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Forscher am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS haben Lösungsansätze erarbeitet, um Kupfer und Aluminium miteinander zu verbinden. Auf der Hannover Messe 2011 stellen sie erste Ergebnisse vor. Anbieter zum Thema Kupfer und Aluminium langlebig miteinander verbinden - mit den richtigen Lösungsansätzen kann eine Vielzahl der in Verbindung mit Elektromobilität entstehenden fügetechnischen Fragestellungen gelöst werden. (Bild: Secret Side -) Kupfer ist bekannt für seine hervorragenden elektrischen Eigenschaften und damit prädestiniert für die Herstellung von Leitungen und elektrischen Verbindungen. Übersicht: Metalle und Schweißverfahren, 2. Teil. Leichter und billiger als Kupfer ist Aluminium, das ebenfalls sehr gute elektrische Eigenschaften besitzt. Beide Materialien fachgerecht und langlebig miteinander zu verbinden, dieser Aufgabe stellt sich das Fraunhofer IWS Dresden. Aluminium und Kupfer mit Laserstrahlschweißen verbinden So ist das Laserstrahlschweißen eine mögliche Lösung. Es steht für effiziente eigenschafts- und gewichtsoptimierte Fügeverbindungen.
Allerdings schmilzt die Elektrode nicht ab, ein Schweißzusatzstoff wird bei Bedarf manuell oder mechanisch zugeführt. Daneben besteht die Möglichkeit, das Kupfer schweißen durch eine Lichtbogenhandschweißung auszuführen. Beim Lichtbogenhandschweißen brennt ein Lichtbogen zwischen dem Werkstück und einer ummantelten Elektrode. Die Elektrode schmilzt samt Umhüllung ab und ist stromführende Elektrode und Schweißzusatzstoff in einem. Bronzeelektroden und Kehlnaht Durch das Schmelzen der Umhüllung werden Gase freigesetzt, die wie Schutzgase den Lichtbogen und die Nahtstelle vor der Außenluft schützen. Zudem bildet sich eine Schlacke, die die Oberflächenspannung verringert, Verunreinigungen bindet und so dem Schweißverzug entgegenwirkt. Kupfer aluminium schweißen faserlaser. Nach dem Auskühlen wird die Schlacke wieder entfernt. Allerdings muss das Kupfer beim Lichtbogenhandschweißen aufgrund seiner Eigenschaft als sehr guter Wärmeleiter zusätzlich erwärmt werden. Daher können nur kleine Teile oder kurze Nähte geschweißt werden, wobei bei Verbindungen durch eine Kehlnaht Bronzeelektroden eingesetzt werden können.
Je kleiner der intermetallische Phasensaum ausfällt, umso geringer ist die Reduzierung der Zugfestigkeit der Schweißverbindung. Aluminium-Kupfer-Schweißen - Stirweld. Für die am IWS mit hochdynamischer Strahlablenkung geschweißten Mischverbindungen aus Aluminium-Kupfer wurden für den Phasensaum Werte kleiner als 10 µm gemessen. Die Zugfestigkeit der Mischverbindung erreicht die gleichen Werte wie die artgleiche Verbindung Aluminium-Aluminium. Sie liegt immerhin bei 70% des unbeeinflussten Grundwerkstoffes. Teil 2: Lösungsansatz 2: Laserinduktionswalzplattieren Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung Inhalt des Artikels: > Nächste Seite (ID:26483460)
Exakte Messungen über einen ganzen Arbeitszyklus mit allen Nebenzeiten und 6 kW Strahl haben nachgewiesen, dass mehr als 50 Prozent der aus dem Netz entnommenen elektrischen Leistung als Strahlleistung am Bauteil ankommen. Und mit höherer Strahlleistung – für größere Querschnitte – steigt dieser Prozentsatz weiter an. Rührreib-Punktschweißen von Aluminium/Kupfer-Verbindungen | Draht. Nickel-Anschluss im Kupfergehäuse. Beim Schweißen von Kupferwerkstoffen im Vakuum kann der Elektronenstrahl ebenfalls punkten, da er im Vakuum − technisch gesehen – ohnehin zu Hause ist. Doch warum eignet sich der Elektronenstrahl so hervorragend zum Kupferschweißen? Wie der Laser kann auch der Elektronenstrahl mit höchster Leistungsdichte auf das Werkstück appliziert werden, allerdings wird die Energie des Elektronenstrahls beim Auftreffen sofort zu mehr als 95 Prozent in Schweißwärme umgewandelt, was für den Prozess und die Wirtschaftlichkeit gleichermaßen deutliche Vorteile mit sich bringt. Reflexionsprobleme treten beim Schweißen von Kupfer und Kupferlegierungen mit dem Elektronenstrahl zudem nicht auf, auch die hohe Wärmeleitfähigkeit der Kupferwerkstoffe stellt wegen der möglichen hohen Schweißgeschwindigkeit kein Hindernis dar.
29. 05. 19 Die Herstellung von punktförmigen Aluminium-Kupfer-Mischverbindungen für Anwendungen im Bereich elektrischer Kontakte stellt unter Ansätzen von Ressourceneffizienz und Elektromobilität einen wichtigen Forschungsschwerpunkt der letzten Jahre und eine Herausforderung für konventionelle Fügetechnologien dar. Bild 1: Schematische Prozessdarstellung (links) und Mikrostruktur in der Fügezone: A – verdrängte Schmelze; B – verbleibender Diffusionssaum (rechts). © TU Ilmenau Bild 2: Trennkraft und Schweißzeit in Abhängigkeit der Drehzahl und Versagensverhalten im Scherzugversuch: Werkzeugdurchmesser 10 mm, Axialkraft 5 kN, Eintauchweg 0, 2 mm. Kupfer aluminium schweißen en. © TU Ilmenau Reibbasierte Verfahren wie Rotations-, Linear- und Rührreibschweißen bieten hier prozess- und werkstofftechnische Vorteile, da die Verbindungsbildung ohne das Aufschmelzen der Grundwerkstoffe erfolgt und die Bildung spröder intermetallischer Phasen an der Grenzfläche minimiert werden kann. So können durch Rührreibschweißen sowohl Stumpfstoß-, Überlapp- als auch Punktverbindungen realisiert werden.
Das gilt übrigens nicht nur für die Eigenschaften, sondern auch für den Preis. Seine besonderen Eigenschaften erhält rostfreier Stahl durch den Chromanteil, der bei zehn bis 30 Prozent liegt. Auch Nickel ist oft Bestandteil der Legierung. Rostfreier Stahl wird immer wieder mit Edelstahl verwechselt. Die Bezeichnung Edelstahl besagt aber nur, dass es sich um einen Stahl handelt, der einen besonders hohen Reinheitsgrad hat und bei dem der Anteil von Schwefel und Phosphor bei unter 0, 025 Prozent liegt. In den meisten Fällen wird Edelstahl zwar so hergestellt, dass er nicht rostet. Aber Edelstahl muss eben nicht zwangsläufig auch ein rostfreier Stahl sein. Wo wird rostfreier Stahl verwendet? Kupfer aluminium schweißen centre. Rostfreier Stahl kommt immer dann zum Einsatz, wenn wichtig ist, dass das Material nicht rostet. Das ist beispielsweise bei Bauteilen oder Gegenständen der Fall, die im Freien montiert werden. Daneben ist rostfreier Stahl das richtige Material, wenn das Umfeld hohe Ansprüche an die Hygiene stellt. Antibakterielle Oberflächen in Küchen, die Medizin oder der Lebensmittelbereich sind typische Anwendungsgebiete.
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