A4

Arbeitsgruppe A | Stoffschluss

 
 
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Elektrochemisch unterstütztes Fügen blechförmiger Werkstoffe

Prof. Dr.-Ing. G. Grundmeier, Universität Paderborn
Prof. Dr.-Ing. W. Homberg, Universität Paderborn
Prof. Dr.-Ing. H.J. Maier, Leibniz Universität Hannover

 
 

Zusammenfassung:

Abbildung 1: Illustration der ECUF-Prozessidee: Fügen durch inkrementelles Walzen von elektrochemisch inline-vorbehandelten Cu-Blechoberflächen
Abbildung 1: Illustration der ECUF-Prozessidee: Fügen durch inkrementelles Walzen von elektrochemisch inline-vorbehandelten Cu-Blechoberflächen

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird ein neues umformtechnisches Fügeverfahren grundlegend untersucht, das elektrochemisch unterstützte Fügen (ECUF). Durch den Einsatz eines inkrementellen Wirkprinzips und einer speziellen elektrochemischen Inline-Vorbehandlung sollen bestehende Restriktionen von aktuellen Pressschweißverfahren (wie dem Walzplattieren) hinsichtlich Flexibilität, möglicher Materialkombinationen oder auch Fügestellengeometrien überwunden werden.

Die Charakterisierung und Analyse der hergestellten Verbindung ist die Grundlage für eine gezielte Anpassung und Weiterentwicklung des Fügeprozesses und seiner Parameter. Mit diesem neuen Fügeverfahren soll eine Erweiterung des Anwendungsspektrums im Hinblick auf die effiziente Herstellung partiell verbundener Leichtbaustrukturen aus metallischen Werkstoffen erreicht werden.

 
 
Abbildung 2: Elektrochemische Oxidreduktion zur Steigerung der Verbindungsfestigkeit bei Kaltpressschweißverbindungen von Kupfer (Daten entnommen aus [Schmidt2015])
Abbildung 2: Elektrochemische Oxidreduktion zur Steigerung der Verbindungsfestigkeit bei Kaltpressschweißverbindungen von Kupfer (Daten entnommen aus [Schmidt2015])
 
 

Ziele:

Das gemeinsame Forschungsvorhaben verfolgt die Ziele:

  • Elektrochemische Inline-Oberflächenaktivierung
  • Umformtechnisches Fügen durch inkrementelles Walzen
  • Große Freiheit im Fügestellendesign
  • Hochfeste Fügeverbindungen
  • Hybride Werkstoffverbunde (Al-Cu, St-Al, St-St)
 
 

Veröffentlichungen:

2019   
  The Role of Heat-Treatments performed before and after a Cold Roll Bonding Process of Galvanized Steel Sheets Hordych, I.; Herbst, S.; Nürnberger, F.; Schmidt, H. C.; Orive, A. G.; Homberg, W.; Grundmeier, G.; Maier, H. J.
In: Proceedings of the 22nd International ESAFORM Conference on Material Forming, ESAFORM 2019, 07.05. – 10.05.2019, Vitoria-Gasteiz, Spain, 2019. (akzeptiert)
2018   
  Influence of Heat-Pretreatments on the Microstructural and Mechanical Properties of Galfan-Coated Metal Bonds I. Hordych, H. C. Schmidt, W. Homberg, and H. J. Maier
In AIP Conference Proceedings 1960 (2018), Vol. 1960, p. 40007.
  Cold Pressure Welding Aluminium-Steel Blanks: Manufacturing Process and Electrochemical Surface Preparation H. C. Schmidt; A. G. Orive; W. Homberg; G. Grundmeier; I. Hordych; H. J. Maier
In AIP Conference Proceedings 1960 (2018), Vol. 1960, p. 50007.
2017   
  Manufacture of thin-walled clad tubes by pressure welding of roll bonded sheets H. C. Schmidt; O. Grydin; M. Stolbchenko, W. Homberg; M. Schaper
In Proceedings of the ESAFORM 2017 // Proceedings of the 20th International ESAFORM Conference on Material Forming.
ESAFORM 2017 : conference date, 26–28 April 2017 : location, Dublin, Ireland, edited by D. Brabazon, S. Naher, and I. U. Ahad (AIP Publishing, Dublin, Ireland, 2017), p. 110003.
2016   
  Elektrochemisch unterstütztes Fügen von Blechförmigen Werkstoffen durch Umformen H. C. Schmidt; C. Hoppe
iIn LH insight : Forschung im Institut für Leichtbau mit Hybridsystemen,
edited by Insitut für Leichtbau mit Hybridsystemen
(Universität Paderborn, ILH, Paderborn, 2016), pp. 22–24.
  Effect of Pre-Rolling Heat Treatments on the Bond Strength of Cladded Galvanized Steels in a Cold Roll Bonding Process Hordych, I.; Rodman, D.; Nürnberger, F.; Hoppe, C.; Schmidt H. C.; Grundmeier, G.; Homberg, W.; Maier H. J.
In: steel research international,
Version of Record online: 6 APR 2016
DOI: 10.1002/srin.201600021
  Molecular Engineering of Aluminium-Copper Interfaces for Joining by Plastic Deformation Hoppe, C.; Ebbert, C.; Voigt, M.; Schmidt, H.C.; Rodman, D.; Homberg, W.; Maier, H.J.; Grundmeier, G.
In: Advanced Engineering Materials, TBA, 2016
  Influence of the surface and heat treatment on the bond strength of galvanised steel/aluminium composites joined by plastic deformation Hoppe, C.; Ebbert, C.; Schmidt, H.C.; Hordych, I.; Homberg, W.; Maier, H.J.; Grundmeier, G.
In: Advanced Materials Engineering, TBA, 2016
  Cold pressure welding by incremental rolling: deformation zone analysis Schmidt, H. C.; Homberg, W.; Hoppe, C.; Grundmeier, G.; Hordych, I.; Maier, H. J.:
In: AIP Conference Proceedings, TBA, 2016
2015   
  Investigation of cold pressure welding: cohesion coefficient of copper Schmidt, H. C.; Rodman, D.; Ebbert, C.; Homberg, W.; Maier, H. J.; Grundmeier, G.
In: Key Engineering Materials 651–653, 1421–1426, 2015
2014   
  Joining with electrochemical support (ECUF): Cold pressure welding of copper Ebbert, C.; Schmidt, H. C.; Rodman, D.; Nürnberger, F.; Homberg, W.; Maier, H. J.; Grundmeier, G.
In: Journal of Materials Processing Technology 214(10), 2179–2187, 2014
  Joining with electrochemical support: cold pressure welding of copper – weld formation and characterization Schmidt, H. C.; Rodman, D.; Grydin, O.; Ebbert, C.; Homberg, W.; Maier, H. J. & Grundmeier, G.
In: Advanced Materials Research 966-967, 453-460, 2014
2013   
  Partial joining of blanks with electrochemical support (ECUF) Schmidt, H. C.; Homberg, W.; Grundmeier, G.; Maier, H. J.
In: Key Engineering Materials 554–-557, 1091–1095, 2013
  Hybrid – Neue Werkstoffe und Prozesse für den Leichtbau Schmidt, H. C.; Homberg, W.
In: Alexander Brosius, ed., '20. Sächsische Fachtagung Umformtechnik – Tagungsband', pp. 25–32, 2013
2012   
  New Materials – Driver for Innovative Production Processes W. Homberg; H. C. Schmidt; A. Struwe; O. Akst
In: Proceedings of the IDDRG Conference 2012.
Lightweighting: Possibilities & Challenges, edited by A. Tewari, K. Narasimhan, and P. P. Date (Mumbai, Indien, 2012), pp. 34–39.
 

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