Beim Widerstandsschweißen wird durch den Anpressdruck sowie die Wärmewirkung des elektrischen Stromes im Werkstück eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Metallteilen hergestellt. Dazu sind in der Regel Schweißströme von mehreren Kiloampere erforderlich. Die häufigsten Widerstandsschweißverfahren sind Punktschweißen, Buckelschweißen, Rollennahtschweißen und Abbrennstumpfschweißen. Zur Erzielung optimaler Schweißverbindungen müssen die Parameter Schweißstrom, Schweißzeit und Elektrodenkraft aufeinander abgestimmt sein.
Beim Punktschweißen werden die aufeinander gepressten Teile nach ausreichender Erwärmung der Fügestelle punktförmig verbunden. Die Verbindung entsteht durch Schmelzen und Erstarren des Werkstoffs an der Fügestelle. In den durch die Elektrodenkraft zusammengepressten Teilen erfolgt die elektrische Widerstandserwärmung (Joulesches Gesetz Q = I² · R · t). Schweißstrom und Elektrodenkraft werden durch stiftförmige Elektroden, mit meist ballig geformten Elektrodenarbeitsflächen, übertragen. Die üblicherweise benötigten Schweißströme liegen im Bereich von 6 bis 40 kA.
Das Buckelschweißen ist ein Pressschweißverfahren, bei dem elektrischer Strom und Kraft den zu verbindenden Werkstücken durch meist ebene, großflächige Elektroden zugeführt wird. Die Buckelform (gefertigte oder natürliche Buckel) bewirkt die Stromkonzentration an der Fügestelle. Die Buckel werden durch die Elektrodenkraft und die Erwärmung infolge des Stromflusses während des Schweißens zurückverformt. Dabei entstehen an den Schweißstellen nicht lösbare punkt- oder linienförmige Verbindungen.
Der Vorteil des Buckelschweißens ist die Möglichkeit mehrere Schweißverbindungen mit einem Stromimpuls gleichzeitig herzustellen. Es erfordert in der Regel deutlich höhere Schweißströme (bis ca. 120 kA) und Elektrodenkräfte.
Das Rollennahtschweißen ist vom Punktschweißen abgeleitet. Jedoch werden anstelle von stiftförmigen Elektroden Rollen als Elektroden verwendet. Das Rollenpaar berührt ebenso wie Punktelektroden das Werkstück nur auf einer kleinen Fläche, was für eine hohe Stromdichte im Schweißbereich sorgt, so dass der Strom durch einen beschränkten Querschnitt des Werkstückes von Rolle zu Rolle fließt und einen Schweißpunkt erzeugt. Die Rollen drehen sich entsprechend der Weiterbewegung des Werkstücks und brauchen daher nicht abgehoben zu werden. Durch das aufeinander abgestimmte Verhältnis von Strom-, Pausenzeit und Rollen-, bzw. Schweißgeschwindigkeit lassen sich Heft-, Fest- und Dichtnähte erzeugen. Die erforderlichen Schweißströme und Elektrodenkräfte sind mit den Parametern einer entsprechenden Punktschweißung vergleichbar.
Das Abbrennstumpfschweißen ermöglicht die Herstellung von Vollanschlüssen massiver Querschnitte mittels Widerstandserwärmung. Die zu verschweißenden Teile werden fluchtend zu ihren Längsachsen in die Schweißmaschine eingespannt, so dass sich die Stirnflächen gegenüber liegen. Abhängig vom Querschnitt der Teile werden diese dann alternierend bei eingeschalteter Schweißspannung in Kontakt gebracht. Diesen Vorgang nennt man „Reversieren“. Der während der Kontaktzeit fließende Strom erzeugt die für den nachfolgenden Abbrennvorgang notwendige Wärme im Fügespalt. Nach dem Vorwärmen folgt die Abbrennphase. Hierbei werden die Teile mit definierter Geschwindigkeit aufeinander zu bewegt. Der punktuell fließende Schweißstrom erzeugt so genannte Lockerkontakte mit hohen Stromdichten. Die in diesem Bereich stark überhitzte Schmelze wird explosionsartig aus dem Fügespalt heraus geschleudert und sorgt so für eine Reinigung der Fügeflächen. Nach dem Abbrennen folgt der Stauchvorgang, bei dem die Teile mit großer Kraft und Geschwindigkeit verschweißt werden.
3.2.1.1 Kabelzange
Bei der Kabelzange sind die Schweißstromquelle und die Zange räumlich getrennt. Bedingt dadurch muss der Schweißstrom dem Werkzeug über (zum Teil wassergekühlte) Kabel zugeführt werden. Auf Grund der relativ starren Kabel müssen bei der Handhabung hohe Kräfte aufgewendet werden. Häufig liegen die Kabel sehr nahe am Körper der Bedienperson.
3.2.1.2 Trafozange
Bei der Trafozange ist der Schweißtransformator Bestandteil der Zange, so dass der Zange nur noch der wesentlich kleinere Primärstrom zugeführt werden muss. Der eingebaute Transformator erhöht gegenüber der Kabelzange die Masse und die Abmessungen der Zange.
3.2.2.1 C-Gestell
Diese Art der Ständermaschine erhält ihren Namen durch die zum Bediener hin offene Bauweise. Von der Seite betrachtet erkennt man die C-Form, die die gebräuchlichste Form im Bereich der Punkt-, Buckel- und Rollennahtschweißmaschinen ist und die Zuführung des Werkstückes sowohl von der Seite als auch von vorne ermöglicht. Die Bedienung kann stehend oder sitzend erfolgen.
3.2.2.2 Portal
Diese Maschinenform findet überwiegend Anwendung bei hohen Elektrodenkräften. Die Zuführung des Werkstückes erfolgt durch die Portalöffnung in der Mitte zwischen den beiden Portalsäulen.
Die zur Verfügung stehende elektrische Energie muss für den Schweißprozess in eine geeignete Form gebracht werden. Die dazu notwendigen Schweißstromquellen können unterteilt werden in 50-Hz-Wechsel-, Gleich-, Inverter- und Kondensatorentladungsstromquellen.
Bei einer 50-Hz-Wechselstromquelle wird der Schweißstrom mittels einer Phasenanschnittsteuerung eingestellt.
3.3.3.1 Konventionelle Gleichstromquelle
Bei einer konventionellen Gleichstromquelle erfolgt nach dem Transformieren der Netzspannung auf eine geeignete Schweißspannung eine gesteuerte Gleichrichtung mit anschließender Glättung. Durch eine Phasenanschnittsteuerung wird die benötigte Ausgangsleistung eingestellt.
3.3.3.2 Mittelfrequenz-Inverter-Stromquelle
Bei Inverterstromquellen wird die Netzspannung gleichgerichtet und geglättet. Anschließend folgen ein Wechselrichter, MF-Transformator und Ausgangsgleichrichter. Durch unterschiedliche Ansteuerung des Wechselrichters werden die für den jeweiligen Schweißprozess erforderlichen Parameter eingestellt. Die Wechselrichtertaktfrequenz liegt dabei meistens im Bereich von 1 bis 20 kHz. Trotz der ausgangsseitigen Gleichrichtung wird das Widerstandsschweißen mit Inverterstromquellen auch als Mittelfrequenzschweißen bezeichnet. Neben der optimalen Einstellung des Schweißstromverlaufes bietet die Inverterstromquelle auch den Vorteil eines leichteren und kompakteren Transformators. Beim Buckel- und Rollennahtschweißen bietet die Mittelfrequenztechnik den Vorteil, dass bei diesen Verfahren eine gute Stromverteilung auf die einzelnen Buckel gegeben ist und ein Puls-Pausen-Verhältnis im Millisekundenbereich eingestellt werden kann. Da elektronische Bauteile in den letzten Jahren leistungsstärker und preisgünstiger geworden sind, werden in zunehmendem Maße Inverterstromquellen eingesetzt.
Beim Kondensatorentladungsschweißen wird ein extrem hoher Schweißstromimpuls erzeugt, indem eine zur Energiespeicherung dienende Kondensatorbatterie über einen Transformator entladen wird.
Die Energie- bzw. Schweißstromeinstellung wird bei Kondensatorentladungs-Schweißmaschinen vor allem über eine Variation der Ladespannung ausgeführt. Dabei bleiben die Zeitparameter des Entladestromverlaufes konstant, es ändert sich nur dessen absolute Höhe. Weitere Möglichkeiten sind die Änderung der Gesamtkapazität der Hochspannungskondensatoren und der Transformatorübersetzung.
Ein Sonderverfahren, das hier nicht weiter behandelt wird, da es nicht zu den Widerstandsschweißverfahren gehört, ist das Bolzenschweißen mit direkter Kondensatorentladung.