Vorlochfreies punktförmiges Verbinden von Magnesiumbauteilen durch matrizenloses Clinchen

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Beim Einsatz von Magnesium, besonders in Werkstoffverbundsystemen (Mg-Al, Mg-Fe, Mg-Polymere) ist die Verbindungstechnik oft der Schwachpunkt. Bei herkömmlichen Leichtbauwerkstoffen bewährte Fügeverfahren, wie das Clinchen oder das Stanznieten lassen sich zum Fügen von Magnesium nicht oder nur verbunden mit einem großen Mehraufwand anwenden, da die für die Umformung von Magnesium notwendige Erwärmung erheblich ist. Damit wird der Zeitaufwand hoch und die für den Fügevorgang erforderliche Koaxialität der Fügewerkzeuge zueinander beeinträchtigt. Im Gegensatz dazu ist bei den matrizenlosen Umformfügeverfahren die randnahe zuspannungsinduzierte Rissbildung im Magnesiumblech geringer, da der Prozess deutlich stärker im hydrostatischen Druckspannungszustand stattfindet. Dadurch kann die zur Umformung des Magnesium erforderliche Temperatur niedriger eingestellt werden bzw. reicht eine gesteuerte Erwärmung in partiellen Oberflächenbereichen des Fügepunktes. Eine genaue koaxiale Ausrichtung der Fügewerkzeuge zueinander ist bei den vorliegenden Verfahren nicht erforderlich. Im Projekt werden thermodynamische und umformspezifische Einflussfaktoren auf den Verbindungsprozess beim matrizenlosen Umformfügen in numerischen und experimentellen Simualtionen untersucht. Auf dieser Basis werden die Werkzeuggeometrien und die Prozessführung für das Fügen von Magnesium optimiert.