Aktualisiert: 2023-05-26
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Das Lichtbogenverbindungsschweißen von Aluminium und Stahl nach dem WIG-Verfahren
Schlüsselwort: Punktschweißen
Prozessstrategien zur Vermeidung von Heißrissen beim Schweißen von Aluminium mit pulsmodulierbaren Laserstrahlquellen
Beim gepulsten Laserstrahlschweißen von Aluminiumlegierungen hat sich im industriellen Umfeld die zeitliche Formung der Laserpulse als ein adäquates Werkzeug zur Unterdrückung von Heißrissen erwiesen. Dabei wird die Leistung im Laserpuls meistens linear über einen definierten Zeitraum abgesenkt, um die Abkühlgeschwindigkeit der Schmelze zu verringern. Im Rahmen der Arbeit wurden die Mechanismen und physikalischen Ursachen der Heißrissbildung untersucht und zusammenhängend beschrieben. Dafür wurde ein transientes thermomechanisches Simulationsmodell des gepulsten Laserstrahlschweißprozesses mit zeitlich veränderlichem Pulsleistungsverlauf aufgebaut und experimentell validiert. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse wurden aus den prozesstechnischen und physikalischen Ursachen für die Prozessgrenzen Strategien zur Erweiterung abgeleitet, entwickelt und umgesetzt. Hierfür wurde das gepulste Laserstrahlschweißen mit räumlich überlagerter cw-Diodenlaserstrahlung im niedrigen Leistungsbereich untersucht. Mit dem entwickelten Prozessansatz können heißrissfreie Schweißnähte auch mit konventionellen Rechteckpulsen erzeugt werden.
Aktualisiert: 2023-01-31
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Schweiß- und Lötverbindungen und ihre Prüfung
Dieses leichtverständliche Lehrbuch gibt mit vielen Abbildungen einen kompakten Überblick über die unterschiedlichen Schweiß- und Lötverfahren und die zugehörige Gerätetechnik. Die möglichen Nahtfehler bei diesen Stoffverbindungen werden ebenso behandelt wie die Prüfung von Schweiß- und Lötverbindungen. Darüber hinaus geht das Werk auf die gültigen Normen und Richtlinien ein und beleuchtet zudem die Ausbildung und Akkreditierung von Fachkräften.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Schweiß- und Lötverbindungen und ihre Prüfung
Dieses leichtverständliche Lehrbuch gibt mit vielen Abbildungen einen kompakten Überblick über die unterschiedlichen Schweiß- und Lötverfahren und die zugehörige Gerätetechnik. Die möglichen Nahtfehler bei diesen Stoffverbindungen werden ebenso behandelt wie die Prüfung von Schweiß- und Lötverbindungen. Darüber hinaus geht das Werk auf die gültigen Normen und Richtlinien ein und beleuchtet zudem die Ausbildung und Akkreditierung von Fachkräften.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Klebtechnik
Dieses Fachbuch unterstützt Konstrukteure und Anwendungstechniker bei der Realisierung klebgerechter Konstruktionen und Applikationen in der Praxis
Aktualisiert: 2020-01-01
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Verschleißverhalten der Elektrodenkappen beim Widerstandspunktschweißen von Aluminiumblechen
Für eine ökonomische Umsetzung von Aluminium als Karosseriewerkstoff der Zukunft ist eine effiziente Fügetechnik von entscheidender Bedeutung. Das hochwirtschaftliche Widerstandspunktschweißen ist für Aluminiumwerkstoffe aufgrund des sich einstellenden hohen Elektrodenkappenverschleißes bisher nicht sinnvoll einsetzbar.
Ziel der Arbeit ist es daher anhand von drei Untersuchungsschwerpunkten eine Optimierung des Aluminiumpunktschweißprozesses in Hinsicht auf eine Verringerung des Elektrodenkappenverschleißes vorzunehmen.
Als erster Schwerpunkt wird dafür der Mechanismus der Schweißlinsenentstehung anhand von Stufenabbruchversuchen analysiert. Basierend auf den daraus abgeleiteten Erkenntnissen wird nachfolgend eine verschleißoptimierte Anpassung der Schweißparameter ermöglicht.
Der zweite Schwerpunkt stellt eine Veränderung der eingesetzten Elektrodenkappengeometrie dar. In Diesem wird anhand von FEM-Untersuchungen, sowie durch Standmengenversuche eine Optimierung von symmetrischen sowie asymmetrischen Elektrodenkappenpaarungen vorgenommen.
Im letzten Schwerpunkt wird mit dem oszillierenden Punktschweißen ein im Rahmen dieser Arbeit entwickelter Schweißprozess eingeführt. Den Abschluss der Arbeit bietet eine Zusammenführung der untersuchten Schwerpunkte. Anhand der dabei erzielten Synergieeffekte kann abschließend eine signifikante Verringerung des Elektrodenkappenverschleißes nachgewiesen werden.
Aktualisiert: 2020-07-01
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Entwicklung des Prägeelementschweißens für Aluminium-Stahl-Verbindungen im Karosseriebau
Aufgrund steigender Anforderungen an die CO2-Emmisionen von Kraftfahrzeugen gewinnt der Karosserieleichtbau weiter an Bedeutung. Dabei bedingt ein effizienter Leichtbau den Einsatz von Mischbauweisen. Die Verbindung der verschiedenen Werkstoffe stellt die Fügetechnik vor neue Herausforderungen, insbesondere beim Fügen von Aluminiumlegierungen mit pressgehärtetem Stahl. Um dieser Fügeaufgabe auch in korrosiv belasteten Bereichen gerecht zu werden, ist das Ziel dieser Arbeit die Entwicklung des Prägeelementschweißens. Dazu wird ein neuartiges Hilfsfügeteil entwickelt, das den Anforderungen an Herstellbarkeit, Zuführbarkeit und Fügbarkeit gerecht wird. Die Anpassung der Setzwerkzeuge erfolgt mithilfe einer finiten Elemente basierten Prozesssimulation. Zum Abschluss der Verfahrensentwicklung werden die optimalen Parameter für das Prägeelementschweißen ermittelt, sowie die Tragfähigkeit und die Korrosionsbeständigkeit überprüft. Um einer automobilen Serienfertigung gerecht zu werden, erfolgt die Bewertung von Delta-Alpha und Störgrößeneinflüssen auf die Verbindung. Die Untersuchungen verdeutlichen das Potenzial des Prägeelementschweißens, Aluminiumlegierungen und pressgehärteten Stahl in korrosiv belasteten Bereichen zu verbinden.
Aktualisiert: 2020-07-01
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Widerstandsschweißen
Das Lichtbogenverbindungsschweißen von Aluminium und Stahl nach dem WIG-Verfahren
Qualitative Untersuchungen von Punktschweißverbindungen an Tiefzieh- und Aluminiumblechen, die nach dem Argonarc-Punktschweißverfahren hergestellt werden
Optimierung der Oberflächenmikrogeometrie von Aluminiumfeinblech für das Karosserieziehen
Wärmewirkungen des Schweißens
Widerstandspunktschweißen mit Stanzelement
Aluminium und Stahl sind Leichtbauwerkstoffe und im Automobilbau nicht mehr wegzudenken. Beide Werkstoffe miteinander zu verbinden, stellt besonders die Fügetechnik vor großen Herausforderungen. Die unterschiedlichen Eigenschaften erschweren den Fügeprozess und damit einen Einsatz. Mit Hilfe eines zusätzlichen Stanzelements wurde ein Ansatz zum Widerstandspunktschweißen von Aluminium und Stahl entwickelt und dessen prozesstechnische und werkstoffliche Besonderheiten erforscht. Das Ziel war die Bestimmung der Verbindungsausbildung vom Stanzelementprozess und der Einfluss der Schweißlinsenbildung auf die Charakteristik der Gesamtverbindung. In den Untersuchungen konnten grundlegende Prozessgrößen identifiziert werden. Mithilfe einer eigens entwickelten Kopfzugmethode war es möglich, die Verbindungsfestigkeiten sowohl nach dem Primär- als auch Sekundärprozess zu bestimmen. Untersuchungen des Aluminiumsubstrates zeigten zudem werkstoffliche Veränderungen entlang der gesamten Prozesskette.
Aktualisiert: 2023-01-31
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Klebtechnik
Dieses Fachbuch unterstützt Konstrukteure und Anwendungstechniker bei der Realisierung klebgerechter Konstruktionen und Applikationen in der Praxis
Aktualisiert: 2020-09-10
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Zur Thermomechanik des Widerstandspunktschweißens von Vergütungsstahl am Blechstoß mit Spalt
definiert, an welchem eine systematische Variation von geometrischen Parametern des Spaltes zwischen den Blechen an 22MnB5 und DC04 durchgeführt wurde. Erstmals werden die Kontaktradien durch Kennzahlen in analytischen Zusammenhang mit der Verlagerung der Wärmefreisetzung in der Umgebung der Kontakte gebracht. Am Vergütungsstahl wird vorrangig der Kontaktradius zwischen den Blechen infolge des Spaltes verringert. Erhöhte Elektrodenkraft kann dies nicht kompensieren.
Messungen des dynamischen elektrischen Widerstandes charakterisieren das elektrische Verhalten der Schweißstelle und wurden mittels des KMK-Modells implizit auf den temperatur- und druckabhängigen spezifischen Übergangswiderstand übertragen. Der feueraluminierte Vergütungsstahl zeigt am Blech-Blech Kontakt einen über dreimal so hohen Übergangswiderstand wie am Elektrode-Blech Kontakt. Zeigt der 22MnB5 über 600 K grundsätzlich einen größeren Übergangswiderstand als andere Stähle, so ist bei niedrigeren Temperaturen sein Übergangswiderstand kleiner als an verschiedenen anderen Werkstoffen.
Schweißversuche zeigten, dass der Linsendurchmesser an 22MnB5 infolge des Passabstandesunter den Mindestdurchmesser abnimmt, damit einher geht eine Absenkung der Schweißenergie um maximal 15 %. Durch Erhöhung des Schweißstromes sind qualitätsgerechte Schweißungen auch am Spalt möglich. Die Spritzergrenze verschiebt sich durch den Spalt zu größeren Strömen hin.
Eine vertiefte Analyse der Wärmeströme zeigte, dass mindestens 30 % der Schweißwärme an den Elektrode-Blech Kontakten freigesetzt werden, mindestens 48 % entfallen auf den Stoffwiderstand des Bleches. Die Absenkung der Schweißwärme am Passfehler ist ausschließlich auf einen verminderten Stoffwiderstand zurückzuführen, welcher durch verstärktes Einsinken der Elektroden hervorgerufen wird.
Aktualisiert: 2021-09-10
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Untersuchung der Anlagenkonfiguration beim Widerstandspunktschweißen von Stahlfeinblechen
Mit einer modular aufgebauten C-Punktschweißzange mit wechselbaren Komponenten wird der Einfluss von verschiedenen Eigenschaften analysiert.
Aktualisiert: 2021-12-01
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Optimierung der Oberflächenmikrogeometrie von Aluminiumfeinblech für das Karosserieziehen
Das Lichtbogenverbindungsschweißen von Aluminium und Stahl nach dem WIG-Verfahren
Qualitative Untersuchungen von Punktschweißverbindungen an Tiefzieh- und Aluminiumblechen, die nach dem Argonarc-Punktschweißverfahren hergestellt werden
Wärmewirkungen des Schweißens
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