| Abstract: |
ABSTRACT
Der sich im Automobilbereich vollziehende Wechsel von klassischen Verbrennungsmotoren hin zu hybriden bzw. vollkommen elektrischen Fahrzeugen führt zwangsläufig zur Notwendigkeit leistungsfähiger und zugleich robuster Batteriesysteme. In Kombination mit einer möglichst optimalen Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Bauräume und der damit einhergehenden, dichten Packung der Komponenten ist für einen effizienten Betrieb sowie eine adäquate Lebensdauer der Batterie deren Temperaturmanagement entscheidend. Zu diesem Zweck werden bevorzugt Batteriewannen bzw. anderweitige Wärmetauscher aus Aluminiumwerkstoffen verwendet, da diese auf Grund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit und zugleich geringen Dichte prädestiniert für derartige Anwendungen sind.
Häufig bestehen die Wärmetauscher aus einer tragende Unterkonstruktion aus einem Aluminium-Gusswerkstoff samt integrierten Kühlkanälen, in die zur Kapselung der Einheit ein Deckel aus Aluminium-Walzmaterial eingeschweißt werden muss. Als wesentliche Anforderungen können hierbei die prozesssichere Erzeugung von Dichtnähten und die Sicherstellung minimaler Deformation durch den Schweißverzug festgehalten werden. Daher nutzen bereits zahlreiche Hersteller und Zulieferer im Automobilsektor als Fügeverfahren für derartige Batterieanwendungen das Rührreibschweißen (engl. Friction Stir Welding, FSW) ein Pressschweißverfahren, welches die zu verbindenden Materialien im festen, nicht flüssigen Zustand miteinander verrührt und den Anwender folglich weder mit Porenbildung noch Heißrissen konfrontiert.
Vor diesem Hintergrund liefert der vorliegende Beitrag einen Überblick über den aktuellen Stand des Rührreibschweißens bei der Fertigung von elektrifizierten Automobilen, insbesondere in Bezug auf die Herstellung von Wärmetauschern für Batterieapplikationen. Neben der Diskussion von anforderungsgerechten Führungsmaschinen und einer Gegenüberstellung von Reibwerkzeugen aus unterschiedlichsten Werkstoffen werden die realisierbaren Schweißnahteigenschaften charakterisiert und anhand konkreter Verfahrensvergleich an schmelzgeschweißten Verbindungen gemessen.
|
|
