Widerstands'''''schmelz'''''schweiß-Prozessen, die ohne eine Presskraft auskommen.
Das Haupteinsatzgebiet der Widerstandspressschweißverfahren liegt im Bereich der Blechkonstruktionen von ca. 0,5 bis 3 mm Einzelblechdicke. Dort werden vorzugsweise Überlappnähte hergestellt. Durch den Einsatz von Spezialmaschinen ist es auch möglich , wesentlich dünnere sowie dickere Bleche zu verschweißen. Die Varianten des Stumpfschweißens ermöglichen, je nach Leistungsfähigkeit der [[Maschine]], die Verbindung von Schweißquerschnitten von bis zu ca. 100.000 mm².<br /><br />Im folgenden Text werden verschiedene Widerstandspressschweißprozesse genauer beschreiben: Widerstandspunktschweißen, Rollennahtschweißen, Buckelschweißen und Stumpfschweißen (teilt sich in Pressstumpf- und Abbrennstumpfscheißen). Auf das Widerstandsschmelzschweißen wird hier nicht eingegangen.
Die Varianten === Prinzip der Widerstandsschweißung ===Beim Widerstandsschweißen wird die [[Wärme]] innerhalb des Stumpfschweißens ermöglichenMaterials erzeugt, je nach Leistungsfähigkeit indem der Maschine, elektrische Schweißstrom durch die Verbindung von Schweißquerschnitten von bis zu ca. 100.000 mm²Widerstände im Material fließt.Die erzeugte Wärme ergibt sich nach dem Joul'schen Gesetz: {{Formel|1=''Q'' = ''R''{{*}}''I''²{{*}}''t''}} (''Q'' = [[Bild:Einteilung_der_Schweißverfahren.png|thumb|Einteilung Wärmemenge]]; ''I'' = [[Stromstärke]]; ''R'' = Widerstand; ''t'' = Zeit) === Vorteile der Schweißverfahren nach DIN EN 14610Widerstandsschweißung ===- wirtschaftlich<br />- sehr eng begrenzte örtliche Erwärmung, DIN 1910daher keine ausgedehnte Wärmezone<br />-100]]große Schweißgeschwindigkeiten möglich<br />- einfache Bedinung, meist von angelernten Arbeitskräften auszuführen
'''Prinzip der Widerstandsschweißung'''<br />
Beim Widerstandsschweißen wird die Wärme innerhalb des Materials erzeugt, indem der elektrische Schweißstrom durch die Widerstände im Material fließt. Die erzeugte Wärme ergibt sich nach dem Joul'schen Gesetz:
Im folgenden Text werden verschiedene Widerstandsschweißprozesse genauer beschreiben: Widerstandspunktschweißen, Rollennahtschweißen, Buckelschweißen und Stumpfschweißen (teilt sich in Pressstumpf- und Abbrennstumpfscheißen).
=== Widerstandpunktschweißen ===
|}
Beim Punktschweißen werden die aufeinander gepressten Teile nach ausreichendem Erwärmen der Fügestelle punktförmig verbunden. Die Verbindung entsteht durch Schmelzen und Erstarren des Werkstoffes an der Fügestelle. In den durch die Elektrodenkraft zusammengepressten Teilen erfolgt die elektrische Widerstandserwärmung (Joul'schen Gesetz, siehe oben). Schweißstrom und Elektrodenkraft werden durch Punktschweißelektroden übertragen.<br />Dieses Verfahren zeichnet sich durch eine große Schweißgeschwindigkeit, vielseitige Einsatzmöglichkeiten, schnelle Umrüstbarkeit für verschiedene Aufgaben und Mechanisierungs- sowie Automatisierungsmöglichkeiten, zum Beispiel durch Rundtische, aus. <br />=== Voraussetzungen === Die Punktschweißbarkeit eines Bauteils ist gegeben, wenn eine der Beanspruchung genügende Punktschweißverbindung bei Beachtung eines geeigneten Fertigungsablaufs erreicht werden kann. Die Schweißbarkeit hängt von den drei gleichartigen Einflussgrößen Werkstoff, Konstruktion und Fertigung ab. Zwischen den drei Einflussgrößen und der Schweißbarkeit wirken die Eigenschaften „Schweißeignung der Werkstoffe“, „Schweißsicherheit der Konstruktion“ und „Schweißmöglichkeit der Fertigung“.=== Aufbau einer Widerstandsschweißmaschine ===Je nach Anforderungen aus der Fertigung werden die unterschiedlichsten Bauformen von Schweißmaschinen eingesetzt. Dies können ortsfeste Einrichtungen, sogenannte Ständerpunktschweißmaschinen, aber auch bewegliche Einrichtungen, sogenannte Schweißzangen, sein. Neben den weit verbreiteten Standardeinrichtungen, die praktisch nach Katalog zu kaufen sind, gibt es für sehr spezielle Anwendungen auch die Möglichkeit, Sondermaschinen zu bauen.<br /><br />Der prinzipielle Aufbau der Maschine ist vergleichbar und soll am Beispiel einer stationären Punktschweißmaschine gezeigt werden.<br /><br />[[Bild:Schweißmaschine1_Kopie.jpg]]<br /> <br />Auf die Werkstücke muss eine relativ hohe Kraftübertragen werden. Dies bedeutet, dass die Schweißmaschine, die diese Kraft erzeugen muss, entsprechend stabil ausgelegt sein muss, um starke Aufbiegungen zu vermeiden. Die Kraft wird üblicherweise über ein Druckluftsystem (pneumatisch) erzeugt. In Ausnahmefällen kommen auch hydraulische oder rein mechanische (z.B. Fußhebel) Systeme zum Einsatz.<br /> Für die Erzeugung der hohen [[Stromstärke]] ist üblicherweise der Transformator in der Schweißmaschine integriert. Es wird meist Wechselstrom (50 Hz) verwendet.<br />Beim Schweißstromfluss entstehen Wärmeverluste, die abgeführt werden müssen. Dies erfordert meist eine Wasserkühlung.<br /> Der Startbefehl für die Schweißung wird bei Standartmaschinen über eine Fußschalter bzw. Fingertaster gegeben, bei Sondermaschinen bzw. in automatisierte Fertigungslinien eingebundenen Maschinen durch Schaltkontakt aus der übergeordneten Ablaufsteuerung. === Anwendungsgebiete ===Typische Anwendungsgebiete im Fahrzeug-, Haushaltsgeräte-, Behälter- und Leuchtenbau. == Rollennahtschweißen ===
|}
Beim Das Rollennahtschweißen werden linienförmige Nähte erzeugtist vom Punktschweißen abgeleitet. Mit Punktschweißmaschinen lassen sich durch schnelles und dichtes Aneinanderreihen von Einzelpunkten Dichtnähte erzielen. Diese können entweder unterbrochen (Rollpunktnaht) oder durchgehend (Dichtnaht) geschweißt werdenFür den Vorschub des Werkstücks muss sich das Elektrodenpaar jedoch nach jedem einzelnen Punkt öffnen. Die Schweißgeschwindigkeit wird durch Beim schnellen Arbeiten hämmern daher die Drehzahl Elektroden stark auf das Werkstück und den Durchmesser verformen sich in kurzer Zeit. Drehbare Rollenelektroden zur Strom- und Kraftübertragung vermeiden diese Nachteile. Das Rollenpaar berührt ebenso wie Punktelektroden das Werkstück nur auf einer kleinen Fläche, so dass der Strom durch einen beschränkten Querschnitt des Werkstücks von Rolle zu Rolle fließen und einen Schweißpunkt erzeugen muss. Die Rollen bestimmt. Während des Schweißens drehen sich die Elektrodenrollen üblicherweise weiterentsprechend der Weiterbewegung des Werkstücks und brauchen daher nicht abgehoben zu werden. Gegenüber dem Nahtschweißen mit Punktelektroden hat das Rollennahtschweißen den Vorzug einer viel geringeren Elektrodenabnutzung und einer höheren Schweißgeschwindigkeit. === Anwendungsgebiete ===Typische Anwendungsgebiete sind das verschweißen von Edelstahlblechdächern. == Buckelschweißen ==
=== Buckelschweißen ===
[[Bild:Buckelschweißen.gif]]
|}
<br />
Beim Das Buckelschweißen erfolgt ist ein Verfahren, bei dem elektrischer Strom und Kraft den zu verbindenden Werkstücken durch meist ebene, großflächige Elektroden zugeführt werden. Die Buckelform bewirkt die notwendige Stromkonzentration an der Fügestelle. Die Buckel werden durch die Form der WerkstückeElektrodenkraft und Erwärmung durch den Strom während des Schweißens weitgehend zurückverformt, und es entstehen an den Schweißstellen nicht lösbare Verbindungen. <br /> Dies kann, z.B. bei Drahtschweißungen im Kreuzungsstoß, bereits durch die natürliche Form der Teile gegeben sein. Meist werden jedoch bestimmte Geometrien, die sogenannten Buckel, in eines der beiden Werkstücke eingearbeitet. <br /><br />In der Praxis werden sowohl genormte, als auch nicht genormte Buckel eingesetzt. Zu den genormten Buckeln gehören die „geprägten“ Rundbuckel nach ISO 8167 (EN 28167) sowie Längs- und Ringbuckel nach DIN 8519. Allerdings werden häufig auch nicht genormte Buckel verschiedenster Art eingesetzt. <br /><br />Typische Anwendungsgebiete sind das Anschweißen von Bolzen (nicht zu verwechseln mit dem Bolzenschweißen), Muttern, Hülsen und Massivteilen.<br /><br />
=== Anwendungsgebiete ===Typische Anwendungsgebiete sind das Anschweißen von Bolzen (nicht zu verwechseln mit dem Bolzenschweißen), Muttern, Hülsen und Massivteilen. == Stumpfschweißen ===
Beim Stumpfscheißen unterscheidet man zwischen dem Pressstumpfschweißen und dem Abbrennstumpfschweißen.<br /><br />
Beide Varianten werden ausschließlich für die Herstellung von Stumpfverbindungen eigesetzt. Die Werkstücke können im Fügebereich eine nahezu beliebige Form aufweisen, sollten jedoch möglichst gleich sein. Ansonsten ist eine ungleiche Erwärmung zu erwarten. <br /><br />Die zu verschweißenden Werkstücke werden zunächst miteinander in Berührung gebracht und dann um ein geringes Maß wieder auseinandergezogen, sodass sich zwischen ihnen ein sogenannter Schmorkontakt bildet, der die Schweißenden zum Schmelzen bringt. Hierauf werden die Stücke schlagartig zusammengetrieben und verschweißen nach Ausschalten des Stromes. === Anwendungsgebiete ===Typische Anwendungsgebiete sind das Schweißen von LKW-Felgen, Gleitschutzketten, Bierfassflanschen, Belüftungsrahmen, Betonstählen und Eisenbahnschienen. == Arbeitssicherheit ==<gallery> Bild:Zutritt_fuer_Unbefugte_verboten.jpg|Zutritt für Unbefugte verboten (nur in Begleitung von Fachpersonal) Bild:Verbot_fuer_Personen_mit_Herzschrittmacher.png|Verbot für Personen mit Herzschrittmacher Bild:Schutzkleidung_tragen.jpg|Schutzkleidung tragen Bild:Brille.jpg|Schutzbrille tragen Bild:Schutzhandschuhe_tragen.jpg|Schutzhandschuhe tragen Bild:Sicherheitsschuhe_tragen.jpg|Sicherheitsschuhe tragen Bild:Warnung_vor_elektromagnetischem_Feld.jpg|Warnung vor elektromagnetischem Feld Bild:Warnschild-Warnung-vor-magnetischem-Feld.jpg|Warnung vor magnetischem Feld Bild:Quetschgefahr.gif|Quetschgefahr Bild:Einzugsgefahr.jpg|Einzugsgefahr</gallery> == Quellen ==Buch: Schweißen, Schneiden, Löten, Kleben von Thomas Krist; Technik-Tabellen-Verlag Fikentscher & CO<br />Buch: Wideerstandsschweißen, 2. erw. Auflage; IRB Verlag<br />Buch: Wideerstandsschweißen, 4. erw. Auflage; IRB Verlag<br />Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e.V.<br />DALEX Schweißmaschinen GmbH & Co. KG, www.dalex.de<br />www.axel-bremer.de
