Punktschweißen

Punktschweißen
Das Punktschweißen ist ein vor allem im Automobilbau weitverbreitetes Schweißverfahren. Anders als beim Schweißen von Nähten unter Zuführung von Schutzgas und Schweißzusatzstoff werden beim Punktschweißen die Metallkomponenten an einzelnen Punkten unter mechanischem Druck und den Stromfluss einer starken Spannung durch die aufgelegten Elektroden fest miteinander verschweißt. Das Punktschweißen ist ein Schweißverfahren aus der Gruppe des Widerstandspressschweißens und in der EN ISO Norm 4063n definiert.

Beim Punktschweißen wird durch den hohen mechanischen Druck der Elektroden auf einer relativ kleinen Fläche und den kurzzeitigen sehr hohen Strom eine stabile Verbindung der Metallkomponenten erreicht. Entscheidend für die Haltbarkeit der Schweißverbindung sind die Schweißparameter und -steuerung.

Das Punktschweißen lässt sich in drei Verfahrensschritte gliedern:

  1. Präzise Ausrichtung der Werkstücke
  2. Aufpressen der Elektroden
  3. Verschweißen durch Stromfluss

Nach dem Schweißvorgang sind die Werkstücke fest miteinander verbunden, die präzise Ausrichtung vor dem Schweißvorgang ist eine wichtige Voraussetzung für ein optimales Schweißergebnis. Nach der Ausrichtung der Werkstücke werden die Elektroden unter Druck aufgelegt. Die Elektroden beim Punktschweißen bestehen meist aus Kupferlegierungen mit Molybdän und Wolfram, da diese den hohen Temperaturen und Druck beim Punktschweißen am besten standhalten können. Sobald die Werkstücke ausgerichtet und die Elektroden aufgelegt sind, wird der Strom zugeschaltet. Dieser kann bis zu 40.000 Ampere stark sein und bringt die Metalle direkt an der Stelle der Elektroden zum Schmelzen.

Der Schweißvorgang lässt sich beim Punktschweißen je nach Größe der Werkstücke beliebig oft wiederholen. Somit wird auch bei größeren Schweißarbeiten eine stabile Verbindung erreicht. Die speziellen Punktschweißzangen dieses Schweißverfahrens können sowohl bei mobilen Schweißgeräten als auch an Schweißrobotern eingesetzt werden. Der Schweißstrom wird bei mobilen Geräten über besonders breite Hochstromkabel, deren Durchmesser bis zu 400 mm2 betragen kann, vom Transformator zu den Schweißzangen geleitet. Schweißrobotern sind zum Teil mit schweren Trafozangen ausgerüstet, bei denen der Transformator fester Bestandteil der Schweißzangen ist und einen niedrigeren Kabelquerschnitt erlaubt.

Die Vorteile des Punktschweißverfahrens liegen in der guten Automatisierbarkeit, der hohen Energieeffizienz und dem geringen Verzug der Bauteile durch die Schweißwärme. Auch Metalle, die sonst nur bedingt mit Schweißen miteinander verbunden werden können, lassen sich beim Punktschweißen, unter gewissen Einschränkungen, fest miteinander verbinden. Neben den Einsatzgebieten im Fahrzeug- und Karosseriebau kommt das Punktschweißen auch bei Verbindungen kleiner und kleinster Teile in der Elektronik zum Einsatz. Kondensatoren, Einsätze für Leitungsschutzschalter und Relais sowie Anschlüsse von Motorwicklungen und Spulen können im Punktschweißen gefertigt werden. Da beim Punktschweißen keine durchgehende Schweißnaht entsteht, wird die mechanische Stabilität in diesem Schweißverfahren durch die Anzahl und Dichte der Schweißpunkte erreicht.