Transformatoren für das Widerstandsschweißen.

Transformatoren für das Widerstandsschweißen sind für den Überlastbetrieb in einem spezifizerten Bereich ausgelegt. Dabei haben verschiedene Technologien auch verschiedene Anforderungen an die Auslegung der Transformatoren. Dominierendes Verfahren heutzutage ist die Nutzung von Mittelfrequenzgleichrichtereinheiten (MFDC). Daneben sind für einfache Anforderungen auch weiterhin Wechselstromsysteme, oder Ein- oder Dreiphasengleichrichtersysteme im Einsatz.

Im Folgenden ist eine Auflistung von Schweißverfahren mit typischen Anforderungen. Produkte zu den verschiedenen Verfahren finden Sie hier.

Alle im Folgenden gemachten Angaben sind beispielhaft.

Punktschweißen

Hauptanwendung ist das Roboter- und Handzangenschweißen in der Automobilindustrie beim Karrosserieschweißen.

Typische Parameter sind:

Stahlpunktschweißen:

    • Strom 5 ... 15 kA
    • Schweißzeiten 300 ... 1000 ms

Aluminiumpunktschweißen

    • Strom 20 ... 60 kA
    • Schweißzeiten 50 ... 150 ms.

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Buckelschweißen und Kondensatorentladungsschweißen

Das Buckelschweißen ist dadurch charaktisiert, dass bauteilseitig Buckel eingearbeitet sind, die durch einen kurzen Stromimpuls aufgeschmolzen werden.

Die notwendigen Ströme richten sich nach Material, Buckelgeometrie und Buckelanzahl. Die Ströme können wenige kA bis mehrere 100 kA betragen. Die Stromzeiten liegen dabei zwischen wenigen Millisekunden bis hinzu 150-200ms.

In den letzten Jahren sind durch veränderte Materialien die Anforderungen an das Buckelschweißen sehr stark gestiegen. Durch extrem kurze Pulse mit sehr kurzen Stromanstiegen von wenigen Millisekunden können hier sehr gut Ergebnisse erreicht werden. Technische Umsetzungen werden dabei mit Mittelfrequenzsystemen und dem Kondensatorenladungsschweißen erreicht. Für die kurzen Stromanstiege werden sekundärseitig höhere Spannungen benötigt.

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Als ein Sonderform des Buckelschweißens kommt das Kondensatorentladungsschweißen zum Einsatz. Weitergehende Informationen finden Sie hier.

Stumpfschweißen

Das Stumpfschweißen kommt zum Einsatz, wenn relative große plane Flächen stumpf miteinander verschweißt werden soll. Zum Einsatz kommt dieses Verfahren z.B. bei

  • Felgen
  • Heizkörper
  • Rundstählen
  • Ketten
  • Messern
  • ...

Das Stumpfschweißen verlangt in der Regel relative lange Stromzeiten. Im automatisierten Betrieb können auch hohe Einschaltdauern auftreten. Die Transformatoren müssen entsprechend angepasst ausgelegt werden.

Wir bieten Transformatoren in den bekannten Technologien mit Netzfrequenz, 3 Phasengleichrichter oder Mittelfrequenzsysteme. Letztere erlauben deutliche Energieeinsparungen.

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Abbrennstumpfschweißen

Das Abbrennstumpfschweißen ist eine Erweiterung des Stumpfschweißen. Hierbei können nichtebene und verunreinigte Oberflächen miteinander verschweißt werden. Vor dem eigentlichen Schweißprozess werden die Oberflächen mit Hilfe von Spannungsüberschlägen 'abgebrannt'. Dazu wird bei definiertem Stromfluss der Abstand der zu verschweißenden Fläche variiert. Durch den Stromabriss erfolgen starke Spannungüberschläge die die Oberfläche 'abbrennen'.

Je nach zu verschweißender Fläche werden teilweise sehr hohe Ströme (mehrere 100kA) benötigt. Klassisch kommen bei diesem Verfahren 3 Phasengleichrichter zum Einsatz. In den letzten 10 Jahren haben sich auch hier Mittelfrequenzsysteme etabliert. Hauptgrund ist der deutlich verringerte Materialeinsatz, bessere Qualität der Schweißungen und deutliche Energieeinsparungen (teilweise bis zu 70% verglichen mit AC Lösungen).

Zum Einsatz kommt das Abbrennstumpfschweißen bei folgenden Anwendungen:

  • Schienenschweißen
  • Felgenschweißen
  • Kettenschweißen
  • Turbinenringe im Flugzeugbau
  • ...

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Rollnahtschweißen

Das Rollnahtschweißen basiert auf der Nutzung von Rollen als Elektroden zwischen denen kontinuierlich die Werkstück verfahren werden. Zwischen den Kontaktstellen der Rollen zum Werkstück fließt dabei ein gepulster oder kontinuierlicher Strom. Einsatzgebiete sind u.a.

  • Verbinden von Coils in der Blechindustrie
  • Herstellung von Fahrzeugtanks
  • Weiße Ware (Backöfen, Geschirrspüler, ...)
  • Gitterschweißen
  • Türrahmen

Die Schweißströme sind im allgemeinen aufgrund er geringen Blechdicken relativ niedrig. Allerdings ist der kontinuierliche oder gepulste Stromfluss eine besondere Anforderung an den Schweißtrafo. Hier gibt es entsprechend angepasste Varianten für den AC und auch MFDC Bereich. Besonderen Augenmerk muss man auf die Diodenbelastung bei gepulsten Anwendungen legen. Die Zeit zwischen zwei Pulsen ist hierbei ein entscheidender Faktor bei Lebensdauerbetrachtungen.

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Transformator nach Norm

In der Vergangenheit wurden durch verschiedene nationale und internationale Gremien Normen für den Bereich der Transformatoren für das Widerstandsschweißen festgelegt. Basierend auf diesen sind auch etliche OEM spezifische Normen entstanden. Eine kleine Liste ist im Folgenden aufgeführt:

  • DIN ISO 10656
  • CNOMO 34.73.460N
  • ISO 7284
  • PSA E34.73.412.G
  • DIN 44766
  • DIN EN ISO 22829
  • DIN ISO TC44/SC
  • ISO 12166
  • NFA A82-041
  • UWT 001 01
  • Betriebsmittelvorschriften VW 39-V-3037, 39-V-5711
  • verschiedene Werks- und Projektstandards VW, Audi, Daimler, Ford, BMW ...
  • ...

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