WO2024052132A1 - Verfahren zur herstellung eines verbunds von streckgittern, stapel von streckgittern und portalmaschine - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines verbunds von streckgittern, stapel von streckgittern und portalmaschine Download PDF

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WO2024052132A1
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welding
capacitors
expanded metal
pulses
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Alexander Spies
Simon Kießlich
Philip Terhorst
Tim Schreiber
Julian Sper
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Siemens Energy Global GmbH & Co. KG
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    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a composite of expanded metals, which are used in particular in electrolysis, a stack of expanded metals and a gantry machine.
  • Such expanded metal layers include: a. known from EA 010551 Bl, EP 0 204 126 Al or EP 3 625 379 Al.
  • connection is made using a so-called KE welding process (capacitor discharge) under protective gas.
  • KE welding process capacitor discharge
  • Such a method and such a system is known from EP 1 852 207 A2.
  • a so-called capacitor discharge welding process is used, which is created by discharging a capacitor. This sends a welding pulse.
  • the size of the welding stamp which makes many welds necessary in the x and y directions over large areas and promotes spatter formation by introducing a one-sided magnetic field.
  • the evenness of the expanded metal composite is relevant to the quality of the PEM electrolytic cell.
  • the task is solved by a method according to claim 1, a stack according to claim 17 and a gantry machine according to claim 18.
  • Figure 1 shows a schematic top view of an arrangement during welding
  • Figure 2 shows an arrangement of expanded metal mesh
  • Figure 3 shows an exemplary time course of pulses used
  • Figure 4 shows a detailed view of an expanded metal.
  • a new type of welding machine a portal welding machine, which also contains several capacitors/capacitors connected in parallel, which can be controlled one after the other in a time-controlled manner, significantly improves the KE welding process.
  • This KE welding process can connect both stainless steel and titanium structures. If a longer welding pulse is required, the energy of a capacitor does not necessarily have to be significantly increased, which leads to a more even heat input into the welding zone and reduces the unwanted welding influence zones.
  • the welding stamp size is significantly increased, meaning significantly fewer welds are necessary per composite.
  • FIG. 1 shows schematically an arrangement 1 with a top view of a stack 7 (or composite) of at least two or more expanded metal grids 10, 10 ', 10' ', ... (Fig. 2) and electrodes 4.
  • the expanded metal 10; 10', 10'', ... have a preferably rectangular shape and an aspect ratio of at least 1.2, in particular at least greater than 2.0.
  • Such a stack 7 of expanded metal 10; 10 ', 10' ', ... is introduced into the portal welding machine and welded together there using stamps that represent the electrodes 4.
  • the electrodes 4 preferably also have a rectangular cross section that is at least as long as the stack 7 or the expanded metal 10; 10', 10'', ... are wide, preferably overhanging them.
  • the stack 7 can only be welded together in sections along its longitudinal direction by the electrode 4.
  • the stack 7 and the electrodes 4 are only displaced relative to one another in order to connect the entire length of the stack 7 to one another, since the entire width of the stack 7 is covered by its stamp surface (or electrode surface). This time course is indicated by the dashed line 4 '(1st weld) to 4'' (2nd weld).
  • Improvements can thus be achieved with regard to the flatness of individual expanded metal grids 10 , 10 ′ , 10 ′′ , ... and the entire stack 7 .
  • the welding pulse can be controlled by the presence of several capacitances in such a way that spatter formation is almost avoided.
  • the arrangement of the control technology of the gantry machine generates two opposing magnetic fields, which means that no force is created on ferromagnetic particles and thus the formation of spatter can be massively reduced.
  • Such a system for the capacitor discharge welding process has several capacitors that are used for discharge for welding.
  • the capacitors can be charged to different degrees. This is made possible by controlling the gantry machine.
  • the portal machine can also have several capacitors that have different charging capacities.
  • the gantry machine also has a control that can charge and discharge the capacitors differently.
  • the pre-pulse V serves to activate the surfaces of the expanded metal to be connected 10, 10 ', 10'', ... and thus to reduce spatter.
  • the at least one optional post-pulse N improves the joining zone with regard to the connection, so it is possible to achieve good connections with reduced peak currents and thus very little spatter formation.
  • the job of the pre-pulse is to activate the surface to reduce weld spatter.
  • capacitors with a capacity of preferably 25% ... 50% of the main pulse H or correspondingly different capacitor capacities, extremely short current rise times can be achieved.
  • the energy per stamp area is 0.3...1.75J/mm 2 , especially 0.3...0.75 J/mm 2 for steel, especially for VA steel, and 1.0...1.75J /mm 2 , in particular 1.0 ... 1.3 J/mm 2 , for titanium (Ti) or for titanium alloys.
  • the ignition distance, i.e. the pulse pause, between pre-pulse V and main pulse H are selected so that they are electrically and thermally coupled.
  • the firing intervals are preferably between 2ms ... 10ms.
  • the main pulse H is the first joining pulse.
  • the main pulse energy has an energy per area of 0.75...3.25 J/ mm2 , in particular 0.75...1.3J/ mm2 for steel, in particular VA steel, and 2.0... .3.25J/ mm2 , in particular 2.5 ... 3.25J/mm 2 , for titanium (Ti) or for titanium alloys.
  • the ignition distance between the main pulse H and the optional after-pulse N is selected so that they are electrically and thermally coupled.
  • the ignition intervals are preferably between 10ms ... 30ms.
  • the after-pulse N is tuned and serves as a second joining pulse.
  • the need to use the after-pulse N must be selected depending on the materials of the expanded metal 10, 10', 10''.
  • the post-pulse energy per stamp area is 1.1 ... 4.0 J/mm 2 , in particular 1.1 ... 2.0 J/mm 2 , especially 1.1 ... 1.3 J/mm 2 , for steel, especially stainless steel, and 2.2...4.0J/ mm2 , in particular 2.6...4.0J/ mm2 , for titanium (Ti) or titanium alloys.
  • Figure 3 shows an exemplary course of 3 pulses V, H, N.
  • the energy content E or the capacitance used of the capacitor(s) is plotted on the y-axis versus the time course t of the discharge on the x-axis.
  • the area under the curve is a measure of the energy input during welding.
  • these are a pre-pulse V, a main pulse H and an after-pulse N.
  • the pulse curves resemble a Weibull function with a steep rise to the maximum.
  • the distances between the maxima of the different and successive pulses V, H, N are also a measure of the distances between the ignition of the different capacitors for the different pulses.
  • the main pulse H is ignited, which has a significantly higher energy than the pre-pulse V and leads to the first welding of the metallic expanded metal grids 10, 10', 10'',... to be joined.
  • the electrodes 4 preferably have the following sizes of 50x500...250x500mm, preferably 50x400...100x400mm.
  • Figure 2 shows a cross section through an arrangement 1 according to Figure 1.
  • the individual expanded metal grids 10', 10'', 10''' can be seen.
  • a mechanical preload F is used during welding.
  • Figure 4 shows an exemplary top view of an expanded metal 10.
  • the expanded metal 10 has a longitudinal direction 16.
  • the expanded metal 10 has several through openings 13, which are preferably evenly distributed over the surface of the expanded metal 10.
  • the openings 13 are preferably not round and have an aspect ratio of significantly greater than 1, i.e. at least 1.1, i.e. H. are elongated and preferably extend in the direction of the longitudinal direction 16 of the expanded metal 10.
  • the openings 13 can be oval or elliptical.
  • the expanded metals 10'...10'' (Fig. 2) are preferably arranged one above the other in such a way that the longitudinal directions 19 of the respective openings 13 of the respective layers 10', 10'',... of the expanded metals each run in the same direction .

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum großflächigen metallurgischen Verbinden von mehreren metallischen Lagen (10, 10', 10'',...), bei dem ein Kondensatorentladung-Schweißverfahren verwendet wird, bei dem mehrere Kondensatoren verwendet werden, die hintereinander entladen werden, wobei zumindest zwei Pulse (V, H, N) verwendet werden, wobei sich die zumindest zwei Pulse (V, H, N) zumindest in der Energiedichte in J/mm² um mindestens 10% unterscheiden.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Verbunds von Streckgittern, Stapel von Streckgittern und Portalmaschine
Die Erfindung betri f ft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbunds von Streckgittern, die insbesondere in der Elektrolyse verwendet werden, ein Stapel von Streckgittern sowie eine Portalmaschine .
Für eine PEM-Elektrolysezelle werden zur flächigen Kontaktierung der Elektroden feinporige und graduierte Strukturen benötigt .
Dies erfolgt mit aufwändig herzustellenden und damit sehr teuren Sinterstrukturen ( s . a . EP 3 625 379 Al ) .
Neuere Entwicklungen bauen auf alternative graduierte Strukturen wie miteinander verbundene Streckgitterlagen . Solche Streckgitterlagen sind u . a . bekannt aus der EA 010551 Bl , EP 0 204 126 Al oder EP 3 625 379 Al .
Die Verbindung erfolgt dabei über einen sogenannten KE- Schweißprozess (Kondensator-Entladung) unter Schutzgas . Ein solches Verfahren und eine solche Anlage ist bekannt aus der EP 1 852 207 A2 .
Dabei wird ein sogenannter Kondensator-Entladungs-Schweiß- prozess verwendet , welcher durch die Entladung eines Kondensators entsteht . Dadurch wird ein Schweißimpuls gesendet .
Will man mit mehr Energie schweißen, muss die Beladungshöhe dieses Impulses stark gesteigert werden .
Problematisch dann ist allerdings vor allem bei der Verarbeitung von Edelstahl , die Bildung von sogenannten Schweißsprat- zern durch die schlagartige Erhitzung der Atmosphäre um die Schweißstelle und der dadurch resultierende Austrag flüssigen Metalls .
Zudem ist durch die standardmäßige Verwendung einer sogenannten C-Bogen-Maschine die Größe des Schweißstempels ( Schweiß- elektroden) limitiert , was über große Flächen viele Schweißungen in x- und y- Richtung notwendig macht und durch das Einbringen eines einseitigen Magnetfelds die Sprat zerbildung begünstigt .
Des Weiteren ist die Ebenheit des Streckgitterverbundes qua- litätsrelevant für die PEM-Elektrolysezelle .
Es ist daher Aufgabe der Erfindung oben genannte Probleme zu lösen .
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 , ein Stapel gemäß Anspruch 17 und eine Portalmaschine gemäß Anspruch 18 .
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet , die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen .
Es zeigen
Figur 1 schematisch eine Aufsicht auf eine Anordnung beim Schweißen,
Figur 2 eine Anordnung von Streckgittern,
Figur 3 einen beispielhaften zeitlicher Verlauf von verwendeten Pulsen,
Figur 4 eine detaillierte Ansicht eines Streckgitters .
Die Figuren und die Beschreibung stellen nur Aus führungsbeispiele der Erfindung dar .
Ein neuer Schweißmaschinentyp, eine Portal-Schweißmaschine , der zudem mehrere parallel geschaltete Kapazitäten/Konden- satoren beinhaltet , welche zeitlich kontrolliert hintereinander gesteuert werden können, verbessert den KE-Schweißprozess wesentlich .
Durch diesen KE-Schweißprozess können sowohl Edelstahl- als auch Titan-Strukturen verbunden werden . Benötigt man einen längeren Schweißimpuls, muss die Energie eines Kondensators nicht zwangsweise deutlich erhöht werden, was zu einer gleichmäßigeren Wärmeeinfuhr in die Schweißzone führt und die unerwünschten Schweißeinflusszonen verringert.
Die Schweißstempelgröße ist deutlich erhöht, wodurch signifikant weniger Schweißungen pro Verbund notwendig werden.
Zudem ermöglicht es einen Durchlaufprozess, der also kontinuierlich erfolgen kann.
Die Figur 1 zeigt schematisch eine Anordnung 1 mit einer Aufsicht auf einen Stapel 7 (oder Verbund) von mindestens zwei oder mehreren Streckgittern 10, 10', 10' ', ... (Fig. 2) und Elektroden 4.
Die Streckgitter 10; 10', 10' ', ... haben eine vorzugsweise rechteckige Form und ein Aspektverhältnis von mindestens 1,2, insbesondere mindestens größer 2,0.
Ein solcher Stapel 7 von Streckgittern 10; 10', 10' ', ... wird in die Portal-Schweißmaschine eingebracht und dort mittels Stempeln, die die Elektroden 4 darstellen, zusammengeschweißt .
Die Elektroden 4 haben vorzugsweise ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt, der mindestens so lang ist wie der Stapel 7 oder die Streckgitter 10; 10', 10' ', ... breit sind, vorzugsweise diese überragt.
Dadurch kann der Stapel 7 abschnittsweise nur entlang seiner Längsrichtung durch die Elektrode 4 zusammengeschweißt werden .
Der Stapel 7 und die Elektroden 4 werden nur gegeneinander verschoben, um die gesamte Länge des Stapels 7 miteinander zu verbinden, da die komplette Breite des Stapels 7 durch seine Stempelfläche (bzw. Elektrodenfläche) abgedeckt wird. Dieser zeitliche Verlauf ist angedeutet durch den gestrichelt angedeuteten Verlauf 4 ' ( 1 . Schweißung) zu 4 ' ' ( 2 . Schweißung) .
Somit können Verbesserungen hinsichtlich der Ebenheit einzelner Streckgitter 10 , 10 ' , 10 ' ' , ... und des gesamten Stapels 7 erzielt werden .
Außerdem kann der Schweißimpuls durch das Vorhandensein mehrerer Kapazitäten so gesteuert werden, dass eine Spratzerbil- dung nahezu vermieden wird .
Die Anordnung der Leittechnik der Portalmaschine erzeugt zwei gegenläufige Magnetfelder, wodurch keine Kraft auf ferromagnetische Partikel entsteht und somit die Sprat zerbildung massiv reduziert werden kann .
Eine solche Anlage zum Kondensatorentladung-Schweißverfahren weist mehrere Kondensatoren auf , die zur Entladung zum Schweißen genutzt werden .
Die Kondensatoren können verschieden stark aufgeladen werden . Dies wird ermöglicht durch die Steuerung der Portalmaschine .
Die Portalmaschine kann dabei aber auch mehrere Kondensatoren aufweisen, die verschiedene Ladekapazitäten besitzen .
Ebenso weist die Portalmaschine eine Steuerung auf , die die Kondensatoren verschieden auf laden und entladen kann .
Folgende Verarbeitungs fenster wurden dabei als günstig identi fi ziert :
- Mehrfachpulse mit bis zu fünf Pulsen;
- Wartezeit zwischen den Pulsen mit bis zu 50ms .
Hierbei ist zwischen zumindest einem Vorpuls V und zumindest einem Hauptpuls H sowie optional nachgelagerte Nachpulse N zu di f ferenzieren . Der Vorpuls V dient der Aktivierung der Oberflächen der zu verbindenden Streckgitter 10, 10', 10' ', ... und somit zur Sprat zerredukt ion .
Der zumindest eine optionale Nachpuls N verbessert die Fügezone hinsichtlich der Anbindung, somit ist es möglich, gute Anbindungen bei reduzierten Spitzenströmen und somit sehr geringer Sprat zerbildung zu realisieren.
Vorpuls
Die Aufgabe des Vorpulses ist es, die Oberfläche zu aktivieren, um Schweißspritzer zu reduzieren.
Durch die Wahl von Kondensatoren mit einer Kapazität von vorzugsweise 25% ... 50% zum Hauptpuls H oder entsprechend verschiedenen Kondensatorkapazitäten sind extrem kurze Stromanstiegszeiten realisierbar.
Die Energie pro Stempelfläche beträgt 0, 3...1, 75J/mm2 , insbesondere 0, 3...0, 75 J/mm2 für Stahl, insbesondere für VA Stahl, und 1,0 ... l,75J/mm2, insbesondere 1,0 ... 1,3 J/mm2, für Titan (Ti) oder für Titanlegierungen.
Der Zündabstand, also die Pulspause, zwischen Vorpuls V und Hauptpuls H sind so gewählt, dass diese elektrisch und thermisch gekoppelt sind.
Die Zündabstände liegen vorzugsweise zwischen 2ms ... 10ms.
Hauptpuls
Der Hauptpuls H ist der erste Fügepuls.
Die Hauptpuls-Energie weist eine Energie pro Fläche 0,75 ... 3,25 J/mm2 auf, insbesondere 0,75 ... l,3J/mm2 für Stahl, insbesondere VA Stahl, und 2,0 ... 3,25J/mm2, insbesondere 2,5 ... 3,25J/mm2, für Titan (Ti) oder für Titanlegierungen.
Der Zündabstand zwischen Hauptpuls H und optionalem Nachpuls N ist so gewählt, dass diese elektrisch und thermisch gekoppelt sind.
Die Zündabstände liegen zwischen vorzugsweise 10ms ... 30ms.
Nachpuls
Durch die Veränderung der Widerstände über die Fügefläche der Streckgitter 10, 10', 10' ', ... in Verbindung mit dem Einsinken nach dem Hauptpuls H wird der Nachpuls N abgestimmt und dient als zweiter Fügepuls.
Die Notwendigkeit der Anwendung des Nachpulses N ist in Abhängigkeit der Werkstoffe der Streckgitter 10, 10', 10' ', zu wählen .
Durch die Wahl von Kondensatoren mit einer Kapazität von 120% ... 190% zum Hauptpuls H wird die notwendige Schweißenergie zur Verfügung gestellt.
Die Nachpuls-Energie pro Stempelfläche beträgt 1,1 ... 4, 0 J/mm2 , insbesondere 1,1 ... 2,0 J/mm2, ganz insbesondere 1,1 ... 1,3 J/mm2, bei Stahl, insbesondere VA Stahl, und 2,2 ... 4,0J/mm2, insbesondere 2, 6 ... 4,0 J/mm2, bei Titan (Ti) oder Titanlegierungen .
Figur 3 zeigt einen beispielhaften Verlauf von 3 Pulsen V, H, N.
Aufgetragen ist der Energieinhalt E oder die verwendete Kapazität des/der Kondensatoren auf der y-Achse gegenüber dem zeitlichen Verlauf t der Entladung auf der x-Achse.
Die Fläche unter der Kurve ist ein Maß für die Einbringung von Energie beim Schweißen. Dies sind hier beispielsweise ein Vorpuls V, ein Hauptpuls H sowie ein Nachpuls N .
Es ist deutlich zu erkennen durch die geringere Höhe des Maximums des Vorpulses V gegenüber dem Hauptpuls H oder dem Nachpuls N, dass die verwendete Energie beim Vorpuls V oder die verwendete Kapazität des Kondensators deutlich geringer ist .
Die Kurven der Pulsverläufe ähneln einer Weibull-Funktion mit steilem Verlauf des Anstiegs zum Maximum .
Die Abstände der Maxima der verschiedenen und aufeinander folgenden Pulse V, H, N sind auch ein Maß für die Abstände der Zündung der verschiedenen Kondensatoren für die verschiedenen Pulse .
Relativ kurz nach dem Vorpuls V wird der Hauptpuls H gezündet , der eine deutlich höhere Energie gegenüber dem Vorpuls V aufweist und zum ersten Schweißen der zu fügenden metallischen Streckgitter 10 , 10 ' , 10 ' ' , ... führt .
Die Verwendung des oder der Nachpulse N ist nicht zwingend notwendig .
Nicht zwingend notwendig, aber hier durchgeführt und erkennbar, ist ein größerer Abstand zwischen Nachpuls N und Hauptpuls H, wobei für den Nachpuls N eine messbare höhere Energie im Vergleich zum Hauptpuls H verwendet wird .
Folgende Konstellationen für die Pulse V - H - N sind denkbar : 1- 1- 0 1- 1- 1 1- 1-2 1-2- 1 1-2-2 . Folgende Schweißparameter sind vorteilhaft:
- Kraft 20kN ... 130kN,
- Gesamtenergie 28kJ ... 128kJ für Stahl (VA) und bis 350kJ für Titan oder Titanlegierungen,
- Spitzenstrom 300kA ... 550kA.
Folgende Schweißparameter in Bezug auf die Elektrodenfläche sind vorteilhaft:
N N
- Kraft 0,5 - -..3,5 - -, mm2 mm2
N N insbesondere 0,5 - -...0,8 -, und/oder mm2 mm
- Gesamtenergie 0,7 .8, 75 mm2 mm2 insbesondere 3,4 — ...8,75 und/oder mm2 mm2
- Spitzenstrom 7,5 .
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Oder in absoluten Werten:
Presskraft der Stempel (4) 20kN ... 130kN und/ oder
Gesamtenergie 28kJ ... 350kJ je nach Material und/ oder
Spitzenstrom 300kA ... 550kA je nach Material.
Die Elektroden 4 haben vorzugsweise folgende Größen von 50x500 ... 250x500mm, vorzugsweise 50x400 ... 100x400mm.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Anordnung 1 gemäß Figur 1.
Zu erkennen sind die einzelnen Streckgitter 10' ,10' ', 10' ' '. Beim Verschweißen wird eine mechanische Vorspannung F verwendet .
Zur Erzeugung eines Stapels 1 können mehrere Streckgitter 10, 10', 10' ', ... auf einmal miteinander verschweißt werden bzw. einzeln, paarweise oder mehrfach hinzugefügt werden, um dickere Stapel zu erzeugen. Die wesentlichen Vorteile sind:
• Schnellere und kosteneffizientere Produktion durch inli- ne-Prozess möglich.
• Vermeidung von Schweißsprat zern durch Mehrfachpulstechnik.
• Verbesserung der Ebenheit durch größere Schweißelektroden .
Figur 4 zeigt eine beispielhafte Aufsicht auf ein Streckgitter 10.
Das Streckgitter 10 weist eine Längsrichtung 16 auf.
Das Streckgitter 10 weist mehrere durchgehende Öffnungen 13 auf, die vorzugweise gleichmäßig verteilt sind über die Oberfläche des Streckgitters 10.
Die Öffnungen 13 sind vorzugsweise nicht rund und weisen ein Aspektverhältnis von deutlich größer 1, also mindestens 1,1 auf, d. h. sind längst gestreckt und erstrecken sich vorzugsweise in Richtung der Längsrichtung 16 des Streckgitters 10.
Die Öffnungen 13 können oval oder ellipsenförmig ausgebildet sein .
Weitere Querschnitte sind denkbar.
Die Streckgitter 10' ... 10' ' (Fig. 2) sind vorzugsweise so übereinander geordnet, dass die Längsrichtungen 19 der jeweiligen Öffnungen 13 der jeweiligen Lagen 10', 10' ', ... der Streckgitter jeweils in die gleiche Richtung verlaufen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum großflächigen metallurgischen Verbinden von mindestens zwei metallischen Lagen (10, 10', 10' ', ...) , insbesondere von mehreren metallischen Lagen (10, 10', 10", ...) , ganz insbesondere von Streckgittern (10, 10', 10' ', ...) , bei dem ein Kondensatorentladung-Schweißverfahren verwendet wird, bei dem mehrere Kondensatoren verwendet werden, die hintereinander entladen werden, wobei zumindest zwei Pulse (V, H, N) verwendet werden, insbesondere wobei zumindest ein Vorpuls, zumindest ein Hauptpuls und optional zumindest ein Nachpuls verwendet werden, wobei sich die zumindest zwei Pulse (V, H, N) zumindest in der Energiedichte in J/mm2 um mindestens 10%, insbesondere um mindestens 20%, unterscheiden .
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Kondensatoren im Millisekundenbereich, also im Bereich von 1ms bis 800ms, insbesondere von 1ms bis 50ms, hintereinander entladen werden.
3. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 oder 2, bei dem insgesamt mindestens drei bis fünf Pulse (V, H, N) verwendet werden, insbesondere drei Pulse (V, H, N) verwendet werden, und sich die zeitlichen Abstände zwischen den Pulsen (V, H, N) sich um mindestens 10%, insbesondere um mindestens 20%, unterscheiden . Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei dem die Wartezeit zwischen den Pulsen (V, H, N) zwischen 1ms und 50ms, insbesondere zwischen 2ms und 30ms beträgt. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, bei dem beim zumindest einen Vorpuls (V) keine Verschweißung stattfindet, wobei der zumindest eine Vorpuls (V) eine Energie pro Stempelfläche von 0,3 ... l,75J/mm2 aufweist, wobei für Stahl, insbesondere für VA Stahl, 0,3 ... 0,75J/mm2 verwendet werden, wobei für Titan (Ti) oder Titanlegierungen, 1,0 ... 1, 75J/mm2 , insbesondere 1,0 ... l,3J/mm2, verwendet werden. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, bei dem beim zumindest einen Hauptpuls (H) eine erste Verschweißung stattfindet, bei dem der zumindest eine Hauptpuls (H) eine Energie pro Stempelfläche von 0,75 ... 3,25J/mm2 aufweist, wobei für Stahl, insbesondere für VA Stahl, 0,75 ... l,3J/mm2 verwendet werden, wobei für Titan (Ti) oder Titanlegierungen, 2,0 ... 3, 25J/mm2 , insbesondere 2,5 ... 3,25J/mm2, verwendet werden. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, bei dem der zumindest eine Vorpuls (V) charakterisiert ist durch die Wahl und Entladung von Kondensatoren mit einer Kapazität von 25% ... 50% zum Hauptpuls (H) , um eine extrem kurze Stromanstiegszeit zu realisieren. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, bei dem der Nachpuls (N) abgestimmt wird aufgrund der Veränderung der Widerstände über die Fügefläche in Verbindung mit dem Einsinken nach dem Hauptpuls (H) und als zweiter Fügepuls dient, bei dem der zumindest eine Nachpuls (N) eine Energie pro Stempelfläche von 1,1 ... 4,0J/mm2, wobei für Stahl, insbesondere für VA Stahl,
1.1 ... 2 , 0 J/mm2 insbesondere 1,1 ... 1,3 J/mm2, verwendet werden, wobei für Titan (Ti) oder Titanlegierungen,
2.2 ... 4 , 0 J/mm2 , insbesondere 2, 6 ... 4,0 J/mm2, verwendet werden. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei dem für den zumindest einen Nachpuls (N) durch die Wahl von Kondensatoren mit einer Kapazität von 120% ... 190% zum Hauptpuls (H) die notwendige Schweißenergie zur Verfügung gestellt wird. . Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei dem der Zündabstand zwischen Vorpuls (V) und Hauptpuls
(H) so gewählt wird, dass diese elektrisch und thermisch gekoppelt sind. . Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei dem der Zündabstand zwischen Vorpuls (V) und Hauptpuls (H) 2ms bis 10ms beträgt. . Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei dem der Zündabstand zwischen Hauptpuls (H) und Nachpuls (N) 10ms bis 30ms beträgt. . Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei dem folgende Schweißparameter verwendet werden: Presskraft der Stempel (4) : 20kN ... 130kN und/ oder Gesamtenergie 28kJ ... 350kJ je nach Material und/ oder Spitzenstrom 300kA ... 550kA je nach Material. . Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei dem die Schweißelektroden (4) ein Querschnitt aufweisen von
(50-250)mm x (400-500)mm, vorzugsweise (50-250)mm x 500mm oder (50-100)mm x 400mm. . Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei dem folgende Schweißparameter in Bezug auf die Elektrodenfläche verwendet werden:
Kraft der Elektroden:
0,5 -3, 5 -O mmz mmz
N N insbesondere 0,5 — 7...0,8 — 7 mmz mmz und/ oder
Gesamtenergie 0,7 -^...8,75 mmz mmz insbesondere 3,4
Figure imgf000015_0001
und/ oder
Spitzenstrom 7,5 — ^-...13, 75 — mmz mmz
16. Verfahren zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei dem Elektroden (4) verwendet werden, die mindestens so lang sind wie die Breite der zu verschweißenden metallischen Lagen, insbesondere der Streckgitter (10, 10 ',10' ', ...) .
17. Stapel (7) von miteinander geschweißten Streckgittern (10', 10", ...) , vorzugsweise hergestellt nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei jedes Streckgitter (10' ... 10' ' ') durchgehende Öffnungen (13) aufweist, wobei jede Öffnung (13) eine Längsrichtung (19) aufweist, die ein Aspektverhältnis größer 1,1 aufweisen, wobei die Längsrichtungen (19) der Öffnungen (13) jedes Streckgitters (10' ... 10' ' ') in die Längsrichtungen (16) der Streckgitter (10, 10 ',10' ', ...) verlaufen.
18. Portalmaschine zum Kondens a t or ent ladung- Schweiß verfahr en, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, die mehrere Kondensatoren aufweist, die zur Entladung zum Schweißen nutzbar sind.
19. Portalmaschine nach Anspruch 18, die mehrere Kondensatoren aufweist, wobei die Kondensatoren verschiedene Ladekapazitäten aufweisen.
20. Portalmaschine nach Anspruch 18 oder 19, die eine Steuerung aufweist, die die Kondensatoren verschieden aufladen kann.
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