Erzeugung stoffschlüssiger Verbunde durch Kaltfließpressschweißen

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Die kombinierte Erzeugung der Bauteilgeometrie durch Fließpressen und das stoffschlüssige Fügen der Halbzeuge durch Pressschweißen wird als Fließpressschweißen bezeichnet. Aktuell bestehen wesentliche Erkenntnislücken hinsichtlich der Vorhersagbarkeit von Verbindungen und der metallphysikalischen Ausprägung der Verbundzone. Fließpressschweißexperimente sind zentral für die Bestimmung der tribologischen Kontaktbedingungen und der erreichbaren Verbundfestigkeiten. Die numerische Modellierung hilft, die Kontaktzustände zu identifizieren, während mikroskopische Analysen die wirkenden Schweißmechanismen aufdecken. Der Abgleich von numerischen und experimentellen Untersuchungen ermöglicht die Identifikation wichtiger Faktoren für den Aufbau einer metallurgischen Verbindung, die in einem Prozessfenster für das Kaltpressschweißen festgehalten werden. Die Kombination weicher Materialpaarungen ist vorteilhaft für die Verschweißung. Fließeigenschaften werden durch chemische Zusammensetzung, Formgebungstemperatur und Wärmebehandlung beeinflusst. Kaltverfestigung und niedrige Druckeigenspannungen fördern den Kontakt kontaminationsfreier Materialien, was zu hohen Verbundfestigkeiten führt. Zudem tragen die Bildung ultrafeinkörniger Gefüge, Adhäsion auf Deckschichtfragmenten und eine Reaktionsschicht zwischen den Metallen zur hohen Verbundfestigkeit bei. Das hergeleitete Prozessfenster ermöglicht die Entwicklung neuartiger Anwendungen des Fl