Untersuchungen zur Reproduzierbarkeit des Magnetpulsschweißens beim asymmetrischen Aufschlag

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Stefan Böhm
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 323203464

Die Zielsetzung des Forschungsvorhabens liegt in der Gewährleistung der Robustheit und Auslegung der Verbindungseigenschaften beim Magnetpulsschweißen. Eine Grundlage hierzu bilden die ermittelten physikalischen Prozessgrößen der Aufschlagschweißverfahren (z.B. Kollisionswinkel- sowie Kollisionspunktgeschwindigkeiten) und die Beschreibung der unteren Schweißnahtgrenze. So bietet nach aktuellem Stand der Technik und eigenen Untersuchungen besonders die gezielte Veränderung der Oberflächentopografie die Möglichkeit das Schweißfenster zu erweitern und die Verbindungseigenschaften einzustellen. Die eigenen Untersuchungen zeigen zudem, dass in Verknüpfung mit den Prozessparametern (z.B. Einfluss des Beschleunigungsabstandes auf den Kollisionswinkel sowie gezielte Einstellung der Stromstärke) die Jet-Bildung beeinflusst werden kann, welcher sich wiederum auf die Morphologie der Schweißverbindung auswirkt (welliges oder flaches Interface, Phasenbildung). So wird im Rahmen des Forschungsvorhabens die Sicherstellung der mechanischen Verbindungseigenschaften (z.B. zyklischer und dynamischer Belastung), unter Berücksichtigung der Morphologie der Schweißverbindung, fokussiert und der Einfluss der hohen Prozessgeschwindigkeiten auf die Aufhärtung in der Fügezone als Ergebnis der plastischen Deformation untersucht. Zur Bewertung der Schweißnahtqualität wird des Weiteren die Schweißnahtfläche als Qualitätsmerkmal für das Magnetpulsschweißen qualifiziert und mit den physikalischen Prozessgrößen korreliert. Einen wichtigen Schwerpunkt wird zudem die Erarbeitung einer Energiebilanz darstellen, um eine Übertragbarkeit auf andere Materialkombinationen zu ermöglichen. Die Untersuchungen werden themenspezifisch in Kooperation mit dem Projekt A5 (PTU, Kollisionsschweißen) sowie A8 (IWW, mikrostrukturelle Mechanismen) durchgeführt. Des Weiteren wird eine Zusammenarbeit mit dem Projekt A3 (MPIE, Oberflächenchemie) erfolgen und der Einfluss der Oxidschichtdicke untersucht.Die erarbeiteten Erkenntnissen werden die fügegerechte Produktgestaltung sowie Flexibilität bei der anwendungsspezifischen Auslegung der Verbindungseigenschaften ermöglichen und besonders in Kooperation mit dem Projekt A5 durch die numerische Simulation die Vorhersage von Verbindungseigenschaften begünstigen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1640: Fügen durch plastische Deformation