Widerstandselementschweißen mit gestauchten Hilfsfügeelementen – Umformtechnische Wirkzusammenhänge zur Beeinflussung der Verbindungsfestigkeit

In Folge des Multimaterialbaus sind im modernen Karosseriebau der Automobilindustrie artungleiche Werkstoffpaarungen zu fügen. Beim Einsatz etablierter thermischer Fügeverfahren, wie das Widerstandspunktschweißen, werden dabei die Verfahrensgrenzen erreicht. Standardmäßig eingesetzte mechanische Verbindungstechniken reduzieren hingegen die Flexibilität in den Fertigungslinien. Als ein neuer Verfahrensansatz zum Fügen von artungleichen Materialpaarungen ist das Widerstandselementschweißen mit gestauchten Hilfsfügeelementen einzuordnen. Dieser Verfahrensansatz ermöglicht den Einsatz des konventionellen Widerstandspunktschweißens zum Fügen von Multimaterialpaarungen im Karosseriebau der Automobilindustrie. Zu dieser innovativen Verfahrensalternative des Widerstandselementschweißens wurden im Rahmen dieser Arbeit die umformtechnischen Wirkzusammenhänge zur Beeinflussung der Verbindungsfestigkeit ganzheitlich analysiert, sowie daraus abgeleitet ein umfassendes Prozessverständnis erarbeitet. Der Fokus der Arbeit lag dabei auf der Analyse der Haupteinflussfaktoren auf die Verbindungsfestigkeit. Die resultierenden prozessübergreifenden Wirkzusammenhänge zur Beeinflussung der Verbindungsfestigkeit wurden in einem Materialflussmodell zusammengefasst. Die Anwendbarkeit des konventionellen Widerstandspunktschweißens wurde belegt und das resultierende Versagensverhalten in den statischen und dynamischen Belastungsfällen erörtert. Die erarbeiteten Erkenntnisse zum Widerstandselementschweißen mit gestauchten Hilfsfügeelementen bilden die notwendige Grundlage zum Prozessverständnis, das für eine breite industrielle Anwendung erforderlich ist.