Mechanisches Maschinenverhalten in der Punktschweißsimulation

Widerstandspunktschweißen ist das dominante Fügeverfahren in der Karosserieherstellung. Der steigende Wunsch nach mehr Sicherheit und gleichzeitig nach einem möglichst leichten Fahrzeug, führt zur Verwendung hochfester Stähle. Mit der Festigkeit steigen die Anforderungen an die Prozesssteuerung und die Punktschweißzangen. Die Simulation des Punktschweißprozesses wird verwendet, um einen materialgerechten Schweißprozess zu entwickeln, sowie Zeit und Material für entsprechende Versuche einzusparen. In der Simulation können physikalische Größen ermittelt werden, welche am Schweißpunkt nicht messbar sind. Im Vortrag wird ein FEM-Modell vorgestellt, welches den Widerstandspunktschweißvorgang simuliert. Die erste Ausbaustufe des Modells umfasst die zu fügenden Bleche und das Elektrodenpaar der Punktschweißzange. Die Elektrodenkraft wird zu Beginn der Schweißsimulation auf die Elektrode aufgebracht und über den Prozesszyklus als konstant angenommen. Diese Annahme steht im Widerspruch zu in der Praxis gemessenen Elektrodenkraftverläufen. Diese weisen eine dynamische Änderung über der Schweißzeit auf. Der Unterschied zwischen gemessener und in der Simulation vorgegebener konstanter Elektrodenkraft war die Motivation zur Erstellung eines mechanischen Maschinenmodells, welches im Vortrag präsentiert wird. Das Modell ist mit der Schweißprozesssimulation gekoppelt und errnöglicht die numerische Untersuchung der Wirkung mechanischer Maschinenparameter auf ein Punktschweißergebnis. Erste Ergebnisse der Schweißprozesssimulation unter Berücksichtigung des mechanischen Maschinenverhaltens werden vorgestellt und diskutiert