FG Füge- und Schweißtechnik
Refine
Document Type
- Scientific journal article not peer-reviewed (13) (remove)
Way of publication
- Open Access (1)
Keywords
- Simulation (2)
- Berechnungsverfahren (1)
- Composites (1)
- Faserkunststoffverbunde (1)
- Festigkeit (1)
- Fügen (1)
- Fügetechnik (1)
- Joining of Fiber-Reinforced Plastic Composites (1)
- Laserstrahlschweißen (1)
- Pressstumpschweißung (1)
Institute
Im vorgestellten Projekt wurden werkstoff- und konstuktionsgerechte Knotenformen aus Aluminiumschaumsandwich (engl. Aluminium Foam Sandwich, AFS) gestaltet und mit unterschiedlichen Schweißverfahren wie dem Metall-Inertgasschweißen und dem Rührreibschweißen gefügt und geprüft. Im Rahmen der Arbeiten stand dabei die schweißtechnische Verarbeitung von AFS mit anderen Produkten, wie den Strangpressprofilen oder dem Aluminiumvollmaterial, und deren Beanspruchbarkeit im Vordergrund. In umfangreichen Untersuchungen wurden hierzu sowohl die Verbindugsknoten selbst als auch der Sandwichverbund und die Einzelkomponenten des Sandwich, Schaum und Decklagen, anhand der statischen Festigkeit und Schwingfestigkeit bewertet. Zusätzlich wurden innere Schädigungsmechanismen betrachtet. Mit experimentellen und numerischen Nachweismethoden konnte die anwendungssichere Knotengestaltung, -anbindung und -berechnung der unterschiedlichen Verbindungstypen umgesetzt werden. Die Ergebnisse wurden im Rahmen der Nachweisführung gegenübergestellt und hinsichtlich eines praxisgerechten Einsatzes nach FKM-Richtlinie bzw. Eurocode9 bewertet. Mit den ermittelten Ergebnissen wurde die bisherige Gestaltungs- und Fügerichtlinie um neue Verbindungstypen erweitert.
Modern material-compatible joining methods for fiber-reinforced plastics require the heating of the materials. In order to predict the respective complex temperature fields and curves, the Fraunhofer IAP and the BTU
Cottbus-Senftenberg have developed numerical methods, which are able to simulate different radiation sources and process sequences as well.
Dieser Beitrag stellt eine Entwicklung, Anpassung und Untersuchung der neuartigen Pinschweißtechnik zur Verbindung thermoplastischer Faserkunststoffverbunde mit metallischen Fügepartnern dar. Die untersuchte Fügetechnik bietet, im Vergleich zu anderen Verfahren, neben einer einseitigen Zugänglichkeit, ein hohes Leichtbaupotenzial. An Multimaterial-Einzelpinverbindungen wurden die CMT-Pinschweißbarkeit charakterisiert und unterschiedliche Fügestrategien erprobt und ausgewertet. Als Bewertungskriterien wurden das Schweißgut sowie der Faser- und Matrixerhalt in Abhängigkeit von den Schweißparametern untersucht. Die mechanische Beanspruchbarkeit der mit dem entwickelten Verfahren erstellten Verbindungen wurde in Scherzugversuchen ermittelt. An Mehrpinverbindungen wurde anschließend der Einfluss der Pinanordnung untersucht und die Auslegung der Fügezone analysiert. Der Fügeprozess wurde an Funktionsmustern und diese wiederum in 3-Punkt-Biegeversuchen validiert sowie mit dem Kleben verglichen.
Neuartige, werkstoffgerechte Fügeverfahren für Faserkunststoffverbunde setzen die Erwärmung der Materialien voraus. Um die damit verbundenen komplexen Temperaturfelder und -verläufe vorherzusagen, haben das Fraunhofer IAP und die BTU Cottbus-Senftenberg numerische Verfahren entwickelt. Mit diesen können auch verschiedene Strahlungsquellen und Prozessabläufe simuliert werden.
One main problem of thin-walled, large-area sheet components for lightweight construction solutions is the inadequate stiffness. One approach for a solution is provided by structured sheet metals which have an increased flexural stiffness due to three-dimensionally incorporated structures. The areas of application of the structured sheet metals (e.g. in subassemblies in automobile, rail vehicle and tank construction) necessitate adapted welding technologies. Since few systematic investigations have been conducted on structured sheet metals in the field of joining technology until now, there is a lack of knowledge about the further processing of these sheets by means of welding technology. The aims of the presented investigations are to make it possible to utilise these modern semi-finished products industrially using remote laser beam welding and to compare this with resistance spot welding. Both are important joining processes in the areas of applications interesting for structured sheet metals and thus constitute key technologies for industrial utilisation. Resistance spot welding has already been qualified for utilisation on structured sheet metals [1]. In addition, investigations were conducted into the remote laser beam welding of structured and flat sheets. These investigations encompass the possibilities of joining structured and flat joining members by means of remote laser beam welding as well as the assessment of the joint strength in tensile shear and peel tests. Thereafter, the results of the investigations are compared with the resistance spot welding of structured sheet metals and specific application recommendations are derived.