Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWUWas ist die Herausforderung?
Optimale Bauteileigenschaften z. B. hinsichtlich Funktion, Performance und Gewicht erfordern den Einsatz und die geeignete Kombination verschiedener Werkstoffe. Sie möchten solche qualitativ hochwertigen Mischverbindungen erzeugen und dies möglichst wirtschaftlich – also indem kostenintensive Werkstoffe, wie z. B. Kupfer, nur dort eingesetzt werden, wo sie unbedingt erforderlich sind?
Das Potenzial konventioneller thermischer Fügeverfahren wie Schweißen oder Löten ist dabei begrenzt, da sie mit temperaturinduzierten Effekten wie bspw. Bildung intermetallischer Phasen, thermische Entfestigung und Wärmeverzug einhergehen. Insbesondere für Werkstoffkombinationen mit deutlich unterschiedlichem Schmelzpunkt, wie z. B. Stahl-Aluminium-Verbindungen oder Aluminium-Titan-Verbindungen, benötigen Sie deshalb ein alternatives Fügeverfahren ohne diese Limitierungen.
Welche Lösung haben wir für Sie?
Mit dem Magnetimpulsschweißen steht Ihnen ein Verfahren zur Verfügung, bei dem die Verbindung durch Kollision der beiden Fügepartner mit sehr hoher Geschwindigkeit bei Raumtemperatur entsteht, ohne die Bauteile signifikant zu erwärmen. Temperaturinduzierte Defizite konventioneller Schweißverfahren werden somit verhindert und es entstehen qualitativ hochwertige Verbindungen, die eine sofortige problemlose Handhabung und Weiterverarbeitung erlauben. Hilfs- und Zusatzwerkstoffe wie z. B. Schutzgase, Schweißdrähte, Schweißpulver, Lote oder Flussmittel sind nicht erforderlich, sodass Sie von einer einfacheren Prozessführung profitieren und bessere Bedingungen hinsichtlich Umwelt- und Arbeitsschutz erreichen können.
Der einmal ausgelegte Prozess wird über wenige, leicht einstellbare Prozessgrößen gesteuert. Die Bedienung der Maschine erfordert deshalb keine spezielle Qualifikation. Die resultierenden linienförmigen Verbunde mit Längen von einigen Millimetern bis hin zu mehreren Hundert Millimetern weisen eine hohe mechanische Festigkeit und eine gute elektrische Leitfähigkeit auf und können mit sehr guter Reproduzierbarkeit sowohl für Rohre und Hohlprofile als auch für ebene und vorgeformte Blechhalbzeuge erzeugt werden. Benötigen Sie die Anbindung größerer Werkstückbereiche, dann ist dies durch sequenzielles Verschweißen nebeneinander oder hintereinander liegender Bereiche möglich.
Was steht jetzt konkret zur Verfügung?
Wir bieten Ihnen mit dem Magnetimpulsschweißen ein wirtschaftliches Verfahren zur Erzeugung von Mischverbindungen durch stoffschlüssiges Fügen. Gemeinsam mit Ihnen untersuchen wir zunächst das Einsatzpotenzial für Ihre konkreten Anwendungsfälle unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Wir entwickeln den Prozess und die erforderlichen Werkzeuge mithilfe eines numerisch experimentellen Ansatzes. Wir setzen für Sie erste Fügestellen prototypisch um und prüfen diese hinsichtlich Ihrer Anforderungen.
