Die Kombination von werkstoffseitigem Leichtbau durch Stahl-Aluminium-Mischverbindungen und konstruktivem Leichtbau, durch geschlossene Hohlprofi le steigert das Leichtbaupotenzial von Blechbauteilen.
Die hybriden Rohrstrukturen werden mittels Laserstrahllöten hergestellt. Zur Fertigung der geschlossenen Hohlprofi le kommt das Verfahren der Innenhochdruckumformung zum Einsatz.
Ein neu entwickelter modularer Prozesskopf erfüllt die speziellen Anforderungen an den Laserlötprozess. Im Simulationsmodell wird gezeigt, dass die Anpassung der Rohrwandstärken beider Werkstoffe eine Angleichung des Umformverhaltens ermöglicht.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Für die industrielle Fertigung von Al-Cu-Solarabsorbern wird häufig ein Laserstrahlschweißprozess zur Verbindung der Absorberbleche mit den Fluidrohren verwendet. Um die Energie in Form von kurzen Pulsen gezielt in das Bauteil einzubringen, werden hierbei blitzlampengepumpte Nd:YAG-Laserstrahlquellen eingesetzt. Auf diese Weise ist es möglich, die artungleichen Metalle miteinander zu verbinden, ohne die empfindliche Absorberbeschichtung thermisch zu schädigen. Trotz der industriellen Anwendung dieses Prozesses bestehen noch Wissensdefizite bezüglich der Ausprägung der Schweißpunkte und der metallkundlichen Vorgänge während des Schweißprozesses. Daher wird im Rahmen der vorliegenden Arbeit ein vertieftes Prozessverständnis unter Berücksichtigung der entsprechenden Phasenbildung im Schweißgut aufgebaut. Da die konventionell verwendeten Strahlquellen aufgrund ihres geringen elektro-optischen Wirkungsgrads einen hohen Energiebedarf bedingen, werden neue Prozesse unter Verwendung moderner, kontinuierlich emittierender Strahlquellen mit weitaus höheren Wirkungsgraden entwickelt. Die hiermit erzeugten Verbindungen weisen eine hohe Qualität auf, während sich die entwickelten Prozesse durch eine gesteigerte Energieeffizienz bei nachgewiesener Wirtschaftlichkeit auszeichnen. Neben der optimierten Fertigung von Al-Cu-Solarabsorbern stellt die Übertragung der gewonnenen Erkenntnisse auf weitere Anwendungsbereiche, die das Fügen artungleicher Metalle erfordern, einen zusätzlichen Nutzen der Ergebnisse dar.
Aktualisiert: 2019-10-17
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