Kondensator Entladungsschweißen



Das Kondensator Entladungsschweißen ist ein modifiziertes Widerstandsschweißverfahren, das sich durch eine hohe Reproduzierbarkeit jeder Schweißung sowie geringe Betriebskosten auszeichnet.

Die Schweißung erfolgt durch eine Kombination von mechanischer Karft und elektrischer Energie, wobei beide Größen durch Regelkreise konstant gehalten werden. Dabei gilt es, den Schweißstrom möglichst auf die Schweißstelle zu konzentrieren, um unnötigen Wärmeverlust zu minimieren.

  • hohe Schweißenergie
  • kurze Schweißzeit

Wie dieses erreicht wird kann anhand eines einfachen Prinzipschaltbildes erklärt werden:



Kondensator Entladungsschweißenergie
Prinzipschaltbild Kondensator Entladungsschweißen

Die Schweißenergie wird in einer Kondensatorbatterie [C] gespeichert und anschließend über Hochspannungsthyristoren [V] in den Schweißtransformator [T] entladen, der dann sekundärseitig den für die Schweißung benötigten, nur Millisekunden dauernden Hochstrom-Impuls von mehreren 100.000 A erzeugt.

Geeignete Schweißbuckel sorgen für einen hohen Übergangswiderstand und zwingen den Schweißstrom auf diese kleine Kontaktfläche der Schweißteile. Dadurch wird eine hohe Stromdichte erzielt, die den Schweißbuckel durch Joulsche Erwärmung auf Schweißtemperatur bringt. Die mechanische Kraft sorgt für ein schnelles Nachsetzen der Bauteile. Das resultierende Gefüge an der Schweißverbindung zeigt geringste Wärmeeinflusszonen mit einer Breite <500 µm. Die Bauteile sind stoffschlüssig verbunden.

Vorteile



  • genau kontrollierte Schweißenergie durch geregelte Kondensatorladung
  • Schweißung in Millisekunden, kaum Anlassfarben bzw. thermische Belastung der Bauteile
  • Entlastung der Versorgungsnetze, da Schweißung aus Kondensatorbatterie.

Der Schweißimpuls sieht üblicherweise wie folgt aus:



Graphischer Zeitverlauf des Kondensator Entladungsschweißen
Schematische Darstellung Kondensator Entladungsschweißen

Die Schweißzeit [t1- t2] beträgt je nach Leistung und Gerätetyp zwischen 4 und 12 ms. Da die Energie fast ausschließlich in der Schweißzone zur Wirkung kommt und nur extrem kurz wirkt, wird der umliegende Werkstoff mit seinen Gefügeeigenschaften kaum beeinflusst.

Sollten dennoch bei hoch kohlenstoffhaltigen Bauteilen eine martensitische Aufhärtung entstehen, kann ein definierter zweiter und dritter Anlassimpuls die Aufhärtung reduzieren und ein bainitisches Gefüge einstellen.