Schweißen, was nicht zu schweißen ist
Eine Innovation hat die Grenzen des Schweißens weiter verschoben: Galten bisher Stahl und Aluminium als thermisch nicht miteinander fügbar, ist dies jetzt praxistauglich machbar.
Eindrucksvoll demonstriert ein Crashtest das Zusammenspiel und den Effekt des Aluminium-Stahl-Bauteiles – das Aluminium nimmt die Verformungsenergie auf, während der Stahl den gewünschten Abstand sicherstellt.
Eindrucksvoll demonstriert ein Crashtest das Zusammenspiel und den Effekt des...
Laut Schweiß-Lehrbuch-Meinung lassen sich die in ihren physikalischen Eigenschaften wie der Schmelztemperatur (1.500 versus 590° C) dem Ausdehnungskoeffizienten (1,2 versus 2,3 mm/100° C) oder dem elektrochemischen Potenzial sehr unterschiedlichen Metalle nicht per Lichtbogenschweißen verbinden.
Lichtbogenfügen zu Hybridplatinen
Dieser schweißtechnische Engpass forderte Fronius schon seit über 20 Jahren heraus. Bereits vor der CMT(Cold Metal Transfer)-Lösung entstanden erste, reproduzierbare Verbindungen. Seit 2003 konkretisierte sich eine nachvollziehbare Technologie in der Zusammenarbeit mit voestalpine. Zahlreiche Versuche belegen inzwischen die industrielle Tauglichkeit des Verfahrens und seiner Anwendungen. Aluminiumseitig liegt eine Schweißung vor, während das Stahlblech eine Lötverbindung zeigt. Fronius und voestalpine (Anm.: erhielten für die Lösung verschiedene Patente) entwickeln gemeinsam umformfähige Hybridplatinen. Als Halbzeuge lassen sie sich in Verfahren wie Abkanten, Walzen oder Tiefziehen zu Profilen oder Crashabsorbern umformen.
Die Stahlbleche müssen verzinkt sein (Anm.: wie im Automobilbau üblich), die Aluminiumbleche aus den Werkstoffreihen AW5xxx oder 6xxx stammen und als Schweiß- bzw. Lötzusatzwerkstoff ist AlSi3Mn1 vorgegeben. Die Zinkschicht auf dem Stahlblech wirkt wie ein Flussmittel und benetzt den Stahl. Entscheidend ist die intermetallische Phase (IMP). Sie soll so dünn wie möglich sein und höchstens 10 µm betragen. Dann ist die Festigkeit der Verbindung so hoch, dass bei Zerreißproben die Naht hält und das Abreißen im Aluminiumblech eintritt.
Inzwischen belegen mehrjährige Tests an umgeformten Platinen, dass weder interkristalline noch Spannungs- oder Spaltrisskorrosionen auftreten – lediglich geringe Flächenkorrosionen sind nachweisbar. Für die Platinen haben sich Schweißsysteme bewährt, die mit dem CMT-Prozess beidseitig synchron, senkrecht von oben nach unten, schweißlöten. Das Know-how von voestalpine betrifft die Anarbeitung der Nahtgeometrie – die Forschung und Entwicklung von Fronius steht für den Zusatzwerkstoff und die Modifikation des ebenfalls für Fronius patentierten CMT-Systems.
Eindrucksvoll demonstriert ein Crashtest das Zusammenspiel und den Effekt des Aluminium-Stahl-Bauteiles – das Aluminium nimmt die Verformungsenergie auf, während der Stahl den gewünschten Abstand sicherstellt.
Stahl (links) und Aluminium (rechts) verbindet eine gemeinsame, thermisch gefügte Naht. Der Stahl ist gelötet und das Aluminium geschweißt.
Special Blechexpo/Schweisstec 2011
Das praxisnahe Messeduo BLECHEXPO und SCHWEISSTEC findet seit dem Jahr 2007 in der neuen Landesmesse Stuttgart statt. Die internationale Fachmesse BLECHEXPO konnte sich innerhalb kürzester Frist in Europa eine führende Position erarbeiten und steht heute in der Weltrangliste der Fachmessen für Blechbearbeitung auf Rang 2.
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