Einfluss der Elektrodenkraft beim Widerstandspunktschweißen von 22MnB5 mit Aluminium-Silizium Beschichtung

Erste Untersuchungen, die sich gezielt mit der Elektrodenkraft beim Widerstansschweißen befassen, stammen aus den frühen 1960ern sowie der Mitte der 1970er Jahre und spiegeln den damaligen Stand der Forschung hinsichtlich eingesetzter Anlagentechnik, Untersuchungswerkstoffen und Prozessbewertung wider. Neuere Untersuchungen mit dem Schwerpunkt des Elektrodenkrafteinflusses sind ab dem Jahr 2000 vermehrt zu finden. Fortschritte in der Schweißprozessüberwachung und der Prozessdatenanalyse sowie die Möglichkeiten der Schweißprozesssimulation ermöglichen Untersuchungen zur Vertiefung des Prozessverständnisses. Der aufbereitete Stand der Technik zum Einfluss einer veränderlichen Elektrodenkraft im Schweißprozessablauf dokumentiert einen unvollständigen Kenntnisstand zu diesem Thema. Das wesentliche Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher, auf Basis einer Prozessanalyse den Einfluss der Elektrodenkraft beim Widerstandspunktschweißen von beschichtetem 22MnB5 zu beschreiben, um wesentliche Bedingungen zur Auslegung von Kraftprofilen zu identifizieren und experimentell zu untersuchen. Ferner soll anhand praxisrelevanter Störgrößen die Tauglichkeit eines Widerstandspunktschweißprozesses mit Kraftprofil zur Verbesserung der Prozessstabilität qualifiziert werden. Unter dem Gesichtspunkt des weiter zunehmenden Einsatzes hoch- und höchstfester sowie formgehärteter Stahlgüten für komplexe Karosseriestrukturbauteile wurde der borlegierte Vergütungsstahl 22MnB5 mit einer Aluminium-Silizium Beschichtung für die Untersuchungen ausgewählt. Durch einen vorgelagerten Wärmebehandlungsprozess besitzt dieser Werkstoff ein komplexes Anforderungsprofil für den Widerstandsschweißprozess, was sich insbesondere in geringen Schweißbereichsgrößen und unstetem Schweißspritzerauftreten widerspigelt.