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Vortrag

Lichtbogenbasierte Oberflächenstrukturierung für laserstrahlgefügte Stahl-Kunststoff-Hybridverbunde (Surface preparation of steels based on tungsten inert gas arc processing for laser-based joining of metal-plastic components)

Mittwoch (18.04.2018)
16:20 - 16:40 Uhr

16:20 - 16:40 Uhr

Zur Nutzung von Leichtbaupotenzialen greifen innovative Ingenieurkonstruktionen auf immer neue Werkstoffkombinationen und hybride Bauweisen zurück. Thermisch direktgefügte Kunststoff-Metall-Verbindungen weisen dabei ein großes Potenzial für unterschiedlichste Anwendungsfelder auf, ohne auf den Einsatz von Klebstoffen oder Fügehilfselemente (bspw. Nieten, Schrauben) angewiesen zu sein. Zur Erreichung hoher Verbundfestigkeiten besteht jedoch die Notwendigkeit einer hinreichenden Strukturierung der Fügeoberfläche.

Speziell für Kunststoff-Metall-Hybridverbunde wurden unterschiedliche Ansätze untersucht, bspw. mechanische (z.B. Korundstrahlen), physikalische (z.B. Laserstrukturierung) oder chemische Prozesse (z.B. Ätzen). Ein neuartiger Ansatz stellt diesbezüglich die Anwendung eines Wolfram-Inertgas-Lichtbogens (WIG) mit anodischer Polarität dar. Der Einsatz dieser Technologie ermöglicht hohe Flächenleistungen bei preisgünstigen Investitionskosten sowie die Reinigung und Strukturierung der Oberfläche in einem Bearbeitungsschritt. Die Anwendbarkeit der erzeugten Oberflächenstrukturen für den laserbasierten thermischen Fügeprozess wird mittels Zugfestigkeiten geprüft und die Ergebnisse in Abhängigkeit der Topographie, der Oberflächenvergrößerung sowie der Ausbildung von Hinterschneidungen analysiert. Die Durchführung der Fügeversuche erfolgt mittels Diodenlaser an unverzinktem Qualitätsstahl 1.0330 sowie verzinktem 1.0322 im Verbund mit Polyamid 6. Als Referenz zur Lichtbogenvorbehandlung dienen Oberflächenstrukturen, welche mittels Faserlaser im pw- und cw-Betrieb erzeugt werden. Diese Vorgehensweise ermöglicht einen direkten Vergleich zwischen unterschiedlichen Oberflächenvorbehandlungsmethoden und stellt die wirtschaftlich-technologischen Potenziale der Lichtbogenstrukturierung heraus.

 

Sprecher/Referent:
Marie-Luise Kohl
Technische Universität Ilmenau
Weitere Autoren/Referenten:
  • Klaus Schricker
    Technische Universität Ilmenau
  • Prof. Dr. Jean Pierre Bergmann
    Technische Universität Ilmenau
  • Martin Lohse
    Technische Universität Dresden
  • Martin Hertel
    Technische Universität Dresden
  • Prof. Dr. Uwe Füssel
    Technische Universität Dresden