Das ultraschallunterstützte Rührreibschweißen (USE-FSW) als innovatives Hybrid-Pressschweißverfahren zeichnet sich durch eine Reihe von Vorteilen aus, welche es für die Kombination artfremder metallischer Werkstoffe mit deutlich unterschiedlichem Schmelzpunkt ermöglichen, qualitativ hochwertigere Verbunde zu realisieren. Die vorliegende Arbeit thematisiert experimentelle Untersuchungen der Auswirkungen des zusätzlich eingekoppelten Leistungsultraschalls auf das Prozessverhalten und die Bindungsmechanismen sowie daraus resultierender mechanischer Verbundeigenschaften beim ultraschallunterstützten Rührreibschweißen von Aluminium/Stahl-Verbunden. Im Anschluss an die Ermittlung geeigneter Parameter für das konventionelle Rührreibschweißen erfolgen grundlegende Betrachtungen des Einflusses des Leistungsultraschalls auf das Schwingungsverhalten, das thermische Verhalten und das insitu-
Prozesskraftverhalten, aus denen bestmögliche Ultraschallparameter abgeleitet werden. Nachfolgende detaillierte, vergleichende Untersuchungen des konventionellen und des ultraschallunterstützten Rührreibschweißprozesses belegen unter anderem eine Reduktion der Dicke spröder, aluminiumreicher intermetallischer Phasen am Verbund-Interface des USE-FSW-Verbundes, was in einer Erhöhung der Zugfestigkeit und der Duktilität resultiert. / The ultrasound enhanced friction stir welding (USE-FSW) as an innovative hybrid solid state joining process is characterized by a number of advantages that enable the realization of higher
quality joints for the combination of dissimilar, metallic material combinations with strongly differing melting points. The present work addresses the impact of the additional power ultra-
sound transmission on the process behavior and the bonding mechanisms as well as resulting mechanical joint properties for the ultrasound enhanced friction stir welding of aluminum/steel
joints via experimental investigations. Subsequent to the determination of suitable parameters for the conventional friction stir welding basic considerations of the power ultrasound influence
on the oscillation behavior, the thermal behavior and the in-situ process force behavior take place for deriving a best possible set of ultrasound parameters. Moreover, the conventional and
the ultrasound enhanced friction stir welding process are investigated comparatively in detail, proving a reduction in thickness for brittle, aluminum-rich intermetallic phases at the USE-FSW
joint interface among other things, resulting in an improved tensile strength and ductility.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:74493 |
| Date | 10 May 2021 |
| Creators | Thomä, Marco |
| Contributors | Wagner, Guntram, Bergmann, Jean Pierre |
| Publisher | Technische Universität Chemnitz, Eigenverlag |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-113873, 1439-1597, qucosa:19884 |
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