Abstract No.:	6944
Scheduled at:	Friday, September 17, 2021, Saal Essen 2:30 PM Schweißen im Fahrzeugbau - Verfahren
Title:	Widerstandsgeschweißte Al-Cu-Verbindungen
Authors:	Niels Hammer * / NIMAK GmbH, Deutschland Lennart Leich / Ruhruniversität , Bochum Arne Röttger/ Ruhruniversität , Bochum Werner Theissen/ Ruhruniversität , Bochum Stephan Löcherbach/ NIMAK GmbH , Wissen Bernd Rödder / NIMAK GmbH , Wissen
Abstract:	Das Fügen großer Verbindungsquerschnitte, besonders der fügekritischen Materialpaarung von Aluminium und Kupfer, bildet die Basis des Abstracts. Diese Verbindungen werden absehbar immer häufiger anzutreffen sein und bedingen einer optimalen Verbindung mit hoher Festigkeit bei gleichzeitig sehr guter elektrischer Leitfähigkeit. Für die Materialpaarung erfolgten Fügeversuche, die sowohl als Punkt-, wie auch als Buckelschweißverbindungen realisiert wurden. Zur Beeinflussung der spröden intermetallischen Phasen, die zwischen den Fügepartnern entstehen, wurden die Versuche unter anderem mit Zusatzwerkstoffen durchgeführt. Zwischen den Grundwerkstoffen Aluminium Al99,5 und Kupfer-ETP wurden hierzu bei beiden Verbindungsarten unterschiedliche Zwischenschichten wie Nickel, Wolfram, Silber, Zinn und Zink in Folienform eingelegt und die Ausbildung der gefügten Verbindung charakterisiert. In einem weiteren Step wurden die oben aufgeführten Zusatzwerkstoffe direkt auf Kupferplättchen aufgalvanisiert, wobei auch eine Variation von unterschiedlichen Schichtdicken erfolgte. Die Fügeversuche zu den Al-Cu-Verbunden wurden auch mit einer artfremden Elektrodenpaarung aus Wolframlegierung (Wirbalit) auf dem Kupferbauteil und Zirkonium-Kupfer beim Aluminiumbauteil durchgeführt und untersucht. Bei allen Versuchen erfolgten zudem Variationen der Schweißkraft, in variablen Rampen und auch sprunghaften Verläufen, sowie des Schweißstromes, um deren Einfluss auf die Fügeergebnisse zu charakterisieren. Die eingebrachte Prozesswärme wurde neben den Stoffwiderständen, durch die Strom-Zeitfläche bestimmt. Die Grundsatzversuche erfolgten mit kleineren Fügebauteilen und sollten im weiteren Verlauf als Grundlage für eine Hochskalierung auf das Demonstratorbauteil dienen. Zum Fügen der AL-Cu-Verbunde in einem größeren Maßstab, erfolgte die Weiterentwicklung der Anlagentechnik mit geregelten Schweißströmen bis 200kA in höherfrequenter Umrichtertechnik und Elektrodenkräften bis 50kN, wodurch die erfolgreiche Herstellung eines Demonstratorbauteils mit einer Verbindungsfläche von >140mm² ermöglicht wurde.

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