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Anatoli Rebensdorf
Charakterisierung der Verbindungseigenschaften beim Magnetimpulsschweißen unter Berücksichtigung kinematischer und physikalischer Prozessgrößen
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Bindungsmechanismen des Magnetimpulsschweißens (MPS). Die Motivation leitet sich aus der enormen Nachfrage zur Herstellung von Mischverbindungen und dem damit einhergehenden Einsatz von kalten Fügeverfahren ab. Trotz der adressierten Potentiale und ersten Entwicklungen in den sechziger Jahren konnte sich das Verfahren in der Industrie bis heute kaum durchsetzen. Die Gründe dafür liegen in den bisherigen Forschungsergebnissen des MPS, welche die grundlegenden Fragestellungen hinsichtlich der Bindungsvorgänge bisher nicht beantworten konnten. Dies betrifft im Speziellen den Einfluss der kinematischen und physikalischen Prozessgrößen auf die Verbindungsbildung und auf die erzielbaren Gebrauchseigenschaften.
Mit den durchgeführten Untersuchungen konnte in Anlehnung an das enorm erforschte Explosionsschweißen (EXS) schließlich ein Beitrag zum Prozessverständnis sowohl beim MPS als auch beim EXS selbst geleistet werden. Die bisherige Herausforderung den Prozess zu beschreiben, führte zu zahlreichen analytischen Modellen beim EXS. So konnte mithilfe von Hochgeschwindigkeitsaufnahmen eine zielorientierte und systematische Untersuchung eingeleitet werden. Diese ermöglichte, die analytischen Modelle des EXS zu validieren und auf das MPS zu übertragen sowie die Modelle auf Basis empirischer Daten weiterzuentwickeln. Untersucht wurden dabei metallische Materialkombinationen unterschiedlicher Werkstoffgruppen, im speziellen Aluminium, Kupfer- und Stahllegierungen niedriger und höherer Festigkeitsklassen. Die erzielten Ergebnisse bieten nun die Gelegenheit, die Magnetimpulstechnologie für das Schweißen weiterzuentwickeln und sogar schwer schweißbare Materialkombinationen mit optimalen Gebrauchseigenschaften zu realisieren.
Mit den durchgeführten Untersuchungen konnte in Anlehnung an das enorm erforschte Explosionsschweißen (EXS) schließlich ein Beitrag zum Prozessverständnis sowohl beim MPS als auch beim EXS selbst geleistet werden. Die bisherige Herausforderung den Prozess zu beschreiben, führte zu zahlreichen analytischen Modellen beim EXS. So konnte mithilfe von Hochgeschwindigkeitsaufnahmen eine zielorientierte und systematische Untersuchung eingeleitet werden. Diese ermöglichte, die analytischen Modelle des EXS zu validieren und auf das MPS zu übertragen sowie die Modelle auf Basis empirischer Daten weiterzuentwickeln. Untersucht wurden dabei metallische Materialkombinationen unterschiedlicher Werkstoffgruppen, im speziellen Aluminium, Kupfer- und Stahllegierungen niedriger und höherer Festigkeitsklassen. Die erzielten Ergebnisse bieten nun die Gelegenheit, die Magnetimpulstechnologie für das Schweißen weiterzuentwickeln und sogar schwer schweißbare Materialkombinationen mit optimalen Gebrauchseigenschaften zu realisieren.
Schlagwörter: Magnetimpulsschweißen; Mischverbindungen; Kollisionsschweißen
Fortschrittsberichte aus der Produktionstechnik
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Prof. h.c. Stefan Böhm, Kassel
Band 10
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