Beitrag zur Erweiterung des Vollstanznietens zum Fügen der Aluminiumlegierung EN AW-2024 mittels Hilfsfügeteil aus Aluminium

Im strukturellen Leichtbau moderner Verkehrsflugzeuge sind hochfeste Aluminiumlegierungen (Al) der 2000er-Reihe verbreitet, wobei das Vollnieten als etabliertes, jedoch manuell aufwendiges Fügeverfahren Anwendung findet.
Zur Effizienzsteigerung in der Endmontage wurde das Vollstanznieten (VSN) als vorlochfreies Verfahren untersucht. Aufgrund von Korrosionsschutz-Anforderungen und fehlender werkstoffgleicher Synergien bei konventionellen Nieten aus Stahl wurde die Verwendung von Hilfsfügeelementen aus Aluminium angestrebt. Als Nietwerkstoff wurde die Al-Legierung 7068 verwendet. Durch die gezielte Anpassung von der Niet- und Matrizengeometrie konnten Blechpaarungen von EN AW-2024 T351 bis zu einer Gesamtdicke von 3,8 mm werkstoffgleich gefügt werden. Aus den Tragfähigkeitstests ging insgesamt ein sehr gutes Lastübertragungsverhalten des Al-VSN hervor. Gegenüber den klassischen Al-Vollnieten war die Tragfähigkeit unter ruhender Last geringer, jedoch war die Ermüdungsfestigkeit nahezu identisch. Aufgrund der hohen Gebrauchstauglichkeit sind die entwickelten Nietelemente für das vorlochfreie Fügen von Sekundärstrukturen in der Flugzeugendmontage grundsätzlich geeignet.