Entwicklung einer Methodik zur simulationsgestützten Analyse von Widerstandspunktschweißprozessen mit Bewegungsüberlagerung am Beispiel von Aluminiumwerkstoffen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Uwe Füssel; Professor Dr.-Ing. Steffen Ihlenfeldt
• Fachliche Zuordnung: Fügetechnik und Trenntechnik
• Förderung: Förderung seit 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 266896522

Das Widerstandspunktschweißen ist ein apparativ einfach zu realisierendes, hochproduktives und prozesssicheres Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen metallischer Werkstoffe. Neben dem Fügen von Stählen werden mit dem Trend zum Leichtbau zunehmend Verbindungen von Leichtmetallen, wie Aluminium, mit dem Widerstandspresspunktschweißen realisiert. Dabei können durch eine zusätzlich zur reinen Zustellung der Elektroden überlagerte reibungsbehaftete, reibungsfreie oder schwingende Relativbewegung die Produktivität, die Qualität der Schweißung und die Standmenge der Elektroden signifikant gesteigert werden. Ursache hierfür ist die, mit der Relativbewegung einhergehende Zerstörung von elektrisch isolierenden Oberflächenschichten (Aluminiumoxid). Im Forschungsvorhaben werden erstmals die im Kontakt zwischen Elektrode und Blech während der Bewegungsüberlagerung ablaufenden physikalischen und werkstoffseitigen Vorgänge systematisch charakterisiert und anhand experimenteller Ergebnisse die Wirkmechanismen, welche zur Zerstörung der Oxidschicht und zum Elektrodenverschleiß führen, qualitativ erfasst und schließlich mathematisch abgebildet. Daraus abgeleitet werden wissenschaftlich fundierte Ansätze zur Standmengenerhöhung und Steigerung der Prozesssicherheit beim Widerstandspunktschweißen von Aluminiumlegierungen aufgezeigt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen