Mit den neu entwickelten Rührreibschweißverbindungen ist es möglich, Stahl- und Aluminiumbleche unterschiedlicher Dicke wirtschaftlich und hochfest zu verbinden.

Mit den neu entwickelten Rührreibschweißverbindungen ist es möglich, Stahl- und Aluminiumbleche unterschiedlicher Dicke wirtschaftlich und hochfest zu verbinden. TLB

Bislang werden Verbindungen zwischen artfremden Materialien unterschiedlicher Stärke durch Überlappschweißen hergestellt, da sich damit hohe Biegemomente und Zugfestigkeiten erreichen lassen. Zu den Nachteilen gehört jedoch, dass Kanten entstehen können oder Korrosion droht.

Mit den neuen Verfahren der Ingenieure und Techniker Prof. Dr. Ing. Stefan Weihe, Martin Werz, Max Hoßfeld und Oliver Volz (alle Universität Stuttgart) lassen sich dagegen unterschiedlich dicke Bleche als Stumpfstoß hochfest verbinden. Die Verbindungen weisen dabei eine sehr hohe Zug- und Schwingfestigkeit auf.

Verfahren erhöhen Festigkeit der Fügestelle

Bei einem Verfahren falzten sie das Stahlblech so, dass dessen Fügequerschnitt zur Anbindung an das Aluminiumblech im Bereich der Fügezone verdoppelt wird. Hierdurch erhöht sich der Querschnitt des dünneren, festeren Bleches an der Verbindungsstelle, wodurch sich das weichere Aluminium über seine gesamte Querschnittsfläche an den Stahl binden kann.

In einem zweiten Verfahren stellten die Wissenschaftler in nur einem Schweißvorgang mithilfe eines neu entwickelten Werkzeugs eine kombinierte Überlapp- und Stumpfstoßverbindung her, die die resultierende Anbindungsfläche im Vergleich zu konventionellen Stumpfstoßverbindungen mehr als verdoppelt. Die vergrößerte Anbindungsfläche und die hohe Formänderungsfestigkeit des Aluminiums führen zu sehr guten statischen und zyklischen Verbindungsfestigkeiten.

Bei der Verbindung der Werkstoffe würden mit den neuen Verfahren Festigkeiten der Fügestelle von bis zu 99,4 % des Stahlbleches erreicht, so die Wissenschaftler. Dies ermögliche die Einsparung von Werkstoffen; beim Automobilbau erhöhe sich gleichzeitig die Sicherheit der Fahrzeuginsassen bei Unfällen.

Aufgrund des Leichtbaupotenzials wird das Rührreibschweißen zunehmend in der Automobilindustrie, dem Maschinenbau und im Flugzeug- oder Schienenfahrzeugbau eingesetzt. Daneben ist das Verfahren für die Elektroindustrie oder den Bereich Elektromobilität interessant, weil mit dem Rührreibschweißen unter anderem auch Aluminium-Kupfer-Verbindungen möglich sind.