Pulslasergestütztes Laserstrahlfügen von Stahl und Aluminium
Stahl-Aluminium-Mischbauweisen besitzen für Leichtbauanwendungen ein hohes Potenzial. Automobilkarosserien, die zunehmend in Mischbauweisen hergestellt werden, ermöglichen durch Verwendung von Stahl-Aluminium-Verbindungen einen geringeren Kraftstoffverbrauch und eine günstigere Gewichtsverteilung. Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften von Stahl und Aluminium stellt das Fügen dieser Metalle jedoch eine Herausforderung dar. Vornehmlich wird eine Kombination aus Stanznieten und Kleben eingesetzt, die jedoch Nachteile aufweist. Das zunehmend verfolgte thermische Fügen resultierte bislang in der Entstehung intermetallischer Phasensäume, die aufgrund ihrer hohen Sprödigkeit die Festigkeit der Verbindungen deutlich herabsetzen können.
Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) hat jetzt ein innovatives Verfahrenskonzept zur thermischen Herstellung von Stahl-Aluminium-Mischverbindungen entwickelt, das – basierend auf dem flussmittelfreien Löten von Aluminium – geeignet ist, die spröden Phasensäume zu minimieren. Das Verfahren beruht auf der gleichzeitigen Einwirkung gepulster und kontinuierlicher Laserstrahlung auf die Fügestelle. Zusätzlich wird durch dieses Verfahren auch der Einsatz potenziell gesundheits- und umweltschädlicher Flussmittel überflüssig. Im Projekt FerroPuls soll die Praxistauglichkeit des Verfahrens bewiesen und die Prozessentwicklung durchgeführt werden.
Nach erfolgreichem Abschluss soll die Verwertung über die Vergabe von Lizenzen aus einer Patentanmeldung erfolgen. Außerdem soll in einer Forschungspartnerschaft mit der Industrie eine marktfähige Systemlösung entwickelt werden.