DE4426436C2 - Verfahren zum Ermitteln der zum Punktschweißen von Blechteilen optimal geeigneten Schweißparametern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ermitteln der zum Punkt­ schweißen von Blechstreifen optimal geeigneten Schweißparameter.

Es ist allgemein bekannt, Schweißverbindungen entweder zerstörungsfrei zu prüfen mit allgemein bekannten Methoden, beispielsweise mit Ultraschall, oder zerstörend zu prüfen. Eine zerstörende Prüfung hat hierbei den Nachteil, dass das bereits be­ arbeitete Bauteil nicht mehr weiterverwendet werden kann. Aus diesem Grunde wird eine derartige Prüfung nur sehr sporadisch durchgeführt.

Deshalb ist es aus Wellinger-Eichhorn-Gimmel: Schweißen 1964, Alfred Kröner Verlag, Stuttgart, auf Seite 205 bekannt, dass die Güte von Schweißverbindungen an Probeschweißungen ermittelt werden kann, die dann anschließend zerstörend geprüft werden. Anhand dieser Probeschweißung werden dann für die Produktion die Schweißparameter eingestellt.

Aus den DVS-Merkblättern Widerstandsschweißtechnik, Düsseldorf, Deutscher Verlag für Schweißtechnik, 1981, Seiten 156-170, insbesondere Seite 160, Kapitel 1 und Seite 166, Kapitel 4 ist es bekannt, zwei Blechstreifen miteinander zu ver­ schweißen und dann anschließend zerstörend zu trennen. Die Art des Bruches und die Größe des ausgerissenen Schweißbutzens bzw. der abgescherten Fläche sind Beurteilungshilfen für die Tragfähigkeit der Verbindung. Weiterhin ist es daraus be­ kannt, bei einer zerstörungsfreien Prüfung mit Hilfe der Makroschliffherstellung den Schweißbutzen einer intakten Schweißverbindung nach Form und Ausdehnung zu erfassen und auszuwerten.

Aus STANLEY, Wallace A., Resistance Welding, New York, McGraw-Hill Book Company, 1950, Seiten 253 bis 262, insbesondere Seite 255, wird ebenfalls zum Testen einer Schweißverbindung beschrieben, zwei Blechstreifen zu verschweißen und dann anschließend zerstörend zu trennen, um dann die Art des Schweiß­ butzens zu beurteilen und hieraus Rückschlüsse auf die Schweißqualität zu schließen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Prüfen von Punktschweißverbin­ dung bereit zu stellen, die mit relativ einfachen Mitteln eine wiederholbare stich­ punktartige Kontrolle der Güte der Punktschweißverbindung er­ laubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des 1. Anspruchs gelöst. Das Verfahren eignet sich hervorragend dazu, kostengünstig die not­ wendigen Schweißparameter in Abhängigkeit unterschiedli­ cher Materialien und/oder Oberflächenbeschaffenheit/-be­ schichtungen zu ermitteln. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn pro Teststreifen 20 Schweißpunkte gesetzt werden und insgesamt mindestens 50 Schweißpunkte ausgewertet werden, um eine gesicherte Aussage zu treffen. Hierbei können die Schweißparameter konstant gehalten werden. Dann werden die Werkstoffpaarungen und/oder ihre Oberflächen­ beschaffenheit/-beschichtungen geändert oder bei konstan­ ter Werkstoffpaarung oder Oberflächengüten werden die Schweißparameter variiert, um den optimalen Schweißpunkt zu ermitteln. Mit diesem Verfahren erhält man die optimal erzielbaren Schweißparameter, wobei dann hiermit weitere Teststreifen geschweißt werden können um festzustellen, ob die geforderten. Festigkeitseigenschaften des Bauteils überhaupt erzielt werden können.

Die Weiterbildung nach Anspruch 2 erlaubt Rückschlüsse auf die Güte der Punktschweißverbindungen an Bauteilen, ohne sie zerstörend prüfen zu müssen. Es hat sich nämlich überraschenderweise herausgestellt, daß bei Zusammen­ punkten von Blechstreifen zu einem Teststreifen unter Produktionsbedingungen der erzeugte Durchmesser der Schweißlinse zwischen den einzelnen Blechstreifen in einem festen Verhältnis zum Durchmesser der Schweißlinse am Bauteil steht, das ebenfalls unter Produktions­ bedingungen hergestellt wird. Dieses Verhältnis wird für jedes Bauteil durch Vergleich ermittelt. Somit ist es nunmehr nur noch erforderlich, in regelmäßigen Abständen Teststreifen unter Produktionsbedingungen schweißen zu lassen und diese dann zerstörend zu prüfen. Ändern sich hierbei die Durchmesser der Schweißlinsen, so kann da­ durch auf eine Veränderung der Schweißparameter und damit der Schweißgüte der zu verschweißenden Bauteile ge­ schlossen werden. Somit ist es nicht mehr erforderlich, die Bauteile selbst zerstörend zu prüfen, um eine ein­ deutige Aussage über die Güte der Punktschweißverbindung zu erzielen. Die Anzahl der Bleche, aus denen die Test­ streifen bestehen, entspricht der Anzahl am Bauteil, in der Regel also 2 oder 3 Bleche, die miteinander ver­ schweißt werden.

Unter dem Hinweis "Verschweißen unter Produktions­ bedingungen" kann auch die Einhaltung der Lage der Schweißzange wie beim Schweißen des Bauteiles verstanden werden, die eventuell nur aufgrund der Zugänglichkeit zur Schweißstelle am Bauteil erforderlich ist. In der Regel liegt der Teststreifen jedoch bei der Setzung der einzel­ nen Schweißpunkte in einer optimalen Lage, um so den bestmöglichen Schweißpunkt zu erzeugen.

Die Weiterbildung nach Anspruch 3 beschreibt ein vorteil­ haftes Verfahren, wie ein definiertes Schwächen der Schweißpunkte erzielt werden kann. Durch dieses Anbohren wird sichergestellt, daß der geschwächte Blechstreifen abgerissen werden kann, daß aber an dem anderem Blech­ streifen die Schweißlinsen stehen bleiben und so zu einer weiteren Messung zur Verfügung stehen. Dadurch wird auch ein geringer Kraftaufwand beim Trennen des Teststreifens erzielt, so daß die Einschnürung der Schweißlinse ver­ ringert wird. Somit erhält man eine exakte Übertragbar­ keit in der Größe von Schweißlinsen, die sich an einem Schliffbild ermitteln lassen zu denen, die gemäß der Er­ findung durch Anbohren und Trennen erzielt werden.

Die Weiterbildung nach Anspruch 4 hat den Vorteil, daß durch eine Reihe von Teststreifen für jede Variation der Schweißparameter und/oder auch der Bauteiloberflächen eine charakteristische Ausprägung der Schweißlinse in ihrem Durchmesser zugeordnet werden kann. Damit ist es möglich, beim Auftreten von Abweichungen im Linsendurch­ messer direkt auf einen Fehler bzw. eine Abweichung bei den Schweißparametern zu schließen, so daß diese sofort korrigiert werden können. Auch können dadurch Grenzwerte festgelegt werden für noch ausreichende Schweißgüte. Ver­ suchsreihen haben ergeben, daß das erfindungsgemäße Ver­ fahren sehr zuverlässige und reproduzierbare Werte lie­ fert.

Die Ansprüche 5 bis 7 beschreiben vorteilhafte Ausbil­ dungen des Teststreifens. Wie hieraus ersichtbar ist, reichen relativ kleine Teststreifen aus, um eine verläß­ liche Aussage über die Güte der Schweißpunkte zu erzie­ len. Dadurch ist es möglich, daß eine Qualitätsüber­ wachung direkt an der Schweißstelle durch den zuständigen Werker durchgeführt werden kann und damit auch bei einem eventuellen sich Verschlechtern der Schweißpunkte sofort in die Maschinensteuerung eingegriffen werden kann. Es werden also keine langwierigen oder teuren Untersuchungen notwendig, die sich nicht in einen Produktionsprozeß ohne Zeitverzögerung einreihen lassen.

Eine kostengünstige Methode zur Ermittlung der notwendi­ gen Schweißparameter bzw. zur Feststellung, ob überhaupt eine zuverlässige Schweißung möglich ist, in Abhängigkeit unterschiedlicher Materialien und/oder Oberflächen­ beschaffenheit/-beschichtungen besteht darin, daß Test­ streifen aus zwei oder drei Blechstreifen mit der unter Produktionsbedingungen zum Einsatz kommenden Schweiß­ einrichtung hergestellt werden.

Beim Herstellen der Teststreifen werden jedoch die Schweißparameter für mehrere Probeschweißungen konstant gehalten. Sodann werden die Schweißpunkte definiert ge­ schwächt an einem der Blechstreifen und anschließend wer­ den sie getrennt. Als nächstes werden die Durchmesser der Schweißpunkte an dem nicht geschwächten Bauteil vermes­ sen. Sodann werden die Durchmesser der Schweißpunkte aus­ gewertet dahingehend, ob Abweichungen untereinander fest­ zustellen sind. Auf diese Art wird der optimale Schweiß­ punkt ermittelt und damit die zu diesem Schweißpunkt ge­ hörenden Schweißparameter. Dieses Verfahren hat sich in der Praxis sehr gut bewährt, jedoch sollten - um eine zu­ verlässige Aussage zu erhalten - mindestens 20 Schweiß­ punkte pro Teststreifen gesetzt werden und mindestens 50 Punkte ausgewertet werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Ermitteln der zum Punktschweißen von Blechteilen optimal geeigneten Schweißparameter mit folgenden Schritten:

• - Herstellen einer Testreihe von Schweißpunkten mit konstanten Schweißparametern auf Produktionsmaschinen an einem Teststreifen aus mindestens zwei Blechstreifen gleichen Materials und gleicher Oberflächenbeschaffenheit wie beim zu fertigenden Bauteil;
• - definiertes Schwächen der Schweißpunkte an einem der Blechstrei­ fen;
• - Trennen der Blechstreifen;
• - Auswerten der Durchmesser der Schweißpunkte an dem nicht ge­ schwächten Blechstreifen und Bestimmen der optimalen Schweiß­ parameter.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Herstellen von Schweißpunkten am Bauteil unter Produktionsbedingungen mit anschließender zerstörender Prüfung der Schweißpunkte und Vergleichen mit den Meßwerten der Teststreifenmeßpunkte.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das definierte Schwä­ chen der Schweißpunkte durch Anbohren mit einem Fingerfräser geschieht.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Setzen der Schweißpunkte am Teststreifen die Schweißparameter - in an sich bekannter Weise - erfaßt werden.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teststreifen eine Breite von 30 mm aufweisen.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 5 Schweiß­ punkte pro Teststreifen gesetzt werden.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennen der beiden Blechstreifen von Hand durch Aufmeißeln geschieht.