Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung einer Strategie zur Vermeidung von Schweißspritzern beim Lichtbogenbolzenschweißen

Durch die stetige Entwicklung moderner Stahlwerkstoffe (AHSS) sowie deren zunehmenden Einsatz in der metallverarbeitenden Industrie müssen bereits etablierte Schweißverfahren weiterentwickelt und optimiert werden. Das Lichtbogenbolzenschweißen hat sich aufgrund seiner sehr kurzen Prozesszeit, der einseitigen Zugänglichkeit zur Fügestelle, seines hohen Automatisierungsgrades und seiner Anwendungsflexibilität als ein wirtschaftliches Fügeverfahren für Befestigungslösungen in verschiedenen Industriezweigen etabliert. Die Einsatzszenarien reichen von einfachen statischen Haltefunktionen bis zu dynamisch hochbelasteten Bolzenschweißverbindungen. Im Automobilbau werden i.d.R. mehrere Hundert Schweißelemente pro Karosserie eingesetzt.

Während des LBS-Prozesses auf modernen hochfesten Stahlgüten kommt es durch verschiedene Einfluss- und Störgrößen (z.B. Beschichtung, Eintauchvorgang in das Schmelzbad) zu einer Beeinträchtigung der Lichtbogen- und Schmelzbaddynamik. Eine infolgedessen erzeugte Schweißspritzerbildung führt zu einer negativen Beeinflussung der Bolzenschweißverbindung sowie zur Verringerung der Oberflächengüte des Werkstücks.

Das Ziel des Forschungsvorhabens besteht darin, einen Lösungsansatz zur Vermeidung bzw. Minimierung von Schweißspritzern beim Hubzündungsbolzenschweißen zu entwickeln, gleichzeitig die erforderliche Prozessfähigkeit sicherzustellen, sowie Handlungsempfehlungen für die Anwender und Systemhersteller abzuleiten. Um einen weitreichenden Einsatz von Bolzenschweißverbindungen für neuartige Stahlanwendungen zu ermöglichen, ist ferner die genaue Kenntnis der Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge von Schweißspritzern auf die Verbindungsgüte erforderlich. Durch die Ergebnisse werden zahlreiche Anwender, darunter vor allem KMU, unterstützt. Hierdurch werden Produkt- und Prozessoptimierung sowie deutliche Einsparungen von kosten- und zeitintensiven Absicherungen im Unternehmen ermöglicht sowie kostenintensive Nacharbeiten und Ausschuss verringert.