Der Leichtbau exerziert es vor, die Vernunft legt es nahe: Werkstoffe so zu kombinieren, dass ihre jeweils besonderen Eigenschaften zum Tragen kommen – etwa Stahl mit Alu, Polymer mit Polymer, Stahl mit Titan oder Magnesium oder oder…
Selbst wenn Fügeteile aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, kommt oft nur eine stoffschlüssige Verbindung in Frage. Ein Beispiel: Die Volkswagen-Ingenieure mussten bei ihrem neuen Sport-/Geländewagen Touareg die Halter der Scheinwerfer-Reinigungsanlage mit der Stoßfänger-Abdeckung verbinden – und zwar wasserdicht. Die Fügezone sollte optisch makellos aussehen, da im Scheinwerferbereich nur erstklassische Oberflächen akzeptabel sind. Anspritzen war nicht sinnvoll, weil Scheinwerfer-Reinigungsanlagen nicht serienmäßig eingebaut werden. Um das glasfaserverstärkte PP des Halters mit dem schlagzähen PP-EPDM der Stoßfänger-Abdeckung zu verbinden, hatten die VW-Leute fünf Optionen. Sie entschieden sich für das Laserstrahlschweißen: Dabei dringt der Laser durch das erste Teil (Halter) hindurch und pumpt Wärme in das zweite direkt an der Naht. Dank des geregelten Energieeintrags entstehen saubere Schweißnähte ohne Quetschfluss, Schweißfussel oder Schmelze-Reste.
Diese Verbindung ist ein typisches Beispiel für „Mischverbindungen“: stoffschlüssige Verbindungen von artfremden Werkstoffen, wie sie beim heute gängigen Materialmix immer wichtiger werden. Um den Stand der Technik wiederzugeben, hat das Münchener Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (IWB) eigens ein Seminar veranstaltet: Tagungsbände sind noch erhältlich (Leserkarte einschicken). Zu den Themen gehörten das Kleben, Lasern, Reibschweißen, Reibrührschweißen und Hybridfügen.
Die Möglichkeiten des Reibschweißens präsentierte zum Beispiel Ludwig Appel von einer Schweißtechnischen Lehr- und Versuchsanstalt (SLV), die unter anderem Entwicklungsarbeiten und Machbarkeitsstudien anbietet: Während die Versuche bei der Paarung Stahl/Magnesium „noch enttäuschend“ ausfielen, so Appel, funktioniere das Reibschweißen von Stahl und Alu recht gut: BMW etwa setzt eine Aluminium/Stahl-Gelenkwelle in der Serie ein. Diese Technik lässt sich also beherrschen – wichtig ist nur das „Gewusst wie“.
Natürlich haben auch die formschlüssigen Fügeverfahren ihre Berechtigung, besonders da, wo Mischverbindungen auf Grenzen stoßen wie bei Magnesium. Geradezu Werbung macht ein Verbindungstechnik-Spezialist für den Einsatz von Magnesium: „Verzichten Sie nicht auf die vielen Vorteile, die Ihnen der Werkstoff bietet“, heißt es in Anzeigen. Der Anbieter von Fügeelementen hat einen Großteil seines Programmes bereits für Magnesium vorbereitet. Die betreffenden Gewindeeinsätze, Blindnietmuttern, Blindniete und Halbhohlstanzniete werden im Automobilbau teils schon verarbeitet. Um die Teilchen vor Kontaktkorrosion zu schützen, haben die Techniker zwei Wege beschritten: Entweder gestalten sie die Fügeelemente aus einer hochfesten Aluminium-Legierung mit Hartcoatierung und Gleitmittelbeschichtung, oder aber aus Stahl mit besonderer Oberflächenbeschichtung. In beiden Fällen bewirkt die Beschichtung eine galvanische Trennung von Magnesium und Fügeelement-Werkstoff. os
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Tagungsband 743
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Magnesium-Fügen 745
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