Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Fügbarkeitsanalyse gasdichter Widerstandspunktschweißklebverbindungen für Stahlbatteriegehäuse

Eine der Hauptanforderungen an die Fügetechnik von Stahlbatteriegehäusen sind die Sicherstellung der Dichtheit und Korrosionsbeständigkeit im Nassbereich des Fahrzeugs. An der Herstellungsprozesskette von Stahlbatteriegehäusen sind neben Stahlherstellern und Automobilunternehmen zahlreiche KMU der Blechverarbeitung, Fügetechnik, Ingenieurdienstleistungen, Messsystem- und Softwareherstellung beteiligt. Hier besteht am Markt eine große Unsicherheit, wie eine verlässliche Auslegung des Fügeprozesses basierend auf experimentellen Prüfungen einer entsprechenden thermisch / hybrid gefügten Verbindung, und deren Qualitätssicherung aussehen kann. Deshalb wird in diesem Projekt eine anwendungsorientierte, wissenschaftlich abgesicherte Methode zur Fügbarkeitsanalyse von Stahlbatteriegehäusen erarbeitet. Dazu werden die Fügeparameter erst zum Fügen gasdichter Verbindungen optimiert. Anschließend werden die Fügeparameter wie die Stromstärke und Schweißzeit variiert um die Prozessgrenzen zu identifizieren. So werden Schwankungen, die im Serienprozess auftreten können, analysiert. Ebenfalls werden Hinweise zur praxisorientierten Definition der Nachweisgrenzen der Lecksuchtechnik erarbeitet. Die Dichtheitsuntersuchungen werden an Laborprüfkörpern durchgeführt, bei denen neben dem WPS-Kleben auch Laserschweißen und -löten eingesetzt wird. Dabei kommt zunächst die Differenzdruckprüfung zum Einsatz. Diese wird durch einen Helium-Schnüffler ergänzt, um geringere Leckage nachzuweisen und Leckagen lokalisieren zu können. Zur Validierung der Methode werden anhand eines bauteilähnlichen Prüfkörpers die Auswirkung von hygro-thermo-mechanischer Belastung auf die Dichtheit untersucht. Hierdurch wird die Übertragbarkeit der Prüfmethode auf komplexere Bauteile verifiziert. Die Validierung bekannter Fügetechnologien in Bezug auf neue Anf. durch die Elektromobilität ermöglichen den KMU die Optimierung eigener Fertigungs- und Fügeprozesse. So können KMU von der Energiewende profitieren.