Einstufiges Widerstandselementschweißen für den Einsatz im Karosseriebau

Mit dem Widerstandselementschweißen wird in der automobilen Großserienproduktion ein zweistufiges Hybridfügeverfahren eingesetzt, welches mittels Einsatz von kon-ventionellen Punktschweißzangen das prozesssichere Fügen von Aluminium mit form-gehärten Stählen ermöglicht. Um die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens zu erhöhen, wurde im Rahmen dieser Arbeit das Widerstandselementschweißen zu einem ein-stufigen Fügeprozess weiterentwickelt. Eine Warmeinprägephase anstelle des vorge-lagerten mechanischen Einprägeschrittes ermöglicht dabei den vollständigen Füge-prozess an Punktschweißzangen. In dieser Arbeit werden zunächst die Einflüsse aus-gewählter Elementgeometriemerkmale auf Verbindungseigenschaften untersucht. Mit Hilfe der statistischen Versuchsplanung und einer anschließenden Zielwertoptimierung wird im Hinblick auf optimale Verbindungseigenschaften eine Elementgeometrie ent-wickelt. Vor diesem Hintergrund werden dann Prozessuntersuchungen zur Warmein-präge- und Ausschweißphase an Mehrelementproben durchgeführt, die im Vergleich zur zweistufigen Variante zu einer Verbesserung der Schweißbarkeit und Erhöhung der Prozessstabilität führen. Weiterhin wird ein Konzept für die Elementzuführung abge-leitet, welches die Bewertung der maximal zulässigen Störgrößen auf die Verbindungs-eigenschaften ermöglicht. Tragfähigkeitsuntersuchungen unter quasistatischer und zyklischer Belastung belegen das Festigkeitspotential des Fügeverfahrens. Schließlich wird die Konzepttauglichkeit an einem seriennahen Bauteil erfolgreich nachgewiesen.