|
| Abstract No.: |
|
Scheduled at:
|
Friday, September 18, 2020, Virtueller Raum 2 1:30 PM
Fügetechnik für die Elektromobilität
|
|
| Title: |
Rührreibschweißen - Herausforderungen bei Anwendungen für die Elektromobilität
|
|
| Authors: |
Michael Grätzel* / TU-Ilmenau, Deutschland
Dr. Markus Weigl / Grenzebach Maschinenbau GmbH, Deutschland
Jean Pierre Bergmann/ TU Ilmenau/ Fachgebiet Fertigungstechnik, Deutschland
|
|
| Abstract: |
Die zunehmenden Anforderungen beim Fügen von Bauteilen für die Elektromobilität setzen gleichermaßen die Verwendung geeigneter Schweißtechnologien voraus. Als grundlegende Entscheidungskriterien gelten hierbei zum einen wirtschaftliche Gesichtspunkte und zum anderen die prozesstechnologischen Voraussetzungen zu denen auch die realisierbaren mechanischen und physikalischen Eigenschaften der Schweißnaht zählen. Rührreibschweißverbindungen zeichnen sich unter anderem durch hohe Nahtreproduzierbarkeit, Festigkeitseigenschaften im Bereich des Grundwerkstoffes und der Vermeidung von Poren und Heißrissen aus, durch die eine hohe Dichtheit der Schweißnaht erzielt werden kann. Insbesondere vor diesem Hintergrund erfährt das Rührreibschweißen (FSW) zunehmenden Einsatz im Bereich der Elektromobilität.
In diesem Zusammenhang sei mit besonderem Augenmerk auf das Fügen von Wärmetauschern und Batteriewannen hingewiesen wobei prozesstechnologische und werkstoffspezifische Herausforderungen des Rührreibschweißens auftreten können, die bisher unzureichend betrachtet und berücksichtigt werden. Hierzu zählen die Anwendung von unverhältnismäßig hohen Prozesskräfte die zu einer ungewollten Deformation der Bauteile führen und massive Spann- und Stützstrukturen erfordern. Darüber hinaus können aus variierenden Oberflächenbeschaffenheiten der zu fügenden Batteriewannen (z.B. unbehandelt, gebeizt) Anpassungen in der Prozessführung resultierten durch die es zu Einschränkungen bei der Prozessführung kommen kann. Einer der zentralen Aspekte resultiert jedoch aus der Betrachtung der Werkstoffeigenschaften vor und nach dem Rührreibschweißen. Dies betrifft insbesondere die Anwendung variierender Aluminiumlegierungen die verfahrensbedingten Alterungsvorgängen unterliegen. Hierbei können signifikante Verringerungen der Festigkeitseigenschaften resultieren die gleichermaßen eine Reduzierung der Chrasheigenschaften bewirken können. Im vorliegenden Beitrag werden daher die zuvor erwähnten Herausforderungen aus industrieller und wissenschaftlicher Sichtweise am Beispiel von ausscheidungshärtbaren und naturharten Aluminiumlegierungen erläutert und beschrieben. Die Berücksichtigung der Prozess- und Werkstoffeigenschaften erlaubt schließlich eine zuverlässige und verantwortungsbewusste Anwendung des Rührreibschweißens für Bauteilkomponenten für die Elektromobilität.
|
|