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Gepostet von Marc Habegger | 12 JUL, 2018

Weniger Power ist mehr: Mit der richtigen Beschichtung Kosten sparen

Sommer, Sonne, Strandfigur – wer kennt das nicht - jedes Jahr erstellen wir uns auf`s Neue einen ambitionierten Trainingsplan. Die Pfunde sollen purzeln und die Figur passen, denn der Urlaub lässt nur noch wenige Wochen auf sich warten. Allerdings ist man hier mit dem Motto «viel hilft viel» eher falsch unterwegs. Wer sich zu viel zumutet und ständig unter Strom steht, ist während des Trainings schnell unkonzentriert, hechelt nur noch nach Luft und ist anschliessend völlig ausgepowert. Im Teamsport wäre die Konsequenz ganz klar: Auswechseln.

Dieser Effekt lässt sich auch auf einen Fügeprozess im Karosseriebau der Automobilindustrie übertragen – zu viel Energie ist auch hier nicht immer von Vorteil. Im Karosseriebau wird das Grundgerüst eines Fahrzeugs aus einzelnen Pressteilen durch verschiedene Fertigungsverfahren zusammengesetzt. Eine wichtige Technik ist dabei das Punktschweissen.

Tech-Check: Punktschweissen
Bei dieser Technik werden die zu verbindenden Werkstücke zunächst passgenau übereinandergelegt. Zwei Elektroden pressen die beiden Werkstücke mechanisch zusammen und fixieren so die zu verschweissenden Teile. Mit der Zuführung einer starken Spannung wird ein Stromfluss zwischen beiden Elektroden erzeugt. Die Werkstücke stellen für den fliessenden Strom einen Widerstand dar. Dadurch erhitzt sich das Metall punktuell sehr stark und verflüssigt sich. Durch den mechanischen Druck der Elektroden verschmelzen beide Werkstücke miteinander und sind nach dem Abkühlen miteinander verbunden.

Die dabei eingesetzten Schweissspitzen sind durch jeden Schweisspunkt einem Verschleiss durch Abnutzung und Verformung unterworfen. Wenn Sie bedenken, dass je nach Karosserievariante zwischen 4'100 und 5'600 Schweisspunkte gesetzt werden, wird Ihnen schnell klar, dass kleine unscheinbare Schweissspitzen durchaus einen Einfluss auf die Kosten einer Grossserienproduktion haben können.

Weshalb ist die richtige Oberflächenbeschichtung so entscheidend?

Entscheidend ist der elektrische Widerstand der Materialien der zu verschweissenden Werkstücke. Bei der Beschichtungstechnologie der Zinkthermodiffusion entsteht eine Mikrolegierung, das heisst eine intermetallische Phase zwischen Eisen und Zink, wodurch der elektrische Widerstand zunimmt.

Ein interner Test belegt, dass die Thermodiffusionsschicht einen 25x grösseren elektrischen Widerstand als Kohlenstoffstahl, oder 60x mehr elektrischen Widerstand als reines Zink hat. Dank des grösseren Widerstands kann die eingesetzte Stromstärke beim Schweissen reduziert werden (von 9.5kA auf 7.5kA).

Widerstand Punktschweissen nach Blechdicke.jpg

Interner Test Thermission: Ein thermodiffundiertes Blech (0.5 mm) erzeugt 50% mehr Widerstand als ein Blech ohne Thermodiffusionsschicht. Dieser Einfluss auf den elektrischen Widerstand nimmt jedoch ab, wenn das Blech dicker ist.

Weniger Power für mehr Leistung

Da weniger Strom durch die Schweissspitzen fliesst, werden diese durch die geringere Hitze weniger «ausgepowert». Das heisst, dass sie weniger abgenutzt werden und sich auch weniger verformen, was die Lebensdauer der Schweissspitze auf 2'000 Schweisspunkte verlängern kann. Je nach Karosserievariante bedeutet das bereits eine Abdeckung von 50% der gesamten Schweisspunkte mit nur einer Schweissspitze – ohne diese auswechseln zu müssen. Durch weniger Unterbrechungen für die Erneuerung der Spitzen werden zudem die Prozesszeiten optimiert.

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Bildquelle: www.taylor-studwelding.com

Marc Habegger

Geschrieben von Marc Habegger

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