Klimatisch und elektrisch induzierte Degradation hochstromtragender Klebverbindungen

Im Rahmen dieser Arbeit wurde anhand zwei kommerzieller isotrop leitfähiger Klebstoffe gezeigt, dass Klebverbindungen mit einer über 300 mm² großen Anbindungsfläche elektrischen Strom mit einer Stärke von bis zu 270 Ampere über einen Zeitraum von 1000 Stunden ohne signifikante Schädigung übertragen können. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigen, dass unter den gewählten Bedingungen lediglich die Betriebstemperatur einen direkten Einfluss auf das Alterungsverhalten hat - unabhängig davon, ob der Wärmeeintrag aus der Umgebung oder aus dem Stromfluss resultierend erfolgt. Um das Alterungsverhalten unter kontrollierten Alterungsbedingungen untersuchen zu können, wurde eine Apparatur errichtet, die es ermöglicht, Probekörper als einschnittige Überlappstöße aus Aluminiumfügeteilen mit reproduzierbaren Eigenschaften zu erzeugen. Des weiteren wurde ein Versuchsaufbau basierend auf der Vierleitermessung realisiert, mit dem die elektrischen Widerstände der Fügeteile sowie der Verbindungstellen hochgenau in Abhängigkeit der Temperatur bestimmt werden konnten. Die neu entwickelte Methodik zur Bestimmung des Alterungseffekts sah eine Ermittlung der qualitätsentscheidenden Probekörpereigenschaften sowohl vor als auch nach der 1000stündigen Alterung vor. Dazu wurde ein Versuchsaubau in einem Klimaschrank errichtet, mit dem die Alterungsbedingungen derart eingestellt werden konnten, dass pro Versuchsreihe nur eine Einflussgröße variierte. Zur Beschreibung der Abhängigkeiten des Verbindungswiderstands von der Temperaturlast und der Zeit während der Alterung konnte ein mathematisches Modell auf Basis eines deformationsmechanischen Modells abgeleitet und erfolgreich eingesetzt werden.