Prinzip KE-Schweißen / KES

Das Kondensatorentladungsschweißen wird aufgrund der kurzen Stromanstiegszeit und der vergleichsweise niedrigen und schnellen Wärmeeinbringung gegenüber dem konventionellen Punkt- oder Buckelschweißen seit Mitte der 50er Jahre für ausgewählte Schweißaufgaben eingesetzt. Im allgemeinen Sprachgebrauch haben sich die Abkürzungen KE-Schweißen, KES, Kondensator-Impulsschweißen oder auch die von der englischsprachigen Bezeichnung „capacitor discharge welding“ abgeleitete Abkürzung CD-Schweißen durchgesetzt. Das Kondensatorentladungsschweißen gehört zur Gruppe der konduktiven Widerstandspressschweißverfahren. Es gilt als mögliche Stromquelle für das Buckelschweißen, findet aber auch als Widerstandspunktschweißen Anwendung. Aus heutiger Sicht dominiert das Buckelschweißen, das durch einen Fügeteilpartner mit buckelähnlicher Kontur, um den Stromfluss auf die Berührungsfläche zu konzentrieren, charakterisiert wird. Beim Widerstandspunktschweißen wird die notwendige Stromkonzentration dagegen durch die Geometrie der Elektrodenspitze realisiert. Während das Widerstandspunktschweißen vermehrt Einsatz im Karosseriebau oder bei dem Verbinden von dünnen Blechen findet, wird das Kondensatorentladungsschweißen unter anderem in großer Vielfalt im Getriebebau oder beim Fügen von Schweißmuttern und -bolzen bei unterschiedlichen Werkstoff- und Wanddickenkombinationen genutzt, um Gewicht, Energie und Ressourcen einzusparen. Varianten der Ladespannung von KE-Schweißanlagen: Für das KE-Schweißen werden verschiedene Bereiche von Ladespannung verwendet. Auf der einen Seite gibt es KE-Maschinen mit hoher Kondensatorladespannung von 3200 V (ACHTUNG: Mittelspannung!) und auf der anderen Seite die von Kapkon vertriebenen Maschinen mit einer Ladespannung von 1300 V (Niederspannung). Neben einem dynamischeren Schweißverhalten bringt die Verwendung von 1300 V besonders unter Kostengesichtspunkten für den Kunden viele Vorteile mit sich. Vorteile der von Kapkon vertriebenen 1300 V-Ladetechnik: Betriebstechnisch für den Kunden: Niederspannungsbereich – keine Erschwernisse durch Mittelspannung (wie bspw. besonderes elektrotechnisches Personal, Wartungen schneller durchführbar) Verwendung von Standardkabeln mit max. Isolationsspannung von 1000 V (1300 V entspricht Effektivwert der Entladespannung von rund 930 V) meist keine Kühlung notwendig Fügeprozesstechnisch: geringere Impulstransformatorübersetzungsverhältnisse, kürzere Stromanstiegszeiten und höherer Spitzenstrom bei identischer Kondensatorladeenergie Sättigung des Impulstransformatorkerns vermeidbar Die sich ergebenden Nachteile, wie höhere Primärströme und eine geringere Energieeinbringung werden durch entsprechende technische Lösungen umgangen. Die Primärströme werden problemlos mittels Thyristoren geschalten, die Energieeinbringung wird durch höhere Kapazitäten gesteigert. Einpulsschweißung: Innerhalb der konduktiven Widerstandspressschweißprozesse unterscheidet sich das Kondensatorentladungsschweißen von anderen Verfahren durch die Art der Schweißstromquelle und der damit einhergehenden Stromform. Im Gegensatz zu herkömmlichen Wechsel- oder Gleichstromquellen wird nicht mit mehreren Stromimpulsen gearbeitet, die direkt aus dem Versorgungsnetz entnommen werden und zu einer unsymmetrischen Netzbelastung führen, sondern mit nur einem einzelnen, kurzen, hohen Stromimpuls (bis zu 1000 kA), der über eine transformierte Kondensatore