WO2012055475A2 - FÜGEN EINES ERSTEN BAUTEILS MIT EINEM ZWEITEN BAUTEIL MITTELS EINES EINSEITIGEN WIDERSTANDSPUNKTSCHWEIßENS - Google Patents

FÜGEN EINES ERSTEN BAUTEILS MIT EINEM ZWEITEN BAUTEIL MITTELS EINES EINSEITIGEN WIDERSTANDSPUNKTSCHWEIßENS Download PDF

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WO2012055475A2
WO2012055475A2 PCT/EP2011/004938 EP2011004938W WO2012055475A2 WO 2012055475 A2 WO2012055475 A2 WO 2012055475A2 EP 2011004938 W EP2011004938 W EP 2011004938W WO 2012055475 A2 WO2012055475 A2 WO 2012055475A2
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Matthias Graul
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
    • B23K11/11—Spot welding

Definitions

  • the invention relates to a method and a welding device according to the method for joining a first component to a second component by means of a one-sided
  • Resistance spot welding is known. It can be joined together electrically conductive and fusible components.
  • a welding electrode in an electrically conductive one-sided to one of the components is known.
  • WO 2004/087360 A1 discloses a one-sided resistance spot welding of metal sheets, in which a current path and an electrode force are concentrated in the region of a hump in a top sheet.
  • DE 199 47 206 B4 relates to a method for connecting two components, in particular on a motor vehicle, by projection welding, in which a component has at least one raised weld boss, which bears in a welding zone, preferably a spot welding zone, with a contact point on the other component, wherein the weld hump has a hump base with a base surface forming the abutment surface, wherein in the base surface a raised hump structure is embossed with a plurality of projection projections, wherein the weld hump melts from the humpback structure as the current passes through the weld zone and a preferably thin melt layer is formed on the other component so that the two components after their compression in the weld zone form a component connection without surface damage.
  • DE 10 2009 023 792 A1 relates to a joining method for a stack of three metal sheets, which is carried out using only a single welding step, wherein access to only one side of the plate is required.
  • An inner plate of the stack has a pair of forked humps formed therein, at least a first apex facing in one direction and at least a second apex facing in the opposite direction.
  • Sheet metal is assembled to the inner panel with the first outer panel abutting the at least one first vertex and the second outer panel abutting the at least one second vertex.
  • a projection welder welds the plates with the help of a Accessing only the first outer plate overlying the bifurcated bosses, with a majority of the current flowing through the second outer plate.
  • the object of the invention is to enable an improved joining of a first component to a second component by means of a one-sided resistance spot welding, in particular to improve a concentration of a welding current in a region of a resistance point of the one-sided resistance spot welding.
  • the object is in a method for joining a first component to a second component by means of a one-sided resistance spot welding, with establishing a distance between the first component and the second component in the region of a resistance point of the
  • Resistance point welding by means of a spacer, one-sided pressing a welding electrode on the region of the resistance point while approaching the components for locally producing an electrically conductive contact contact between the
  • the two components are initially arranged at a distance from one another.
  • the two components are initially arranged at a distance from one another.
  • the electrical welding current can be guided on one side between the welding electrode and the dummy electrode through the components, wherein the welding current in the region of
  • Resistance point can be concentrated advantageous.
  • Distance holding device has at least one projection of at least one of the components.
  • one of the components may have the projection of the spacer device, wherein advantageously no separate spacer device must be positioned relative to the components. Rather, the spacer device can be attached directly to a manufacturing process of the corresponding component with this. It is advantageously possible to carry out the spacer device in one piece with the relevant component. Alternatively and / or additionally, the spacer device can be attached separately to the corresponding component, in particular during a production process. It is conceivable that the separately mounted spacer device has insulating properties.
  • Another embodiment of the method is performed by inserting an insulating tape of the spacer between the components for making the gap.
  • the two components by means of the introduced insulating tape simultaneously spaced from each other and electrically isolated from each other.
  • the insulating tape has a recess in the region of the resistance point.
  • the two components in the region of the recess of the insulating tape by the pressing of the welding electrode can be so far approached to each other that they touch and thereby the welding current can flow.
  • a further embodiment of the method is carried out with introduction of the insulating tape and at a distance therefrom, in particular parallel spaced, of a further insulating tape for producing the spacing, the resistance point lying between the insulating tapes.
  • the components can be spaced next to the resistance point by means of the two insulating strips and arranged electrically isolated from each other.
  • the actual welding process ie the approach of the components by the pressing of the welding electrode and the introduction of the welding current, can advantageously take place between the insulating tapes.
  • the liquefied insulating tape can be displaced during pressing of the welding electrode, so that in the region of
  • a further embodiment of the method is carried out by introducing the preheating current via a fixing point which electrically contacts the components.
  • the preheating be passed over the fixing point.
  • the components can be prefixed by means of the fixing point in a position relative to each other. Alternatively and / or additionally, it is conceivable that the method for several
  • the preheating current can be passed over existing welding points, wherein the preheating current. for the first time over the fixation point and then over already made welding points flows.
  • an electrical resistance of the conductive band can be set so that it is comparatively strongly heated due to the preheating current and thereby melted. It is advantageous for a first-time production of a welding point no fixing point for introducing the preheating current necessary. Rather, this can be made directly on the electrically conductive tape.
  • the molten by means of the preheating current electrically conductive tape can advantageously by the pressing of the
  • Resistance point are displaced, so that the welding current can flow.
  • the task is also in a welding apparatus for one-sided
  • Figure 1 is a schematic side view of a partially illustrated welding device for one-sided resistance spot welding together with two spaced-apart components.
  • FIG. 2 shows the welding apparatus shown in FIG. 1, wherein the two components are locally approximated to one another in the region of a resistance point for producing an electrically conductive contact contact;
  • Fig. 3 is a schematic plan view of the area of the resistance point of the two components shown in Figs. 1 and 2;
  • 4 - 7 are each a schematic plan view of two for performing the one-sided
  • Resistance spot welding prepared components which are spaced by a band to each other;
  • Fig. 8 is a schematic side view of that shown in Figs. 1 and 2
  • Welding device wherein, in contrast, the two components are spaced from each other analogously to the figures 4 to 7 by means of a band; the welding device shown in Figure 8, wherein the tape is melted and the, distance of the components in the region of the resistance point is reduced to 0;
  • Figure 1 shows a schematic side view of only partially shown
  • the welding device 1 has a welding electrode 3 and a dummy electrode 5. Between the welding electrode 3 and the dummy electrode 5, a voltage for inducing a preheating current and / or a welding current for joining a first component 7 and a second component 9 can be applied.
  • the first component 7 may, for example, be a top plate and the second component 9 may be a bottom plate.
  • the components 7 and 9 may be components, in particular body parts, of a motor vehicle.
  • Welding electrode 3 and the dummy electrode 5 are from the same side to the components 7 and 9th attached or attachable or electrically contacted or contacted with these.
  • the components 7 and 9 are arranged in the region of a resistance point 11 at a distance 13 from each other.
  • the components 7 and 9 are, in particular, planar components which, in the prepared relative position to each other shown in FIG. 1, have the spacing 13 from each other.
  • the components 7 and 9 may also be curved components which have the spacing 13, in particular in the region of the resistance point 11.
  • the distance 13 is made by means of a spacer device 15.
  • Spacer device 15 has projections 17, which are integrally connected to the first component 7.
  • the projections 17 may be integrally connected to the second component 9.
  • the projections 17 of the spacer device 15 may be designed as separate components, which are arranged, for example, for preparing the resistance spot welding between the components 7 and 9 for producing the distance 13.
  • FIG. 2 shows the welding apparatus shown in FIG. 1 during a welding operation for performing resistance spot welding.
  • the welding electrode 3 is pressed with a contact force against the first component 7.
  • the contact force and its direction is symbolized in Fig. 2 by means of an arrow 19.
  • the first component 7 is elastically deformed so that it has a curvature.
  • the distance 13 is reduced to a value of 0, so that the first component 7 and the second component 9 are in an electrically conductive contact with each other.
  • a welding current (not shown) can flow from the welding electrode 3 via the first component 7, the second component 9 to the dummy electrode 5.
  • the resistance point 11 of the components 7 and 9 is advantageously melted, so that for joining the components 7 and 9 a
  • Resistance point 11 are concentrated, so that the weld nugget on the first component 7 and the second component 9 can form.
  • a shunt forms, which causes a side stream.
  • this is advantageous so small that thereby the actual welding process is not affected.
  • a means of the Welding device 1 generated current flow are increased by the electric current flowing through the shunt.
  • FIG. 3 shows a plan view of the two components 7 and 9 shown in FIGS. 1 and 2. It can be seen the resistance point 11, which is symbolized in Fig. 3 by means of a circle.
  • the resistance point 11 can also be referred to as a welding zone, in which forms the necessary to join the components 7 and 9 nugget.
  • the first component 7 and the second component 9 overlap in an overlapping zone 21, which is symbolized by means of a double arrow and dashed lines in FIG.
  • the overlapping zone 21 may, for example, be between 10 and 30 mm, in particular between 12 and 20 mm, in particular approximately 16 mm.
  • the spacer device 15 has a total of four trapezoidally arranged projections 17, which can also be referred to as a distance hump.
  • Resistance point 11 is arranged, which flows through this only one insufficient for welding side stream.
  • these provide only the distance 13 between the components 7 and 9 forth, which advantageously remains outside the resistance point 1, so that advantageously takes place only on the projections 17 of the spacer 15 and the resistance point 11 itself, an electric current flow.
  • the welding current required for welding the components 7 and 9 can advantageously be concentrated in the resistance point 11 of the components 7 and 9.
  • FIGS. 4 to 7 each show a schematic plan view of two components 7 and 9 arranged at a distance from each other, which can be joined by means of the welding device 1, analogously to the representation of FIG. 3.
  • the components 7 and 9 according to the representation of FIG 4 - 6 each have a plurality of resistance points 11 and are each spaced apart by means of a band 23.
  • the band 23 shown in FIG. 4 is arranged between the components 7 and 9 and has recesses 25 in the region of the resistance points 11.
  • the recesses 25 are executed as an example round according to the illustration of FIG. 4.
  • the recesses 25 may also have a different geometric shape, for example square and / or the like.
  • the components 7 and 9 during the resistance spot welding through the recesses 25 can be locally approximated each other in the region of the respective resistance point 11, wherein advantageous to the respective resistance point 11 surrounding the insulating effect of the belt 23 is maintained.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment, wherein the band 23 is made narrower so that it covers, for example, approximately only 1/3 of the overlapping zone 21.
  • another band 27 Spaced to the narrower band 23, another band 27 is arranged.
  • the bands 23 and 27 are arranged parallel to one another and at a distance from one another in the region of the overlapping zone 21.
  • between the bands 23 and 27 remains in the region of
  • Resistance points 11, a free space, the components 7 and 9 are arranged spaced from each other before performing the resistance point welding, leaving in the space of the distance 13 a surmountable air space, which can be reduced by the pressing of the welding electrode 3 to a distance of 0, so that the components 7 and 9 touch each other at the respective resistance point 11 for establishing the electrical contact.
  • the electrically insulating effect of the bands 23 and 27 and electrical insulation due to the remaining air space advantageously remains surrounding the resistance point 11, so that advantageously the welding current of the resistance spot welding can be concentrated in the respective resistance point 11.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the welding apparatus 1, wherein, in contrast, the band 23 has no recesses 25.
  • the band 23 according to the illustration of FIG. 6 has thermoplastic properties and can be melted by heating.
  • the components 7 and 9 are electrically connected to one another by means of an electrically conductive fixing point 29.
  • a preheating current for melting the band 23 in the region of the resistance point 11 into the components 7 and 9 can be introduced via the fixing point 29.
  • the molten strip 23 is displaced locally, so that in the region of the resistance point 1 1, an electrically conductive contact between the components 7 and 9 can be made.
  • the molten strip 23 also in the liquid state electrically insulating properties, so that advantageously the electric welding current can be concentrated in the region of the resistance point 11.
  • the band 23 is not provided, or ends adjacent thereto.
  • a band 23 with electrically conductive properties is arranged between the components 7 and 9.
  • the electrically conductive belt 23 In the overlap zone 21 is thus between the components 7 and 9, the electrically conductive belt 23, wherein advantageously over this the Preheating can be performed.
  • the electrically conductive band 23 according to the representation 7 has no recesses, that is, it is arranged continuously in the overlapping zone 21 between the components 7 and 9 for producing the spacing 13.
  • the band 23 has insulating properties and also with
  • Components 7 and 9 is arranged, according to the illustration of FIG. 7, no fixing point 29 is required. Rather, advantageously, the preheating on the electrically conductive
  • the electrically conductive tape 23 may also have thermoplastic properties and is meltable. The electrically conductive properties can be adjusted so that a reliable heating of the belt 23 according to FIG. 7 results when passing the preheating current. Analogously to the above-described procedure, the electrically conductive strip can also be melted so that it can be locally displaced in the region of the resistance point 11 for producing the electrical contact contact between the components 7 and 9 when the white-eye electrode 3 is pressed on.
  • FIG. 9 This process is illustrated in FIG. 9, wherein the first component 7 is deformed by the pressing-on of the welding electrode 3, so that the first component 7 approaches the second component 9 locally in the region of the resistance point 11 while displacing the band 23.
  • FIG. 9 shows in principle the displacement of the molten strip 23 analogous to Figs. 6 and 7. Analogously, but optionally without the need of
  • FIG. 8 shows the schematic side view of the welding device 1 of FIG. 9.
  • FIG. 8 shows that between the components 7 and 9 the strip 23 for producing the spacing 13 is arranged.
  • the belt 23 constitutes an insulating layer.
  • the belt 23 has electrically conductive properties and can convert a preheating current directly into a reflow.
  • Fig. 10 shows a schematic view of two components 7 and 9 together with a
  • FIG. 11 shows the sectional view of the components 7 and 9 shown in FIG. 10 together with the welding electrode 3 and the dummy electrode 5.
  • the distance 13 in FIG. 11 is already due to the pressing of the welding electrode 3 0, so that the components 7 and 9 are in the region of the resistance point 11 in an electrically conductive contact. It can be seen that one about the
  • Welding electrode 3 and the dummy electrode 5 total current 35 divided into a secondary flow 37 and a welding current 33 split.
  • the secondary flow 37 flows over the already
  • the welding current 33 which is substantially larger, flows over the lying below the welding electrode 3 resistance point 11 and leads to
  • the total current 35 flows as preheating current 31 via the fixing point 29 or the already established resistance point 11, ie it represents the preheating current 31 or is identical to these.
  • the distance bumps of the spacer device 15 are advantageously provided.
  • no additional pad is necessary to arrange the components 7 and 9 in the distance 13 to each other.
  • the spacer device 15 may have the band 23 or the further band 27 shown in FIGS. 4-7.
  • the welding current 33 can thus be concentrated in the resistance point 11 in such a way that more advantageous process windows or larger process windows result and / or certain combinations of materials of the components 7 and 9 by means of the
  • the projections 17 or distance hump of the spacer device 15 can be embossed into the first component 7, so that an insulating air gap of the distance 13 between the components 7 and 9, in particular sheets, can be produced.
  • Electrodes 3 and 5 are advantageously positioned at a suitable location, at the resistance point 11 located between the protrusions 17 of the spacer device 15.
  • the electrode force of the welding electrode 3 shown by means of the arrow 9 deforms the first component 7, this region being pressed in an electrically conductive manner onto the second component 9, whereby the circuit for inducing the welding current 33 is closed.
  • Advantageous can be compensated with an increased welding current 33, a shunt current across the projections 17 of the spacer 15, but this is advantageous in comparison to a direct contact contact of the components 7 and 9 so low that in the region of the resistance point 11, the joining of the components 7 and 9 can be done in a safe and easy way.
  • the projections 17 of the spacer device 15 can be designed as a pointed round hump, which advantageously results in a high contact resistance, wherein advantageously the secondary flow 37 or shunt current can be kept low.
  • the spacer device 15 with the projections 17 is advantageously used only for producing the distance 13, that is, has no function with respect to a heat conduction during the resistance spot welding. As shown in FIGS. 1 and 2, almost the entire total current 35 flows in the form of the welding current 33 over the
  • Resistance point 11 Advantageously, a stable welding process with comparatively thick components 7 and 9 can thereby be realized.
  • Distance holder 15 may be varied as desired.
  • An advantageous trapezoidal arrangement of a total of 4 Distanzbuckeln and a width of 16 mm of the overlapping zone 21 has been found.
  • the distance holder 15 may be varied as desired.
  • An advantageous trapezoidal arrangement of a total of 4 Distanzbuckeln and a width of 16 mm of the overlapping zone 21 has been found.
  • the width of 16 mm of the overlapping zone 21 has been found.
  • Welding device 1 have a welding control for controlling the welding current 33.
  • the band 23 and / or the further band 27 can be designed as adhesive tape according to the representations of FIGS. 4-7, this being applied in a preparatory step in a simple manner to one of the components 7 and 9 can be glued on.
  • the band 23 and / or the further band 27 has adhesively adhesive properties, so that this in addition to the joining by means of
  • the distance between the band 23 and the further band can be approximately 5 to 30 mm, in particular 10 to 20 mm, preferably approximately 15 mm.
  • the welding electrode 3 can be positioned in the middle, that is to say between the band 33 and the further band 27, so that as a result of the contact force of the band
  • Welding electrode 3 which is symbolized by the arrow 19, a deformation force acting on the first component 7 so that the components 7 and 9 between the belt 23 and the other band 27 to a distance 13 of 0 approach each other.
  • This is advantageous the components 7 and 9 so far approximated to each other that a possible shunt only over already established resistance points 11, as shown in Fig. 1 1, takes place.
  • the welding current 33 which is a predominant proportion of the
  • Total current 35 passed over the resistance point 11 or concentrated in this.
  • the majority of the total current 35 in the form of the welding current 33 is passed directly below the welding electrode 3 for joining the components 7 and 9 through it.
  • welding electrode 3 done.
  • the band 23 is first melted, so that it can be displaced to produce the electrically conductive contact contact with deformation of the first component 7.
  • a sufficient amount of heat can be generated in the region of the welding electrode 3, so that the tape 23 melts.
  • the welding point 29 is first used to conduct the
  • Preheating current 31 set. Thereafter, a first welding point on a first
  • Resistance point 11 are set. Further welding points at further resistance points 11 can be preheated by means of the already set adjacent resistance points 11.
  • the preheating takes place without fixing point 29 due to the electrically conductive property of the strip 23.
  • Resistance points 11 are selected by simply pressing the welding electrode 3 at any point. On recesses 25 analogous to the representation of FIGS. 4 and 5, no consideration must be taken. As a result, in particular different distances between the resistance points 11, zigzag arrangements and / or the like are conceivable.
  • a welding control can be used.
  • the total current 35 first flows as a preheating current 31 via an adjacent welding spot already produced and serves to heat and melt the strip 23, that is to say the insulating layer between the components 7 and 9.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines ersten Bauteils (7) mit einem zweiten Bauteil (9) mittels eines einseitigen Widerstandspunktschweißens. Um ein verbessertes Fügen der Bauteile (7, 9) zu ermöglichen, wird das Verfahren mit: Herstellen eines Abstands (13) zwischen dem ersten Bauteil (7) und dem zweiten Bauteil (9) im Bereich eines Widerstandspunkts (11) des Widerstandspunktschweißens mittels einer Abstandshaltevorrichtung (15), einseitiges Anpressen einer Schweißelektrode (3) auf den Bereich des Widerstandspunkts (11), und dabei Annähern der Bauteile (7, 9) zum lokalen Herstellen eines elektrisch leitenden Anlagekontakts zwischen den Bauteilen (7, 9), wobei die Bauteile (7, 9) benachbart des Widerstandspunkts zumindest bereichsweise beabstandet bleiben, durchgeführt.

Description

Beschreibung
Fügen eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil mittels eines einseitigen
Widerstandspunktschweißens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine verfahrensgemäße Schweißvorrichtung zum Fügen eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil mittels eines einseitigen
Widerstandspunktschweißens.
Widerstandspunktschweißen ist bekannt. Es können elektrisch leitfähige und aufschmelzbare Bauteile miteinander gefügt werden. Beim einseitigen Widerstandspunktschweißen wird einseitig an eines der Bauteile eine Schweißelektrode in einem elektrisch leitfähigen
Anlagekontakt angepresst, wobei ein Schweißstrom durch die Bauteile hindurch von der Schweißelektrode zu einer Blindelektrode aufbaubar ist. Aus der WO 2004/087360 A1 ist ein einseitiges Widerstandspunktschweißen von Blechen, bei welchem ein Strompfad und eine Elektrodenkraft im Bereich eines Buckels in einem Oberblech konzentriert werden, bekannt. Die DE 199 47 206 B4 betrifft ein Verfahren zur Verbindung zweier Bauteile, insbesondere an einem Kraftfahrzeug, durch Buckelschweißen, bei dem ein Bauteil wenigstens einen erhabenen Schweißbuckel aufweist, der in einer Schweißzone, vorzugsweise einer Punktschweißzone, mit einer Anlagestelle am anderen Bauteil anliegt, wobei der Schweißbuckel einen Buckelsockel mit einer die Anlagestelle bildenden Sockelfläche aufweist, wobei in die Sockelfläche eine erhabene Buckelstruktur mit einer Mehrzahl von Buckelvorsprüngen eingeprägt ist, wobei beim Stromdurchgang durch die Schweißzone der Schweißbuckel von der Buckelstruktur her abschmilzt und am anderen Bauteil eine vorzugsweise dünne Schmelzschicht ausgebildet wird, so dass die beiden Bauteile nach deren Zusammenpressen im Bereich der Schweißzone eine Bauteilverbindung ohne Oberflächenbeschädigung ausbilden. Die DE 10 2009 023 792 A1 betrifft ein Fügeverfahren für einen Stapel aus drei Metallblechen, das unter Verwendung nur eines einzigen Schweißschrittes ausgeführt wird, wobei ein Zugang zu nur einer Plattenseite erforderlich ist. Eine innere Platte des Stapels weist ein paar darin gebildeter gegabelter Buckel auf, wobei zumindest ein erster Scheitel in eine Richtung weist und zumindest ein zweiter Scheitel in die entgegengesetzte Richtung weist. Ein erstes und ein zweites äußeres
Metallblech werden mit der inneren Platte zusammengebaut, wobei die erste äußere Platte an dem zumindest einen ersten Scheitel anliegt und die zweite äußere Platte an dem zumindest einen zweiten Scheitel anliegt. Ein Buckelschweißgerät schweißt die Platten mit Hilfe eines Zugangs nur zu der ersten äußeren Platte, die den gegabelten Buckeln überlagert ist, wobei ein Großteil des Stromes durch die zweite äußere Platte fließt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Fügen eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil mittels eines einseitigen Widerstandspunktschweißens zu ermöglichen, insbesondere eine Konzentration eines Schweißstroms in einem Bereich eines Widerstandspunktes des einseitigen Widerstandspunktschweißens zu verbessern.
Die Aufgabe wird bereits mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Fügen eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil mittels eines einseitigen Widerstandspunktschweißens, mit Herstellen eines Abstands zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil im Bereich eines Widerstandspunkts des
Widerstandspunktschweißens mittels einer Abstandshaltevorrichtung, einseitiges Anpressen einer Schweißelektrode auf den Bereich des Widerstandspunkts und dabei Annähern der Bauteile zum lokalen Herstellen eines elektrisch leitenden Anlagekontakts zwischen den
Bauteilen, wobei die Bauteile benachbart des Widerstandspunkts zumindest bereichsweise beabstandet bleiben, gelöst. Vorteilhaft werden die zwei Bauteile zunächst beabstandet zueinander angeordnet. Vorteilhaft kann mittels des einseitigen Anpressens der
Schweißelektrode auf den Bereich des Widerstandspunktes nur im Bereich des
Widerstandspunktes eine Annäherung der Bauteile erfolgen, bis der Abstand lediglich im
Bereich des Widerstandspunktes vollständig überwunden ist. Vorteilhaft kann dadurch eine Konzentration des Schweißstroms im Bereich des Widerstandspunktes erfolgen, so dass sicher das erste Bauteil und das zweite Bauteil zum Fügen aufgeschmolzen werden können.
Eine Ausführungsform des Verfahrens wird mit Herstellen eines elektrisch leitenden
Anlagekontakts zwischen dem zweiten Bauteil und einer Blindelektrode des
Widerstandsschweißens, einseitiges Anpressen der Schweißelektrode an das erste Bauteil und dabei Herstellen eines elektrischen Schweißstroms von der Blindelektrode über das zweite Bauteil, den Widerstandspunkt der Bauteile, das erste Bauteil zu der Schweißelektrode zum Aufschmelzen des Widerstandspunktes der Bauteile durchgeführt. Vorteilhaft kann der elektrische Schweißstrom einseitig zwischen der Schweißelektrode und der Blindelektrode durch die Bauteile geführt werden, wobei der Schweißstrom im Bereich des
Widerstandspunktes vorteilhaft konzentriert werden kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die
Abstandshaltevorrichtung zumindest einen Vorsprung zumindest eines der Bauteile aufweist. Vorteilhaft kann eines der Bauteile den Vorsprung der Abstandshaltevorrichtung aufweisen, wobei vorteilhaft keine separate Abstandshaltevorrichtung relativ zu den Bauteilen positioniert werden muss. Vielmehr kann die Abstandshaltevorrichtung direkt bei einem Herstellvorgang des entsprechenden Bauteils mit an diesem angebracht werden. Dabei ist es vorteilhaft möglich, die Abstandshaltevorrichtung einstückig mit dem betreffenden Bauteil auszuführen. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Abstandshaltevorrichtung an dem entsprechenden Bauteil, insbesondere während eines Herstellprozesses, separat angebracht werden. Dabei ist es denkbar, dass die separat angebrachte Abstandshaltevorrichtung isolierende Eigenschaften aufweist.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens wird mit Einbringen eines Isolierbands der Abstandshaltevorrichtung zwischen die Bauteile zum Herstellen des Abstands durchgeführt. Vorteilhaft können die zwei Bauteile mittels des eingebrachten Isolierbandes gleichzeitig voneinander beabstandet und elektrisch gegeneinander isoliert werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Isolierband im Bereich des Widerstandspunkts eine Aussparung aufweist. Vorteilhaft können die zwei Bauteile im Bereich der Aussparung des Isolierbandes durch das Anpressen der Schweißelektrode so weit aneinander angenähert werden, dass diese sich berühren und dadurch der Schweißstrom fließen kann.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens wird mit Einbringen des Isolierbandes und beabstandet dazu, insbesondere parallel beabstandet, eines weiteren Isolierbandes zum Herstellen des Abstands, wobei der Widerstandspunkt zwischen den Isolierbändern liegt, durchgeführt. Vorteilhaft können die Bauteile neben dem Widerstandspunkt mittels der zwei Isolierbänder beabstandet und elektrisch isoliert voneinander angeordnet werden. Der eigentliche Schweißvorgang, also die Annäherung der Bauteile durch das Aufpressen der Schweißelektrode und das Einbringen des Schweißstroms, kann vorteilhaft zwischen den Isolierbändern erfolgen.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens wird mit Einbringen eines elektrischen
Vorwärmstroms in die Bauteile und dabei Aufschmelzen des Isolierbands zumindest im Bereich des Widerstandspunktes durchgeführt. Vorteilhaft kann das verflüssigte Isolierband beim Anpressen der Schweißelektrode verdrängt werden, so dass sich im Bereich des
Widerstandspunktes die zwei Bauteile berühren, so dass der Schweißstrom zum Aufschmelzen und Fügen der Bauteile fließen kann.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens wird mit Einbringen des Vorwärmstroms über einen die Bauteile elektrisch kontaktierenden Fixierpunkt durchgeführt. Vorteilhaft kann trotz der beabstandeten Anordnung der Bauteile und der isolierenden Wirkung des Isolierbandes der Vorwärmstrom über den Fixierpunkt geleitet werden. Vorteilhaft können zusätzlich und/oder alternativ die Bauteile mittels des Fixierpunktes in einer Lage relativ zueinander vorfixiert werden. Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, das Verfahren für mehrere
Widerstandspunkte beziehungsweise daraus resultierende Schweißpunkte an den zwei Bauteilen durchzuführen. In diesem Fall kann der Vorwärmstrom über bereits vorhandene Schweißpunkte geführt werden, wobei der Vorwärmstrom . erstmalig über den Fixierpunkt und anschließend über bereits hergestellte Schweißpunkte fließt.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens wird mit Einbringen eines zumindest im Bereich des Schweißpunktes bereichsweise elektrisch leitfähigen Bandes zum Herstellen des
Abstandes, Einbringen des elektrischen Vorwärmstroms über das elektrisch leitfähige Band und Aufschmelzen des elektrisch leitfähigen Bandes mittels des elektrischen Vorwärmstroms durchgeführt. Vorteilhaft kann ein elektrischer Widerstand des leitfähigen Bandes so eingestellt werden, dass dieses sich aufgrund des Vorwärmstroms vergleichsweise stark erwärmt und dabei aufgeschmolzen wird. Vorteilhaft ist für ein erstmaliges Herstellen eines Schweißpunktes kein Fixierpunkt zum Einbringen des Vorwärmstroms notwendig. Vielmehr kann dieser direkt über das elektrisch leitfähige Band hergestellt werden. Das mittels des Vorwärmstroms aufgeschmolzene elektrisch leitfähige Band kann vorteilhaft durch das Aufpressen der
Schweißelektrode und das damit verbundene Annähern der Bauteile im Bereich des
Widerstandspunktes verdrängt werden, so dass der Schweißstrom fließen kann. Vorteilhaft kann das Annähern der Bauteile unter einer elastischen Verformung eines der Bauteile aufgrund des Anpressdrucks der Schweißelektrode erfolgen.
Die Aufgabe ist außerdem bei einer Schweißvorrichtung zum einseitigen
Widerstandspunktschweißen mit einer Blindelektrode und einer Schweißelektrode gelöst, wobei die Schweißvorrichtung zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens eingerichtet, ausgelegt und/oder konstruiert ist. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen
Bezugszeichen versehen.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer teilweise dargestellten Schweißvorrichtung zum einseitigen Widerstandspunktschweißen zusammen mit zwei beabstandet zueinander angeordneten Bauteilen;
Fig. 2 die in Figur 1 gezeigte Schweißvorrichtung, wobei die zwei Bauteile lokal im Bereich eines Widerstandspunkts zum Herstellen eines elektrisch leitenden Anlagekontakts aneinander angenähert sind;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf den Bereich des Widerstandspunktes der zwei in den Figuren 1 und 2 gezeigten Bauteile;
Fig. 4 - 7 jeweils eine schematische Draufsicht zweier zum Durchführen des einseitigen
Widerstandspunktschweißens vorbereiteter Bauteile, wobei diese mittels eines Bandes zueinander beabstandet sind;
Fig. 8 eine schematische Seitenansicht der in den Fig. 1 und 2 gezeigten
Schweißvorrichtung, wobei im Unterschied die zwei Bauteile analog der Darstellungen Figuren 4 bis 7 mittels eines Bandes voneinander beabstandet sind; die in Fig. 8 gezeigte Schweißvorrichtung, wobei das Band aufgeschmolzen und der, Abstand der Bauteile im Bereich des Widerstandspunkts auf 0 reduziert ist;
Fig. 10, 11 jeweils eine schematische Schnittansicht zweier mittels zwei Elektroden
kontaktierter Bauteile zum Verdeutlichen eines Vorwärmstroms und eines Schweißstroms.
Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer nur teilweise dargestellten
Schweißvorrichtung 1. Die Schweißvorrichtung 1 weist eine Schweißelektrode 3 und eine Blindelektrode 5 auf. Zwischen der Schweißelektrode 3 und der Blindelektrode 5 kann eine Spannung zum Induzieren eines Vorwärmstroms und/oder eines Schweißstroms zum Fügen eines ersten Bauteils 7 und eines zweiten Bauteils 9 angelegt werden. Bei dem ersten Bauteil 7 kann es sich beispielsweise um ein Oberblech und bei dem zweiten Bauteil 9 um ein Unterblech handeln. Insbesondere kann es sich bei den Bauteilen 7 und 9 um Bauteile, insbesondere Karosserieteile, eines Kraftfahrzeugs handeln.
Gemäß der Darstellung der Fig. 1 sind die Bauteile 7 und-9 für ein einseitiges
Widerstandspunktschweißen mittels der Schweißvorrichtung 1 vorbereitet. Die
Schweißelektrode 3 und die Blindelektrode 5 sind von derselben Seite auf die Bauteile 7 und 9 angebracht beziehungsweise anbringbar beziehungsweise mit diesen elektrisch kontaktiert beziehungsweise kontaktierbar.
Die Bauteile 7 und 9 sind im Bereich eines Widerstandspunkts 11 in einem Abstand 13 zueinander angeordnet. Bei den Bauteilen 7 und 9 handelt es sich insbesondere um ebene Bauteile, die in der in Fig. 1 gezeigten vorbereiteten relativen Lage zueinander den Abstand 13 zueinander aufweisen. Alternativ und/oder zusätzlich kann es sich bei den Bauteilen 7 und 9 auch um gekrümmte Bauteile handeln, die den Abstand 13, insbesondere im Bereich des Widerstandspunktes 11 , aufweisen.
Der Abstand 13 ist mittels einer Abstandshaltevorrichtung 15 hergestellt. Die
Abstandshaltevorrichtung 15 weist Vorsprünge 17 auf, die einstückig mit dem ersten Bauteil 7 verbunden sind. Alternativ und/oder zusätzlich können die Vorsprünge 17 mit dem zweiten Bauteil 9 einstückig verbunden sein. Alternativ und/oder zusätzlich können die Vorsprünge 17 der Abstandshaltevorrichtung 15 als separate Bauteile ausgeführt sein, die beispielsweise zum Vorbereiten des Widerstandspunktschweißens zwischen den Bauteilen 7 und 9 zum Herstellen des Abstands 13 angeordnet werden.
Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 gezeigte Schweißvorrichtung während eines Schweißvorgangs zum Durchführen des Widerstandspunktschweißens. Dabei wird die Schweißelektrode 3 mit einer Anpresskraft gegen das erste Bauteil 7 gepresst. Die Anpresskraft sowie deren Richtung ist in Fig. 2 mittels eines Pfeils 19 symbolisiert. Aufgrund der Anpresskraft der Schweißelektrode 3 wird das erste Bauteil 7 elastisch verformt, so dass dieses eine Krümmung aufweist. Vorteilhaft wird dadurch im Bereich des Widerstandspunkts 11 der Abstand 13 auf einen Wert von 0 verringert, so dass sich das erste Bauteil 7 und das zweite Bauteil 9 in einem elektrisch leitenden Anlagekontakt zueinander befinden. Vorteilhaft kann dadurch ein nicht näher dargestellter Schweißstrom von der Schweißelektrode 3 über das erste Bauteil 7, das zweite Bauteil 9 zur Blindelektrode 5 fließen. Dabei wird vorteilhaft der Widerstandspunkt 11 der Bauteile 7 und 9 aufgeschmolzen, so dass sich zum Fügen der Bauteile 7 und 9 eine
Schweißlinse bildet. Vorteilhaft kann durch das lokale Überwinden des Abstands 13 im Bereich des Widerstandspunkts 11 der Schweißstrom der Schweißvorrichtung 1 in dem
Widerstandspunkt 11 konzentriert werden, so dass sich die Schweißlinse an dem ersten Bauteil 7 und dem zweiten Bauteil 9 bilden kann.
An den Vorsprüngen 17 der Abstandshaltevorrichtung 15 bildet sich ein Nebenschluss, der einen Nebenstrom bedingt. Vorteilhaft ist dieser jedoch so gering, dass dadurch der eigentliche Schweißvorgang nicht beeinträchtigt wird. Gegebenenfalls kann ein mittels der Schweißvorrichtung 1 erzeugter Stromfluss um den über den Nebenschluss fließenden elektrischen Strom erhöht werden.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die zwei in den Fig. 1 und 2 gezeigten Bauteile 7 und 9. Es ist der Widerstandspunkt 11 zu erkennen, der in Fig. 3 mittels eines Kreises symbolisiert ist. Der Widerstandspunkt 11 kann auch als Schweißzone bezeichnet werden, in der sich die zum Fügen der Bauteile 7 und 9 notwendige Schweißlinse bildet.
In der Darstellung gemäß der Fig. 3 ist zu erkennen, dass sich das erste Bauteil 7 und das zweite Bauteil 9 in einer Überlappungszone 21 , die mittels eines Doppelpfeils und gestrichelten Linien in Fig. symbolisiert ist, überlappen. Die Überlappungszone 21 kann beispielsweise zwischen 10 und 30 mm, insbesondere zwischen 12 und 20 mm, insbesondere ungefähr 16 mm, betragen. Es ist zu erkennen, dass die Abstandshaltevorrichtung 15 insgesamt vier trapezförmig zueinander angeordnete Vorsprünge 17 aufweist, die auch als Distanzbuckel bezeichnet werden können. Vorteilhaft sind die Vorsprünge 17 außerhalb des
Widerstandspunktes 11 angeordnet, wobei über diese lediglich ein zum Schweißen nicht ausreichender Nebenstrom fließt. Vorteilhaft stellen diese lediglich den Abstand 13 zwischen den Bauteilen 7 und 9 her, der vorteilhaft außerhalb des Widerstandspunktes 1 erhalten bleibt, so dass vorteilhaft lediglich über die Vorsprünge 17 der Abstandshaltevorrichtung 15 und dem Widerstandspunkt 11 selbst ein elektrischer Stromfluss stattfindet. Dadurch kann vorteilhaft der zum Schweißen der Bauteile 7 und 9 erforderliche Schweißstrom in den Widerstandspunkt 11 der Bauteile 7 und 9 konzentriert werden.
Die Fig. 4 - 7 zeigen jeweils eine schematische Draufsicht auf zwei beabstandet zueinander angeordnete Bauteile 7 und 9, die mittels der Schweißvorrichtung 1 fügbar sind, analog der Darstellung der Fig. 3. Im Unterschied weisen die Bauteile 7 und 9 gemäß der Darstellung der Fig. 4 - 6 jeweils mehrere Widerstandspunkte 11 auf und sind jeweils mittels eines Bandes 23 voneinander beabstandet.
Gemäß der Darstellung der Fig. 4 handelt es sich um ein Band 23 mit isolierenden
Eigenschaften, also ein Isolierband. Das in Fig. 4 dargestellte Band 23 ist zwischen den Bauteilen 7 und 9 angeordnet und weist im Bereich der Widerstandspunkte 11 Aussparungen 25 auf. Die Aussparungen 25 sind gemäß der Darstellung der Fig. 4 beispielhaft rund ausgeführt. Die Aussparungen 25 können jedoch auch eine andere geometrische Form, beispielsweise quadratisch und/oder Ähnliches aufweisen. Vorteilhaft können die Bauteile 7 und 9 während des Widerstandspunktschweißens durch die Aussparungen 25 hindurch einander im Bereich des jeweiligen Widerstandspunkts 11 lokal einander angenähert werden, wobei vorteilhaft den jeweiligen Widerstandspunkt 11 umgebend die isolierende Wirkung des Bandes 23 erhalten bleibt.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei das Band 23 schmaler ausgeführt ist, so dass dieses beispielsweise ungefähr lediglich 1/3 der Überlappungszone 21 überdeckt.
Beabstandet zu dem schmaleren Band 23 ist ein weiteres Band 27 angeordnet. Die Bänder 23 und 27 sind parallel zueinander und beabstandet zueinander im Bereich der Überlappungszone 21 angeordnet. Vorteilhaft verbleibt zwischen den Bändern 23 und 27 im Bereich der
Widerstandspunkte 11 ein Freiraum, dem die Bauteile 7 und 9 vor dem Durchführen des Widerstandspunktsschweißens beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei in dem Freiraum des Abstands 13 ein überwindbarer Luftraum verbleibt, der durch das Anpressen der Schweißelektrode 3 auf einen Abstand von 0 verringert werden kann, so dass die Bauteile 7 und 9 sich an dem jeweiligen Widerstandspunkt 11 zum Herstellen des elektrischen Kontakts berühren. Vorteilhaft bleibt umgebend des Widerstandspunkts 11 die elektrisch isolierende Wirkung der Bänder 23 und 27 sowie eine elektrische Isolierung aufgrund des verbleibenden Luftraums erhalten, so dass vorteilhaft der Schweißstrom des Widerstandspunktschweißens im jeweiligen Widerstandspunkt 11 konzentrierbar ist.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Schweißvorrichtung 1 , wobei im Unterschied das Band 23 keine Aussparungen 25 aufweist. Vorteilhaft weist das Band 23 gemäß der Darstellung der Fig. 6 thermoplastische Eigenschaften auf und kann durch Erwärmen aufgeschmolzen werden. Zum Aufschmelzen des Bandes 23 gemäß der Fig. 6 sind die Bauteile 7 und 9 mittels eines elektrisch leitfähigen Fixierpunktes 29 elektrisch miteinander kontaktiert. Vorteilhaft kann über den Fixierpunkt 29 ein Vorwärmstrom zum Aufschmelzen des Bands 23 im Bereich des Widerstandspunkts 11 in die Bauteile 7 und 9 eingeleitet werden. Beim eigentlichen
Schweißvorgang, also beim Anpressen der Schweißelektrode 3 wird das aufgeschmolzene Band 23 lokal verdrängt, so dass im Bereich des Widerstandspunkts 1 1 ein elektrisch leitfähiger Anlagekontakt zwischen den Bauteilen 7 und 9 hergestellt werden kann. Vorteilhaft weist das aufgeschmolzene Band 23 auch in flüssigem Zustand elektrisch isolierende Eigenschaften auf, so dass vorteilhaft der elektrische Schweißstrom im Bereich des Widerstandspunkts 11 konzentriert werden kann.
Es ist zu erkennen, dass im Bereich des Fixierpunkts 29 das Band 23 nicht vorgesehen ist, beziehungsweise benachbart zu diesem endet.
Gemäß der Darstellung der Fig. 7 ist zwischen den Bauteilen 7 und 9 ein Band 23 mit elektrisch leitfähigen Eigenschaften angeordnet. In der Überlappungszone 21 befindet sich also zwischen den Bauteilen 7 und 9 das elektrisch leitfähige Band 23, wobei vorteilhaft über dieses der Vorwärmstrom geführt werden kann. Das elektrisch leitfähige Band 23 gemäß der Darstellung 7 weist keine Aussparungen auf, ist also durchgängig in der Überlappungszone 21 zwischen den Bauteilen 7 und 9 zum Herstellen des Abstands 13 angeordnet. Im Unterschied zur Darstellung gemäß Fig. 6, wobei das Band 23 isolierende Eigenschaften aufweist und ebenfalls mit
Ausnahme des Fixierpunkts 29 durchgängig in der Überlappungszone 21 zwischen den
Bauteilen 7 und 9 angeordnet ist, ist gemäß der Darstellung der Fig. 7 kein Fixierpunkt 29 erforderlich. Vielmehr kann vorteilhaft der Vorwärmstrom über das elektrisch leitfähige
Eigenschaften aufweisende Band 23 selbst geführt werden. Das elektrisch leitfähige Band 23 kann ebenfalls thermoplastische Eigenschaften aufweisen und ist aufschmelzbar. Die elektrisch leitfähigen Eigenschaften können so eingestellt werden, dass sich eine sichere Erwärmung des Bandes 23 gemäß der Fig. 7 beim Durchleiten des Vorwärmstroms ergibt. Analog zum vorab beschriebenen Vorgehen kann auch das elektrisch leitfähige Band so aufgeschmolzen werden, dass dieses beim Aufpressen der Sehweißelektrode 3 lokal im Bereich des Widerstandspunkts 11 zum Herstellen des elektrischen Anlagekontakts zwischen den Bauteilen 7 und 9 verdrängt werden kann.
Dieser Vorgang ist in Fig. 9 dargestellt, wobei sich das erste Bauteil 7 durch das Aufpressen der Schweißelektrode 3 verformt, so dass sich das erste Bauteil 7 unter Verdrängung des Bandes 23 lokal im Bereich des Widerstandspunkts 11 dem zweiten Bauteil 9 annähert.
Die Darstellung der Fig. 9 zeigt grundsätzlich die Verdrängung des aufgeschmolzenen Bandes 23 analog der Fig. 6 und 7. Analog, jedoch gegebenenfalls ohne die Notwendigkeit der
Verflüssigung durch einen Vorwärmstrom, verhält es sich bei dem Band 23 mit Aussparung 25 der Fig. 4 beziehungsweise den beabstandeten Bändern 23 und 27 gemäß der Darstellung in Fig. 5, wobei jeweils ebenfalls im Bereich des Widerstandspunktes 11 die Bauteile 7 und 9 in einen elektrischen Anlagekontakt einander angenähert werden.
Fig. 8 zeigt die schematische Seitenansicht der Schweißvorrichtung 1 der Fig. 9. In Fig. 8 ist zu erkennen, dass zwischen den Bauteilen 7 und 9 das Band 23 zum Herstellen des Abstands 13 angeordnet ist. Gemäß den Darstellungen der Fig. 4 - 6 stellt das Band 23 eine Isolierschicht dar. Gemäß der Darstellung der Fig. 7 weist das Band 23 elektrisch leitfähige Eigenschaften auf und kann einen Vorwärmstrom direkt in eine Aufschmelzung umwandeln.
Fig. 10 zeigt eine schematische Ansicht zweier Bauteile 7 und 9 zusammen mit einer
Schweißelektrode 3 und einer Blindelektrode 5. Zwischen den Bauteilen 7 und 9 ist ein Band 23 mit isolierenden Eigenschaften angeordnet. In der Darstellung der Fig. 10 rechts neben der Schweißelektrode 3 und der Blindelektrode 5 befindet sich ein Fixierpunkt 29 oder ein bereits verschweißter Widerstandspunkt 11. Es ist zu erkennen, dass ein Vorwärmstrom von der Schweißelektrode 3 über den Fixierpunkt 29 beziehungsweise den bereits verschweißten Widerstandspunkt 11 durch das erste Bauteil 7 und das zweite Bauteil 9 zur Blindelektrode 5 fließt. Dabei wird das Band 23 erwärmt und aufgeschmolzen.
Fig. 11 zeigt die in Fig. 10 gezeigte Schnittansicht der Bauteile 7 und 9 zusammen mit der Schweißelektrode 3 und der Blindelektrode 5. Im Unterschied zur Darstellung der Fig. 10 ist in Fig. 11 bereits der Abstand 13 durch das Anpressen der Schweißelektrode 3 auf 0 verringert, so dass sich die Bauteile 7 und 9 im Bereich des Widerstandspunkts 11 in einem elektrisch leitfähigen Anlagekontakt befinden. Es ist zu erkennen, dass sich ein über die
Schweißelektrode 3 und die Blindelektrode 5 geführter Gesamtstrom 35 in einen Nebenstrom 37 und einen Schweißstrom 33 aufteilen. Der Nebenstrom 37 fließt über den bereits
hergestellten Widerstandspunkt 1. Der Schweißstrom 33, der wesentlich größer ist, fließt über den unterhalb der Schweißelektrode 3 liegenden Widerstandspunkt 11 und führt zum
Aufschmelzen des ersten Bauteils 7 und des zweiten Bauteils 9.
Gemäß der Darstellung der Fig. 10 fließt der Gesamtstrom 35 als Vorwärmstrom 31 über den Fixierpunkt 29 beziehungsweise den bereits herstellten Widerstandspunkt 11 , stellt also den Vorwärmstrom 31 beziehungsweise ist mit diesen identisch.
Bei dem ersten Bauteil 7, bei dem es sich um ein Oberblech handeln kann, sind vorteilhaft die Distanzbuckel der Abstandshaltevorrichtung 15 vorgesehen. Vorteilhaft ist keine zusätzliche Unterlage notwendig, um die Bauteile 7 und 9 in dem Abstand 13 zueinander anzuordnen. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Abstandshaltevorrichtung 15 das in den Fig. 4 - 7 dargestellte Band 23 beziehungsweise das weitere Band 27 aufweisen. Vorteilhaft kann dadurch der Schweißstrom 33 so in dem Widerstandspunkt 11 konzentriert werden, dass sich vorteilhaftere Prozessfenster beziehungsweise größere Prozessfenster ergeben und/oder bestimmte Materialkombinationen der Bauteile 7 und 9 mittels des
Widerstandspunktschweißens fügbar werden. Vorteilhaft werden Strompfade des
Schweißstroms 33 auf den Bereich des Widerstandspunkts 11 eingeschnürt.
Die Vorsprünge 17 beziehungsweise Distanzbuckel der Abstandshaltevorrichtung 15 können in das erste Bauteil 7 geprägt werden, so dass ein isolierender Luftspalt des Abstands 13 zwischen den Bauteilen 7 und 9, insbesondere Blechen, hergestellt werden kann. Die
Elektroden 3 und 5 werden vorteilhaft an einer geeigneten Stelle, an dem Widerstandspunkt 11 , der zwischen den Vorsprüngen 17 der Abstandshaltevorrichtung 15 liegt, positioniert. Die mittels des Pfeils 9 dargestellte Elektrodenkraft der Schweißelektrode 3 verformt das erste Bauteil 7, wobei dieses bereichsweise elektrisch leitend auf das zweite Bauteil 9 gepresst wird, wodurch der Stromkreis zum Induzieren des Schweißstroms 33 geschlossen wird. Vorteilhaft kann mit einem erhöhten Schweißstrom 33 ein Nebenschlussstrom über die Vorsprünge 17 der Abstandshaltevorrichtung 15 kompensiert werden, wobei dieser jedoch vorteilhaft im Vergleich zu einem direkten Anlagekontakt der Bauteile 7 und 9 derartig gering ist, dass im Bereich des Widerstandspunktes 11 das Fügen der Bauteile 7 und 9 auf sichere und einfache Art und Weise erfolgen kann. Vorteilhaft können die Vorsprünge 17 der Abstandshaltevorrichtung 15 als spitze Rundbuckel ausgeführt werden, wobei daraus vorteilhaft ein hoher Übergangswiderstand resultiert, wobei vorteilhaft der Nebenstrom 37 beziehungsweise Nebenschlussstrom gering gehalten werden kann. Die Abstandshaltevorrichtung 15 mit den Vorsprüngen 17 dient vorteilhaft lediglich zum Herstellen des Abstands 13, besitzt also keine Funktion bezüglich einer Wärmeführung während des Widerstandspunktschweißens. Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, fließt nahezu der gesamte Gesamtstrom 35 in Form des Schweißstroms 33 über den
Widerstandspunkt 11. Vorteilhaft kann dadurch ein stabiler Schweißprozess bei vergleichsweise dicken Bauteilen 7 und 9 realisiert werden. Die Anzahl der Vorsprünge 17 der
Abstandshaltevorrichtung 15 kann gegebenenfalls variiert werden. Als vorteilhaft hat sich eine trapezförmige Anordnung von insgesamt 4 Distanzbuckeln und einer Breite von 16 mm der Überlappungszone 21 herausgestellt. Alternativ und/oder zusätzlich kann die
Schweißvorrichtung 1 eine Schweißregelung zum Regeln des Schweißstroms 33 aufweisen.
Alternativ und/oder zusätzlich können, gemäß den Darstellungen der Fig. 4 - 7 die
Schweißströme 33 mittels des Bandes 23 und/oder des weiteren Bandes 27 auf den
entsprechenden Widerstandspunkt 11 eingeschnürt werden. Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich, dass das Band 23 und/oder das weitere Band 27 gemäß den Darstellungen der Fig. 4 - 7 als Klebeband ausgeführt ist, wobei dieses in einem vorbereitenden Schritt auf einfache Art und Weise auf eines der Bauteile 7 und 9 aufgeklebt werden kann. Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, dass das Band 23 und/oder das weitere Band 27 klebeadhäsive Eigenschaften aufweist, so dass dieses zusätzlich zum Fügen mittels des
Widerstandspunktschweißens Klebekräfte zwischen den Bauteilen 7 und 9 aufbaut,
insbesondere nach dem Wiedererstarren nach dem Aufschmelzen mittels des Vorwärmstroms . 31. Allgemein erfolgt nach dem Aufschmelzen des Bandes 23 das
Widerstandspunktschweißen, wobei der Schweißstrom 33 fließt.
Gemäß der Darstellung der Fig. 5 kann der Abstand zwischen dem Band 23 und dem weiteren Band ca. 5 - 30 mm, insbesondere 10 - 20 mm, vorzugsweise ungefähr 15 mm betragen.
Vorteilhaft kann die Schweißelektrode 3 in der Mitte, also zwischen dem Band 33 und dem weiteren Band 27 positioniert werden, so dass sich infolge der Anpresskraft der
Schweißelektrode 3, die mittels des Pfeils 19 symbolisiert ist, eine Verformungskraft auf das erste Bauteil 7 so wirkt, dass sich die Bauteile 7 und 9 zwischen dem Band 23 und dem weiteren Band 27 bis auf einen Abstand 13 von 0 einander annähern. Vorteilhaft sind dadurch die Bauteile 7 und 9 so weit aneinander angenähert, dass ein eventueller Nebenschluss lediglich über bereits hergestellte Widerstandspunkte 11 , wie in Fig. 1 1 gezeigt, erfolgt.
Vorteilhaft wird dadurch der Schweißstrom 33, der einen überwiegenden Anteil des
Gesamtstroms 35 ausmacht, über den Widerstandspunkt 11 geleitet beziehungsweise in diesem konzentriert. Vorteilhaft wird also der überwiegende Teil des Gesamtstroms 35 in Form des Schweißstroms 33 direkt unterhalb der Schweißelektrode 3 zum Fügen der Bauteile 7 und 9 durch diese hindurchgeführt.
Gemäß den Darstellungen der Fig. 6 und 7, bei denen die Bänder 23 keine Aussparungen 25 aufweisen, kann der elektrische Kontakt nicht lediglich mittels der Anpresskraft der
Schweißelektrode 3 erfolgen. Vorteilhaft wird zunächst das Band 23 aufgeschmolzen, so dass dieses zum Herstellen des elektrisch leitfähigen Anlagekontakts unter Verformung des ersten Bauteils 7 verdrängt werden kann. Hierzu kann im Bereich der Schweißelektrode 3 eine ausreichende Menge an Wärme erzeugt werden, so dass das Band 23 aufschmilzt.
Gemäß der Darstellung der Fig. 6 wird zunächst der Schweißpunkt 29 zum Leiten des
Vorwärmstroms 31 gesetzt. Danach kann ein erster Schweißpunkt an einem ersten
Widerstandspunkt 11 gesetzt werden. Weitere Schweißpunkte an weiteren Widerstandspunkten 11 können mittels der bereits gesetzten benachbarten Widerstandspunkte 11 vorgewärmt werden.
Gemäß der Darstellung der Fig. 7 erfolgt die Vorwärmung ohne Fixierpunkt 29 aufgrund der elektrisch leitfähigen Eigenschaft des Bandes 23.
Vorteilhaft können bei den Bändern 23 der Darstellung gemäß den Fig. 6 und 7 die
Widerstandspunkte 11 durch einfaches Aufdrücken der Schweißelektrode 3 an einer beliebigen Stelle gewählt werden. Auf Aussparungen 25 analog der Darstellung der Fig. 4 und 5 muss keine Rücksicht genommen werden. Dadurch sind insbesondere unterschiedliche Abstände zwischen den Widerstandspunkten 11 , Zickzackanordnungen und/oder Ähnliches denkbar.
Alternativ und/oder zusätzlich kann eine Schweißregelung eingesetzt werden.
Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, die Blindelektrode 5 für jeden der
Widerstandspunkte 11 gezielt so zu positionieren, dass sich ein optimaler Schweißstrom 33 und/oder ein optimaler Vorwärmstrom 31 und/oder ein möglichst geringer Nebenstrom 37 ergibt. Vorteilhaft können dadurch auch schwierige Falzschweißungen, die insbesondere nur einseitig zugänglich sind, durchgeführt werden. Gemäß den Darstellung der Fig. 10 und 11 fließt der Gesamtstrom 35 zunächst als Vorwärmstrom 31 über einen benachbarten bereits hergestellten Schweißpunkt und dient zur Erwärmung und Aufschmelzung des Bandes 23, also der Isolierschicht zwischen den Bauteilen 7 und 9.
Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, anstelle des Bandes 23 mit isolierenden
Eigenschaften eine andere Beschichtung, beispielsweise eine Lackschicht, auf einem der Bauteile 7 und 9 vorzusehen.
Bezugszeichenliste
I Schweißvorrichtung
3 Schweißelektrode
5 Blindelektrode
7 erstes Bauteil
9 zweites Bauteil
I I Widerstandspunkt
13 Abstand
15 Abstandshaltevorrichtung
17 Vorsprünge
19 Pfeil
21 Überlappungszone
23 Band
25 Aussparungen
27 Band
29 Fixierpunkt
31 Vorwärmstrom
33 Schweißstrom
35 Gesamtstrom
37 Nebenstrom

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Fügen eines ersten Bauteils (7) mit einem zweiten Bauteil (9) mittels eines einseitigen Widerstandspunktschweißens, mit:
Herstellen eines Abstands (13) zwischen dem ersten Bauteil (7) und dem zweiten Bauteil (9) im Bereich eines Widerstandspunkts (11 ) des
Widerstandspunktschweißens mittels einer Abstandshaltevorrichtung (15), einseitiges Anpressen einer Schweißelektrode (3) auf den Bereich des Widerstandspunkts (11), und dabei
Annähern der Bauteile (7,9) zum lokalen Herstellen eines elektrisch leitenden Anlagekontakts zwischen den Bauteilen (7,9), wobei die Bauteile (7,9) benachbart des Widerstandspunkts zumindest bereichsweise beabstandet bleiben.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit:
Herstellen eines elektrisch leitenden Anlagekontakts zwischen dem zweiten Bauteil (9) und einer Blindelektrode (5) des Widerstandspunktschweißens, einseitiges Anpressen der Schweißelektrode (5) an das erste Bauteil (7) und dabei
Herstellen eines elektrischen Schweißstroms (33) von der Blindelektrode (5) über das zweite Bauteil (9), den Widerstandspunkt (11 ) der Bauteile (7,9), das erste Bauteil (7) zu der Schweißelektrode (3) zum Aufschmelzen des Widerstandspunkts (11 ) der Bauteile (7,9).
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Wobei die
Abstandshaltevorrichtung (15) zumindest einen Vorsprung (17) zumindest eines der Bauteile (7,9) aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit:
Einbringen eines Bandes (23) der Abstandshaltevorrichtung ( 5) zwischen die Bauteile (7,9) zum Herstellen des Abstands (13).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Band (23) isolierende Eigenschaften und im Bereich des Widerstandspunkts (11 ) eine Aussparung (25) aufweist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit:
Einbringen des Bands (23) und beabstandet dazu eines weiteren Bands (27) zum Herstellen des Abstands (13), wobei der Widerstandspunkt (11 ) zwischen dem Band (23) und dem weiteren Band (27) liegt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit:
Einbringen eines elektrischen Vorwärmstroms (31 ) in die Bauteile (7,9) und dabei Aufschmelzen des Bands (23) zumindest im Bereich des Widerstandspunkts (11 ).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit:
Einbringen des Vorwärmstroms (31 ) über einen die Bauteile 7, 9 elektrisch kontaktierenden Fixierpunkt (29).
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit:
Einbringen eines zumindest im Bereich des Widerstandspunkts (11) bereichsweise elektrisch leitfähigen Bands (23) zwischen die Bauteile (7,9) zum Herstellen des Abstands (13),
Einbringen des elektrischen Vorwärmstroms (31) über das elektrisch leitfähige Band (23),
Aufschmelzen des elektrisch leitfähigen Bands (23) mittels des elektrischen
Vorwärmstroms (31 ).
10. Schweißvorrichtung (1 ) zum einseitigen Widerstandspunktschweißen mit einer
Blindelektrode (5) und einer Schweißelektrode (3), eingerichtet, ausgelegt und/oder konstruiert zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden
Ansprüche.
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