Bedingt durch die Umstellung auf Aluminiumwerkstoffe, die nicht nur artrein , sondern auch in Mischbauweise mit anderen Werkstoffen verbunden werden, muss auch eine Anpassung der Fügeverfahren erfolgen. Um einen kalkulierbaren Einsatz von Funktionselementen aus Aluminium beispielsweise im Automobilbau zu ermöglichen, wurden Untersuchungen am eingebrachten Funktionselement (unverschraubt) und an verschraubten Gesamtverbindungen durchgeführt. Die Ergebnisse wurden aus Referenzgründen denen von Stahlelementen gegenüber gestellt. Die Fügekraft-Weg-Verläufe zeigten, dass die Elemente aus Aluminium mit wesentlich geringeren Setzkräften einzubringen sind. Zur Beurteilung der Fügeelementausprägungen wurden Schliffbilder der gesetzten Elemente erstellt. Mit Hilfe dieser Schliffbilder können qualitätsrelevante Kenngrößen geprüft und verglichen werden. Exemplarisch wurden Gewindeabstreifversuche durchgeführt, die aufgrund des Funktionselementwerkstoffes klare Vorteile bei den Stahlelementen zeigten, für die praktische Anwendung jedoch eine untergeordnete Rolle spielen. Auch bei den Festigkeitsuntersuchungen unter quasistatischer und unter dynamischer Belastung, geprüft an einfach überlappten Scherzugproben, zeigte sich lediglich eine geringfügig höhere Festigkeit der Funktionselemente aus Stahl, da auch hier der Fügeteilwerkstoff versagensrelevant war. Deutlich größere Werte wiesen die Funktionselemente aus Stahl jedoch im Bereich der Klemmkrafteinbringung auf. Hier konnte aufgrund der höheren Gewindefestigkeit eine wesentlich größere Klemmkraft zwischen den zu verbindenden Probenhälften aufgebracht werden. Bei den Untersuchungen zur Korrosionsbeständigkeit konnten deutlich bessere Ergebnisse mit den Aluminiumfunktionselementen erzielt werden. Insgesamt zeigte sich, dass Aluminiumfunktionselemente für den Einsatz in Aluminiumwerkstoffe große Potenziale bieten. Zwar haben Funktionselemente aus Stahl aufgrund des Elementwerkstoffs grundsätzlich eine größere Festigkeit, können diese jedoch in Aluminiumfügeteilen nicht zur Geltung bringen, da oftmals der Aluminiumfügeteilwerkstoff bei den Verbindungen versagensrelevant ist.
Einsatz von Aluminium-Funktionselementen bei Aluminiumanwendungen
2006
157 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Report
Deutsch
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