Weiterentwicklung des Hochgeschwindigkeits-Fügeverfahrens Bolzensetzen zur Realisierung moderner Leichtbaukarosserien aus Aluminium und Stahl

Der vermehrte Einsatz der Misch- und Profilbauweise in modernen Fahrzeugkarosserien führt im Bereich der Fügetechnik zu einem erweiterten Anforderungsprofil, welches das Fügen von artverschiedenen Werkstoffen bei lediglich einseitiger Zugänglichkeit der Fügestelle ermöglicht. Das Bolzensetzen erfüllt diese Anforderungen und bietet darüber hinaus, durch seine kurze Prozesszeit, Vorteile gegenüber anderen mechanischen Fügeverfahren. Um die Einsetzbarkeit dieses Verfahrens zu bewerten, sind nach gegenwärtigem Stand der Technik, umfangreiche Untersuchungen zur Bewertung der Fügeeignung einer Materialpaarung unerlässlich. Die zeitintensiven Absicherungsumfänge stehen dabei im Konflikt mit der Forderung die Realisierbarkeit einer Verbindung in einer frühen Entwicklungsphase des Fahrzeugs zu bewerten. Dem Zugrunde liegend wurde im Rahmen dieser Arbeit die Einsetzbarkeit des Bolzensetzens beim Erstellen von Aluminium-Stahl-Verbindungen mit dem Ziel, die relevanten Prozesskenngrößen zukünftig anhand den Fügeteileigenschaften ableiten zu können, untersucht. Anhand der Erkenntnisse wurden anschließend die Einsatzgrenzen des Verfahrens bestimmt und Maßnahmen erarbeitet, um diese zu erweitern. Der erste Ansatz zielte dabei auf eine Erweiterung des Einsatzfeldes zum Fügen von hoch- und höchstfesten Stahlwerkstoffen ab, wobei in diesem Zusammenhang ein in seinen Eigenschaften angepasstes Hilfsfügeelement entwickelt wurde. Im weiteren Verlauf wurde zudem ein konstruktiver sowie anlagenseitiger Ansatz zum Fügen von Materialpaarungen, welche bisweilen durch eine sehr eingeschränkte Prozessstabilität gekennzeichnet waren, betrachtet.