Kondensatorentladungsschweißen
Das Kondensatorentladungsschweißen (KE- oder CD-Schweißen, engl. capacitor discharge) ist ein Widerstandsschweißverfahren, welches durch die Art der Energieerzeugung gekennzeichnet wird. Beim KE-Schweißen wird, wie der Name es schon verrät, die in Kondensatoren gespeicherte Energie zum Schweißen verwendet. Das KE- Schweißen gehört zu den Kurzzeitverfahren. Verfahrenstypisch sind hohe Schweißströme und höhere Elektrodenkräfte als bei anderen Widerstandsschweißverfahren. Es eignet sich deshalb überwiegend zum Buckelschweißen.
Zum Schweißen wird ein impulsförmiger Gleichstrom benutzt, der durch die oben schon erwähnte Entladung eines Kondensators über den speziellen Schweißtransformator entsteht. Die Form des Impulses wird durch die Summe der Widerstände im Entladekreis bestimmt. Die im Kondensator gespeicherte Energie W kann wie folgt berechnet werden: W = ½ CU2.
Dabei entspricht C der Kondensatorkapazität und U der Ladespannung des Kondensators.
Die Energie wird über die aufgeladenen Kondensatoren und den Transformator in die zu verbindenden Werkstücke eingebracht. Der Ladestrom ist hierbei um etliche Größenordnungen kleiner sein als der spätere Entladestrom, so dass eine sehr geringe Netzbelastung und Absicherung das Verfahren kennzeichnen. In der Netzleitung entstehen keine hohen Stromspitzen, weil der Kondensator relativ langsam in den Schweißpausen geladen wird.
Beim KE-Schweißen wird die zum Schweißen benötigte Energie aus einer vorher geladenen Kondensatorbank über einen Schalter (Thyristor) auf einen Schweißtransformator geschaltet. Durch die schlagartige Entladung der in den Kondensatoren gespeicherten Energie steigt der Strom im Sekundärkreis sehr schnell an. Durch den elektrischen Widerstand im Schweißbuckel erhitzt sich das Material innerhalb weniger Millisekunden auf die notwendige Schweißtemperatur.
Der schnelle Temperaturanstieg erhitzt die Schweißzone bevor die Wärme abfließen kann und verhindert somit eine Erwärmung der Bereiche um die Schweißstelle. Bereits nach wenigen Millisekunden ist der Buckel geschweißt. Dieser Effekt ist verantwortlich für alle Vorteile und Möglichkeiten des KE-Schweißens.
Das ermöglicht das sichere Schweißen von hochfesten Stählen und verschiedensten Materialkombinationen, auch gut leitfähiger Schweißpartner unterschiedlichster Abmessungen.
Der Parameter Schweißkraft und das Nachsetzen der Schweißanlage sind weitere wichtige Parameter von Kondensatorschweißmaschinen.