Physikalische und chemische Charakterisierung der Emissionen beim Metall-Ultraschallschweißen von Litze-Terminal-Verbindungen und ihre toxikologische Bewertung

Vorhabenbeschreibung:

Das Metall-Ultraschallschweißen (USS) ist ein industriell weit verbreitetes Verfahren, welches vorwiegend im Bereich der Elektrotechnik und Elektrik zum Einsatz kommt. Auch wenn beim USS Schweißrauche, Gase und Stäube beobachtet werden können wurde bis dato keine toxikologische Bewertung der Emissionen durchgeführt. Aktuelle Trends im Bereich der Bordnetzentwicklung führen zu einer steigenden Zahl an USS-Verbindungen und zu einer Zunahme der zu fügenden Leiterquerschnitte. Mit zunehmender Schweißleistung wird das Leitungs- bzw. des Isolationsmaterial stärker thermisch und mechanisch beansprucht, was wiederum erhöhte Emissionen zur Folge haben kann. Erste Vorversuche zeigen, dass beim USS emittierte gas- und partikelförmigen Emissionen eine potentielle Gesundheitsgefahr darstellen. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll untersucht werden, inwiefern deren Zusammensetzung, Menge und Toxizität von der Schweißkonfiguration abhängig ist. Die beim USS von Litze-Terminal-Verbindungen entstehenden Emissionen sollen mit einer Fumebox erfasst und im Anschluss physikalisch sowie mit einer Non-Target-Analyse charakterisiert werden. Um die Entstehungsmechanismen der Emissionen besser zu verstehen und deren Abhängigkeit von den Fügeteil- und Prozessrandbedingungen bestimmen zu können wird die gesamte Prozesskette erfasst. Diese umfasst die Eingangskontrolle, die Prozessdaten während des USS sowie die chemischen und mechanisch-technologischen Eigenschaften der Schweißverbindung. Basierend auf der toxikologischen Bewertung werden abschließend Empfehlungen zu präventiven Maßnahmen bei der Nutzung von USS gegeben. Der Nutzen der Forschungsergebnisse für KMU trägt unterschiedlich zur Wettbewerbsfähigkeit der verschiedenen Interessensgruppen bei: Anlagenhersteller können Schutzeinrichtungen weiterentw., spezialisierte Absauganlagen-Hersteller neue Geschäftsfelder erschließen, Anwender ihre Schweißprozesse sicher u. effizient sowie Zulieferer ihre Produkte nachhaltig gestalten.