Die im Automobilbau eingesetzten Multi-Materialbauweisen, welche eine Aluminium-Außenhaut mit pressgehärteten Stahlprofil-Strukturen kombinieren, stellen hohe Anforderungen an die einzusetzenden Fügetechnologien. Etablierte einseitige mechanische Fügeverfahren sind aufgrund der hohen Werkstofffestigkeit des Stahlfügepartners nicht einsetzbar. Eine sehr gute Eignung bei bisher zweiseitiger Zugänglichkeit besitzt das Nietpunktschweißen.
In dieser Arbeit wird das Nietpunktschweißen zu einer einseitigen Verfahrensvariante weiterentwickelt und so eine Fügetechnologie zum prozesssicheren Verbinden artverschiedener Werkstoffe unter einseitiger Zugänglichkeit geschaffen. Dazu werden zunächst Anforderungen an das einseitige Nietpunktschweißen identifiziert. Durch die Analyse der Verbindungsentstehung wird die Beschreibung zugrundeliegender Ursache-Wirkungs-Mechanismen ermöglicht. Anschließend wird der Einfluss der einseitigen Prozessführung auf die Verbindungsausbildung in Abhängigkeit der Prozessgrößen bewertet. Im nächsten Schritt wird die Prozessführung unter Berücksichtigung der mechanisch-technologischen Verbindungseigenschaften optimiert. Es werden angepasste Prozessfenster für unterschiedliche Stahlwerkstoffe sowie Beschichtungen abgeleitet. Nachfolgend wird die Prozessfähigkeit unter Einwirkung von produktionsrelevanten Störgrößen abgesichert. Die entwickelte Fügetechnologie wird abschließend auf ein realitätsnahes Demonstratorbauteil übertragen und so der Nachweis zur Funktionstauglichkeit erbracht.
Aktualisiert: 2023-01-18
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