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Vortrag

Kontinuierliches Ultraschallschweißen von Leichtmetall/CFK-Verbunden – vom ebenen zum orbitalen Prozess

Donnerstag (19.04.2018)
14:00 - 14:20 Uhr

14:00 - 14:20 Uhr

Neben stationären Ultraschallschweißvarianten wie dem Ultraschall(US)-Punktschweißen und dem US-Torsionsschweißen ist das kontinuierliche US-Rollnahtschweißen eine innovative und vielversprechende Fügetechnologie u.a. für hybride Werkstoffsysteme. Die Verbindung von Leichtmetallen mit faserverstärkten Kunststoffen mit stationären US-Schweißverfahren wird bereits intensiv untersucht. Im Rahmen eines vom BMWi geförderten Forschungsvorhabens wird erstmalig das US-Rollnahtschweißen zur Verbindung von Leichtmetalllegierung mit faserverstärkten Kunststoffen für Hydraulikleitungen im Flugzeug betrachtet. Die Verbindung eines metallischen Fittings mit dem Rohr aus faserverstärktem Kunststoff ist dabei erforderlich, um Rohre untereinander oder mit hydraulischen Aggregaten verbinden zu können. Durch orbitales US-Schweißen, einem weiterentwickelten US-Rollnahtschweißprozess, werden hybride Rohrstrukturen gefügt. Bei diesem neuartigen Verfahren wird das System während des Schweißprozesses um die rotationssymmetrischen Fügepartner geführt. Die Schweißnaht verläuft dadurch um den gesamten Umfang und sorgt für eine mediendichte Verbindung der Fügepartner. Das US-Rollnahtschweißen arbeitet wie das US-Punktschweißen mit einer transversalen Schwingung orthogonal zur Schweißkraft im Frequenzbereich von 20 kHz. Das Resonanzsystem ist hierbei drehbar gelagert, wodurch eine kontinuierliche Schweißnaht erzeugt wird. Eine konstante Verbundqualität entlang der Schweißnaht sowie ein komplexer Wärmehaushalt stellen beim kontinuierlichen US-Schweißen gegenüber den stationären Verfahren eine Herausforderung dar. Geeignete Prozessparameter für hybride rohrförmige Verbindungen werden anhand der erreichbaren mechanischen und technologischen Eigenschaften sowie der Mikrostruktur der hybriden Fügezone bewertet und systematisch für einen zukünftigen industriellen Einsatz vorbereitet. Der Vortrag berichtet über aktuelle Erkenntnisse und der Entwicklung des orbitalen Fügeverfahrens.

Sprecher/Referent:
Moritz Liesegang
TU Kaiserslautern
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Dr. Frank Balle
    Technische Universität Kaiserslautern