Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Korrosionsverhalten an lasergeschweißten metallischen Folien aus artgleichen und artfremden Werkstoffkombinationen

Technologien zur Energienutzung, wie Bipolarplatten als Schlüsselkomponente in einer Brennstoffzelle, Statoren/Rotoren von Elektromotoren oder leistungsangepasste Mikroreaktoren/Wärmetauscher bestehen i.d.R. aus mehreren Lagen von metallischen Folien mit Wandstärken ≤400 µm. Die Substitution energieintensiver Fertigungsprozesse, wie das Ofenlöten/Diffusionsschweißen, eröffnet hier teilweise ein hohes Energiesparpotenzial. Ein weiterer Schritt Richtung Energiewende wäre der Masseneinsatz von Brennstoffzellen. Hierfür sind dauerlastfähige, korrosionsbeständige Verbindungen der Bipolarplatten unerlässlich.

Anlass für das Vorhaben ist die unzureichende Korrosionsbeständigkeit von Laserschweißnähten an metallischen Folien artgleicher und -fremder Werkstoffpaarungen. Um das Potenzial dieses effizienten und gut automatisierbaren Fertigungsverfahrens besser ausschöpfen zu können, bietet sich eine interdisziplinäre Arbeitsweise zwischen iks-Dresden und ifw-Jena an. Im Verbund werden die Teilgebiete aus der Laser- und Werkstofftechnik zusammengeführt. Die Entwicklung einer Mikromesszelle zur Bestimmung der Korrosionsbeständigkeit der Schweißnaht steht dabei im Zentrum. Um die hohen Anforderungen an den Fügeprozess zu gewährleisten, wird durch einen örtlich/zeitlich schnell veränderlichen Energieeintrag eine sichere Anbindung der Kontaktflächen erreicht. Der Fokus ist dabei auf Materialienkombinationen wie CrNi-CrNi, CrNi-Cu und CrNi-Al mit einer Folienstärke ≤200 µm gerichtet.

Die angestrebten Ergebnisse stellen für KMU´s neue Erkenntnisse, Entwicklungsmöglichkeiten und Erfahrungen zur Verfügung. Diese ergeben sich aus einer (wissenschaftlich abgesicherten) Prozessstrategie zum Schweißen artgleicher und -fremder Paarungen. Darüber hinaus werden die Unternehmen in die Lage versetzt, mit einer geeigneten Messtechnik nach dem Schweißprozess die Schweißnähte hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit zu prüfen. Für den Anwender bedeutet dies, eine effiziente Gestaltung des Prozesses.