Pressschweißverfahren sind vielversprechende Alternativen, um Aluminiumlegierungen und Stähle miteinander zu verbinden. Bei den beiden Varianten Rührreibschweißen (FSW) und Widerstandspunktschweißen (RPS) verspricht man sich, durch die geringere Wärmeeinbringung und die nicht benötigten Zusatzelemente, kritische Erscheinungen zu umgehen. Beim modifizierten Rührreibschweißen für Aluminium-Stahl-Mischverbindungen im Überlappstoß wird der Rührstift im Aluminium geführt wobei der Stiftkopf die Stahloberfläche ankratzt und dadurch aktiviert. Die gemessene maximale Temperatur in der Schweißnahtzone beträgt zirka 470 °C. Die Anbindung beim Fügen von Aluminiumlegierungen und Stahlen erfolgt durch Diffusion. Diese findet zwischen dem plastifizierten Aluminium und den vom Rührstift aktivierten Bereich der Stahloberflache statt. Das Widerstandspunktschweißen mit Prozessband kann mit handelsüblicher Robotertechnik umgesetzt werden. Der Schweißprozess von Mischverbindungen Schweißströme von 10 bis 20 kA sowie Schweißkräfte um 5 kN gekennzeichnet. Diese erhöhten Parameter werden durch die gute elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie die Rissneigung von Aluminiumwerkstoffen hervorgerufen. Eine Verbindung kann nur über die Ausbildung von sogenannten intermetallischen Phasen realisiert werden. Für Aluminium und Stahl entstehen die beiden typischen Phasen FeAI3 zwischen 350 und 500 °C und Fe2AI5 zwischen 500 und 700 °C. Aus Untersuchungen zum Schmelzschweißen von Mischverbindungen geht hervor, dass Verbindungen ab einer Phasendicke von 10 µm sehr spröde Verbindungseigenschaften aufweisen. Es wurde gezeigt, dass die Pressschweißverfahren FSW und RPS prinzipiell zur Verbindung von konventionellen Karosseriebaustählen mit aushärtbaren Aluminiumlegierungen geeignet sind und in die klassischen Fertigungsprozessschritte im Karosseriebau integriert werden können. Die wirtschaftlichen Vorteile der Pressschweißverfahren können unter Beachtung der spezifischen Randbedingungen genutzt werden.
Pressschweißen von Aluminium-Stahl-Mischverbindungen. Karosseriebau
Lightweight Design ; 1 ; 14-19
2012
6 Seiten, 4 Bilder, 6 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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