Modellierung und Analyse des Magnetimpulsschweißens mit dem Ziel der Prozessparameteroptimierung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Marco Leone; Professor Dr.-Ing. Eckart Uhlmann
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren ; Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 26088321

Die engen Vorgaben hinsichtlich hoher Festigkeiten bei geringen Massen führen im konstruktiven Leichtbau vermehrt zum Einsatz von aushärtbaren Aluminiumlegierungen. Beim Schmelzschweißen als klassisches Fügeverfahren werden jedoch durch partielle Erwärmungsvorgänge aufwendige Wärmenachbehandlungen notwendig. Das Magnetimpulsschweißen stellt für eine Vielzahl von Anwendungen eine fertigungstechnische Alternative für das Fügen dar. Dabei wird ein Werkstück unter Anwendung von Wirkenergie derart beschleunigt, dass bei der anschließenden Kollision mit dem Fügepartner eine stoffschlüssige Verbindung auch ohne zusätzliche Wärmezufuhr realisiert wird. Im Gegensatz zum Schmelzschweißen können auch unterschiedliche metallische Werkstoffe wie Aluminium mit Stahl oder Kupfer mit Messing miteinander verschweißt werden. Mit dem Ziel der Prozessparameteroptimierung wird während des Forschungsvorhabens das Magnetimpulsschweißen modelliert und analysiert. Dazu wird der Einfluss der geometrischen und elektrotechnischen Prozessparameter sowie des Werkstoffes auf die Schweißgüte untersucht und eine Optimierung der Schweißgüte durch Anpassung der Prozessparameter durchgeführt. Mit Hilfe der Finiten Elemente Methode wird erstmals ein Simulationsmodell zur Bestimmung der Prozessparameter beim Magnetimpulsschweißen geschaffen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen