Verschleiß- und Anlegierungsverhalten mechanischer Fügewerkzeuge beim Durchsetzfügen von Aluminiumwerkstoffen

Die Forderung nach Leichtbau in der Fertigungstechnik, bedingt durch Ressourcenschonung und Energieeinsparung, hat die Anwendung von Aluminium stark gefördert. Der Widerstandspunktschweißprozess für Aluminium ist jedoch mit hohem Aufwand und eingeschränkter Verbindungsqualität verbunden. Umformtechnische Fügeverfahren bieten eine wirtschaftliche und benutzerfreundliche Alternative, jedoch gibt es beim Umformen von Aluminium mit herkömmlichen Werkzeugen erhebliche Schwierigkeiten, da die Erfahrung im Vergleich zur Stahlumformung begrenzt ist. Kaltpreßschweißungen, die durch Adhäsionsvorgänge entstehen, erhöhen die Reibkräfte, mindern die Oberflächenqualität und führen oft zu erhöhtem Werkzeugverschleiß. Beim Durchsetzfügen treten Massivumformvorgänge mit hoher Werkzeugbelastung auf, was die Kaltpreßschweiß-Effekte verstärkt und die Stempelrückzugskräfte erhöht, was zu vorzeitigem Werkzeugausfall führen kann. Diese Forschungsarbeit untersucht die Reibungsprobleme beim Fügen von Aluminiumwerkstoffen. Der Fokus liegt auf der Analyse der Ursachen und Wirkmechanismen, die zum Werkzeugverschleiß und Verfahrensversagen führen, sowie auf der Identifizierung von Möglichkeiten, Kaltpreßschweißeffekte zu minimieren oder zu beseitigen.