Ein Beitrag zum stoffschlüssigen Fügen durch plastische Deformation: partielles Kaltpressschweißen durch inkrementelles Walzen / von Hans Christian Schmidt ; Referent: Prof. Dr.-Ing. Werner Homberg, Korreferent: Prof. Dr.-Ing. Hans Jürgen Maier. Paderborn, 2019
Inhalt
- Inhaltsverzeichnis
- Formelverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Stand der Kenntnisse
- 2.1 Umformtechnisches Fügen
- 2.2 Stoffschlüssige Fügeverfahren
- 2.3 Walzplattieren
- 2.4 Kaltpressschweißen
- 2.4.1 Verbindungsaufbau und Verbundfestigkeit nach der Schichtentheorie
- 2.4.2 Weitere Modellierungsansätze von Pressschweißverbunden
- 2.5 Oberflächenaktivierung für das Pressschweißen
- 2.6 Oberflächenreibung
- 2.7 Tailored Products
- 3 Motivation und Zielsetzung
- 4 Aufbau der Untersuchungen
- 4.1 Versuchsstand und Werkzeuge
- 4.2 Untersuchte Werkstoffe
- 4.3 Elektrochemische Oberflächenvorbehandlungen
- 4.4 Mechanische Prüfung von Pressschweißverbunden
- 5 Pressschweißen von oxidreduzierten Metalloberflächen
- 5.1 Einfluss der elektrochemischen Oxidreduktion und der Prozessstrategie beim Pressschweißen
- 5.2 Diskussion zum Pressschweißen von oxidreduzierten Metalloberflächen
- 5.3 Methoden zur Bestimmung der wahren Verbundfestigkeit
- 5.4 Untersuchung zum Pressschweißen unter Immersion
- 6 Pressschweißen von beschichteten Blechoberflächen
- 6.1 Einfluss organischer Haftvermittler auf die Verbundfestigkeit
- 6.2 Einfluss metallischer Beschichtungen auf die Verbundfestigkeit
- 6.2.1 Pressschweißen mit Kupfer-Beschichtung
- 6.2.2 Pressschweißen mit Chrom-Beschichtung
- 6.2.3 Pressschweißen mit Nickel-Beschichtung
- 6.3 Diskussion zum Pressschweißen mit metallischen Beschichtungen
- 6.4 Integration einer elektrochemischen Zelle in das Umformwerkzeug
- 7 Inkrementelles Walzen zum Fügen durch Umformen
- 7.1 Verfahrensbeschreibung
- 7.1.1 Werkzeugkinematik
- 7.1.2 Charakterisierung der Umformzone beim inkrementellen Walzen
- 7.1.3 Entwicklung der Mikrostruktur beim Pressschweißen
- 7.1.4 Ansatz zur Bestimmung der Prozesskräfte beim inkrementellen Walzen
- 7.1.5 Untersuchung der Schichtdickenverhältnisse beim Pressschweißen durch inkrementelles Walzen
- 7.1.6 Analyse der Spannungen im Walzspalt beim inkrementellen Walzen
- 7.1.7 Untersuchung des Prozessfensters und der Reibung im Umformprozess inkrementelles Walzen
- 7.1.8 Einfluss der Werkstoffkombination auf die Verbundfestigkeit
- 7.2 Prozessstrategie für partiell gefügte Verbundplatinen
- 8 FE-Modellierung von Pressschweißverbindungen
- 8.1 Bestehende Modellierungsansätze für das Pressschweißen
- 8.2 Implementierung des Kaltpressschweißens in FE-Modelle
- 9 Zusammenfassung
- Literaturverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- Anhang