@misc{SchreiberErpelAllebrodtetal., author = {Schreiber, Frank and Erpel, Tim and Allebrodt, Benedikt and Winkelmann, Ralf}, title = {Auftragschweißen verschleißbest{\"a}ndiger Beschichtungen: Zusatzwerkstoffe und ihre Verarbeitungstechnologie}, series = {WOMAG: Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfl{\"a}che}, volume = {8}, journal = {WOMAG: Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfl{\"a}che}, number = {6}, issn = {2195-5905}, pages = {4 -- 5}, abstract = {Im Bereich des Verschleiß- und Korrosionsschutzes durch Auftragschweißen werden verschiedene Schweißverfahren eingesetzt. Dazu z{\"a}hlen technologisch weniger anspruchsvolle Anwendungen wie das Acetylen-Sauerstoff-Schweißen oder das E-Hand-Schweißen mit Stabelektroden, {\"u}ber klassische Verfahren wie das MIG/MAG- oder WIG-Schweißen bis hin zu j{\"u}ngeren Verfahren wie dem Plasma-Pulver-Auftragschweißen oder dem Laser-Auftragschweißen. Allen Verfahren ist gemein, dass die charakteristischen Eigenschaften, wie zum Beispiel die erzeugte Schichtqualit{\"a}t, die Abschmelzleistung oder die Wirtschaftlichkeit, erheblich von den einzusetzenden Schweißzus{\"a}tzen in Form von St{\"a}ben, Schn{\"u}ren, F{\"u}ll- und Massivdr{\"a}hten oder Metall- und Mischpulvern abh{\"a}ngen. Anhand der europ{\"a}ischen Norm EN 14700 wird auf die Besonderheiten bei der Auswahl der Schweißzus{\"a}tze und deren Merkmale aus industrieller Sicht eingegangen.}, language = {de} } @misc{RingFischerJostetal., author = {Ring, Uwe and Fischer, Peter and Jost, Gregor and Winkelmann, Ralf}, title = {Expositionsreduzierte Herstellung korrosionsbest{\"a}ndiger Beschichtungen}, series = {WOMAG: Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfl{\"a}che}, volume = {7}, journal = {WOMAG: Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfl{\"a}che}, number = {9}, issn = {2195-5905}, pages = {22 -- 24}, abstract = {Das Lichtbogen-Draht-Spritzen mit Zink (Zn)-Basis-Werkstoffen ist eine g{\"a}ngige Technologie zur Herstellung korrosionsbest{\"a}ndiger Beschichtungen. Die hergestellten Schichten haben sich bei einer Vielzahl moderater korrosiver Beanspruchungen bew{\"a}hrt. Weniger positiv wird die Technologie hinsichtlich der Overspray-Verluste und der Belastung der Ausf{\"u}hrenden sowie der Umwelt durch Zink-Rauch beurteilt. Um diese Nachteile zu reduzieren und gleichzeitig die Korrosionsbest{\"a}ndigkeit der Beschichtungen zu erh{\"o}hen, wurden das Fl{\"u}ssigkeitsspritzen entwickelt und neue Werkstoffe qualifiziert. Es galt, eine geeignete Apparatur zu konzipieren, zu konstruieren, zu fertigen und zu erproben. Die Prozesstemperatur war unterhalb der Sublimationstemperatur des Zusatzwerkstoffes einzustellen. Es wurden Spritzparameter bestimmt, die zu hoch duktilen, sehr dichten und korrosionsbest{\"a}ndigen Schichten f{\"u}hrten. Die Overspray-Verluste liegen deutlich unter 20 \% und die Emission von Zink-Rauch ist extrem gering. Dieses Verfahren bietet sehr gute Voraussetzungen daf{\"u}r, auch nicht zu Dr{\"a}hten verarbeitbare Werkstoffe f{\"u}r die Herstellung gespritzter Schichten nutzen zu k{\"o}nnen. Somit wird die Palette spritzbarer Werkstoffe deutlich erweitert und den Forderungen nach h{\"o}herer Korrosionsbest{\"a}ndigkeit der Beschichtung besser entsprochen.}, language = {de} } @misc{KruegerSchuetteWinkelmann, author = {Kr{\"u}ger, David and Sch{\"u}tte, Philipp and Winkelmann, Ralf}, title = {Werkstoffe und Werkstoffkombinationen f{\"u}r das punktuelle Verbinden von Aluminium}, series = {WOMAG : Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfl{\"a}che}, volume = {5}, journal = {WOMAG : Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfl{\"a}che}, number = {5}, issn = {2195-5905}, pages = {4 -- 6}, abstract = {Die Herstellung von punktuellen Verbindungen an Leichtbauwerkstoffen wie Aluminium (Al) mit dem konventionellen Widerstandspunktschweißen f{\"u}hrt zu sehr intensiven Reaktionen zwischen dem Elektroden- und dem Substratwerkstoff. Durch die Auswahl eines Elektrodenwerkstoffs mit geringerer Affinit{\"a}t zu Aluminium ist zu erwarten, dass Diffusionsprozesse mit deren Beeinflussung der Elektrodenoberfl{\"a}chen und daraus folgender {\"A}nderung der Schweißpunkteigenschaften mit Nacharbeiten an der Elektrode vermeidbar sind. Zudem sind die thermischen und elektrischen Eigenschaften der Werkstoffe sowie sichere und effektiv herzustellende Verbindungen zum Elektrodenwerkstoff Kupfer zu erf{\"u}llen. Unter diesen Pr{\"a}missen und unter Beachtung wirtschaftlicher Aspekte wurden Untersuchungen an den Werkstoffen Grafit, Wolfram und Molybd{\"a}n vorgenommen. Zus{\"a}tzlich erfolgte die {\"U}berpr{\"u}fung PVD-beschichteter Kupferelektroden. Mittels Langzeituntersuchungen sind Angaben zur Eignung der Werkstoffe realisiert. Eine sehr große Herausforderung betraf die Herstellung von Verbindungen zwischen den nicht beziehungsweise kaum mit Aluminium reagierenden Werkstoffen und dem Kupfer der Punktschweißelektroden. Das Kondensatorentladungsschweißen konnte hierf{\"u}r qualifiziert werden. Es wurden die Parameter ermittelt, mit denen sichere Verbindungen innerhalb extrem kurzer Zeit hergestellt werden k{\"o}nnen. Im Gegensatz zum L{\"o}ten oder Umgießen handelt es sich um einen sehr effektiven Prozess mit hohem Potenzial f{\"u}r die Massenfertigung.}, language = {de} } @misc{SevimWinkelmann, author = {Sevim, Agah Meric and Winkelmann, Ralf}, title = {Beschichtungen mit {\"a}quimolarer Elementzusammensetzung}, series = {DVS CONGRESS - Große Schweißtechnische Tagung - DVS CAMPUS}, volume = {Band 365}, journal = {DVS CONGRESS - Große Schweißtechnische Tagung - DVS CAMPUS}, publisher = {DVS Media GmbH}, address = {D{\"u}sseldorf}, isbn = {978-3-96144-098-6}, pages = {739 -- 748}, abstract = {Die konventionelle Einteilung von Beschichtungen erfolgt nach dem f{\"u}r die Herstellung prim{\"a}r ber{\"u}cksichtigten Element. So sind beispielsweise Eisen(Fe)-, Nickel(Ni)- oder Cobalt(Co)-Basis-Beschichtungen als Verschleißschutz gegen abrasiv-erosive Belastungen bekannt. Um die gew{\"u}nschten Beschichtungs-eigenschaften zu erzielen, werden die Hauptlegierungselemente durch Zus{\"a}tze verst{\"a}rkt. F{\"u}r das Ziel, einen hohen Verschleißwiderstand zu erzeugen, werden z.B. Zus{\"a}tze zur Bildung von Karbiden, Boriden bzw. Siliziden zugegeben. In der Beschichtungstechnik bisher weniger bekannte Konfigurationen sind die Hochentropielegierungen (HEA). Es werden f{\"u}nf oder mehr Elemente zu einer {\"a}quimolaren, komplexen Legierung zusammengefasst. Das begrenzte Wissen {\"u}ber die Herstellung und die Eigenschaften derartiger Beschichtungen war Anlass daf{\"u}r, Untersuchungen durchzuf{\"u}hren. Die Herstellung geeigneter Schweißzusatzwerkstoffe und deren Verarbeitung im Plasma-Pulver-Auftragschweißprozess sind gelungen. Um die Eigenschaften der hergestellten Beschichtungen zu bewerten, erfolgten vergleichende Verschleißuntersuchungen. Als Basis dienten konventionell hergestellte, hoch Vanadium-haltige Fe-Basis-Beschichtungen. Erg{\"a}nzend zu konventionellen Verschleißpr{\"u}fungen wurden Messungen mit einem neu entwickelten Strahlverschleißpr{\"u}fstand durchgef{\"u}hrt. Mit ihm gelingt es, z.B. die praktischen Beanspruchungen an Industriemessern sehr gut zu beurteilen. Die derzeit bekannten Vor- und Nachteile der auftraggeschweißten HEA-Beschichtungen werden zusammenfassend vorgestellt.}, language = {de} } @misc{WinkelmannSchreiber, author = {Winkelmann, Ralf and Schreiber, Frank}, title = {Pulverstrahl-Plasmalichtbogen-Schweißen zur Herstellung metallischer Beschichtungen mit integrierten nicht metallischen Hartstoffen}, series = {DVS CONGRESS - Große Schweißtechnische Tagung - DVS CAMPUS}, journal = {DVS CONGRESS - Große Schweißtechnische Tagung - DVS CAMPUS}, publisher = {DVS Media GmbH}, address = {D{\"u}sseldorf}, isbn = {978-3-96144-098-6}, pages = {773 -- 784}, abstract = {Hoch verschleißbest{\"a}ndige Schichten werden bevorzugt als eine Kombination aus metallischer Matrix mit eingelagerten Hartstoffen (MMC) hergestellt. Die Hartstoffe (HS) bewirken in diesen Schichten den prim{\"a}ren Verschleißschutz. Sie werden abh{\"a}ngig von den Eigenschaften des angreifenden Abrasivs insbesondere deren Geometrie gew{\"a}hlt. Begr{\"u}ndet durch die hohe H{\"a}rte und Z{\"a}higkeit des Wolframkarbids nimmt es innerhalb der f{\"u}r die Herstellung von Beschichtungen bekannten Hartstoffe eine besondere Rolle ein. Diesen technisch sehr interessanten Eigenschaften stehen ein hohes Versorgungsrisiko sowie eine hohe {\"o}konomische Bedeutung entgegen. Die Verf{\"u}gbarkeit sowie die sehr deutlichen Preisschwankungen waren Anlass f{\"u}r {\"U}berlegungen und Untersuchungen mit dem Ziel, Alternativen zu schaffen. Die Eigenschaften H{\"a}rte und Z{\"a}higkeit k{\"o}nnen von mehreren nicht metallischen Hartstoffen erreicht werden. Diese weisen jedoch zwei wesentliche, ihrer Nutzung als Zusatzwerkstoff f{\"u}r das Auf-tragschweißen negative Eigenschaften auf: • Nicht metallische Hartstoffe sind sehr leicht und schwimmen daher auf dem Schmelzbad auf. • Der Anteil des kovalenten bzw. heteropolaren Bindungscharakters der benutzten Hartstoffe ist sehr hoch, sodass Reaktionen mit metallischen Matrices als schwierig einzusch{\"a}tzen sind. Diese Aufgaben galt es zu l{\"o}sen. Es wurde eine Technologie entwickelt, mit deren Hilfe die leichten nicht metallischen Hartstoffe in das Schmelzbad eingebracht werden und dort mit der metallischen Matrix reagieren. Dieses Verfahren wird als Pulverstrahl-Plasmalichtbogen-Schweißen bezeichnet. Die durchgef{\"u}hrten Verschleißuntersuchungen best{\"a}tigen, dass die mit nicht metallischen Hartstoffen verst{\"a}rkten MMC-Beschichtungen eine Alternative zu wolframkarbidhaltigen Beschichtungen sind.}, language = {de} } @misc{ScheibeWinkelmann, author = {Scheibe, Karsten and Winkelmann, Ralf}, title = {Quantitative Analyse der Reaktionen von WxCy-Hartstoffen in auftragsgeschweißten metallischen Beschichtungen}, series = {WOMAG: Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfl{\"a}che}, volume = {8}, journal = {WOMAG: Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfl{\"a}che}, number = {4}, issn = {2195-5905}, pages = {4 -- 5}, abstract = {Die tribologischen Merkmale der durch Auftragschweißen hergestellten Beschichtungen ergeben sich aus den Eigenschaften der Grund- und Zusatzwerkstoffe, den Beschichtungsparametern sowie deren Wechselwirkungen. Ver{\"a}nderungen dieser Parameter werden zwangsl{\"a}ufig Ver{\"a}nderungen der tribologischen Merkmale verursachen. Diese sind gut durch vergleichend durchgef{\"u}hrte Verschleißpr{\"u}fungen zu beurteilen, wobei Ergebnisse wie die Verschleißrate streng genommen nur f{\"u}r die beurteilte Beanspruchungssituation gelten. Metallografische Untersuchungen sollen helfen, Erkl{\"a}rungen f{\"u}r die registrierten Verschleißraten einschließlich deren Ver{\"a}nderungen zu finden. Sie sollten daher ebenfalls vergleichbare Angaben liefern. Bei Metall-Matrix-Compositen (MMC) k{\"o}nnen verschiedene Kriterien (z. B. Aufl{\"o}sung der Hartstoffe, Struktur der Aufl{\"o}sung, Einbettung, Saum des Hartstoffs, sich bildende neue Gef{\"u}ge und deren Eigenschaften) genutzt werden, um tribologische Merkmale zu quantifizieren. Ziel der durchgef{\"u}hrten Untersuchungen ist es, einen Beitrag zur Objektivierung von metallografischen Untersuchungen zu liefern. Es sollen im Zusammenwirken von klassischer Metallografie, Bildanalyse und Verschleißuntersuchungen Erkl{\"a}rungen f{\"u}r die sich aus beschichtungstechnischen Ver{\"a}nderungen ergebenden Verschleißwerte abgeleitet werden. Hierf{\"u}r ist eine qualitativ hochwertige Bildanalyse erforderlich. In diesem Beitrag werden die entwickelten Verfahren zur Klassifizierung von bildanalytischen Merkmalen beschrieben, deren Grenzen diskutiert, aber auch L{\"o}sungen und Alternativen beschrieben. Es werden Ergebnisse der Verschleißuntersuchung mit denen der Bildanalyse erg{\"a}nzt.}, language = {de} } @misc{Winkelmann, author = {Winkelmann, Ralf}, title = {Beschichtungen aus Metallen und Metall-Hartstoff-Compositen}, series = {WOMAG: Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfl{\"a}che}, volume = {8}, journal = {WOMAG: Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfl{\"a}che}, number = {5}, issn = {2195-5905}, pages = {18 -- 19}, abstract = {Bauteile werden h{\"a}ufig mit Beschichtungen versehen, um einen wirtschaftlichen Betrieb von Ger{\"a}ten und Anlagen zu erm{\"o}glichen beziehungsweise deutlich zu verbessern. Die Beschichtung {\"u}bernimmt die Aufgabe, {\"a}ußeren Beanspruchungen zu widerstehen. Eine hohe volkswirtschaftliche Bedeutung kommt dem Korrosions- und Verschleißschutz zu. Die hervorragenden Eigenschaften von St{\"a}hlen k{\"o}nnen durch die Ber{\"u}cksichtigung von Beschichtungen deutlich l{\"a}nger genutzt werden. Die Beschichtungen sollen ausreichend haften und den {\"a}ußeren Einfl{\"u}ssen m{\"o}glichst solange widerstehen, bis eine Aussonderung der beschichteten Bauteile beziehungsweise der Anlage vorgesehen ist. Der Beschichtungsprozess erfordert drei technologische Schritte, die Substratvorbehandlung, die Vorbereitung des Beschichtungswerkstoffes und die Beschichtungsherstellung. F{\"u}r den Korrosions- und Verschleißschutz kommt den metallischen Beschichtungen, welche durch die Verfahren des Auftragschweißens beziehungsweise des Spritzens hergestellt werden, eine besondere Bedeutung zu. Dies ist zur{\"u}ckzuf{\"u}hren auf den erzielten hohen Mechanisierungsgrad bei der Beschichtungsherstellung, die hervorragende Recyclingf{\"a}higkeit und eine hohe Nachhaltigkeit. Bei abrasiver Verschleißbeanspruchung m{\"u}ssen Metalle durch Hartstoffe verst{\"a}rkt werden. Diese k{\"o}nnen sich aus der Schmelze herausbilden oder separat zugef{\"u}hrt werden. F{\"u}r besonders schwierige Situationen werden auch Hartstoffe mit hoher Bildungsenthalpie ber{\"u}cksichtigt. Dies allerdings f{\"u}hrt zu Bindungsproblemen. Technisch-technologische L{\"o}sungen f{\"u}r diese Probleme wurden beziehungsweise werden derzeit erarbeitet. Kenntnisse zu den Bindungsmechanismen sind eine Voraussetzung f{\"u}r die Entwicklung von neuen hoch abrasionsbest{\"a}ndigen Schichtsystemen. Die große wirtschaftliche Bedeutung bergr{\"u}ndet die Fokussierung der Ausf{\"u}hrungen auf Beschichtungen, die mittels Auftragschweißen hergestellt werden.}, language = {de} } @misc{SerafinskiWinkelmann, author = {Serafinski, Daniel and Winkelmann, Ralf}, title = {Punktuelle Magnesium-Aluminium-Verbindungen}, series = {WOMAG : Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfl{\"a}che}, volume = {5}, journal = {WOMAG : Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfl{\"a}che}, number = {4}, issn = {2195-5905}, pages = {4 -- 6}, abstract = {Leichtbau mit Multimaterialsystemen erfordert stets ein tragf{\"a}higes Verbinden unterschiedlicher Werkstoffe. Die Auswahl eines F{\"u}geverfahrens erfolgt dabei vordergr{\"u}ndig auf der Basis der Werkstoff- und der angestrebten Verbindungseigenschaften. Die begrenzte Mischbarkeit der Werkstoffe Aluminium und Magnesium im schmelzfl{\"u}ssigen Zustand verursacht technologische Schwierigkeiten bei der Anwendung der thermischen F{\"u}getechnik, weshalb zur Herstellung von punktuellen Verbindungen von Magnesium mit Aluminium ein thermo-mechanisches F{\"u}geverfahren entwickelt wurde. Basierend auf dem Verfahren Clinchen sind die notwendigen thermischen Bedingungen erarbeitet worden, um belastbare punktuelle Verbindungen zu erzeugen. W{\"a}hrend viele Aluminiumsorten aufgrund ihrer Gitterstruktur sehr gut umformbar und somit f{\"u}r die Herstellung von Verbindungen mittels Clinchen gut geeignet sind, ist dies bei Magnesium nicht so. Dessen hexagonale Gitterstruktur erfordert eine ausreichende Erw{\"a}rmung der Verbindungsstelle vor dem F{\"u}gen. Da die sehr gute W{\"a}rmeleitung des F{\"u}gewerkzeugs die zugef{\"u}hrte Energie sehr schnell wieder abf{\"u}hrt, ist zus{\"a}tzlich eine Vorw{\"a}rmung der Werkzeuge zwingend. Die thermischen Bedingungen wurden zun{\"a}chst mit dem Ziel der Reduzierung des Versuchsaufwandes simuliert und das Modell versuchs¬technisch validiert. Die thermischen Bedingungen am Bauteil und am Werkzeug wurden mit dem Ziel der Einstellung hoher Verbindungsfestigkeiten variiert. Als Optimierungskriterium wurde die Scherzugfestigkeit definiert. Um die Erw{\"a}rmung der beiden Werkstoffe sowie des Werkzeugs reproduzierbar zu gestalten, erwies sich eine Kombination von joulescher- und induktiver Erw{\"a}rmung als sinnvoll. Die messtechnische Erfassung der Bauteiltemperatur erfolgte, um die zeitliche Wirkung der Induktorleistung bei definierter Position zum Bauteil als Kriterium der zugef{\"u}hrten thermischen Energie nutzen zu k{\"o}nnen. Eine Anpassung der Werkzeuggeometrie und der Bewegungs¬parameter f{\"u}hrte zu reproduzierbaren hoch festen Verbindungen.}, language = {de} } @techreport{WinkelmannKilianBuerkneretal., author = {Winkelmann, Ralf and Kilian, Andr{\`e} and B{\"u}rkner, Gunnar and Alaluss, Khaled}, title = {Entwicklung einer Technologie zum thermischen F{\"u}gen beschichteter Stahl/Kunststoff/Stahl-Verbundwerkstoffe - Spray-Brazing -}, publisher = {Verlag und Vertriebsgesellschaft mbH}, address = {D{\"u}sseldorf}, isbn = {978-3-946885-06-1}, pages = {106}, abstract = {Das Automobil der Zukunft muss die wachsenden gesellschaftlichen Erwartungen im Hinblick auf Energieeffizienz, Kraftstoffverbrauch, Klimaschutz, Sicherheit, Komfort und Nachhaltigkeit erf{\"u}llen. Dem Leichtbau kommt dabei eine besondere Rolle zu. Neuere Entwicklungen gestatten es, dem Endanwender - der Mobilit{\"a}t produzierenden Industrie - bereits mit vorgefertigten Leichtbauverbundwerkstoffen, den Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbundwerkstoffen, zu arbeiten. Diese neuen Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbundwerkstoffe intelligent zu nutzen, erfordert geeignete F{\"u}getechnologien. Ziel des Vorhabens ist daher die Entwicklung einer neuen F{\"u}getechnologie zur Herstellung von Karosseriekomponenten mit Stahl/Kunststoff/Stahl-Verbundwerkstoffen und verschiedenen Werkstoffen durch den Einsatz von thermischer Energie in Form nicht {\"u}bertragener Lichtb{\"o}gen und der Laserstrahlung. Angestrebt wird die Herstellung von metallischen, dichten linienf{\"o}rmigen Verbindungen zwischen Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbundwerkstoffen und verzinkten St{\"a}hlen bei F{\"u}gegeschwindigkeiten bis 4m/min mit folgenden Eigenschaften: Zugfestigkeiten > 100 MPa, keine Delamination des Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbundes sowie eine gleichm{\"a}ßige konkave Nahtgeometrie. Eine Delamination des Polymers infolge der Verbindungsherstellung ist zu vermeiden. Es sollen mit der Nutzung von Lichtbogenl{\"o}t- und Laserprozessen die Vorteile dieser Technologie, wie die problemlose Integration in die Roboterfertigung (hoher Automatisierungsgrad), nur einseitige Zug{\"a}nglichkeit (gegen{\"u}ber Clinchen oder Stanznieten), spalt- und positionstolerant (Erstarrungsbedingungen) sowie keine aufwendigen Vorbehandlung und l{\"a}ngeres Fixieren (gegen{\"u}ber Kleben) erhalten bleiben. Im Rahmen dieser Arbeit wurde f{\"u}r die Herstellung metallischer dichter artgleicher Verbindungen zu Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbundwerkstoffen mit extrem d{\"u}nnen Einzelblechlagen das Fl{\"u}ssigkeitsstrahll{\"o}ten entwickelt. Erforderlich sind eine Verfl{\"u}ssigung des Lotzusatzwerkstoffes, die Aktivierung der F{\"u}gestelle sowie die pr{\"a}zise Einhaltung eines Temperaturregimes, um delaminationsfreie F{\"u}gungen herzustellen. Die Nutzung der Induktion ist eine M{\"o}glichkeit, den Zusatzwerkstoff zu verfl{\"u}ssigen. Um die angestrebten hohen L{\"o}tgeschwindigkeiten von ca. 4 m/min zu erzielen, bedarf es einer sicheren Aktivierung der F{\"u}gestelle. Die Laserstrahlung ist hierf{\"u}r geeignet. Neben der Zielstellung, bei hohen F{\"u}gegeschwindigkeiten delaminationsfreie Verbindungen herzustellen, waren als Randbedingung Verbindungsfestigkeiten definiert, die deutlich {\"u}ber denen von Klebungen liegen. Dies konnte sicher erreicht werden. Weiterhin wurde eine konkave Nahtgeometrie erzielt. Das entwickelte Fl{\"u}ssigkeitsstrahll{\"o}ten ist geeignet, um Verbindungen zu extrem d{\"u}nnen Bauteilen herzustellen. Delaminationen des Stahl-Kunststoff-Verbundes sind vermeidbar. Die Festigkeit der Verbindung liegt bei ca. 100 MPa. Weiterhin wurden zur Charakterisierung der hergestellten Verbindungen korrosive und metallografische Pr{\"u}fungen herangezogen. Alle Untersuchungsergebnisse wurden in dieser Arbeit zusammengefasst.}, language = {de} } @misc{KilianKleinWinkelmannetal., author = {Kilian, Andr{\`e} and Klein, Thomas and Winkelmann, Ralf and Br{\"u}ck, Werner}, title = {Hochgeschwindigkeitsl{\"o}ten mit Flachdr{\"a}hten - Verfahrensentwicklung}, series = {Tagungsband zum 18. Werkstofftechnischen Kolloquium in Chemnitz, 10. und 11. M{\"a}rz 2016}, journal = {Tagungsband zum 18. Werkstofftechnischen Kolloquium in Chemnitz, 10. und 11. M{\"a}rz 2016}, editor = {Lampke, Thomas and Wagner, Guntram and Wagner, Martin Franz-Xaver}, publisher = {TU Chemnitz, Fakult{\"a}t f{\"u}r Maschinenbau, Institut f{\"u}r Werkstoffwissenschaft und Wertstofftechnik}, address = {Chemnitz}, isbn = {978-3-00-052212-3}, pages = {100 -- 109}, abstract = {Flachdr{\"a}hte werden in der Schweißtechnik h{\"a}ufig mit dem Ziel eingesetzt, die F{\"u}gegeschwindigkeit zu erh{\"o}hen. Demgegen{\"u}ber sind erhebliche Aufwendungen bzgl. der F{\"o}rderung dieser Dr{\"a}hte zu registrieren. Es galt, bei der realisierten L{\"o}ttechnologieentwicklung den Vorteil der hohen Geschwindigkeit zu nutzen und den Nachteil, die F{\"o}rderprobleme, zu korrigieren. Mittels 2-dimensionaler Hochgeschwindigkeitsaufnahmen sowie hoch aufl{\"o}sender U-I-t-Messungen werden deutliche Ver{\"a}nderungen der Struktur des Lichtbogens beim {\"U}bergang von Rund- zu Flachdr{\"a}hten nachgewiesen. Diese werden urs{\"a}chlich f{\"u}r die hohen einstellbaren F{\"u}gegeschwindigkeiten (ca. 3 m/min) interpretiert. Parameterstudien zum L{\"o}ten mit Al-Basis-Flachdr{\"a}hten komplettieren diese Angaben. Es werden Kennpunkte f{\"u}r die Definition der Maschinenkennlinie vorgestellt. Die hergestellten L{\"o}tverbindungen sind metallografisch beurteilt und ihre mechanischen Eigenschaften ermittelt worden. Ein Schwerpunkt der durchgef{\"u}hrten Arbeiten fokussiert auf die Anwendbarkeit des flachen Drahtes f{\"u}r die Herstellung von B{\"o}rdeln{\"a}hten mit m{\"o}glichst kleinem {\"O}ffnungswinkel und großer Anbindungsfl{\"a}che. Als Randbedingung war eine konkave Nahtgeometrie, mit dem Ziel Nacharbeiten zu reduzieren, definiert. Angaben zu Toleranzen und zum Auftreten von Spritzern sind erarbeitet. Es liegen Ergebnisse f{\"u}r die Herstellung von St-St-Verbindungen vor. Die Prozessstabilit{\"a}t konnte durch die Nutzung von Runddr{\"a}hten, welche {\"o}rtlich unmittelbar vor dem Lichtbogen zu Flachdr{\"a}hten umgeformt wurden, sowie durch die Anpassung der Energie{\"u}bertragung - der Stromkontaktd{\"u}se - erzielt werden. Es wird ein neues Drahtvorschubsystem vorgestellt.}, language = {de} } @misc{RentropWinkelmann, author = {Rentrop, Sebastian and Winkelmann, Ralf}, title = {Metallschutzgas-L{\"o}ten beschichteter Stahl-Feinbleche mit Al-Basis-Zusatzwerkstoffen}, series = {WOMag: Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfl{\"a}che}, volume = {5}, journal = {WOMag: Kompetenz in Werkstoff und funktioneller Oberfl{\"a}che}, number = {5}, issn = {2195-5905}, pages = {4 -- 6}, abstract = {Auf Grundlage chemisch-metallurgischer Untersuchungen sowie technologischer Entwicklungen wurde ein Aluminium-Basis-Schweißzusatzwerkstoff mit dem Ziel entwickelt, ihn f{\"u}r die Herstellung von Stahl-Stahl-Verbindungen zu nutzen. Gegen{\"u}ber der Anwendung konventioneller Kupfer-Basis-Lote ergeben sich deutlich geringere F{\"u}getemperaturen und damit Vorteile hinsichtlich der Bauteilgeometrie und dem Verzug. Hinzu kommt eine deutlich geringere Masse in der F{\"u}gezone, womit die Ambitionen nach Leichtbau unterst{\"u}tzt werden. Die in der F{\"u}gezone zu erwartenden spr{\"o}den Phasen, infolge der Kontaktierung des fl{\"u}ssigen Aluminium-Zusatzwerkstoffs mit dem Stahlteil, sind durch die Anwendung geregelter Kurzlichtbogenprozesse in einer Kombination mit der Wechselstromtechnologie zu begrenzen. Die L{\"o}tparameter sind f{\"u}r die {\"u}blichen Blechdicken bis 1,5 mm und die {\"u}blichen Beschichtungsvarianten ermittelt. Es werden Ergebnisse zur Spalt{\"u}berbr{\"u}ckbarkeit vorgestellt. Die L{\"o}tgeschwindigkeiten sind abh{\"a}ngig von den gew{\"u}nschten Verbindungseigenschaften und liegen im Bereich von 0,30 m/min bis 0,9 m/min. Eine teilmechanisierte Verbindungsherstellung ist zu empfehlen. Die Untersuchungen zur Anwendung des entwickelten Zusatzwerkstoffs sind komplettiert durch die Herstellung von Aluminium-Aluminium-Verbindungen sowie von Mischverbindungen Aluminium-Stahl. Die Beurteilung der neuentwickelten Legierung f{\"u}r die Herstellung von Aluminium-Aluminium-Schweißverbindungen erfolgt vergleichend zu konventionell am Markt erh{\"a}ltlichen Qualit{\"a}ten, wie dem AlSi5(A) und dem AlMg4,5Mn(A). Als Beurteilungskriterien fungieren neben der Prozessstabilit{\"a}t auch die einstellbaren mechanischen Verbindungseigenschaften. Besondere Aufmerksamkeit kommt der schlagartigen Belastung von Verbindungen zu. Unter Anwendung von geeigneten technologischen Parametern eignet sich die Aluminium-Basis-Legierung f{\"u}r die Herstellung von Mischverbindungen Aluminium-Stahl, wobei Scherzugfestigkeiten bis etwa 200 MPa gemessen werden.}, language = {de} } @misc{WinkelmannKilianSerafinski, author = {Winkelmann, Ralf and Kilian, Andr{\`e} and Serafinski, Daniel}, title = {Fl{\"u}ssigkeitsstrahll{\"o}ten - ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen an extrem d{\"u}nnen Bauteilen}, series = {Przegląd Spawalnictwa}, volume = {88}, journal = {Przegląd Spawalnictwa}, number = {9}, issn = {0033-2364}, pages = {9 -- 13}, abstract = {Das Automobil der Zukunft muss die wachsenden gesellschaftlichen Erwartungen im Hinblick auf Energieeffizienz, Kraftstoffverbrauch, Klimaschutz, Sicherheit, Komfort und Nachhaltigkeit erf{\"u}llen. Dem Leichtbau kommt dabei eine besondere Rolle zu. Neuere Entwicklungen gestatten es, dem Endanwender - der Mobilit{\"a}t produzierenden Industrie - bereits mit vorgefertigten Leichtbauverbundwerkstoffen, den Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbundwerkstoffen, zu arbeiten. Diese neuen Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbundwerkstoffe intelligent zu nutzen, erfordert geeignete F{\"u}getechnologien. Das tragf{\"a}hige Verbinden von Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbundwerkstoffen unter Beibehaltung des Multimaterialkonzeptes wird zum zentralen Baustein der Realisierung von Leichtbau. Ziel des Beitrages ist es, eine neuartige, effiziente F{\"u}getechnologie zur Herstellung von Karosseriekomponenten mit Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbundwerkstoffen und konventionellen St{\"a}hlen durch den Einsatz thermischer Energie in Form eines metallischen Fl{\"u}ssigkeitsstrahles vorzustellen.}, language = {de} }