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Verschiedenes : [ Aluminium | Schweiß-/Fügetechnik ]

Auf Grund Elektromobilität aktueller denn je: Schweißen von Aluminium

Veröffentlicht von: Joinventure GmbH & CoKG, 22.10.2018


Nachbericht zum 1. Schweißtechnik-Workshop in Münster, 17.10.2018

Dr.-Ing. Stefan Allmeier, Sprecher des Expertennetzwerkes Joinventure, das sich auf das auf die Bereiche Beratung & Schulung, Troubleshooting und Interimsunterstützung sowie Prototypen- und Kleinserienbau mit dem Leichtbauwerkstoff Aluminium spezialisiert hat, begrüßte die Teilnehmer und stellte das Ziel des Workshops, neueste Erkenntnisse rund um den Werkstoff Aluminium und dessen Verarbeitung zu bieten und das Netzwerk auszubauen, vor.

Mit diesem Workshop wurde neben den bereits etablierten Leichtbau-Workshops eine neue Reihe – die Schweißtechnik-Workshops - ins Leben gerufen. Auf Einladung der Handwerkskammer Münster wurde der erste Workshop dieser Art in Münster durchgeführt.

Schwerpunkt des 1. Schweißtechnik-Workshops: Schweißen von Aluminium

Grundlagen und Aluminium im Automobilbau

Dabei wurden die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten und das große Leichtbaupotenzial des Materials deutlich, aber auch Herausforderungen beleuchtet. Die Festigkeit des Aluminiums sei zwar um den Faktor drei geringer als der von Stahl, doch sei das Gewicht bei gleicher Steifigkeit nur halb so groß. Außerdem biete das Material Vorteile wie sehr gute Umformbarkeit, hohe Leitfähigkeit und auch hohe Korrosionsbeständigkeit, wie Prof. Dr.-Ing. Jürgen Hirsch (Hydro Deutschland GmbH, Bonn) einführend erläuterte. Obwohl besonders in der Automobilindustrie CFK-Themen im Mittelpunkt stehen, zeige der stark gewachsene Einsatz die Bedeutung für den Leichtbau: So seien 1980 in Autos durchschnittlich 40 Kilogramm Aluminium zum Einsatz gekommen, heute seien es im Vergleich dazu rund 150 kg.

Die durch den Einsatz von Aluminium ermöglichte Gewichtsreduktion, beim aktuellen Ford-Modell F150 beispielsweise 315 Kilogramm sowie die guten Recyclingeigenschaften ließen ein weiteres Wachstum des Aluminiummarktes erwarten, wie Prof. Hirsch ausführte.

Fazit: Die Aussichten für die Aluminium-Industrie sind mehr als positiv!

Entwicklung von Aluminium-Konstruktionen

Die einzelnen Entwicklungs-Schritte von der Idee bis hin zur Umsetzung in Serie wurden in dem Vortrag „Entwicklung von Aluminium-Konstruktionen“ von Dr.-Ing. Stefan Allmeier (Joinventure GmbH & CoKG) anschaulich an Hand eines Beispiels (Entwicklung eines Überrollschutz-Systems) dargestellt. Neben der Wahl der geeigneten Legierung ist auch der Herstellprozess von entscheidender Bedeutung. So hat der Abkühlprozess mittels Wasser oder Luft einen bedeutenden Einfluss auf Crashverhalten und Toleranzen.

Immer wieder wurde auch auf die Bedeutsamkeit des Eurocodes hingewiesen, der Hinweise auf konstruktive Besonderheiten (Randabstände, Zugängigkeit und effektive Nahtlängen) und auch Festigkeiten von Zusatzwerkstoffen und Wärmeeinflusszonen liefert.

Eine Konstruktion befindet sich inner in einem Spannungsfeld und ist immer ein Kompromiß aus

  • wirtschaftlichen,
  • berechnungs- und
  • fertigungstechnischen

Randbedingungen.

Qualitätssicherung beim MIG-Schweißen

Aus der Sicht des Praktikers gab Alois Lang (Joinventure GmbH & Co. KG) Empfehlungen für das Schweißen von Aluminium. Dabei seien die Parameter je nach verwendeter Legierung sorgfältig zu wählen: die richtigen Zusatzwerkstoffe müssten ausgesucht, die Temperatur des Schweißbades stimmen sowie die Draht- und Schweißgeschwindigkeit optimal festgelegt werden. Auch der Anstellwinkel und die Position des Brenners seien wichtig, um Oxideinschlüsse in der Schweißnaht zu verhindern und damit die Schweißqualität sicherzustellen.

Modernes Schadensmanagement mittels PIT-Verfahren

Eine Methode der Nachbehandlung, die gerade die Ermüdung an Schweißnähten verhindern bzw. reparieren könne, stellte Peter Gerster (PITEC GmbH) mit dem hochfrequenten Hämmern vor. Als einziges Nachbehandlungsverfahren könne diese Methode sowohl die Kerbwirkung verringern und Druckeigenspannungen einbringen, was die oberflächennahen Zugeigenspannungen überlagert, als auch die Randschicht verfestigt.

Die Folge ist eine Erhöhung der ertragbaren Lastwechsel (höhere Lebensdauer).

Auswahl und Anwendung von Schweißzusätzen aus Aluminium

Welche Zusatzwerkstoffe, mit welchen Durchmesser für die einzelnen Legierungen verwendet werden sollten, stellte Robert Lahnsteiner (MIGAL.CO) in seinem Vortrag vor.

In diesem Zusammenhang wurden auch die grundlegenden Fertigungsprozesse, neue Konzepte zur Fertigung und die zur notwendigen Qualitätssicherung von Schweißzusätzen für Aluminiumlegierungen präsentiert.

Resumee des Workshops

Auf Grund Aktualität und der sehr positiven Rückmeldungen der Teilnehmer werden wir diesen Workshop „Schweißen von Aluminium“ in anderen Städten wiederholen und auch als Inhouse-Seminare bei Firmen anbieten.

Anfragen und weitere Auskünfte bitte über untenstehendes Konstakformular.


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