Fügen von Aluminium-Stahl-Verbunden durch einseitig konduktive Erwärmung

Vorhabenbeschreibung:

Aufgrund des hohen Automatisierungsgrades, der hohen Flexibilität und der hohen Wirtschaftlichkeit (begrenzte Investitionskosten für Anlagen- und Spanntechnik, Wegfall von Zusatzwerkstoffen, kurze Schweißzeiten und die technische einfache Prüfung der Verbindungen) ist das Widerstandspunktschweißen in KMU ein etabliertes Verfahren für die Herstellung von Blecherzeugnissen. Für die Kombination von Aluminium und Stahl führen thermische Fügeverfahren im Allgemeinen zu spröden Verbindungen. Industrierelevante Lösungen zu dieser Herausforderung durch Widerstandsschweißen gibt es zurzeit kaum, auch wenn hier eine Erweiterung der Wertschöpfung bei den Lieferanten (KMU) zu verzeichnen wäre. Dadurch wird an dieser Stelle auf mechanische Fügetechniken zurückgegriffen. Aus Anwendersicht wäre es daher von zentraler Bedeutung das Widerstandspunktschweißen von derzeit singulären Materialkombinationen (St/St, Al/Al, etc.) auch auf Mischverbindungen aus Aluminium und Stahl zu übertragen, um somit wirtschaftlicher zu produzieren und dadurch bereits etablierte Fügeverfahren auf weitere Materialkombinationen zu übertragen. An dieser Stelle knüpft das Vorhaben an, mit dem Schwerpunkt auf die gezielte Widerstandserwärmung bei kurzen Taktzeiten, um das Wachstum intermetallischer Phasen einzugrenzen wird und somit Verbindungen hoher Tragfähigkeit ohne den Einsatz zusätzlicher Elemente (Niet, Schraube etc.) zu erzeugen. Dem Ansatz liegt zugrunde, dass durch eine einseitige Stromeinleitung die Widerstandserwärmung bevorzugt in nur einem Verbindungspartner erfolgt und dadurch der Wärmeeintrag reduziert und dementsprechend die Bildung intermetallischer Phasen auf Werte < 5 µm eingegrenzt wird. Für KMU eröffnen sich in diesem Technologiebereich vollkommen neue Geschäftsfelder, um Maschinen u. Produkte am Markt abzusetzen, da neben Anwendern (blechverarbeitende Industrie) auch Schweißstromquellenhersteller (KMU), Anlagenhersteller (Integratoren) u. Entwickler von Schweißsteuerungen profitieren.