RSW-Schweißen vs. Laserschweißen: Welches soll man wählen?

Was ist Widerstandspunktschweißen? - Ein Überblick 

Widerstandspunktschweißung (RSW) nutzt, wie der Name schon sagt, eine starke Wärmekonzentration, die durch einen hohen elektrischen Widerstand verursacht wird, um zwei Metallteile an einer festen Stelle zu verschmelzen. Es ist einfach durchzuführen und hat ein einfaches Funktionsprinzip. 

RSW-Schweißmaschinen haben zwei Elektroden, die wie Zinken das Metallstück zusammenhalten. Diese Elektroden bestehen aus Kupfer, das ein hervorragender Leiter ist. Im Gegensatz dazu ist Blech oder eine dünne Platte ein schlechter elektrischer Leiter. 

Sobald die Elektrode angebracht ist, schließt sich der Stromkreis und es beginnt ein Strom mit hoher Amperezahl zu fließen. Stahl ist ein schlechter Leiter und widersteht diesem Fluss, wodurch starke Reibung zwischen den Molekülen entsteht. Dadurch steigt die Temperatur auf 2000℃ (3632℉), wodurch die Metallteile an Ort und Stelle schmelzen und verschmelzen. Auch bekannt als „Schweißklumpen."

Der Strom fließt für einige Sekunden und hört dann auf, aber der Druck wird immer noch an der Stelle ausgeübt. Dies verschmilzt die Teile weiter, wenn der Druck anhält. Nach dem Abkühlen werden die Elektroden versandt und die Punktschweißung erreicht. 

Power Source 

Die Art des elektrischen Stroms hat großen Einfluss auf die Leistung des RSW-Schweißens. Der Strom, der in unsere Steckdose kommt, ist meistens ein Wechselstrom (AC) von 120 oder 220 V mit einer Frequenz von 50-60 Hz. 

Sie können feststellen, dass AC mindestens zweimal in einem Zyklus die Nullamplitudenlinie durchläuft. Beim RSW-Schweißen schlägt sich dieser Effekt in einer pulsierenden Stromzufuhr nieder und verursacht Energieverluste. Um diesen Effekt zu reduzieren, greifen moderne Maschinen auf zwei Möglichkeiten zurück. 

Die erste besteht darin, dreiphasigen Wechselstrom anstelle einer einzelnen Phase zu verwenden. Damit befinden sich drei Spitzen in einem Zyklus und der pulsierende Effekt wird reduziert, was zu glatteren Schweißpunkten führt. Es ist jedoch immer noch nicht genug. 

Forscher haben einen anderen Weg zur konstanten Stromversorgung abgeleitet. Die Einspeisung wird in eine hochfrequente Rechteckwelle umgewandelt, indem ein Drehstrom durch eine Invertertechnik geleitet wird.

Danach bewegen sich diese Wellen durch einen „Diodengleichrichter“, der sie in eine noch höherfrequente Gleichstromversorgung (DC) umwandelt. Diese neue Stromquelle ist perfekt für eine reibungslose Stromversorgung und eine hohe Schweißqualität. 

Es gibt im Wesentlichen zwei Arten von RSW-Maschinen, die Sie kaufen können. One ist Ihr tägliches manuelles Punktschweißgerät. Es eignet sich für kleine Unternehmen oder Hinterhofprojekte.

Eine andere ist eine „Robotics“-Punktschweißmaschine, die in der Großindustrie zu finden ist. In diesem Fall wird das Punktschweißen von einem automatisierten Roboterarm durchgeführt. 

Was ist Laserschweißen? - Ein Überblick 

Laserschweißen ist eine moderne Technik, die in der modernen Fertigungsindustrie immer beliebter wird. Dabei werden Hochleistungslaserstrahlen verwendet, um zwei Werkstücke mit oder ohne Zusatzmaterial zu schmelzen und zu verschmelzen. 

Die Quelle ihrer Leistung kategorisiert mehrere Lasermaschinen. Am gebräuchlichsten sind „Faserlaser“- und „CO2-Laser“-Maschinen.

Faserlaser, auch Festkörperlaser genannt, werden erzeugt, wenn Licht in einen „Neodym-dotierten Yttrium-Aluminium-Granat, (Y3Al5O12) -YAG“ (fester Kristall) eingebracht wird, der die Atome in den Kristallen anregt.

Und durch die Verwendung von optischen Fasern und Spiegeln werden die neu angeregten Photonen verstärkt, um zu einem funktionalen Strahl zu werden. Dieser Strahl wandert zum Schweißkopf, der die erforderliche Operation ausführt. Es ist auch als YAG-Laserschweißen bekannt.  

CO2 funktioniert ähnlich, aber anstelle von festem Kristall als Quelle verwendet es eine mit Kohlendioxid gefüllte Gaskammer als Verstärkungsmedium. Durch ihn fließt ein hoher Strom, der die Atome anregt, und Infrarotenergie wird freigesetzt, die dann verstärkt wird, um sie für verschiedene Zwecke zu nutzen. 

Das Faserlaserschweißen ist leistungsstark und vielseitig. Es ist sowohl für kleine Unternehmen als auch für große Industrien geeignet. Im Gegensatz zum herkömmlichen Schweißen sind Faserlaser mit vielen Materialien wie Blech, Stahl, Kohlenstoffstahl, Aluminium, Thermoplasten usw. kompatibel. Außerdem wird insgesamt weniger Wärme erzeugt, was zu geringeren thermischen Verformungen führt. Das spart Kosten in der Postproduktion und wirkt sich positiv auf den Gewinn aus. 

Sie können es für dünne und dicke Bleche verwenden, obwohl die Schweißgeschwindigkeit je nach Form unterschiedlich ist. In einem typischen Laserschweißgerät gibt es unzählige Schweißeinstellungen, die Ihnen helfen können, mit begrenzter Leistung die beste Schweißnaht zu erzielen. 

Das Laserschweißen kann mit oder ohne Zusatzwerkstoff erfolgen. Dies erhöht die Praktikabilität in Bezug auf die Schweißleistung. Draht- und Pulverfüllstoffe werden typischerweise verwendet, wenn zwischen zwei Werkstücken ein Spalt vorhanden ist. 

Sie können das Laserschweißen für Heft-/Punktschweißen und lange Nähte verwenden. Die Schweißnähte sind stark und weisen minimale Schweißfehler auf. Das Laserschweißen ist einfach zu beherrschen und sehr wartungsarm. Heutzutage verwenden Fertigungsanlagen Schweißroboter, die viel effizienter sind und die Produktion steigern.  

Es wurde beobachtet, dass beim Laserschweißen weniger giftiger Rauch entsteht als bei herkömmlichen Schweißnähten; Beim Schweißen ist jedoch eine Augenschutzausrüstung von entscheidender Bedeutung. 

Laserschweißen vs. RSW-Schweißen

Lassen Sie uns tief in die Unterschiede zwischen diesen beiden Schweißarten eintauchen.

Vorteile des RSW-Schweißens gegenüber dem Laserschweißen

Low Cost 

Bei handgeführten Punktschweißmaschinen ist der Preis niedriger als bei ähnlichen Laserschweißprodukten. Auch die Betriebskosten sind im Vergleich zum Laserschweißen gering. Es eignet sich besonders gut für dünne Stahlplatten. Es hat eine geringere Wärmeleitfähigkeit, sodass die Wärme an der Stelle zwischen den Elektroden konzentriert bleibt.  

Die Betriebskosten werden jedoch durch das zur Verfügung stehende Material beeinflusst. Beispielsweise haben Aluminiumlegierungen eine höhere Wärmeleitfähigkeit, was größere Stromstärken erfordert. Größere Transformatoren sind erforderlich, um solch hohe Ampere zu liefern, was die Gesamtkosten erhöhen kann. 

Einfach und schnell 

Das Punktschweißen ist einfach zu handhaben, und handgeführte Maschinen sind leicht verfügbar. Sie können Punktschweißungen schnell hintereinander ausführen und erhalten relativ konstante Ergebnisse. Es erfordert auch nicht viel Geschick, also ist es perfekt für Anfänger. 

Viele Kfz-Werkstätten haben ein Punktschweißgerät, um kleine Schäden zu beheben und Ersatzteile zu verbinden. Laserschweißmaschinen sind relativ neu, daher können sich viele kleine Unternehmen sie nicht leisten.

Halbautomatische und automatische Maschinen sind in größeren Industrien beliebt. Roboterarme mit eingebauten Punktschweißelektroden werden in großen Fertigungsanlagen verwendet. Sie sind extrem schnell und machen die Produktion viel schneller. 

Reduzierte Verzerrung 

Sowohl das Laserschweißen als auch das Widerstandspunktschweißen geben weniger Wärme ab. Beim RSW-Schweißen wird jedoch noch weniger Wärme freigesetzt. Und aufgrund der Natur dieses Schweißprozesses erzeugt die resultierende Verbindung weniger Verzug. Die Elektroden bleiben für Millisekunden zusammengepresst, während der Strom fließt und das Metall schmilzt.

Danach bleibt der Druck erhalten und die Schweißnaht kann abkühlen. Diese Einschränkung während die Kühlung verhindert, dass sich die mechanischen Spannungen ausbreiten, weshalb wir insgesamt weniger Verzerrungen sehen. 

Obwohl das Laserschweißen im Vergleich zu herkömmlichen Techniken nicht sehr weit hinterherhinkt, wenn es darum geht, thermische Verformungen zu vermeiden. 

Vorteile des Laserschweißens gegenüber dem RSW-Schweißen

Praktische Anwendungen 

Das Laserschweißen ist dem RSW-Schweißen in Sachen Praktikabilität meilenweit voraus. Erstens eignet sich das RSW-Schweißen nur zum Punktschweißen, und das war's. Dauerschweißen kann man damit nicht. Im Gegensatz dazu kann das Laserschweißen sowohl punktuell als auch kontinuierlich schweißen. 

Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass RSW nur ​​Überlappungsverbindungen zwischen überlappenden Werkstücken herstellen kann. Du kannst damit also keine Stoßfugen oder sonstiges ausführen.

Ab einer Werkstückdicke von mehr als 6 mm kann das RSW-Schweißen nicht funktionieren, was ebenfalls hinderlich ist. Es eignet sich besonders nur für Blecharbeiten. Faserlaser können jedoch problemlos Bleche sowie dünne und dicke Platten bearbeiten. 

Laserschweißen ist viel praktischer, und es gibt keine Einschränkungen hinsichtlich der Art der Verbindungen, der Position der Schweißnähte und der Materialien. 

Das Laserschweißen kann auch Verbindungen bilden, indem Füllmetall verwendet wird, das für Teile mit Zwischenräumen geeignet ist.  

Laserschweißen wird im Flugzeugbau, im Schiffbau, in der Mikrobearbeitung, im Baugewerbe und in vielen weiteren Branchen eingesetzt. Allerdings wird in der Automobilindustrie vor allem das Punktschweißen eingesetzt. Man sagt, dass ein typisches Auto das hat 4500 Punktschweißverbindungen.  

Präzision 

Laserschweißen ist wesentlich präziser als Punktschweißen. Das liegt daran, dass Faserlaser verstärktes Licht verwenden, das das Werkstück äußerst präzise anvisieren kann. Ein Spezialgebiet namens „Präzisionsschweißen“ verwendet Laser, um komplizierte Formen auf Mikroebene zu schweißen. Diese einzigartige Eigenschaft der Lasertechnologie wird in der medizinischen Industrie, der Mikrobearbeitung, der Schmuckherstellung usw. genutzt. 

Auswahl an Materialien 

Sowohl das Laserschweißen als auch das RSW-Schweißen erfordern eine vorbereitende Materialvorbereitung. Laser können jedoch auf eine einfache Reinigung verzichten. Während für RSW eine Durchschweißgrundierung für eine längere Lebensdauer empfohlen wird. 

Es gibt keinen Vergleich hinsichtlich der Bandbreite und Größe des Materials, das der Faserlaser verarbeiten kann. Sie können es für Blech, Aluminium, Kohlenstoffstahl, Kunststoffe, Messing usw. verwenden. RSW funktioniert jedoch am besten mit Stahlblech und kämpft mit anderen Materialien.

Laut Forschungsprojekteerzeugt das Laserpunktschweißen stärkere Schweißnähte als das RSW-Schweißen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Laserschweißung eine Festigkeit von 63.60 N im Vergleich zu RSW mit 39.6 N aufwies. Das ist absolut gesehen fast die doppelte Festigkeit. 

Flexibilität 

Das Laserschweißen ist in Bezug auf Laserleistung, Schweißposition, Nahtform und Schweißart sehr flexibel. Das liegt an der inhärenten Natur des Lichts, das leicht kontrolliert werden kann.

Das beliebteste Merkmal der neuesten Schweißmaschinen ist „ Optimierung der Strahlformung“, mit dem Sie die Form eines auf das Werkstück projizierten Laserstrahls steuern können. Durch die Optimierung können Spritzer und Porosität der Schweißnähte reduziert werden. 

Die numerische Computersteuerung ermöglicht dem Benutzer, aus vielen Schweißoptionen auszuwählen. Ein Schweißer kann mit den Einstellungen experimentieren und die bestmögliche Schweißnaht erzeugen. 

Automation 

Beide Schweißarten haben einen guten Automatisierungsgrad; Ehrlich gesagt, es ist ein Unentschieden. Es wird daran geforscht, das Roboter-Laserschweißen und das RSW-Schweißen durch Robotik besser und schneller zu machen. Roboterarme werden am häufigsten beim RSW-Schweißen gesehen. Ebenso wird die CNC-Technologie meist von Faserlasern übernommen. 

Schneller Zusammenbruch

So wählen Sie das richtige Schweißverfahren für Ihr Projekt aus

Bevor Sie in ein Schweißgerät für ein Projekt investieren, sollten Sie die folgenden Dinge berücksichtigen:

Anwendungsbereiche 

Unter Berücksichtigung der Anwendung ist der erste und wichtigste Schritt. Es gibt viele Schweißoptionen, und die meisten haben mehrere Anwendungsmöglichkeiten. Einige sind jedoch für bestimmte Anwendungen besser geeignet als andere. 

Wenn Sie ausschließlich im Automobilgeschäft tätig sind, ist das Punktschweißen besser geeignet. Viele Autoteile wie Stoßstangen, Türrahmen, Kotflügel, Motorhauben usw. können mit RSW effizient geschweißt werden. 

Wenn Sie andere Arten von Schweißnähten benötigen, wie z. B. kontinuierliches Schweißen, ist es besser, in Laserschweißen zu investieren. So steht Ihnen ein universell einsetzbares Schweißsystem zur Verfügung. Beispiele sind Blecharbeiten, dünne Bleche, dicke Bleche, Reparaturarbeiten usw.  

Art des Materials 

Ein weiterer Vorteil des Laserschweißens ist, dass es mit vielen Materialien kompatibel ist. Wie Werkzeugstahl, Edelstahl, Titan, Nickel, Kupfer, Messing, Thermoplaste, Magnesium und Aluminiumlegierungen. Es ist sogar möglich, unterschiedliche Materialien miteinander zu verschweißen.

Im Gegenteil, RSW ist am besten für Stahl und Nickel geeignet. Sie können auch Aluminium schweißen, aber für eine bessere Leistung ist ein Punktschweißgerät mit höherer Leistung erforderlich. Eine weitere Einschränkung ist die Dicke des Materials. RSW funktioniert nur bei dünneren Werkstücken. Andernfalls wird es schwieriger, eine vollständige Schweißdurchdringung zu erreichen.

Fähigkeits Level 

Auch wenn RSW einfach ist und ein ziemlich einfaches Arbeitsprinzip hat, braucht es Zeit und Mühe, um die eigentliche Fähigkeit zu beherrschen. Für die Wartung und Steuerung von RSW-Punktschweißmaschinen sind qualifizierte Arbeitskräfte erforderlich. 

Laserschweißen ist eine leicht zu beherrschende Fertigkeit und erfordert keine hochqualifizierten Arbeitskräfte für einen ordnungsgemäßen Betrieb.

Produktionsrate  

In Bezug auf die Automatisierung sind die Produktionsraten von RSW- und Laserschweißen vergleichbar. Es hängt davon ab, welche Art von Werkstücken Ihre Branche produziert. Roboter-Punktschweißmaschinen sind teuer und erfordern während des Betriebs besondere Sorgfalt. Sie benötigen mehr Platz, da sich diese Maschinen im 3D-Raum bewegen. Die Investition wäre auch machbar, wenn die Anwendungen auf Autoteile und Rahmen beschränkt wären. 

Beispiele für Projekte, die sich am besten für RSW- oder Laserschweißen eignen

Automobilindustrie 

Das RSW-Schweißen ist nur für die Automobilindustrie geeignet, und die Beweise sprechen dafür. Die meisten Autohersteller entscheiden sich für das Punktschweißen, weil es funktional und kostengünstig ist. Außerdem benötigen Autoteile, Rahmen und Strukturen keine durchgehenden Schweißnähte. Das Laserschweißen hat immer noch Verwendung und kann das traditionelle RSW-Schweißen ersetzen. Andere beliebte Techniken sind Lichtbogenschweißen, Metallschutzgasschweißen und Wolfram-Inertgasschweißen.

Blechindustrie 

Das Faserlaserschweißen ist für diese Branche besser geeignet. Erstens gibt es keine Einschränkungen wie beim RSW-Schweißen. Faserlaser können eine Vielzahl von Materialien in vielen Formen und Größen schweißen. Es ist auch nicht auf Schweißpositionen beschränkt. 

Öl-und Gasindustrie 

Öl-und Gasindustrie hat eine große Nachfrage nach starken Schweißnähten. Faserlaser können Längs- und Orbitalschweißungen an Kraftstoffleitungen präzise ausführen. Die Schweißnähte sind stark genug, um extremen Drücken standzuhalten.

Luft-und Raumfahrtindustrie 

Der Einsatz von Laserschweißen in der Luft- und Raumfahrt nimmt zu. Aufgrund seiner großen Praktikabilität wird der Faserlaser zum Schweißen der Titanhaut des Flugzeugrumpfs verwendet. Ein weiterer Grund für den Einsatz liegt darin, dass die Schweißnähte eine höhere absolute Festigkeit aufweisen als herkömmliche Methoden. 

Abschließende Überlegungen

Jetzt, da Sie einen ganzheitlichen Überblick über RSW- und Laser-Schweißtechniken und deren Gegenüberstellung haben, wird es Ihnen leichter fallen, eine fundierte Entscheidung zu treffen. Stellen Sie sicher, dass Sie alle oben genannten Punkte berücksichtigen, bevor Sie in Maschinen investieren. RSW eignet sich weitaus besser für die Automobilherstellung und -reparatur, während Faserlaser breitere Anwendungen haben. Faserlaser entwickeln sich kontinuierlich weiter und werden die Schweißindustrie für immer verändern.

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