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| Abstract No.: |
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Scheduled at:
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Tuesday, September 14, 2021, Saal Essen 12:00 PM
DVS CAMPUS - Anwendungen in der Elektromobilität
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Steigerung der Einsetzbarkeit des Rührreibschweißens für Mikroanwendungen der E-Mobilität mittels prozesskraftreduzierender Optimierung der Schweißnahtgeometrie
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| Authors: |
Aristide Tchouaha Tankoua* / Mercedes-Benz AG, Deutschland
Philip Betz / Mercedes-Benz AG, Deutschland
Jean Pierre Bergmann/ TU Ilmenau / FG Fertigungstechnik, Deutchland
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| Abstract: |
Rührreibschweißen weist aufgrund seines guten Eigenschaftsprofils ein hohes Potential für Anwendungen in der Elektromobilität. Beispielsweise für stromtragende Mischverbindung wie z.B. Aluminium mit Kupfer ist dies vielversprechend. Insbesondere vor dem Hintergrund der geringen Wärmebelastung im Gegensatz zu schmerzflüssigen Fügeverfahren, ist das Rührreibschweißverfahren sehr attraktiv. Zusätzlich ermöglicht das Rührreibschweißen das Umgehen der kritischen hochresistiven und spröden intermetallischen Phasen aufgrund des niedrigeren Energieniveaus. Der Rührreibschweißprozess wird hauptsächlich durch die Parameter Kraft und Drehzahl bestimmt, welche für die Generierung der notwendigen Reibwärme und des Anpressdrucks sorgen. Die nötigen relativ hohen Prozesskräfte müssen jedoch von den Bauteilen bzw. vom einem Gegenhalter abgeleitet werden. Bei den Fügeaufgaben in der Elektromobilität, z. B. im Bereich von Hochvoltspeichern, handelt es sich oftmals und Mikroanwendung mit empfindlichen Bauteilen und eingeschränkten Bauräumen. Dadurch wird die technische Umsetzbarkeit des Rührreibschweißens bei den notwendigen hohen Kräften erschwert. Um das Potential dieses Pressschweißverfahrens sinnvoll zu nutzen bzw. auszuschöpfen, wird im Rahmen dieser Untersuchung eine Optimierung der Schweißnahtgeometrie ausgehend von einer Punktgeometrie vorgenommen, welche die Reduzierung der notwendigen Prozesskräfte ermöglicht und dabei die Leistung der Fügeverbindungen nicht beeinträchtigt. Eine Kraftreduzierung bis zu 50% konnte beim Fügen von reinen Kupfer- und Aluminiummaterialen mit geringen Schichtdicken mittels dieses Ansatzes erzielt. Diese Strategie eröffnet somit ein neues Fenster in Hinblick auf die technische Umsetzbarkeit des Rührreibschweißens für stromtragende Verbindungen in E-Mobilitätsanwendungen.
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