Untersuchung zur Nutzung des Magnetimpulsschweißens im Bereich des stoffschlüssigen Fügens elektrisch beanspruchter Ableiter-Kabel-Verbindungen

Das Magnetimpulsschweißen (kurz: MPW von engl. Magnetic Pulse Welding) bietet sich für komplexe Schweißaufgaben im Bereich artfremder Metallverbindungen an, da es als Vertreter der Pressschweißverfahren einen vergleichsweise geringen Wärmeeintrag auf die Fügeteile aufprägt. Hierdurch wird die Bildung intermetallischer Phasen minimiert oder vermieden. Die Verwendung des MPW für elektrisch beanspruchte Mischverbindungen ist jedoch nur unzureichend erforscht. Dies betrifft insbesondere Ableiter-Kabel-Verbindungen, welche überwiegend als Kabelschuh-Kabel-Verbindung vorliegen. Der vorliegende Artikel fokussiert die Qualifizierung des MPW für diese Fügeaufgabe, indem als Ableiter fungierende Rohre aus elektrisch leitenden Aluminium- und Kupferlegierungen mit Kupfer- und Aluminiumlitzenkabeln gefügt werden. Im Rahmen der Untersuchungen wurden die MPW-spezifischen Prozessparameter variiert und die erzeugten Verbindungen elektrisch, mechanisch und mikrostrukturell charakterisiert. Hierdurch konnten Prozessfenster für eine robuste Verbindungsbildung aufgezeigt werden. Zusätzlich fand eine Untersuchung der thermischen Verbindungsstabilität sowie die Evaluierung einer dem Fügeprozess nachgelagerten, zerstörungsfreien Prüfmethode auf Basis der Thermografie statt. Es konnte gezeigt werden, dass der Verbindungsmechanismus des MPW sowohl zwischen Ableiter und Kabel als auch zwischen den Ein-zeldrähten der Kabel stattfindet und lokale Schweißungen erzeugt werden konnten. Auf Basis dieser Erkenntnisse kann demonstriert werden, dass derartige Schweißungen ursächlich für die hervorragenden Verbindungseigenschaften der Ableiter-Litzenkabel-Verbindungen sind und folglich durch die MPW-Prozessführung anzustreben sind.