Nutzung vorhandener Standmengenpotentiale, Verschleißverringerung durch angepasste Elektrodenwerkstoffe und Elektrodenverschleißdiagnose beim Widerstandspunktschweißen

Abstract

In dieser Arbeit werden vier Wege aufgezeigt die Gebrauchsdauer von Elektroden zu verbessern. Der erste Weg besteht darin die tatsächlich verfügbare Standmenge zu nutzen, soweit es statische Fräszyklen ermöglichen. Vom aktuellen Orientierungswert, welcher bei 120 Punktschweißverbindungen für eine Standmenge liegt, lassen sich auf diesem Weg 70% an Elektroden beim Schweißen feuerverzinkter Stahlbleche einsparen. Auf dem zweiten Weg wird nachgewiesen, dass die Standard-CuCr1Zr-Legierung verbessert werden kann. Bereits mit geringsten Gefüge-Modifikationen lassen sich ein gutmütigeres Verschleißverhalten, eine größere Standmenge und ein charakteristischeres Standmengenende erzielen. Der dritte Weg beleuchtet dispersionsgehärtete Elektrodenkappen. Solche sind nicht neu, aber wurden in den 2000er Jahren weiterentwickelt. Ihr nun verfügbares Potential erlaubt gegenüber der ersten Betrachtung einen bis zu 95% verringerten Elektroden-Bedarf an feuerverzinkten Blechen. Abschließend formuliert der vierte Weg eine zukunftsweisende Möglichkeit die Standmenge dynamisch der real verfügbaren Standmenge anzupassen. Dieser Ansatz erlaubt einerseits Haftpflichtrisiken an mathematisches Vorgehen zu überantworten und andererseits das Werkstoffpotential vollständig zu nutzen. Da Streubreiten der realen Standmengengrenzen bei bis zu 40% liegen, ist eine entsprechende Einsparung an Kupfer erreichbar. In der vorliegenden Arbeit wird dazu der Ansatz verfolgt den Punktdurchmesser aus typischen Prozessgrößen mittels Data Mining zu bestimmen. Das fertigungsnahe Qualitätsband von +/-10% Punktdurchmesser kann basierend auf einem mathematisch transparenten Modell mit über 93% Wahrscheinlichkeit korrekt berechnet werden