2010

A6
Diplomarbeit

Abstract:

Aluminium ist seit vielen Jahren das zweitwichtigste Gebrauchsmetall nach den verschiedenen Stahlwerkstoffen. Strangpressprofile aus Aluminiumknetlegierungen finden beispielsweise als Automobil-Space-Frame oder auch als Konstruktionselement im Fassadenbau industrielle Anwendung. Um diese oft d?nnwandigen Profile ?ber Schraubenverbindungen mit einer ausreichenden Anzahl tragf?higer Gewindeg?nge zu Rahmenstrukturen f?gen zu k?nnen, ist eine lokale Erh?hung der Profilwandst?rke erforderlich. Das Fertigungsverfahren Flie?bohren in Kombination mit einer anschlie?enden Gewindefertigung erm?glicht es tragf?hige Gewinde direkt in d?nnwandige Leichtbaustrukturen einzubringen. Durch ein Verdr?ngen des Werkstoffs entsteht ein Durchzug, der durch die prozessbedingten mechanischen und thermischen Lasten in seinen Werkstoffeigenschaften gegen?ber dem Grundwerkstoff ver?ndert ist. Bisherige wissenschaftliche Untersuchungen zum Flie?bohren konzentrieren sich auf den konventionellen Anwendungsfall des Verfahrens, in dem Bleche oder d?nnwandige homogene Hohlprofile senkrecht zu einer der ?u?eren Oberfl?chen bearbeitet werden. Der Werkstoff wird axial und radial verdr?ngt, so dass ein offener Durchzug entsteht. Im Rahmen dieser Arbeit werden weitere Einsatzm?glichkeiten des Fertigungsverfahrens Flie?bohren ?ber die bekannten Anwendungsf?lle hinaus fokussiert. Zum Einen werden die Bearbeitung von Werkstoffverbunden aus Aluminium und Stahl durch das Flie?bohren sowie die anschlie?ende Gewindefertigung an den geformten Durchz?gen betrachtet. W?hrend das Flie?bohren ?blicherweise mit dem Gewindeformen kombiniert wird, f?hrt die kontinuierliche Verst?rkung von Aluminiumstrangpressprofilen mit austenitischen Stahldr?hten zu einem heterogenen Verbund, der f?r das Gewindeformen nur bedingt geeignet ist. Metallographische Untersuchungen an Proben, die durch das Flie?bohren und die unterschiedlichen Gewindefertigungsverfahren Gewindebohren, Gewindefr?sen und Gewindeformen gefertigt wurden, decken die prozessbedingten Ver?nderungen in der oberfl?chennahen Randzone auf. Weitere Untersuchungen konzentrieren sich auf die Bearbeitung von homogenem AlMgSi0,5 durch Flie?bohren und Gewindeformen, hier jedoch nicht im konventionellen Anwendungsfall. Die Bearbeitung von Flachprofilen in der Ebene er?ffnet v?llig neue M?glichkeiten der Verbindung von Profilen. Durch das Aufweiten der Wandst?rke ?ber eine radiale Werkstoffverdr?ngung beim Flie?bohren ins volle Material k?nnen Profile in Sto?verbindungen geschraubt werden, deren Gewindegr??e die Wandst?rke des Ausgangsmaterials deutlich ?berschreitet. In der vorliegenden Arbeit werden f?r diesen neuartigen Anwendungsfall systematische Temperaturmessungen an Bauteilen unterschiedlicher Wandst?rke vorgestellt. Dar?ber hinaus werden Ver?nderungen in der Gef?gestruktur der Probenk?rper analysiert und bewertet.