Untersuchungen zu Umformeigenschaften von rührreibgeschweißten Mischverbindungen

Vorhabenbeschreibung:

Zur Reduktion von Materialverbrauch und CO2-Ausstoß sowie zur Steigerung der Energieeffizienz technischer Systeme ist Leichtbau eine zentrale Strategie. Dabei spielen Mischbauweisen eine wichtige Rolle, bei denen werkstoffspezifische Eigenschaften vorteilhaft kombiniert werden. Das Rührreibschweißen ermöglicht durch seine geringe Prozesstemperatur, Mischverbindungen effizient und sicher zu realisieren. Das Umformpotential von Mischverbindungen im Zusammenhang mit Schweißparametervariation ist aktuell jedoch noch nicht ausreichend untersucht. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist das Zusammenwirken von Werkstoff, Prozess und Umformbarkeit zu untersuchen sowie Randbedingungen für einen sicheren Fügeprozess und umformtechnisch günstige Nahteigenschaften zu identifizieren. Zur Erreichung der Ziele werden die Einflüsse der Schweißparameter auf die Umformbarkeit bewertet. Die Anpassung der Schweißparameter erfolgt in enger Absprache der Forschungseinrichtungen. Weiter werden Untersuchungen zur numerischen Auslegung von Rührreibschweißnähten für Umformsimulationen durchgeführt, wodurch eine optimale Positionierung der Schweißnaht im Bauteil ermöglicht wird. Durch systematische Anpassung des Schweißprozesses und resultierende Änderungen der Umformeigenschaften wird grundlegendes Prozessverständnis generiert. Aus den geplanten Arbeiten resultiert eine anlagen- und werkstoffunabhängige Methodik zur Bewertung und Steigerung der Umformbarkeit von rührreibgeschweißten Mischverbindungen. Die Mischbauweise erschließt durch geeignete Auswahl der Werkstoffkombinationen Anwendungspotentiale in Bezug auf Leichtbau und Funktionsintegration in vielen verschiedenen Branchen, wie z.B. der Luft- und Raumfahrt und der Elektromobilität. Da das Rührreibschweißen auch mit konventionellen Werkzeugmaschinen und relativ geringen Investitionen eingesetzt werden kann, ist die Herstellung von Mischverbindungen durch Rührreibschweißen für KMU ein sehr attraktives Geschäftsfeld.