DE10108829A1

DE10108829A1 - Verfahren und Fügehilfsmittel zum Punktschweißen von unlegierten und legierten Stählen

Info

Publication number: DE10108829A1
Application number: DE10108829A
Authority: DE
Inventors: Kurt Koppe; Sven Juettner
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2002-09-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Punktschweißen durch Widerstands- oder induktive Erwärmung von unlegierten und legierten Stählen, insbesondere hochfesten Stählen, wie Mehr- und Komplexphasenstählen als Blech-Blech- oder Blech-Profil- oder Profil-Profil-Verbindung, sowie ein zur Durchführung des Verfahrens bestimmtes Fügehilfsmittel. DOLLAR A Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik soll ein Verfahren geschaffen werden, mit dem eine höhere Festigkeit der Schweißverbindungen erzielt wird. Hierzu wird vorgeschlagen, daß im Überlappungsbereich der Fügeteile zwischen den eine ebene oder leicht gekrümmte Fläche aufweisenden Fügestellen mindestens ein vorgefertigtes schweißfähiges, aus draht-, bandförmigem oder profiliertem Material gebildetes Einlegeteil mit mindestens einem in Richtung zu den Fügeteilen offenen Zwischenraum angeordnet wird und das Einlegeteil durch Widerstands- oder induktive Erwärmung vollständig aufgeschmolzen wird und dabei sich während des Schweißvorganges bildendes Schweißgut des Einlegeteiles zur Ausbildung der Schweißlinse in den Zwischenraum fließt und durch die aufgebrachte Elektroden- oder Druckkraft zwischen dem aufgeschmolzenen Einlegeteil und den Fügeteilen eine feste Verbindung gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Punktschweißen durch Widerstands- oder induktive Erwärmung von unlegierten und legierten Stählen, insbesondere hochfesten Stählen, wie Mehr- und Komplexphasenstählen als Blech-Blech- oder Blech-Profil- oder Profil-Profil-Verbindung, sowie ein zur Durchführung des Verfahrens bestimmtes Fügehilfsmittel.

Das Widerstandspunktschweißen ist ein bekanntes Fügeverfahren, insbesondere für unlegierte und legierte Stähle mit einem bestimmten Legierungsgehalt.

Beim Widerstandsschweißen wird die Fügestelle der zu verbindenden Teile vom elektrischen Strom durchflossen und durch gleichzeitiges Zusammenpressen der Elektroden bis zum Schmelzen erwärmt. Beim herkömmlichen Punktschweißen entstehen Elektrodeneindrücke, die eine Nachbearbeitung der Oberflächen der verbundenen Teile erfordern.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bekannt (DE 197 14 755 A1) auf einem der zu verbindenden Bleche ein kreisförmiges Lot-Depot als Metallpulververschüttung zu fixieren und mittels einer herkömmlichen Punktschweißmaschine den Fügeprozeß, durch eine punktförmige Verlötung zu realisieren.

Bekannt ist auch (DE 197 29 976 C1) in einem der zu verbindenden Fügeteile eine Depotsenke einzuformen, in der ein als Lot dienendes Zusatzwerkstoff-Halbzeug in Form von Draht, Bändern oder Litzen fixiert wird.

Aus der DE 41 02 247 A1 ist es bekannt, beim Fügen von Blechen mit einer Stoßfuge durch Widerstandsrollnahtschweißen in die Stoßfuge als Zusatzwerkstoff ein metallisches Pulver in endloser Form, als Paste, Band oder Draht einzubringen, das während der Widerstandserwärmung schmelzflüssig wird und die stoffschlüssige Verbindung der Bleche bewirkt.

Der Nachteil des bekannten Widerstandslöten besteht vor allem darin, daß die Verbindungsstellen verfahrensbedingt im Vergleich zum Schweißen durch Bildung einer geschmolzenen Schweißfläche geringere mechanische Festigkeitswerte aufweisen.

Im Automobilbau besteht die Forderung nach einer weiteren Gewichtsreduzierung der Fahrzeuge. Im Karosseriebau bietet sich der Einsatz höherfester Stähle an, die einerseits eine Blechdickenreduzierung und andererseits eine höhere Festigkeit der Bauteile ermöglichen. Nachteilig auf den Einsatz höherfester Stähle wirkt sich aus, daß es bisher keine für eine industrielle Serienfertigung geeignete wirtschaftliche Schweißverfahren gibt, mit denen entsprechend hohe Festigkeiten der Schweißverbindungen erzielt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Punktschweißen von unlegierten und legierten Stählen zu schaffen, durch das die Festigkeit der Schweißverbindungen erhöht wird. Ferner soll ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Fügehilfsmittel vorgeschlagen werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Geeignete Ausgestaltungen der Verfahrensweise sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 16. Ein zur Durchführung des Verfahrens bestimmtes Fügehilfsmittel ist Gegenstand des Anspruches 17. Geeignete Ausgestaltungsvarianten sind in den Ansprüchen 18 bis 25 beschrieben. Durch das Einlegen eines draht- oder bandförmigen Elementes zwischen die zu fügenden Teile werden beim Widerstandsschweißvorgang die Kontaktwiderstände an den inneren Oberflächen der Fügeteile erhöht, so daß die Widerstandserwärmung (Q = I² × R) konzentriert an der Verbindungsstelle stattfindet. Ferner wird durch das Einlegeteil eine größere Verbindungsfläche erzeugt und damit eine höhere Festigkeit der Schweißverbindung erzielt. Beim konventionellen Widerstandspunktschweißen wird der Werkstoffbereich der Fügeteile zwischen den Elektroden umgeschmolzen und dadurch das Materialgefüge geschädigt. Im Gegensatz dazu wird bei der neuen modifizierten Verfahrensweise das Einlegeteil vollständig und die Fügeteile nur im inneren randnahen Bereich der Verbindung aufgeschmolzen. Infolge der geringen Aufschmelzung des Grundwerkstoffes der Fügeteile werden Gefügeschädigungen durch den Schweißvorgang verringert. Die eigentliche Schweißlinse wird im Wesentlichen durch das Einlegeteil gebildet und nicht mehr ausschließlich durch die Fügeteile. Im Vergleich zu einer punktförmigen Verbindung beim konventionellen Widerstandspunktschweißen wird bei dem vorgeschlagenen Verfahren durch die Einlegeteilform die Schweißlinsenform vorgegeben und dabei deren Radien vergrößert und damit ein Spannungsabbau erreicht. Da die Fügeteile an den Berührungsstellen der Elektroden nicht mehr aufgeschmolzen werden entstehen keine unerwünschten Elektrodeneindrücke. Eine aufwendige Nachbearbeitung der Oberflächen an den Fügestellen kann somit entfallen. Bei sehr dünnwandigen, zum Durchbiegen neigenden Fügeteilen ist es zweckmäßig, wenn die Elektrode eine große Auflagefläche besitzt, wodurch eine Verbesserung der Stabilität der Fügeteile während des Schweißvorganges erreicht wird, die sich zugleich vorteilhaft auf ein vollständiges Aufschmelzen der Einlegeteile auswirkt. Wesentlich ist, daß die Einlegeteile mindestens eine in Richtung zu den Fügeteilen hin offenen Zwischenraum aufweisen, damit beim Schweißvorgang aufgeschmolzenes Material der Einlegeteile in diesen Freiraum fließen kann. Das in den Zwischenraum fließende Material trägt zu einer Vergrößerung der Verbindungsfläche zwischen den Fügeteilen bei und damit zu einer Erhöhung der Festigkeit der Schweißverbindung. Der Zwischenraum kann seitlich geschlossen sein, zum Beispiel beim Einsatz eines ringförmigen Einlegeteiles, oder auch seitlich offen sein, wenn das Einlegeteil zum Beispiel S-förmig ausgebildet ist. In Abhängigkeit von der Materialdicke der Fügeteile sollte die Materialdicke der Einlegeteile in einem Bereich von 0,2 bis 4 mm liegen. Neben der Vergrößerung der Verbindungsfläche zwischen den Fügeteilen durch die Einlegeteile ist noch von erheblichem Vorteil, daß im Vergleich zum konventionellen Widerstandspunktschweißen die einzubringende Energiemenge, ausgedrückt als Stromdichte, um ca. 30 bis 50% geringer ist. Die Einlegeteile können aus draht- oder bandförmigem oder profiliertem Material in die entsprechende Form gebogen werden oder durch Ausstanzen aus blechförmigem Material oder als Formkörper hergestellt werden. Die Form und der Materialquerschnitt der Einlegeteile können beliebig ausgebildet sein. Bevorzugte Ausführungen sind ring- oder klammerförmige Einlegteile, zum Beispiel ein Ring mit einer Drahtdicke von 1 mm und einem Außendurchmesser von 15 mm oder eine Klammer mit den Abmessungen 7 × 18 mm und einer insgesamt gestreckten Länge von 40 mm. Hinsichtlich der Materialzusammensetzung der Einlegeteile sollten diese vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Fügeteile bestehen bzw. aus einem Material, das bezogen auf das Material der Fügeteile, gute Schweißeigenschaften besitzt. Durch den Einsatz von Einlegeteilen aus einem Material mit einem höheren spezifischen elektrischen Widerstand als die Fügeteile, kann die innere Widerstandserwärmung für das Einlegeteil noch erhöht werden. Die dadurch bedingte geringere Aufschmelzung der Fügeteile wirkt sich besonders bei hochfesten Stählen schonend auf die Beeinflussung der Gefügestruktur aus. Bevorzugte Materialien für die Einlegeteile sind zum Beispiel der Schweißzusatzwerkstoff SG2 oder der hochlegierte Zusatzwerkstoff X2CrNiMo 1912. Zur Reduzierung von Härterißerscheinungen in der Schweißzone kann der SG2 vor der Verarbeitung einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Einlegeteile aus vorgenannten Materialien sind besonders gut zur Verbindung von Fügeteilen aus hochfesten Stählen, wie Bake-Hardening-Stähle (BHZ), Dualphasen-Stähle (DP), Restaustenit-Stähle-RA-(TRIP-Stähle), Complexphasen-Stähle (CP) oder Martensitphasenstähle (MS), geeignet. Da sich die TRIP-Stähle durch ein hohes Verfestigungsverhalten beim Crash auszeichnen, ist deren Einsatz im Fahrzeugkarosseriebau von besonderem Interesse. Bisher konnten die hochfesten Stähle wegen einer zu geringen Festigkeit der Schweißverbindungen noch nicht in diesem Bereich eingesetzt werden. Durch das neue vorgeschlagene Widerstandspunktschweißen mit Einlegeteilen ist es jedoch möglich, hochfeste Stähle so miteinander zu verbinden, daß in den Fügepunkten, zum Beispiel zwischen der B-Säule und dem Bodenblech eines PKW, die gewünschten hohen Festigkeiten realisiart werden können. Von besonderem Vorteil ist auch, daß aufgrund der hohen Festigkeit der Schweißverbindung die Anzahl der Fügestellen reduziert werden kann und dadurch die Fertigungsökonomie wesentlich verbessert wird. Zur Realisierung einer rationellen Fertigung ist es erforderlich, die Einlegteile vor dem Schweißprozeß an der Fügestelle zu fixieren. Dies kann entweder durch Heften der Einlegeteile mittels Kondensatorentladungsschweißen, Widerstandspunktschweißen oder Bolzenschweißverfahren an einem der Fügeteile erfolgen oder durch Kleben der Einlegeteile. Es besteht auch die Möglichkeit, das Einlegeteil auf einer Blechlotbeschichtung zu befestigen. Die Einlegeteile können auch in definierten Abständen entsprechend der zu setzenden Schweißpunkte auf einem geeigneten Trägermaterial fixiert werden. Dieses kann entweder eine dünne Folie aus schweißfähigem Material, zum Beispiel aus dem gleichen Material wie das Einlegeteil, eine lötbare Folie oder eine Kunststoffolie sein. Das Trägermaterial sollte dann mit einer klebfähigen Beschichtung, einem oder mehrerer Klebstreifenabschnitte, ausgerüstet sein, um dieses auf einem Fügeteil zu fixieren. Das Trägermaterial muß so beschaffen sein, daß es sich nicht nachteilig auf den Schweißprozeß und die Schweißeigenschaften auswirkt. Die konkreten Schweißparameter sind ausgehend von der Materialzusammensetzung der Fügeteile und der Einlegeteile für den jeweiligen Anwendungsfall gesondert zu ermitteln. Folgende Parameter werden empfohlen: Elektrodenkraft 2, 3 bis 5 kN, Schweißzeit 3 bis 12 Per, vorzugsweise 6 bis 8 Per, und ein Schweißstrom von 17 bis 37 kA, vorzugsweise 29 kA. Schweißverbindungen von Hochfesten-Stahlblechen (Dicke 1 mm) mit einem klammerförmigen Einlegeteil und einem Schweißpunkt ergaben eine Festigkeit der Verbindung von ca. 25 kN. Bei einer Verbindung mit drei Schweißpunkten wurde eine Festigkeit von 60 kN erreicht. Nach der herkömmlichen Technologie des Widerstandspunktschweißens wurde dagegen mit einem Schweißpunkt eine Festigkeit von ca. 12 kN und bei fünf Schweißpunkten von 42 kN erzielt.

Die erfindungsgemäße Verfahrensweise kann mit einer herkömmlichen Widerstandspunktschweißmaschine durchgeführt werden, wobei flache Elektroden eingesetzt werden sollten. Durch die geringeren Temperaturen an den Außenseiten der Fügeteile werden die Elektroden thermisch weniger belastet und kommen nicht mit schmelzflüssigem Material in Kontakt, so daß sich die Elektrodenstandzeiten erheblich verlängern.

Ein weiterer Vorteil gegenüber den herkömmlichen Widerstandspunktschweißprozessen ist die mögliche Beeinflussung des Gefüges im Mischschweißgut der Schweißlinse bei Verbindungen zwischen un- bzw. niedriglegierten Stählen und hochlegierten Stählen. Diese Mischgefüge weisen des öfteren Heißriß, Härteriß, Sigmaversprödung und Anfälligkeit zu interkristalliner Korrosion auf (Schaefflerdiagramm). Mit dem Einlegeteil kann durch seine Legierungszusammensetzung, seinem spezifischen elektrischen Widerstand und seiner Größe erstmalig beim Widerstandsschweißen die Bildung der Schweißlinse und die Vermischung beeinflusst werden, wie es sinngemäß beim Schmelzschweißverfahren (MIG, Lichtbogenhandschweißen) durch die Fugenform und Zusatzwerkstoffauswahl praktizierbar ist. Durch diese zusätzliche Einflußnahme auf das zu bildende Gefüge werden neue Varianten der Mischbauweise mit Feinblechen ermöglicht. Zum Beispiel Verbindungen zwischen einem St 014 und einem X5CrNi1810 (1.4301) durch Verwendung eines erfindungsgemäßen Einlegeteils aus X 12 CrNiMo 19 103 (1.4431). Die Vermischung dieser Werkstoffe in der Schweißlinse ergibt ein Gefüge, welches hinsichtlich einer interkristallinen Korrosion beständig ist.

Eine Anwendung der vorgeschlagenen Verfahrensweise auf eine Dreiblechverbindung erweitert die Möglichkeiten der Widerstandsschweißung. Die Kontaktflächen zwischen den Blechen sind je nach Oberflächenzustand und Ebenheit beim herkömmlichen Punktschweißen undefiniert. Andererseits wird bei Verwendung von Einlegeteilen der Stromfluß zwischen den Blechen insbesondere über diese konzentriert.

Es sind ebenfalls größere Verbindungsflächen möglich.

Das vorgeschlagene Verfahren ist besonders zur Verbindung von Blechen oder Blechen mit Profilen oder Profilen geeignet. Die Bleche können auch zu einer Mehrblechverbindung verschweißt werden, wobei zwischen den einzelnen Blechlagen ein- oder mehrere Einlegeteile fixiert worden sind. Die Fügeteile sollten im Überlappungsbereich, zumindest zwischen den Fügestellen, eine ebene oder leicht gekrümmte Fläche aufweisen. Verformungen sonstiger Art im Bereich der Fügestellen wirken sich nachteilig auf die Festigkeit der herzustellenden Schweißverbindung aus.

Die Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 den Aufbau einer Widerstandspunktschweißeinrichtung zum Verbinden eines Bleches mit einem Rahmenprofil in vereinfachter Schnittdarstellung,

Fig. 2 den Aufbau einer Punktschweißeinrichtung mit induktiver Erwärmung zur Verbindung von zwei Blechen in vereinfachter Schnittdarstellung,

Fig. 3 verschiedene geometrische Formen der Einlegeteile und

Fig. 4 auf einem Trägermaterial fixierte Einlegeteile als Draufsicht.

Das Widerstandspunktschweißen kann mittels einer an sich bekannten Widerstandsschweißeinrichtung erfolgen. Wie in Fig. 1 gezeigt besteht diese aus den beiden Elektroden 1 und 2 mit einer planen Oberfläche. Die beiden Elektroden sind an eine nicht näher gezeigte Schweißstromquelle angeschlossen. Auf eine oder auf beide Elektroden 1, 2 wird die erforderliche Elektrodenkraft aufgebracht, die durch die beiden Pfeile in Fig. 1 angedeutet ist. Zwischen den beiden Elektroden 1, 2 sind die zu fügenden Teile, ein Blech 3 und ein Profil 4, positioniert. An der Unterseite des Bleches 3 ist ein aus einem Draht gebildeter Ring 5 mit einem ringförmigen Querschnitt als Einlegeteil fixiert. Nach Einstellung der erforderlichen Schweißparameter werden die Teile 3 und 4 durch Bildung der vorgegebenen Anzahl an Schweißpunkten gefügt, wobei je Schweißpunkt ein Einlegeteil eingesetzt wird. In der Fig. 2 ist eine Schweißeinrichtung zur Verbindung von zwei Blechen 3 und 3a mittels einer induktiven Erwärmung des Einlegeteiles 5 gezeigt. Um die Induktionsspule 6 (300 bis 1000 kHz) ist die vertikal bewegliche Druckeinrichtung 7 angeordnet und darunter befindet sich der Stempel 8, der ebenfalls mittels einer Druckkraft beaufschlagbar ist. Zwischen dem Stempel 8 und der Druckeinrichtung 7 sind die zu fügenden Bleche 3, 3a angeordnet, zwischen denen das Einlegteil, ein Ring 5, positioniert ist.

Möglichkeiten für verschiedene geeignete geometrische Formen der Einlegeteile sind in der Fig. 3 dargestellt. Die aus draht- oder bandförmigem Material oder durch Ausstanzvorgänge hergestellten Einlegeteile besitzen mindestens einen in Richtung zu den Fügeteilen offenen Zwischenraum 9, der je nach Form des Einlegeteiles in seiner Größe unterschiedlich sein kann. Die Einlegeteile können als geschlossener a) oder offener Ring b), als Klammer c), als gebogenes geschlossenes Teil d) mit Ausformungen längs des Drahtes, als Ellipse e) oder als ein- oder mehrfach gebogenes bzw. gekrümmtes Teil f) bzw. g) ausgebildet sein, wobei diese Aufzählung keinen Anspruch auf Vollständigkeit erhebt. Bei einem S-förmigen Einlegeteil g) sind z. B. zwei Zwischenräume 9, 9a vorhanden.

In der Fig. 4 ist eine Trägerfolie 10 aus Kunststoff gezeigt, mit drei als geschlossener Ring 5 ausgebildeten Einlegeteilen, die in entsprechend den zu setzenden Schweißpunkten vorgegebenen Abständen angeordnet sind. Die Einlegeteile sind in der Folie 10 eingeschweißt. An der Unterseite ist die Folie mit zwei Klebstreifen 11 ausgerüstet, mittels derer die Trägerfolie 10 mit den Einlegeteilen 5 auf dem Fügeteil befestigt wird.

Beispiel 1

Zwei Feinbleche der Abmessung 60 × 100 mm aus hochfestem Stahl (TRIP 700) mit einer Dicke von je 1 mm sollen durch Widerstandpunktschweißen unter Verwendung eines klammerförmigen Einlegeteiles aus dem Schweißzusatzwerkstoff SG2 gefügt werden. Das Einlegeteil hat die in Fig. 3c) gezeigte Form und die Abmessung 7 × 18 mm, eine Materialdicke von 1 mm mit kreisrundem Querschnitt. Die gestreckte Länge der Klammer beträgt 40,85 mm. Die Klammer wird auf der Oberseite des unteren Bleches quer zur Zugrichtung der Probe durch Kondensatorentladungsschweißen fixiert. Als Widerstandspunktschweißmaschine wird eine Einphasen-Wechselstrom-Maschine vom Typ Dalex MPS 8043/1 eingesetzt, unter Verwendung von Punktschweißelektroden mit einem Arbeitsflächendurchmesser von 25 mm und planer Oberfläche. Zusätzlich wurde am unteren Elektrodenhalter eine Auflage für die zu fügenden Bleche montiert. Die Bleche werden unter Einhaltung einer Überlappungsbreite von 35 mm zwischen den Elektroden positioniert. Der anschließende Schweißvorgang wurde unter Einstellung folgender Parameter durchgeführt:
Kurzschlußstrom: 30 kA
Elektrodenkraft: 5 kN
Schweißzeit 7: Per

Die Festigkeitsuntersuchung des Schweißpunktes erfolgte mittels einer ZWICK Universalprüfmaschine Z 050. Es wurde eine Festigkeit des Schweißpunktes von 23 kN ermittelt. Die äußeren Oberflächen der gefügten Bleche wiesen keine sichtbaren Eindruckstellen auf. Die eingebrachte Energie als Stromdichte ist mit 0,2 kA/mm² im Vergleich zu dem konventionellen Punktschweißen sehr gering und die erzielte aufgeschmolzene Verbindungsfläche beträgt 120 mm².

Vergleichsbeispiel 1

Der Schweißvorgang gemäß Beispiel 1 wurde mittels punktförmiger Elektroden (Durchmesser 5 mm an der Elektrodenoberfläche) unter gleichen Bedingungen wiederholt, jedoch ohne die Verwendung von Einlegeteilen. Die ermittelte Festigkeit des Schweißpunktes betrug jedoch nur 12 kN. Die Stromdichte mit 0,35 kA/mm² ist vergleichsweise hoch und die erzielte aufgeschmolzene Verbindungsfläche beträgt 19,6 mm². An den Außenflächen der verschweißten Bleche waren deutliche Eindruckstellen sichtbar.

Beispiel 2

IHU-Profile aus ZStE 260 (kastenähnliches Profil) werden mit Feinblechen aus TRIP 700 mit einer Dicke von 1 mm mittels einer Widerstandspunktschweißmaschine gemäß Beispiel 1 unter Verwendung geschlossener, ringförmiger Einlegeteile mit einem Drahtdurchmesser von 15 mm und einer Dicke von 1 mm, an drei Schweißpunkten verschweißt. Für die einzelnen Proben werden Einlegeteile aus unterschiedlichen Materialien, SG2 und X2CrNiMo 1912, eingesetzt.

Die Schweißvorgänge erfolgen unter Einstellung folgender Parameter:
Kurzschlußstrom: 29 bis 37 kA
Elektrodenkraft: 5 kN
Schweißzeit: 6 bis 8 Per

Die Schweißverbindungen mit drei Schweißpunkten zwischen dem Profil und dem hochfesten Stahlblech erreichten Festigkeitswerte von 55 bis 60 kN, wobei die unterschiedlichen Materialien der Einlegeteile sich nicht nennenswert auf die Festigkeitswerte auswirkten.

Vergleichsbeispiel 2

Der Schweißvorgang gemäß Beispiel 2 wurde mittels punktförmiger Elektroden (Durchmesser 5 mm an der Elektrodenoberfläche) unter gleichen Bedingungen wie im Beispiel 2 wiederholt, jedoch durch Setzen von fünf Schweißpunkten und ohne die Verwendung von Einlegeteilen. Die ermittelten Festigkeitswerte der Schweißverbindungen betrugen 38 bis 42 kN, wobei jedoch die höhere Anzahl an Schweißpunkten zu berücksichtigen ist.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Elektrode

2

Elektrode

3

Blech

3

a Blech

4

Profil

5

Ring

6

Induktionsspule

7

Druckeinrichtung

8

Stempel

9

Zwischenraum

9

a Zwischenraum

10

Trägerfolie

11

Klebstreifen

Claims

1. Verfahren zum Punktschweißen mittels Widerstands- oder induktiver Erwärmung von unlegierten oder legierten Stählen, insbesondere hochfesten Stählen, dadurch gekennzeichnet, daß im Überlappungsbereich der Fügeteile zwischen den eine ebene oder leicht gekrümmte Fläche aufweisenden Fügestellen mindestens ein vorgefertigtes schweißfähiges, aus draht-, bandförmigem oder profiliertem Material gebildetes Einlegeteil mit mindesten einem in Richtung zu den Fügeteilen offenen Zwischenraum angeordnet wird und das Einlegeteil durch Widerstands- oder induktive Erwärmung vollständig aufgeschmolzen wird und dabei sich während des Schweißvorganges bildendes Schweißgut des Einlegeteiles zur Ausbildung der Schweißlinse in den Zwischenraum fließt und durch die aufgebrachte Elektroden- oder Druckkraft zwischen dem aufgeschmolzenen Einlegeteil und den Fügeteilen eine feste Verbindung gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Schweißpunkt ein Einlegeteil oder mehrere Einlegeteile eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einlegeteile in definierten Abständen entsprechend der zu setzenden Schweißpunkte mit einem Trägermaterial verbunden werden und dieses vor dem eigentlichen Schweißvorgang an der Innenseite eines der Fügeteile befestigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial aus dem gleichen Material wie das Einlegeteil besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial eine Kunststoffolie ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Einlegeteile auf einer Blechlotbeschichtung fixiert und durch Löten an einem der Fügeteile befestigt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlegeteil eine Materialdicke von 0,2 bis 4 mm besitzt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlegeteile durch Kleben oder durch Mikro-Schmelzschweißverfahren an einem der Fügeteile befestigt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlegeteile eine offene oder geschlossene Form aufweisen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlegeteile durch Biegen von drahtförmigem oder profiliertem Material oder durch Ausstanzen aus band- oder blechförmigem Material oder als Formkörper gebildet werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlegeteile aus einem Material mit einem höheren spezifischen elektrischen Widerstand als das Material der Fügeteile bestehen.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für das Widerstandspunktschweißen hochfester Stähle Einlegeteile aus den Zusatzwerkstoffen SG2 oder X2CrNiMo eingesetzt werden und der Schweißvorgang mit einer Elektrodenkraft von 2, 3 bis 5 kN, einem Kurzschlußstrom von 17 bis 37 kA und einer Schweißzeit von 3 bis 12 Per durchgeführt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Fügen dünnwandiger Bleche die untere Elektrodenhalterung mit einer zusätzlichen Auflage ausgerüstet wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch Veränderungen der Legierungszusammensetzung der Einlegeteile, deren spezifischem elektrischem Widerstand und der Abmessungen der Einlegeteile, das Gefüge im Mischschweißgut der Schweißlinse gezielt beeinflußt wird, um Verbindungen zwischen un- oder niedriglegierten und hochlegierten Stählen herzustellen.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dieses unter Verwendung eines oder mehrerer Einlegeteile zur Mehrblechverbindung eingesetzt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dieses zur Verbindung von Blechen an geschlossenen oder offenen Hohlprofilen eingesetzt wird.

17. Fügehilfsmittel zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieses aus einem vorgefertigten schweißfähigen, aus draht-, bandförmigem oder profiliertem Material gebildetem Einlegeteil (5) mit mindesten einem in Richtung zu den Fügeteilen (3, 3a, 4) offenen Zwischenraum (9, 9a) besteht.

18. Fügehilfsmittel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß dieses an mindestens einem der Fügeteile (3, 3a, 4) befestigbar ist.

19. Fügehilfsmittel nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlegeteile (5) eine offene oder geschlossene Form aufweisen.

20. Fügehilfsmittel nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlegeteile (5) aus dem gleichen Material wie die Fügeteile (3, 3a, 4) bestehen.

21. Fügehilfsmittel nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlegeteile (5) aus einem Material mit einem höheren spezifischen elektrischen Widerstand als das Material der Fügeteile (3, 3a, 4) bestehen.

22. Fügehilfsmittel nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlegeteile (5) die Form eines Ringes oder einer Klammer aufweisen.

23. Fügehilfsmittel nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdicke der Einlegeteile (5) 0,2 mm bis 4 mm beträgt.

24. Fügehilfsmittel nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlegeteile(5) auf einem Trägermaterial (10) oder einer Blechlotbeschichtung befestigt sind.

25. Fügehilfsmittel nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlegeteil (5) aus einer Legierungszusammensetzung besteht, die mit den Fügeteilen (3, 3a, 4) eine Mischbauweise bildet.