Entwicklung einer thermischen Fügetechnik für Stahl-Aluminium-Verbindungen in automobilen Leichtbaustrukturen

Getrieben durch gesetzliche Vorgaben, sowie Kundenanforderungen ist der Leichtbau eines der zentralen Themen des heutigen Automobilbaus. Mit Fokus auf den Rohbau hochvolumiger Fahrzeuge wird dieser aktuell durch den vermehrten Einsatz von Aluminiumlegierungen in Kombination mit Stahlwerkstoffen realisiert. Hier kommt der Fügetechnik eine Schlüsselrolle zu, da aufgrund großer Differenzen in den physikalischen Eigenschaften der Hauptlegierungselemente dieser Materialien Eisen und Aluminium, die bislang weit verbreiteten thermischen Fügeverfahren in ihrer jetzigen Form nicht weiter einsetzbar sind. Alternativ werden momentan hybride Verfahren aus mechanischer Füge- und Klebtechnik, wie z. B. das Stanznietkleben eingesetzt, die jedoch mit vergleichsweise hohen Kosten verbunden sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Untersuchungen an mittels thermischer Fügetechnik erstellten Stahl-Aluminium-Verbindungen für den Einsatz im automobilen Rohbau durchgeführt. Diese beinhalten ausführliche prozesstechnische Analysen, sowie die Ermittlung der mechanisch-technologischen Verbindungskennwerte unter quasistatischer Belastung unter Variation der eingesetzten Lichtbogenarten, Grund- und Zusatzwerkstoffe als auch Fügeanordnungen und -geometrien. Abschließend konnte ein effizientes Fügeverfahren entwickelt werden, welches durch die Kombination von Form- und Stoffschluss mittels thermischer Fügetechnik die Herstellung von Stahl-Aluminium-Verbindungen mit rohbautauglichen Eigenschaften ermöglicht und somit einen Beitrag zur Realisierung des Leichtbaus von Automobilen leistet.