Details

Autor(en) / Beteiligte

• Schmidt, Hans Christian
• Homberg, Werner[Akademischer Betreuer]
• Maier, Hans Jürgen[Akademischer Betreuer]

Titel

Ein Beitrag zum stoffschlüssigen Fügen durch plastische Deformation: partielles Kaltpressschweißen durch inkrementelles Walzen

Ort / Verlag

Paderborn

Erscheinungsjahr

2019

Verknüpfte Titel

Beschreibungen/Notizen

• Tag der Verteidigung: 10.12.2018
• ger: Gegenstand dieser Arbeit ist das Kaltpressschweißen von Blechen durch ein inkrementelles Prozessregime und die Wirkung von elektrochemischen Oberflächentechnologien zur Aktivierungder Blechoberflächen. Mit dem inkrementellen Ansatz zum Pressschweißen konnten partiell verbundene Platinen durch die lokale Umformung gefügt und zu Verbundplatinen verschweißt werden. Der untersuchte Prozess des inkrementellen Walzens wurde durchgehend charakterisiert und in einem ersten Ansatz analytisch beschrieben (Walzkraft und -moment).Die zu erwartende Verbundfestigkeit konnte in einer vereinfachten teil-analytischen Vorhersage mit guter Übereinstimmung zu den Versuchsergebnissen abgebildet werden. Maßnahmen zur Steigerung der erreichbaren Verbundfestigkeit wurden untersucht und konnten u. a. durch die Anpassung der Werkzeugform erreicht werden. In einer Anaylse wurde der Einfluss von metallischen und organischen Beschichtungssystemen auf das Pressschweißverhalten ermittelt,systematisch charakterisiert und Möglichkeiten für eine prozessintegrierte in-line Aktivierung konzipiert. Die Möglichkeiten zur Abbildung von Pressschweißvorgängen in der numerischen Simulation wurden mit Hilfe einer benutzerdefinierten Subroutine beispielhaft in ein FE-Modell implementiert und damit als Ergänzung zu den umfangreichen experimentellen Untersuchungen die Grundlage für eine effektive Prozessauslegung geschaffen.
• eng: This thesis investigates the cold pressure welding of sheet metal blanks. An incremental process design was chosen in order to weld the metal blanks. The prior surface treatment aiming for a specific activation of the metal surfaces was done by means of electrochemical surface technology. The proposed incremental forming process is capable of pressure welding two dissimilar materials like steel and aluminium to form a hybrid tailored metal blank. In order to gain a better understanding of the welding process investigated a thorough analytical description of the process was derived - including a semi-analytical prediction of the overall achievable weldstrength at a given thickness reduction. The presented model is found to be in good agreement to the experimental results. Moreover the influence of various metallic and organic coatings on cold weld-ability has been investigated as well as a suitable process design for their in-line application. Further investigations e. g. by finite element analysis were made possible by using a specially developed contact-routine presented in this thesis.