Widerstandspressschweiß- und Lötverfahren mit Zusatzwerkstoff für hochfeste Stahlwerkstoffe sowie Mischverbindungen mit Aluminiumlegierungen

In der Arbeit wurde das Widerstandsschweißen/-Löten mit Zusatzwerkstoff für hoch- und höchstfeste Stahlgüten und Stahl-Aluminium-Verbindungen entwickelt. Zur Bestimmung wesentlicher Prozesseinflussgrößen wurde mit Hilfe der Prozesssimulation ein Modell zur Beschreibung der komplexen Vorgänge bei der Bildung der Schweißlinse erarbeitet. Die für die Simulation entwickelten mechanischen, thermischen, metallurgischen und elektrischen Modelle wurden durch Versuche validiert. Ausgehend von dieser zuverlässigen Modellbeschreibung, wurde der Einfluss wesentlicher Prozessgrößen simuliert. Beim Widerstandsschweißen mit Zusatzwerkstoff muss vor dem Schweißprozess das Zusatzmaterial transportsicher auf den Fügeteilen fixiert werden. Aus diesem Grund wurde eine spezielle Widerstandstechnologie zur Applikation des Zusatzwerkstoffes bis zur Serienreife entwickelt. Diese Lösung ist dabei unabhängig von Werkstoffgüten und Oberflächen. Zur Ermittlung des Potentials des Verfahrens wurden spezifische Legierungskonzepte betrachtet. Dabei konnten unter quasistatischer, dynamischer sowie zyklischer Belastung Festigkeitssteigerungen gegenüber dem konventionellen Widerstandspunktschweißen von 100 - 400% erreicht werden. Für den Einsatz des Verfahrens in einer Fahrzeugkonstruktion wurden für den Konstrukteur Richtwerte zur Auslegung erarbeitet und die Anwendbarkeit klassischer sowie neuer zerstörungsfreier Prüfmethoden untersucht. Abschließend wurde der Prozesses für Aluminium-Stahl-Mischverbindungen entwickelt. Ein wesentlicher Verdienst der Arbeit ist die Erweiterung des Einsatzpotentials der Widerstandsschweißtechnik unter Berücksichtigung stetig steigender Sicherheitsund Leichtbauanforderungen an Fahrzeugkarosserien.