Prozessüberwachte Eigenschaftseinstellung beim Clinchen der ausscheidungshärtbaren Aluminiumlegierung EN AW-6014

Die Wandlungsfähigkeit einer Prozesskette erfordert Fügeverbindungen mit gezielt einstellbaren mechanischen, elektrischen, thermischen oder chemischen Eigenschaften. Dieser Beitrag beschreibt die Untersuchungen, inwiefern beim Clinchen zweier Bleche aus der ausscheidungshärtbaren Aluminiumlegierung EN AW-6014 bereits auf Basis der Prozessüberwachung des Kraft-Weg-Verlaufs bzw. des sich daraus ergebenden Energieeintrags auf die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Fügeverbindung geschlossen werden kann. An einer ausgewählten Fügeaufgabe werden im Stufenversuch die gegenseitigen Abhängigkeiten der einzelnen Einflussgrößen sowie des Wärmebehandlungszustands aufgezeigt. Dabei wird zwischen den Bindemechanismen Formschluss und Kraftschluss unterschieden. Die Formschlusskomponente wird anhand der geometrischen Kenngrößen wie Bodendicke, Halsdicke und Hinterschnitt in Mikroskopieuntersuchungen an Schliffbildern und den mechanischen Eigenschaften der Fügeverbindung untersucht, die im Scherzug- und Kopfzugversuch bestimmt werden. Dazu erfolgt zudem die Charakterisierung der Versagensbilder. Zur Quantifizierung der Kraftschlusskomponente der Fügeverbindung werden das Losbrechmoment im Torsionsversuch und der elektrische Widerstand mittels Vier-Leiter-Methode ermittelt und korreliert.