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Punktuelles, thermo-mechanisches Fügen von Aluminiumbauteilen unter Berücksichtigung von Barriereschichten
Die Herstellung von punktuellen Verbindungen an Leichtbauwerkstoffen wie Aluminium und Magnesium mit dem konventionellen Widerstandspunktschweißen führt zu sehr intensiven Reaktionen zwischen dem Elektroden- und dem Substratwerkstoff. Adhäsions- und Diffusionsprozesse bewirken Veränderungen an der Elektrodenoberfläche und beeinflussen die Eigenschaften der Verbindung, sodass bereits nach wenigen Punkten Nacharbeiten an der Elektrode notwendig werden. Die Intensität der Reaktionen ist abhängig von der Polarität der Elektrode, dem Elektrodenwerkstoff, dem zu fügenden Aluminiumwerkstoff, den Fügeparametern und gegebenenfalls vorgesehenen Barriereschichten. Untersucht wurden die Veränderungen infolge der Verbindungsherstellung an konventionellen Kupfer-Basis-Elektroden sowie die Wirkung von Barriereschichten. Die Nutzung von Barriereschichten erfordert eine Parameteranpassung, die in Vorversuchen durchgeführt wurde. Langzeituntersuchungen bestätigen eine sehr deutliche Erhöhung der Anzahl von Schweißpunkten bei der Existenz von Barriereschichten. Zu begründen ist dies durch die Beeinflussung der Kontaktierung zwischen Elektrode und dem zu fügenden Bauteil.
WOMag 5/2018 Krüger, D.; Winkelmann, R.
Punctual, thermo-mechanical joining of aluminum components in consideration of barrier layers
The production of punctual connections on lightweight materials such as aluminum and magnesium using conventional resistance spot welding leads to very intense reactions between the electrode and the substrate material. Adhesion and diffusion processes cause changes at the electrode surface and influence the properties of the connection, so that a rework of the electrode becomes necessary after just a few points. The intensity of the reactions depends on the polarity of the electrode, the electrode material, the aluminum material to be joined, the joining parameters and, if applicable, the designated barrier layers. Changes due to the production of connections with conventional copper-based electrodes and the effect of barrier layers were examined. The use of barrier layers requires an adjustment of parameters which was conducted in preliminary experiments. Long-term studies confirm a very significant increase of the number of spot welds due to the existence of barrier layers. The reason for that is the influence of the contacting between electrode and the components to be joined.
