Eine Voraussetzung für die Nutzung von Magnesium als Leichtbauwerkstoff sind geeignete Verbindungstechniken, da für Magnesium ein stoffliches Fügen nur begrenzt möglich ist. Magnesium muss zum Fügen mittels Clinchen temperiert werden, da es bei Raumtemperatur nur ein eingeschränktes Umformvermögen besitzt. Am IFUM (Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen) der Universität Hannover, (D), wurde eine C-Bügel-Ständermaschine DFG 500/150 der Eckold GmbH & Co. KG, St. Andreasberg, (D), für das temperierte Clinchen von Magnesiumblechen modifiziert. Es wurde das System der konduktiven Erwärmung angewendet. Bei den eingesetzten Clinchwerkzeugen handelte es sich um das System R-DF8. Die Temperierung des Clinchprozesses wurde durch elektrische Hochleistungswiderstandsheizpatronen realisiert. Die elektrische Gesamtleistung der Temperierungseinrichtung betrug pro Regelkreis 500 W. Die Beheizung der Fügewerkzeuge (Stempel und Matrize) erfolgte indirekt durch Wärmeübergang von 2 beheizten Aluminiumblöcken, die beidseitig an die Werkzeughalterung angebracht wurden. In jedem der Heizblöcke wurde eine Heizpatrone nebst Temperaturfühler appliziert. Die Fügewerkzeuge werden kontinuierlich auf eine Temperatur von 390 Grad C an der Werkzeugspitze aufgeheizt. Der zeitliche Ablauf des temperierten Clinchprozesses wurde mittels eines Mess- und Steuerungsrechners realisiert. Ab einer Heizzeit von mindestens 3 s wird das Blech auf ein zum Fügen erforderliches Temperaturminimum von 200 Grad C aufgeheizt. Die Herstellung eines Clinchpunkts dauert je nach einzustellender Blechtemperatur und Blechwerkstoff etwa 3 s bis 6 s. Die Vorspannkraft für die Heizphase wurde experimentell ermittelt und in den Grenzen 0 bis 4,7 kN variiert. Die optimale Vorspannkraft liegt bei 4,5 kN. In einem experimentellen Versuch wurde die Fügetemperatur nach der Heizphase gemessen, bevor der eigentliche Fügevorgang beginnt. Ab einer Heizzeit von 3 s lassen sich reproduzierbar Fügepunkte herstellen, weil der Werkstoff Magnesium mit über 200 Grad C ausreichend hoch temperiert ist. Im Schliffbild ist die vollständige Ausbildung des Fügepunkts zu erkennen. Durch die Vorwärme der benachbarten Fügepunkte konnte die Heizphase noch um 0,3 s reduziert werden. Für einen Großserieneinsatz müsste die Fügeprozesszeit weiter reduziert werden. Hier könnte ein Erwärmen der Bauteile mit Heißluft deutliche Vorteile schaffen.
Aufgeheizter Zustand. Temperiertes Clinchen ermöglicht das Fügen von Magnesiumblechen
MM - Maschinenmarkt. Das IndustrieMagazin ; 37 ; 94-98
2004
5 Seiten, 4 Bilder, 4 Quellen
Article (Journal)
German
Automobilindustrie , Blech , Blechumformen , Clinchen , Durchsetzfügen , elektrische Beheizung , Erwärmung , Fertigungszeit , Fügemaschine , Leichtbauweise , Magnesium , Matrize (Umformwerkzeug) , mechanische Vorspannung , praktische Untersuchung , Stempel (Werkzeug) , Temperatur , Temperiereinrichtung
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