Erhöhung der Elektrodenlebensdauer beim Widerstandspunktschweißen von Aluminiumlegierungen mittels applizierter Diffusionssperrschichten

• Antragsteller: Professor Dr. Harald Schmidt; Professor Dr.-Ing. Volker Wesling
• Fachliche Zuordnung: Fügetechnik und Trenntechnik
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 464385838

Das geplante Vorhaben umfasst die Untersuchung von Degradationsmechanismen von Elektrodenkappen beim Widerstandspunktschweißen von Aluminiumwerkstoffen und die Entwicklung von Abstellmaßnahmen durch Generierung von Diffusionssperrschicht-Strukturierungs-Kombinationen.Grundlegende Vorgänge der Degradationsmechanismen können durch kombiniertes Wirken von Diffusionsvorgängen sowie mechanischer Überlastung lokaler Materialbereiche intermetallischer Phasengebiete im Grenzflächenbereich Elektrodenkappe - Aluminiumblech beschrieben werden. Wissenschaftlicher Ansatzpunkt ist die Unterdrückung von Diffusionsvorgängen zwischen Grundwerkstoff und Elektrodenkappe durch Applikation von Dünnfilmschichten im μm-Bereich, unterstützt durch ein abgestimmtes Stromdichte- und Thermalmanagement über die Elektrodenkappenstrukturierung. Des Weiteren soll in diesem Forschungsvorhaben ein tiefgreifendes Verständnis und konsistentes Bild des Degradationsprozesses unter Ableitung einer dezidierten Modellbildung des Degradations- sowie des Verschleißverhaltens erfolgen. Als Resultat wird eine deutliche Erhöhung der Elektrodenstandmenge erwartet, wodurch die Effizienz dieses Fügeverfahrens im Bereich der Aluminiumwerkstoffe weiter erhöht werden kann.Zur erfolgreichen Durchführung der im Projekt geplanten Untersuchungen, arbeiten die grundlagenorientierte Arbeitsgruppe Schmidt und die anwendungsbezogene Arbeitsgruppe Wesling interdisziplinär zusammen. Der methodische Ansatz / Kopplungspunkt zur Klärung des Diffusionsverhaltens sowie zur Schicht- und Strukturentwicklung sind verschiedene isochrone und isotherme Modellexperimente, kombiniert mit statistisch abgesicherten experimentellen Schweißversuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen