356
Bild 2: Fügebereich Lötverbindung K10/1.4571
Bei Schweißverbindungen zwischen Stahl und Hartmetall ist vor allem der hohen Empfindlichkeit des
Hartmetalls gegen thermische Eigenspannungen Rechnung zu tragen (1). Demzufolge werden
Schweißverbindungen der nachgefragten Art außerordentlich selten ausgeführt. Grundsätzlich
möglich ist das Diffusionsschweißen, das Reibschweißen sowie das Widerstandsschweißverfahren
(2). Eine Verfahrensauswahl unter den Randbedingungen der generellen Machbarkeit, der
Wirtschaftlichkeit und der Geometrie der Verbindungspartner ließ das Widerstandsimpulsschweißen
als besonders günstig zur Lösung der Schweißaufgabe erscheinen. Dieses Verfahren zeichnet sich
durch extrem kurze Schweißzeiten, sowie einer geringen Wärmeeinbringung in die zu fügenden
Bauteile aus. Dabei wird durch Entladung einer Kondensatorbatterie über den Impulstransformator
ein hoher Schweißstromimpuls erzeugt, der zu einem lokal eng begrenzten und extrem kurzen Auf-
schmelzvorgang an den Werkstoffen führt. Durch eine Nachsetzeinheit werden die zu verbindenden
Teile in Millisekunden zusammengeführt und verschweißt.
Erste Vorversuche zeigten, daß eine Verschweißung zwischen den Verbindungspartnern grund-
sätzlich möglich ist. Die Festigkeit der Schweißverbindungen lagen jedoch nur bei knapp 10% der
Festigkeit der Lötverbindung, da keine vollständige Verbindung zwischen der ringförmigen Auflage
des austenitischen Stahles und der Hartmetallkugel hergestellt werden konnte. In Zusammenarbeit
mit einem Hersteller von Widerstandsimpuls-Schweißanlagen, wurde eine Stromkontaktierung
entwickelt, mit der es gelang, den Strom gleichmäßig und sehr nah an der gesamten Grenzfläche
zwischen dem Edelstahlkörper und der Hartmetallkugel einzukoppeln und damit eine Verbindung
über die gesamte Fläche zu realisieren.
In einem weiteren Schritt wurden die Schweißparameter so optimiert, daß die durch Thermo-
schockbeanspruchung anfänglich zu beobachtende Rißbildung im Hartmetall sicher vermieden
werden konnte. Bild 3 und 4 zeigen eine solcherart hergestellte Verbindung.