Prozesssicheres Punktschweißen von Aluminium im industriellen Bereich

Prozesssicheres Punktschweißen von Aluminium im industriellen Bereich

Die Elma-Tech GmbH, bietet mit ihrem neuen Al-Punktschweißsystem einen prozesssicheren Punktschweißprozess für Aluminium für den industriellen Einsatz.

Hauptcharakteristikum dieses neu entwickelten Prozesses ist, dass er ohne zusätzliches Equipment oder zusätzlichem Material wie Verbinder, Prozessbänder oder Kappenreinigungssysteme auskommt.

Elma-Tech, Hersteller von Schweißanlagen und deren Steuerungstechnologie, hatte das Punktschweißen von Aluminium-Dünnblechen bereits 2014 als erstes Unternehmen im Kfz-Reparaturmarkt vorgestellt. In den Folgejahrenrichtete sich die Forschungsarbeit auf die Entwicklung einer prozesssicheren Anwendung dieser anspruchsvollen Technologie für den industriellen Bereich. Eine Prämisse dieser Entwicklung lautete dabei von Anfang an, einen solchen Schweißprozess auf Basis im Hause bereits vorhandener Standard-Systemkomponenten zu entwickeln (Elma-Tech Prozesssteuerung, Schweißzangen mit 16 mm Standardelektrodenkappen, Stromquelle).

Aluminium-Punktschweißsystem von Elma-Tech (Foto: Elma-Tech)

Das reproduzierbare Widerstandsschweißen von unterschiedlichen Aluminiumlegierungen ist eine technologisch sehr anspruchsvolle Aufgabe – auch besonders unter der Maßgabe, solche Schweißprozesse gemäß dem Markenzeichen der Elma-Tech Schweißtechnologie mit den geringst möglichen Energieeinsätzen, sprich Stromstärken zu fahren.

Dem Problem des Anlegierens der Elektrodenkappen etwa begegnen die Schweißtechnologiehersteller bislang mit verschiedenen Maßnahmen. So werden zum Beispiel zusätzliche, automatisierte Kappenreinigungssysteme eingesetzt, welche die im Einsatz befindlichen Elektrodenkappenoberflächen nach relativ wenigen Punktschweißungen einer Reinigung durch Abbürsten bzw. Abschleifen unterziehen. Diese Lösungen unterbrechen also die Arbeitsfolge und sorgen insgesamt für langsamere Taktzeiten.

Andere Systeme arbeiten mit permanent umlaufenden Prozessbändern über den Elektrodenkappen, um den direkten Kontakt zwischen Kappenoberfläche und Aluminiumblechen zu vermeiden. Auch hier arbeitet man also mit aufwändigem Zusatzequipment und verursacht dem Anwender zudem weitere Kosten für das anfallende Material der Prozessbänder und das antreibende System.

Positive Ergebnisse für 5000-, 6000- und 7000-Legierung

Das von Elma-Tech auf der EuroBlech 2018 vorgestellte Aluminium-Punktschweißsystem besteht hingegen aus nur zwei Komponenten, nämlich der Schweißstromquelle und einer mit Standardelektroden bestückten Industriehandschweißzange. Positive Schweißergebnisse wurden bislang mit den Aluminium-Werkstoffklassen 5000, 6000 und 7000 erzielt.

Bereits im Frühjahr 2018 konnte Magna Steyr aus Graz, Österreich, mit einer Prototyp-Anlage von Elma-Tech die positiven Prozessergebnisse in groß angelegten Testreihen reproduzieren und in Laboranalysen bestätigen, unter anderem in dynamischen Zugversuchen und Schliffproben. In diesen Tests konnten problemlos 150 Schweißpunkte ohne Wechsel, Reinigung oder Fräsen der Elektrodenkappen gesetzt werden. Während eines noch auf der erwähnten Messe initiierten Versuchs gelang es dem Unternehmen, mit nur einer Standardkupferelektrodenkappe auf einer definierten Aluminiumlegierung eine Anzahl von 650 Schweißpunkten zu setzen.

Selbstverständlich kommen alle wesentlichen Prozesseigenschaften, die den bekannten Elma-Tech-Punktschweißprozess bislang kennzeichnen, auch im industriellen Alu-Schweißprozess uneingeschränkt zum Einsatz (z. B. Teilisolationsüberwindung bei Vorhandensein von Strukturklebern, Nebenschlusserkennung, Energienachführung, Blechstärkenerkennung etc.).

Die im Vergleich zum Wettbewerb besonderen Vorteile beschreibt das Unternehmen wie folgt: Der von Elma-Tech entwickelte industrielle Alu-Schweißprozess funktioniert valide mit der für Stahlblechverbindungen eingesetzten Steuerung der Elma-Tech (Virtuelle Maschine) – das heißt ohne weiteres Zusatzequipment wie etwa umlaufende Prozessbänder oder Kappenreinigungssysteme. Zudem können 16-mm-Standardelektrodenkappen eingesetzt werden. Als Schweißstromquellen für die fertige Anwendung kommen Elma-Tech Steuerschränke in der Ausführung VMC Vision Alu zum Einsatz, die je nach Kundenwunsch an eine externe Wasserrückkühleinheit oder eine vorhandene Ringleitung angeschlossen werden können.

Share this post