• Gester, Andreas

Abstract

Das wärmearme Fügeverfahren des Metall-Ultraschallschweißens (USMW) gewinnt zunehmend Bedeutung in der Aerospace- und Automobilindustrie für die Erzeugung elektrisch leitfähiger Verbindungen. Trotz seines wachsenden Einsatzes besteht sowohl aus industrieller als auch aus wissenschaftlicher Sicht ein erhebliches Defizit im Verständnis dieses Prozesses, insbesondere beim Fügen von Fahrzeugleitungen und Terminals. Diese Arbeit zielt darauf ab, das Prozessverständnis zu vertiefen und neue Methoden zur Prozessüberwachung zu entwickeln. Im Fokus der experimentellen Analysen standen die thermischen, mechanischen, metallurgischen und vibrometrischen Eigenschaften des Schweißprozesses. Thermografische Messungen verdeutlichten, dass die Wärmeentwicklung primär im Kontakt zwischen Fahrzeugleitung und Sonotrode auftritt. Vibrometrische Untersuchungen offenbarten ein charakteristisches Schwingungsverhalten des Ambosses, das Ansätze für eine fortgeschrittene Prozessüberwachung bietet. Ein innovatives, auf dem thermoelektrischen Effekt basierendes Verfahren zur Bestimmung der Fügezonentemperatur ermöglichte eine präzise und kostengünstige Überwachung des Fügeprozesses. Zudem erwies sich die Rekonditionierung von kontaminierten Litzenleitungen durch Kaltgasplasma als effektiv, wodurch die Schweißbarkeit von stearinsäurekontaminierten Verbindungen nahezu vollständig wiederhergestellt wurde. Diese Ergebnisse verbessern das Prozessverständnis und erhöhen die Prozesssicherheit des USMW-Verfahrens, was dessen industrielle Anwendung erheblich unterstützt.

Topics

• aluminium
• discrete element method