Wabenbleche ohne Steifigkeitsverlust fügen

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Unterbrochene und dichte Nähte

Für die Versuche stellte die BTU Cottbus strukturierte Bleche zur Verfügung, die bei TIME unter definierten Bedingungen und methodischer Vorgehensweise geschweißt wurden. Zu Beginn nutzte die TIME zur Erforschung der grundlegenden Kenntnisse Bleche mit den Werkstoffqualitäten DC04 und 1.4301 mit Blechdicken von 0,5 mm und 0,7 mm. Schnell war klar: Die neuartigen Elektroden müssen die Topologie der Bleche berücksichtigen, um das Einebnen der Waben zu vermeiden. TIME und BTU hatten die Idee, Elektroden mit veränderten Geometrien an der Kontaktzone zu entwickeln, deren Ausgestaltung und Konstruktion am TIME durchgeführt wurde.

So besitzt eine Elektrode eine periodisch unterbrochene Profilierung: Um unterbrochene Schweißnahtlinien (Steppnähte) zu erreichen, wurden in die zylindrische Kontaktfläche laterale Unterbrechungen eingefügt, sodass diese beim Abfahren der Struktur die Versteifungselemente verformungsfrei überspringen. Die Versteifungselemente werden vertikal übersprungen. Die zweite Elektrode mit in Schweißrichtung nichtlinearer Form hat einen zickzackartigen Verlauf und wurde somit für das konturerhaltende Dichtnahtschweißungen konzipiert. Beide Elektroden finden Anwendungen bei verschiedenen Paarungen und können teils auch in Kombination mit konventionellen Rollengeometrien verwendet werden.

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Nachhaltige Elektroden

Bei der Steppnaht-Elektrode wurden in die beiden Halbschalen Taschen eingefräst und Kontaktstücke eingesetzt. Durch einen Zahnring im Inneren der Elektrode werden die Kontaktstücke radial verschoben und die Elektrode kann außen durch Drehen auf den einzustellenden Durchmesser zur Verschleißkompensation abgearbeitet werden.

Bei der Zickzack-Elektrode besteht der Grundkörper aus zwei Halbschalen und einem Zwischenring. In die Bauteile wurden ebenfalls Taschen vorgesehen zur Aufnahme und Fixierung der verschleißenden Kontaktstücke. Durch auf die Nabe aufschiebbare Distanzringe mit unterschiedlichen Wanddicken können die Kontaktstücke bei Verschleiß nach außen geschoben werden.

Aus umfangreichen Testschweißungen wurden Schweißbereichsdiagramme bzw. Prozessfenster abgeleitet. Als Vergleich und Referenz dienten Schweißuntersuchungen mit konventionellen Rollennaht-Elektroden. Die Verbindungseigenschaften wurden bei den Experten in Cottbus durch Metallografie-, Festigkeits-, Druck- und Dichtheitsuntersuchungen validiert. Als Vergleich und Referenz dienten Schweißuntersuchungen mit konventionellen Rollennaht-Elektroden. Die Untersuchungsergebnisse zeigten Unterschiede bei den Prozessparametern und der Ausprägung der Verbindung in Abhängigkeit von der geschweißten Struktur, dem ausgewählten Schweißpfad und des geschweißten Werkstoffes gegenüber den Referenzschweißungen und es erfolgte eine Optimierung der Schweißnahtqualität. Somit konnten sehr gute Ergebnisse bei Erhalt der Struktur in Referenz zu Schweißuntersuchungen am ebenen Blech erzielt werden.

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