Die Herstellung stoffschlüssiger Mischverbindungen aus Aluminium- und Kupferwerkstoffen stellt eine herausfordernde Fügeaufgabe dar. Unterschiedliche chemische und physikalische Eigenschaften der Grundwerkstoffe erschweren das Fügen mittels Schmelzschweißen. Hier rücken sogenannte Festphase-Fügeverfahren, zu denen auch das Rührreibschweißen zählt, in den Fokus. Eine Betrachtung dieses Verfahrens und der realisierbaren Verbindungseigenschaften unter automobilspezifischen Gesichtspunkten steht hingegen noch aus, sodass das Verfahren derzeit noch keine Serienanwendung zur Herstellung elektrischer Kontakte aus Aluminium und Kupfer findet. Daher soll mit der vorliegenden Arbeit die Eignung des Rührreibschweißens für die Fertigung von Aluminium-Kupfer-Mischverbindungen, die den Anforderungen für den Einsatz in stromführenden Bauteilen im Rahmen der automobilen Elektromobilität gerecht werden, nachgewiesen werden.
Durch wirtschaftliche Aspekte motiviert wurde mittels einer parametrischen Untersuchung, welche auf die Optimierung mechanischer und elektrischer Verbindungseigenschaften abzielte, eine Maximierung der Schweißgeschwindigkeit angestrebt. Zudem erfolgte aufgrund hoher produktionstechnischer Relevanz die Charakterisierung der Verbindungsbildung beim Fügen von Aluminium mit verzinntem Kupfer. Im nächsten Schritt wurde zur weiteren Gewichtseinsparung die Möglichkeit des Schweißens von Aluminium- und Kupferblechen unterschiedlicher Dicke untersucht, bevor zuletzt die mechanischen und elektrischen Eigenschaften rührreibgeschweißter Aluminium-Kupfer-Mischverbindungen unter Einsatzbedingungen ermittelt wurden.
Mit den erarbeiteten Erkenntnissen bietet diese Arbeit einen Beitrag zur Erweiterung des Anwendungsspektrums des Rührreibschweißens für automobile Serienanwendungen.
Aktualisiert: 2020-07-10
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