TY - PAT A1 - Brobeck, Andreas F. W. A1 - Michailov, Vesselin A1 - Ossenbrink, Ralf A1 - Polzin, Ralf A1 - Schleuß, Leander T1 - Rollennahtelektrode N2 - Eine Rollennahtelektrode zur Verwendung beim Rollennahtschweißen umfasst eine segmentförmige Elektrodenfläche (2) zur Anpressung der zu verbindenden Bauteile und zur Einleitung des Schweißstroms und der Schweißspannung. Die Elektrodenfläche (2) ist derart dreieckförmig oder mäanderförmig oder zueinander beabstandet ausgebildet, dass in der ebenen Abwicklung der Elektrodenfläche (2) ein Zickzack-Muster oder ein Wellen-Muster oder ein Steppnaht-Muster oder ein Rechteck-Muster vorliegt. Y1 - 2017 UR - https://depatisnet.dpma.de/DepatisNet/depatisnet?action=pdf&docid=DE102015114937A1 N1 - Offenlegungsschrift ER - TY - CHAP A1 - Schleuß, Leander A1 - Brobeck, Andreas F. W. A1 - Ossenbrink, Ralf A1 - Polzin, Ralf A1 - Michailov, Vesselin T1 - Rollennahtschweißen strukturierter Bleche mit neuartigen Elektroden T2 - Widerstandsschweißen, 23. Sondertagung in Duisburg am 29. und 30. Juni 2016 N2 - Bleche mit regelmäßig angeordneten steifigkeitserhöhenden Strukturen werden zunehmend in Kon-struktionen zur Erhöhung der Steifigkeit dünner Bleche bzw. von kompletten Bauteilen verwendet. Damit diese Bauteile wirtschaftlich verarbeitet werden können, bietet das Rollennahtschweißen mit seinen hohen Prozessgeschwindigkeiten und ohne notwendigen Einsatz von Zusatzwerkstoffen bzw. Schweißhilfsstoffen eine kostengünstige Alternative zu anderen Verfahren. Beim Rollennahtschweißen strukturierter Bleche führen jedoch klassische Rollennahtelektroden zur teilweisen bzw. vollständigen Einebnung der Versteifungselemente, sodass deren positive Wirkung reduziert bzw. vollständig auf-gehoben werden kann. Die geschweißten Bleche haben Wabenstrukturen mit unterschiedlichen Elementtiefen als regelmäßig angeordnete Versteifungselemente. Die Bleche finden vorrangig Anwendung im Fahrzeugbau und im Bauwesen. Aufgrund dieser Branchen und für zukünftige Anwendungen im Wärmetauscher- und Behäl-terbau wurden die Untersuchungen an Werkstoffqualitäten DC04 und X5CrNi 18-10 mit Blechdicken von 0,5 mm und 0,7 mm durchgeführt. Die entwickelten neuartigen Elektroden berücksichtigen die Topologie der Bleche, um eine Einebnung der strukturierten Bleche zu vermeiden. Daher wurden Elektroden mit veränderten Geometrien an den Elektrodenarbeitsflächen gestaltet. Eine der Elektroden besitzt eine periodisch unterbrochene und die zweite eine laterale Profilierung mit in Schweißrichtung nichtlinearer Form der Elektrodenarbeitsfläche. Das Verhalten beim Schweißen wurde in Schweißversuchen bestimmt und Schweißbereichsdiagram-me bzw. Prozessfenster abgeleitet. Die Verbindungseigenschaften wurden durch Metallografie-, Fes-tigkeits-, Druck- und Dichtheitsuntersuchungen validiert. Als Vergleich und Referenz dienen Schweiß-untersuchungen mit konventionellen Rollennahtelektroden. Die Untersuchungsergebnisse zeigen 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. Eine anschließende Optimie-rung führte zu einer vergleichbar guten Schweißnahtqualität sowohl bei Erhalt der Versteifungselemen-te mit den neuen Elektroden als auch bei deren Einebnung mit konventionellen Elektroden in Referenz zu Schweißuntersuchungen am ebenen Blech. Anschließend wurde ein Vergleich der Verbindungsfestigkeiten mit dem Widerstandspunktschweißen und dem Metall-Aktivgas-Schweißen durchgeführt. KW - Rollennahtschweißen KW - Leichtbauelement KW - durchströmbar KW - neuartig KW - Elektrodengeometrie KW - Wärmetauscher Y1 - 2016 SN - 978-3-945023-75-4 SP - 230 EP - 240 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf ER - TY - CHAP A1 - Schleuß, Leander A1 - Brobeck, Andreas F. W. A1 - Ossenbrink, Ralf A1 - Polzin, Ralf A1 - Michailov, Vesselin T1 - Neuartige Elektroden zum Rollennahtschweißen mit nichtlinearem Schweißpfad T2 - Große Schweißtechnische Tagung, 15.-17.09.15 N2 - Beim Rollennahtschweißen von Blechen mit eingebrachten Versteifungselementen wie Sicken oder regelmäßig angeordneten Strukturen führen lineare Schweißpfade unter Verwendung klassischer Rollenelektroden zur teilweisen bzw. vollständigen Einebnung dieser Versteifungselemente. Dadurch kann die positive Wirkung der Versteifungselemente reduziert bzw. vollständig aufgehoben werden. Somit müssen neue Wege für das Rollennahtschweißen von gesickten oder strukturierten Blechen erarbeitet werden. Es wurden zwei neuartige Elektroden mit veränderten Geometrien an den Kontaktflächen entwickelt, welche die Topologie der Bleche berücksichtigen und eine Einebnung vermeiden. Eine der Elektroden besitzt eine periodisch unterbrochene Kontaktfläche, die zweite eine laterale Profilierung mit in Schweißrichtung nichtlinearer Form der Kontaktfläche. Das Verhalten beim Schweißen wurde durch Schweißversuche bestimmt. Es wurden Schweißbereichsdiagramme bzw. Prozessfenster abgeleitet. Die Verbindungseigenschaften wurden durch Metallografie-, Festigkeits-, Druck- und Dichtheitsuntersuchungen validiert. Als Vergleich und Referenz dienen Schweißuntersuchungen mit konventionellen Rollennahtelektroden. Die geschweißten Bleche haben Wabenstrukturen als regelmäßig angeordnete Versteifungselemente mit unterschiedlichen Elementtiefen. Diese Bleche finden vorrangig Anwendung im Fahrzeugbau, in der Investitionsgüterindustrie und im Bauwesen. Aufgrund dieser Branchen und für zukünftige Anwendungen im Wärmetauscher- und Behälterbau sowie zur Ermittlung grundlegender Kenntnisse wurden die Untersuchungen an Werkstoffqualitäten DC04 und 1.4301 mit Blechdicken von 0,5 mm und 0,7 mm durchgeführt. Die Untersuchungsergebnisse zeigen 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. Eine anschließende Optimierung führte zu einer vergleichbar guten Schweißnahtqualität sowohl bei Erhalt der Versteifungselemente mit den neuen Elektroden als auch bei deren Einebnung mit konventionellen Elektroden in Referenz zu Schweißuntersuchungen am ebenen Blech. KW - Rollennahtschweißen KW - Leichtbauelement KW - durchströmbar KW - neuartig KW - Elektrodengeometrie KW - strukturiert Y1 - 2015 SN - 978-3-945023-46-4 SP - 185 EP - 190 PB - DVS Media CY - Düsseldorf ER - TY - RPRT A1 - Schleuß, Leander A1 - Brobeck, Andreas F. W. A1 - Ossenbrink, Ralf A1 - Polzin, Ralf A1 - Michailov, Vesselin T1 - Rollennahtschweißen strukturierter Feinbleche N2 - Strukturierte Bleche besitzen eine dreidimensionale Struktur aus regelmäßig angeordneten Versteifungselementen, welche die Steifigkeit der Bleche global erhöhen. Neben der Steifigkeitserhöhung besitzen strukturierte Bleche eine vergrößerte Oberfläche, ein verändertes akustisches Verhalten sowie ein ansprechendes Design als positive Merkmale. Mit der Qualifizierung des Rollennahtschweißens für verzugsarme, mediendichte Schweißnähte erschließen sich neue wichtige industrielle Anwendungen für strukturierte Bleche und den daraus hergestellten mehrschaligen Bauelementen (zwei strukturierte Bleche im Parallelstoß) mit Hohlräumen zwischen den Blechen. Innovative Produktentwicklungen in der Wärmetechnik, im Transportwesen und im Bauwesen können mit strukturierten Blechen für Rekuperatoren, Lüftungsanlagen, Wärmeboxen, chemische Apparate, temperierbare Behälter sowie Fußbodenheizungen, Kühlräume, Klimakammern, Fassadenelemente oder Lärmschutzwände umgesetzt werden. Derzeit steht dazu kein geeignetes Fügeverfahren zur Verfügung, welches alle Anforderungen erfüllt. Das Rollennahtschweißen eignet sich, strukturierte Bleche so zu fügen, dass sie den Anforderungen der zukünftigen Einsatzbereiche entsprechen unter Erhalt der positiven Eigenschaften. In diesem Projekt wurden strukturierte Einzelbleche und der aus ihnen gefertigten mehrschaligen Bauelemente mit dem Rollennahtschweißen gefügt. Zur Herstellung der mehrschaligen Bauelemente wurden Rollpunktnähte genutzt, welche strukturerhaltend hergestellt wurden. Dazu sind neuartige Rollennahtelektroden entwickelt, gefertigt und erprobt worden. Die notwendigen Schweißparameter zum strukturerhaltenden Schweißen und zum Schweißen mit Verformung der Struktur wurden in schweißbereichsdiagrammen dokumentiert und die Verbindungseigenschaften durch Zugversuche und Metallografie qualifiziert. Für die genannten Anwendungsbereiche wurden Dichtnähte an den Randbereichen der Bleche hergestellt. Durch die Überprüfung der Dichtheit, der Druck- und Korrosionsbeständigkeit wurden die mehrschaligen Bauelemente für mögliche Anwender qualifiziert. Für die durchgeführten Recherchen und Untersuchungen wurde ein wissenschaftlicher Mitarbeiter in Vollzeit beschäftigt und durch eine studentische Hilfskraft, sowie einen Techniker unterstützt. Die geleistete Arbeit entspricht im vollen Umfang dem begutachteten und bewilligten Antrag und war für die Durchführung des Vorhabens notwendig und angemessen. KW - Rollennahtschweißen KW - strukturiert KW - neuartig KW - Elektrodengeometrie KW - Leichtbauelement KW - mehrschalig KW - durchströmbar KW - Kühlmedien Y1 - 2015 PB - BTU, Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik CY - Cottbus-Senftenberg ER -