Untersuchungen zu Umformeigenschaften rührreibgeschweißter Mischverbindungen

Die Kombination aus legislativem Druck und gesteigertem ökologischen Bewusstsein sorgt für ein rasantes Wachstum der Elektromobilität sowie des Leichtbaus. Dabei stehen häufig anforderungsangepasste Werkstoffmischverbindungen im Mittelpunkt. Neben den Herausforderungen des Fügens von Mischverbindungen müssen, um die Werkstoffeigenschaften optimal ausnutzen zu können, diese Bauteile nach dem Fügen häufig noch umgeformt werden. Im hier vorgestellten Forschungsvorhaben „FriForm“ wurde die Umformbarkeit rührreibgeschweißter Mischverbindungen von Tiefziehstahl DC04 mit einer Aluminiumlegierung AW5754 H22, von Reinaluminium AW1050A H24 mit Reinkupfer CW008A R220 sowie von einer Aluminiumlegierung AW5754 H111 mit einer Magnesiumlegierung AZ31 untersucht. Es wurden die Ausbildung der Anbindung analysiert, ein Bezug zu den Schweißparametern hergestellt und Handlungsempfehlungen für die Optimierung der Verbindung abgeleitet. Die mechanischen Eigenschaften der Mischverbindungen wurden hinsichtlich der Zugfestigkeit sowie der maximalen Umformbarkeit quantifiziert. Dabei wurden diese in Abhängigkeit von der Schweißnahtausrichtung betrachtet. Weiterhin wurden Grenzformänderungskurven der Mischverbindungen bestimmt und die Übertragbarkeit von genormten Testmethoden wie Nakajima-Tests auf Mischverbindungen thematisiert. Abschließend wurden Demonstratoren hergestellt, welche die umformtechnischen Möglichkeiten der erzeugten Verbindungen aufzeigen sowie einen Ausblick auf potenzielle Anwendungen geben.