Entwicklung eines impulsartig und butzenfrei eingetriebenen Elementes für das Widerstandsschweißen von Aluminium-Stahl-Verbindungen

Der zunehmende Einsatz von Aluminium sowie höchstfestem Stahl in Fahrzeugkarosserien erfordert neuartige Fügetechnologien. In diesem Zusammenhang stellt das Widerstandselementschweißen aufgrund der kurzen Taktzeiten und der Verwendbarkeit konventioneller Widerstandspunkt-schweißtechnik einen aussichtsreichen Lösungsansatz dar. Vor diesem Hintergrund wurde im Rahmen dieser Arbeit ein neues Fügeverfahren entwickelt, welches das Schweißelement impulsartig und butzenlos in Aluminium einbringt. Gemäß Aufgabenstellung wurde das Schweißelement samt der konturierten Matrize entwickelt und die mechanische Verbindung anhand zahlreicher Einflussgrößen untersucht. Ferner wurde das für den Eintreibprozess notwendige Verarbeitungsgerät auf Basis des druckluft-betriebenen Hochgeschwindigkeitsbolzensetzens entwickelt und der Einfluss der geräteseitigen Parameter analysiert. Um die Schweißeignung der erzeugten Verbindungen mit höchstfestem Stahl nachzuweisen, wurden mit einer Widerstandspunktschweißanlage Schweißproben erstellt. Durch Trag-fähigkeitsuntersuchungen konnte ein Nachweis der Schweißbarkeit sowohl ohne als auch mit Einsatz von Klebstoff erbracht werden. Auch hinsichtlich des Korrosionsverhaltens von hybrid erzeugten Schweißverbindungen konnten positive Ergebnisse erzielt werden. Somit steht ein Fügeverfahren zur Verfügung, welches einen Beitrag zur Erweiterung der bisherigen Grenzen zum Fügen von Aluminium mit höchstfestem Stahl liefert.