Einer der meisten Ein bewährtes Verfahren zum Schweißen von Metallen ist das elektrische Widerstandsschweißen. Sie sind für nahezu alle Metallarten und auch deren Legierungen einsetzbar. Es ist auch in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, im Eisenbahnwesen und sogar in der Elektronik weit verbreitet. Was ist elektrisches Widerstandsschweißen, was sind seine Phasen und Arten sowie Vor- und Nachteile?

Allgemein über Schweißtechnik

Schweißen gehört zu den Klebeverfahren, die nur zu dauerhaften Verbindungen führen. Thermische Energie erwärmt die Kontaktzone der Oberflächen der zu pressenden Elemente. Beim Schweißen werden die Kontaktflächen der Materialien plastifiziert. Schweißen ist auf Metalle, deren Legierungen und die meisten Arten von Kunststoffen anwendbar. Schweißverfahren unterscheiden sich in der Quelle der thermischen Energie, der Art und Weise, wie sie an die Verbindung abgegeben wird, und der Lösung zum Aufbringen einer Druckkraft. Bei der Einteilung der Schweißverfahren wird auch die Reihenfolge der Erwärmung und der Druckausübung erwähnt.

Elektrisches Widerstandsschweißen

Elektrisches WiderstandsschweißverfahrenBei dieser Art des Schweißens wird eine Druckkraft in Form von speziellen Elektroden auf die Materialien aufgebracht. Die zu verbindenden Elemente werden so zu Bestandteilen der elektrischen Schaltung. Durch Einschalten der Stromquelle wird die Schaltung gestartet. In den Zonen mit dem größten Widerstand wird Wärmeenergie erzeugt, die eine Erwärmung auslöst. Nach dem Abschalten der Stromversorgung kühlen die Materialelemente ab und verfestigen sich. Dies ist insbesondere für die Schweißnaht selbst von Bedeutung, da an dieser Stelle die Werkstoffe rekristallisieren. Die Qualität der Verbindung hängt von der Stromstärke, der geeigneten Schweißzeit und der Druckkraft ab.

Phasen beim elektrischen Widerstandsschweißen

Beim elektrischen Widerstandsschweißen unterscheiden wir 3 Phasen:

  • Phase I – beinhaltet das Anbringen von Druckelektroden an den Materialien und das Einschalten der Stromquelle; durch den an den Kontaktflächen erzeugten elektrischen Widerstand wird Wärmeenergie abgegeben; erhitzte Oberflächen gehen in einen plastischen Zustand über,
  • Phase II - hier dehnt sich die Plastifizierungszone aufgrund hoher Temperatur aus; Materialien werden verformt,
  • Phase III - Nach dem Trennen der Stromquelle findet der Rekristallisationsprozess statt.

Elektrisches Widerstandsschweißverfahren

Arten des elektrischen Widerstandsschweißens

Es lassen sich 4 Arten des elektrischen Widerstandsschweißens unterscheiden:

  • Hintern, nach dem Zusammenpressen der Elemente wird die Stromquelle mit der Kontaktzone verbunden,
  • Punkt, aufgrund des Stromflusses in einem kleinen räumlichen Bereich werden lokal untrennbare Verbindungen von Materialien gebildet,
  • linear, unter Verwendung von Scheibenelektroden; ein charakteristisches Merkmal dieses Prozesses sind lineare und starke Schweißnähte, der Prozess arbeitet mit intermittierendem Strom, aber der Druck bleibt unverändert,
  • Buckel, hier ein absichtlich geformter Buckel, ist die Stelle, an der die Schweißnaht gebildet wird; Die Materialverbindung kann an vielen Stellen erfolgen (so viele die Elektroden bedecken).

Vor- und Nachteile des elektrischen Widerstandsschweißens von Metallen vor dem Hintergrund des Schweißens

Diese Art des Schweißens hat viele Vorteile. Im Vergleich zum Schweißen (ebenfalls die beliebte Technologie zum Verbinden von Metallen) sind beispielsweise folgende Vorteile des elektrischen Widerstandsschweißverfahrens zu nennen:

  • niedriger Wert der verbrauchten Wärme,
  • Beseitigung des Einflusses der Atmosphäre auf die Schweißnaht,
  • geringere Schwankungen im Gefüge des Grundwerkstoffes der Verbindung als bei der Schweißnaht,
  • die Seltenheit von Situationen, in denen Materialien überhitzen,
  • Heißkontakt ermöglicht das Verbinden schwer schweißbarer Elemente,
  • geringerer Arbeitsaufwand des Prozesses; es basiert hauptsächlich auf spezialisierter Ausrüstung.

Andererseits zeigt der Vergleich von elektrischem Widerstandsschweißen und Schweißen, dass die Nachteile des ersteren unter anderem sind:

  • die Kosten für ein spezielles Gerät, d. h. eine geeignete Schweißmaschine,
  • der Bedarf an Hochleistungsgeräten (das bedeutet, dass das Gerät viel Strom verbraucht).