Fügen von Strukturbauteilen aus hochfesten Aluminiumknetlegierungen durch Vollstanznieten aus höchstfesten Aluminiumlegierungen (Aluminium-Vollstanznieten)

Der Aspekt des Klima- und Umweltschutzes spielt bei heutigen Entwicklungen im Mobilitäts-sektor eine entscheidende Rolle. Zentrale Aufgabenbereiche sind die Reduzierung des Ausstoßes von Treibhausgasen und die Steigerung der Ressourceneffizienz durch bspw. die Einsparung des Eigengewichtes bei gleichzeitiger Erhöhung der Nutzlast. Infolge dessen werden hochfeste Aluminiumlegierungen vermehrt in Primärstrukturen von Fahrzeugen eingesetzt. Ein geeignetes, effizientes Verfahren zum Fügen von hochfesten Aluminiumlegierungen ist das Vollstanznieten (VSN). Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass keine aufwändigen Vorarbeiten, wie das Vorlochen, Entgraten und Positionieren notwendig sind. Aufgrund fehlender Kenntnisse bezüglich des Einsatzes von höchstfesten Aluminiumlegierungen als Nietwerkstoff, werden Vollstanzniete aktuell in der Regel aus Stahl gefertigt und eingesetzt. Neben dem Leichtbauaspekt und der Recyclingfähigkeit ist das Fügen art-gleicher Werkstoffe besonders hinsichtlich der Korrosionseigenschaften zu bevorzugen. Auf den Einsatz von Abdichtmasse im Fügebereich kann dadurch beispielsweise verzichtet werden. Das Ziel des Forschungsvorhabens war es, Vollstanzniete aus höchstfesten Aluminiumle-gierungen zu entwickeln, mit denen Strukturbauteile aus hochfesten Aluminiumknetlegie-rungen gefügt werden können. Die Nietentwicklung erfolgte zum einen auf der geeigneten Auswahl und Anpassung des Nietwerkstoffs sowie zum anderen auf der geometrischen Optimierung des Niets. Aus-gangslage des Forschungsprojektes bildete ein Referenz-Niet aus EN AW-7075 T73 der Firma Kerb-Konus-Vertriebs-GmbH, mit welchem eine Gesamtblechdicke von 2,2 mm EN AW-6111 PX gefügt werden kann. Mit dem neu entwickelten Vollstanznieten aus AA 7068 kann die fügbare Gesamtblechdicke auf 3,1 mm bzw. 4,0 mm des Werkstoffes EN AW-6111 PX gesteigert werden. Zudem ist es erstmals möglich den Werkstoff EN AW-2024 T351 in einer Gesamtblechdicke von 2,6 mm mit einem Vollstanzniet aus Aluminium zu fügen. Die Erweiterung der Einsatzgrenzen eines Aluminium-Vollstanzniets sowohl hinsichtlich der maximalen Gesamtblechdicke als auch hinsichtlich der maximalen Festigkeit der fügbaren Werkstoffe konnte im Rahmen des Projektes erfolgreich umgesetzt werden.