{"id":2414,"date":"2026-03-20T11:43:02","date_gmt":"2026-03-20T10:43:02","guid":{"rendered":"https:\/\/g7itchme.wordpress.com\/?p=2414"},"modified":"2026-03-20T11:43:02","modified_gmt":"2026-03-20T10:43:02","slug":"schweisen-im-mischbau-verbindung-artfremder-materialien","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/technodidact.de\/en\/schweisen-im-mischbau-verbindung-artfremder-materialien\/","title":{"rendered":"Schwei\u00dfen im Mischbau: Verbindung artfremder Materialien"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Einleitung: Die Quadratur des Kreises?<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der moderne Leichtbau stellt die Schwei\u00dftechnik vor eine ihrer gr\u00f6\u00dften Herausforderungen: die Verbindung artfremder Materialien. Stahl mit Aluminium, Aluminium mit Magnesium, Metall mit Kunststoff \u2013 jede dieser Kombinationen ist eine technologische Quadratur des Kreises. Unterschiedliche Schmelzpunkte, unterschiedliche W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten, unterschiedliche chemische Affinit\u00e4ten und vor allem die Bildung spr\u00f6der, verspr\u00f6dender intermetallischer Phasen machen das Schmelzschwei\u00dfen vieler Materialkombinationen unm\u00f6glich.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Und doch ist der Mischbau unverzichtbar. In der Elektromobilit\u00e4t m\u00fcssen leichte Aluminiumstrukturen mit hochfesten Stahlkomponenten verbunden werden. In der Luftfahrt treffen Titan und Aluminium aufeinander. In der Leistungselektronik werden Kupfer und Aluminium f\u00fcr Batterieverbindungen gef\u00fcgt. Dieser Artikel beleuchtet die physikalischen und metallurgischen Grundlagen des Mischbaus, die verf\u00fcgbaren F\u00fcgeverfahren und die innovativen L\u00f6sungen, die die Grenzen des Machbaren verschieben.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Warum Mischbau? Die Treiber der Entwicklung<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der Trend zum Mischbau wird durch mehrere \u00fcbergeordnete Anforderungen getrieben:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table class=\"has-fixed-layout\"><thead><tr><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Treiber<\/strong><\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Beschreibung<\/strong><\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Beispiel<\/strong><\/th><\/tr><\/thead><tbody><tr><td><strong>Leichtbau<\/strong><\/td><td>Jedes Bauteil soll aus dem optimalen Werkstoff bestehen: Aluminium oder Magnesium f\u00fcr nicht tragende Strukturen, hochfester Stahl f\u00fcr Sicherheitszellen, CFK f\u00fcr extreme Leichtbauanforderungen.<\/td><td>Elektrofahrzeug-Karosserie: Aluminium f\u00fcr T\u00fcren und Hauben, pressgeh\u00e4rteter Stahl f\u00fcr die Batteriezelle, CFK f\u00fcr Dach und Heckklappe.<\/td><\/tr><tr><td><strong>Kosteneffizienz<\/strong><\/td><td>Teure Werkstoffe (z.B. Titan, CFK) werden nur dort eingesetzt, wo sie wirklich ben\u00f6tigt werden; der Rest des Bauteils besteht aus kosteng\u00fcnstigeren Materialien.<\/td><td>Luftfahrt: Titan f\u00fcr hochbelastete Strukturen, Aluminium f\u00fcr sekund\u00e4re Strukturen.<\/td><\/tr><tr><td><strong>Funktionsintegration<\/strong><\/td><td>Unterschiedliche Materialien erf\u00fcllen unterschiedliche Funktionen: elektrische Leitf\u00e4higkeit (Kupfer), Korrosionsbest\u00e4ndigkeit (Edelstahl), magnetische Eigenschaften (Elektroblech).<\/td><td>Batteriepack: Aluminium f\u00fcr das Geh\u00e4use (Gewicht), Kupfer f\u00fcr die Stromschienen (Leitf\u00e4higkeit), Stahl f\u00fcr die Befestigungspunkte (Festigkeit).<\/td><\/tr><tr><td><strong>Verf\u00fcgbarkeit und Recycling<\/strong><\/td><td>Knappe oder teure Werkstoffe werden durch alternative Materialien ersetzt; die Recyclingf\u00e4higkeit der Mischverbindung muss gew\u00e4hrleistet sein.<\/td><td>Kupfer-Aluminium-Verbindungen in der Elektrotechnik zur Reduktion des Kupfereinsatzes.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Die Herausforderung: Intermetallische Phasen und unterschiedliche Eigenschaften<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Verbindung artfremder Metalle ist aus metallurgischer Sicht ein Balanceakt. Die zentralen Probleme:<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>1. Unterschiedliche Schmelzpunkte:<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Aluminium schmilzt bei 660 \u00b0C, Stahl bei etwa 1.400 \u00b0C. Beim Schmelzschwei\u00dfen w\u00fcrde das Aluminium verdampfen, bevor der Stahl aufschmilzt \u2013 oder der Stahl bleibt fest, w\u00e4hrend das Aluminium bereits fl\u00fcssig ist.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>2. Unterschiedliche W\u00e4rmeausdehnung:<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Aluminium dehnt sich etwa doppelt so stark aus wie Stahl. Beim Abk\u00fchlen entstehen erhebliche thermische Spannungen, die zu Rissen oder Verzug f\u00fchren k\u00f6nnen.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>3. Bildung intermetallischer Phasen:<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Die gr\u00f6\u00dfte Herausforderung. Wenn Aluminium und Stahl miteinander reagieren, entstehen intermetallische Phasen wie Fe\u2082Al\u2085 oder FeAl\u2083. Diese Phasen sind extrem hart und spr\u00f6de und verspr\u00f6den die Verbindung. Bereits eine Schichtdicke von wenigen Mikrometern kann zum Versagen f\u00fchren.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>4. Elektrochemische Korrosion (Kontaktkorrosion):<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Unterschiedliche Metalle haben unterschiedliche elektrochemische Potentiale. In Verbindung mit einem Elektrolyten (z.B. Feuchtigkeit) bildet sich ein galvanisches Element, das zur Korrosion des unedleren Metalls f\u00fchrt.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Verfahren f\u00fcr den Mischbau: Eine \u00dcbersicht<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Verbindung artfremder Materialien erfordert Verfahren, die entweder ohne Schmelze auskommen (F\u00fcgen im festen Zustand) oder die Bildung spr\u00f6der Phasen gezielt begrenzen.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table class=\"has-fixed-layout\"><thead><tr><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Verfahren<\/strong><\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Prinzip<\/strong><\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Geeignet f\u00fcr<\/strong><\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Vorteile<\/strong><\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Nachteile<\/strong><\/th><\/tr><\/thead><tbody><tr><td><strong>R\u00fchrreibschwei\u00dfen (FSW)<\/strong><\/td><td>Rotierender Werkzeugstift verr\u00fchrt die Materialien im plastischen Zustand.<\/td><td>Aluminium-Stahl, Aluminium-Magnesium, Aluminium-Kupfer<\/td><td>Keine Schmelze; geringe Phasenbildung; hohe Festigkeit.<\/td><td>Aufwendige Vorrichtungen; begrenzte Geometrien.<\/td><\/tr><tr><td><strong>Reibschwei\u00dfen (Rotationsreiben)<\/strong><\/td><td>Ein Bauteil rotiert und wird unter Druck gegen das andere gepresst.<\/td><td>Aluminium-Stahl, Kupfer-Aluminium (rotationssymmetrische Teile)<\/td><td>Hohe Festigkeit; keine Schmelze; kurze Prozesszeiten.<\/td><td>Nur rotationssymmetrische Bauteile.<\/td><\/tr><tr><td><strong>Ultraschallschwei\u00dfen<\/strong><\/td><td>Hochfrequente Schwingungen erzeugen eine Verbindung im festen Zustand.<\/td><td>Aluminium-Kupfer, Aluminium-Nickel (Folien, d\u00fcnne Bleche)<\/td><td>Geringe W\u00e4rmeeinbringung; hohe elektrische Leitf\u00e4higkeit; sehr kurze Prozesszeiten.<\/td><td>Begrenzte Materialdicken; nur f\u00fcr d\u00fcnne Folien und Dr\u00e4hte.<\/td><\/tr><tr><td><strong>MAG-Schwei\u00dfen mit speziellen Zusatzwerkstoffen<\/strong><\/td><td>Verwendung von Zusatzwerkstoffen mit hohem Silizium- oder Aluminiumgehalt zur Steuerung der Phasenbildung.<\/td><td>Aluminium-Stahl (beschichtete St\u00e4hle)<\/td><td>Hohe Produktivit\u00e4t; automatisierbar.<\/td><td>Aufwendige Prozessoptimierung; Risiko der Phasenbildung.<\/td><\/tr><tr><td><strong>Laserstrahlschwei\u00dfen mit Strahloszillation<\/strong><\/td><td>Schnelle Oszillation des Laserstrahls zur Kontrolle der W\u00e4rmeeinbringung und der Phasenbildung.<\/td><td>Aluminium-Stahl, Kupfer-Aluminium<\/td><td>Hohe Pr\u00e4zision; geringe W\u00e4rmeeinbringung; automatisierbar.<\/td><td>Hohe Investitionskosten; empfindlich gegen\u00fcber Spaltma\u00dfen.<\/td><\/tr><tr><td><strong>Klebtechnik (hybrid)<\/strong><\/td><td>Strukturklebstoff als prim\u00e4res F\u00fcgeelement; Schwei\u00dfpunkte oder Nieten als Fixierung.<\/td><td>Stahl-Aluminium, Stahl-CFK, Aluminium-CFK<\/td><td>Keine thermische Belastung; gute Schwingfestigkeit; dichtet ab.<\/td><td>Begrenzte Temperaturbest\u00e4ndigkeit; aufwendige Oberfl\u00e4chenvorbereitung.<\/td><\/tr><tr><td><strong>Mechanisches F\u00fcgen (Clinchen, Nieten)<\/strong><\/td><td>Mechanische Verformung oder Setzen von Nieten.<\/td><td>Stahl-Aluminium, Aluminium-CFK<\/td><td>Keine thermische Belastung; prozesssicher; gut automatisierbar.<\/td><td>Zus\u00e4tzliches Bauteilgewicht (Niete); nicht dicht.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Aluminium-Stahl: Die h\u00e4ufigste Mischverbindung<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Verbindung von Aluminium und Stahl ist die mit Abstand h\u00e4ufigste Mischverbindung \u2013 insbesondere im Automobilbau und in der Elektromobilit\u00e4t. Die Herausforderung: die Bildung spr\u00f6der Fe-Al-Phasen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Strategien zur Phasenkontrolle:<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ol start=\"1\" class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Minimierung der W\u00e4rmeeinbringung:<\/strong>\u00a0Je weniger W\u00e4rme eingebracht wird, desto d\u00fcnner bleibt die intermetallische Phase. Ultraschallschwei\u00dfen und R\u00fchrreibschwei\u00dfen sind daher besonders geeignet.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Gezielte Steuerung der Phasenbildung:<\/strong>\u00a0Beim Laser- oder Lichtbogenschwei\u00dfen wird durch die Wahl des Zusatzwerkstoffs (hoher Siliziumgehalt) die Bildung von Fe\u2082Al\u2085 unterdr\u00fcckt; es entsteht stattdessen die duktilere Phase FeAl\u2083.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Verwendung von Zwischenschichten:<\/strong>\u00a0Eine d\u00fcnne Schicht aus Nickel, Titan oder Zink zwischen Aluminium und Stahl wirkt als Diffusionsbarriere und verhindert das Wachstum intermetallischer Phasen.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Beschichtete St\u00e4hle:<\/strong>\u00a0Verzinkte oder aluminiert beschichtete St\u00e4hle (z.B. Usibor mit Al-Si-Beschichtung) bilden beim Schwei\u00dfen eine kontrollierte Zwischenschicht, die die Phasenbildung begrenzt.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Praxisbeispiel: Batteriekontaktierung in der Elektromobilit\u00e4t<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">In Elektrofahrzeug-Batterien m\u00fcssen hunderte von Aluminium-Kupfer-Verbindungen hergestellt werden \u2013 eine der anspruchsvollsten Mischverbindungen \u00fcberhaupt.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table class=\"has-fixed-layout\"><thead><tr><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Herausforderung<\/strong><\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>L\u00f6sung<\/strong><\/th><\/tr><\/thead><tbody><tr><td>Hohe elektrische Anforderungen<\/td><td>\u00dcbergangswiderstand &lt; 0,1 m\u03a9 \u00fcber die gesamte Lebensdauer.<\/td><\/tr><tr><td>Thermische Wechselbelastung<\/td><td>Temperaturwechsel von -40 \u00b0C bis +85 \u00b0C; unterschiedliche W\u00e4rmeausdehnung von Aluminium und Kupfer.<\/td><\/tr><tr><td>Korrosionsbest\u00e4ndigkeit<\/td><td>Kontaktkorrosion durch unterschiedliche elektrochemische Potentiale.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Etablierte L\u00f6sungen:<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Ultraschallschwei\u00dfen:<\/strong>\u00a0Standard f\u00fcr die Verbindung von Aluminium-Folien mit Kupfer-Anschlussfahnen. Keine Schmelze, minimale Phasenbildung, extrem niedriger \u00dcbergangswiderstand.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Laserstrahlschwei\u00dfen mit gr\u00fcnem Laser:<\/strong>\u00a0Gr\u00fcne Laser (515 nm) haben eine deutlich h\u00f6here Absorption in Kupfer als Infrarotlaser. Erm\u00f6glicht das direkte Schwei\u00dfen von Aluminium und Kupfer mit kontrollierter Phasenbildung.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Reibschwei\u00dfen:<\/strong>\u00a0F\u00fcr rotationssymmetrische Verbindungen (z.B. Rundstecker) das Verfahren der Wahl.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Aluminium-CFK: Metall mit Kunststoff verbinden<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Verbindung von Aluminium mit kohlenstofffaserverst\u00e4rktem Kunststoff (CFK) ist eine der gro\u00dfen Herausforderungen im Leichtbau. Die Werkstoffe sind chemisch und physikalisch so unterschiedlich, dass ein direkter Schmelzprozess unm\u00f6glich ist.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Verfahren:<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Kleben:<\/strong>\u00a0Das dominierende Verfahren. Strukturklebstoffe verbinden Aluminium und CFK mit hoher Festigkeit. Nachteil: Temperaturbest\u00e4ndigkeit begrenzt (meist &lt; 150 \u00b0C).<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Hybrides F\u00fcgen:<\/strong>\u00a0Kombination von Kleben mit mechanischen Elementen (Nieten, Schrauben) oder mit Schwei\u00dfpunkten, die auf der Aluminiumseite gesetzt werden.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Laserdurchstrahlschwei\u00dfen:<\/strong>\u00a0Der Laser strahlt durch den CFK und erw\u00e4rmt das Aluminium lokal; der CFK wird an der Grenzfl\u00e4che angeschmolzen und verbindet sich mit dem Aluminium. Forschungsthema, erste industrielle Anwendungen.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Induktionsschwei\u00dfen:<\/strong>\u00a0Metallische Einleger im CFK werden induktiv erw\u00e4rmt; das umgebende Kunststoffmatrixmaterial schmilzt und verbindet sich mit dem Aluminium.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Titan-Stahl und Titan-Aluminium: F\u00fcr h\u00f6chste Anspr\u00fcche<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Titan ist der Werkstoff der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und der chemischen Industrie. Seine Verbindung mit Stahl oder Aluminium ist besonders anspruchsvoll.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table class=\"has-fixed-layout\"><thead><tr><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Kombination<\/strong><\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Herausforderung<\/strong><\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Verfahren<\/strong><\/th><\/tr><\/thead><tbody><tr><td>Titan \u2013 Stahl<\/td><td>Bildung spr\u00f6der Ti-Fe-Phasen; unterschiedliche W\u00e4rmeausdehnung.<\/td><td>Reibschwei\u00dfen (rotationssymmetrische Teile); Sprengplattieren (fl\u00e4chige Verbunde); Diffusionsschwei\u00dfen mit Zwischenschicht (z.B. Vanadium).<\/td><\/tr><tr><td>Titan \u2013 Aluminium<\/td><td>Bildung spr\u00f6der Ti-Al-Phasen; unterschiedliche Schmelzpunkte.<\/td><td>Reibschwei\u00dfen; R\u00fchrreibschwei\u00dfen; Laserstrahlschwei\u00dfen mit Strahloszillation.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Hybride Verfahren: Die Kombination als L\u00f6sung<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Ein vielversprechender Ansatz f\u00fcr den Mischbau ist die Kombination mehrerer F\u00fcgeverfahren \u2013 das&nbsp;<strong>hybride F\u00fcgen<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table class=\"has-fixed-layout\"><thead><tr><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Hybridkombination<\/strong><\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Prinzip<\/strong><\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Anwendung<\/strong><\/th><\/tr><\/thead><tbody><tr><td><strong>Kleben + Punktschwei\u00dfen<\/strong><\/td><td>Der Klebstoff \u00fcbernimmt die fl\u00e4chige Verbindung und dichtet ab; die Schwei\u00dfpunkte fixieren die Bauteile w\u00e4hrend der Aush\u00e4rtung und erh\u00f6hen die Sch\u00e4lfestigkeit.<\/td><td>Automobilkarosserie (Aluminium-Stahl-Verbindungen); Batteriegeh\u00e4use.<\/td><\/tr><tr><td><strong>Kleben + Nieten<\/strong><\/td><td>\u00c4hnliches Prinzip; Nieten sind thermisch neutral und k\u00f6nnen auch bei CFK eingesetzt werden.<\/td><td>CFK-Aluminium-Verbindungen; Luftfahrt.<\/td><\/tr><tr><td><strong>Laser + Kleben<\/strong><\/td><td>Der Laser aktiviert die Oberfl\u00e4che vor dem Kleben oder erzeugt Mikrostrukturen zur Verbesserung der Haftung.<\/td><td>Hochfeste Mischverbindungen; Forschung.<\/td><\/tr><tr><td><strong>Schwei\u00dfen + mechanische Sicherung<\/strong><\/td><td>Zus\u00e4tzliche mechanische Elemente (Formschluss) erh\u00f6hen die Schwingfestigkeit und sichern die Verbindung bei Versagen der Schwei\u00dfung.<\/td><td>Sicherheitsrelevante Strukturen.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Normen und Qualit\u00e4tssicherung im Mischbau<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der Mischbau stellt die Qualit\u00e4tssicherung vor neue Herausforderungen. Traditionelle Pr\u00fcfverfahren sind oft nicht oder nur eingeschr\u00e4nkt anwendbar.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table class=\"has-fixed-layout\"><thead><tr><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>Herausforderung<\/strong><\/th><th class=\"has-text-align-left\" data-align=\"left\"><strong>L\u00f6sungsansatz<\/strong><\/th><\/tr><\/thead><tbody><tr><td>Fehlende Normen<\/td><td>F\u00fcr viele Mischverbindungen existieren keine etablierten Normen. Die Verfahrensqualifikation erfolgt \u00fcber projektspezifische Pr\u00fcfungen und technische Lieferbedingungen.<\/td><\/tr><tr><td>Pr\u00fcfbarkeit<\/td><td>Ultraschallpr\u00fcfung ist bei Mischverbindungen aufgrund der unterschiedlichen Impedanzen oft nicht anwendbar. Alternative: R\u00f6ntgenpr\u00fcfung (bei g\u00fcnstiger Geometrie) oder zerst\u00f6rende Pr\u00fcfung an Begleitproben.<\/td><\/tr><tr><td>Langzeitverhalten<\/td><td>Die Langzeitstabilit\u00e4t von Mischverbindungen unter Temperaturwechsel, Korrosion und mechanischer Belastung ist oft nicht ausreichend erforscht. Aufwendige Langzeittests sind erforderlich.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Forschung und Entwicklung: Neue Horizonte<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Forschung zum Mischbau ist intensiv wie nie zuvor. Schwerpunkte:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Neue Zusatzwerkstoffe:<\/strong>\u00a0Entwicklung von F\u00fclldr\u00e4hten und Einlagen mit definierten Legierungselementen zur Steuerung der Phasenbildung.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Oberfl\u00e4chentechnologien:<\/strong>\u00a0Plasmabehandlung, Laserstrukturierung, Aufbringen von Diffusionsbarrieren zur Verbesserung der Verbindungseigenschaften.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Prozesssimulation:<\/strong>\u00a0Mehrskalige Simulation (vom Atom bis zum Bauteil) zur Vorhersage der Phasenbildung und der mechanischen Eigenschaften.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>In-situ-\u00dcberwachung:<\/strong>\u00a0Spektroskopische Verfahren zur \u00dcberwachung der Phasenbildung w\u00e4hrend des Schwei\u00dfprozesses [3].<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Ausblick: Der Mischbau als Normalfall<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der Mischbau wird in den kommenden Jahren vom Sonderfall zum Normalfall werden. Die Treiber:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Elektromobilit\u00e4t:<\/strong>\u00a0Jedes Elektrofahrzeug enth\u00e4lt hunderte von Mischverbindungen (Aluminium-Stahl, Aluminium-Kupfer, Stahl-Kupfer).<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Leichtbau:<\/strong>\u00a0Die Anforderungen an Energieeffizienz und CO\u2082-Reduktion werden den Einsatz von Mischbaukonstruktionen weiter forcieren.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Additive Fertigung:<\/strong>\u00a0Die additive Fertigung erm\u00f6glicht die Herstellung von Bauteilen mit integrierten Mischverbindungen und lokal unterschiedlichen Materialeigenschaften.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Herausforderungen sind gro\u00df \u2013 aber die L\u00f6sungen sind in Sicht. Das Schwei\u00dfen im Mischbau wird in den n\u00e4chsten Jahren eine der spannendsten und dynamischsten Entwicklungsfelder der F\u00fcgetechnik bleiben.<\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity\" \/>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Quellen:<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">[1] DVS \u2013 Deutscher Verband f\u00fcr Schwei\u00dfen und verwandte Verfahren e.V.:&nbsp;<em>Merkblatt DVS 2947: F\u00fcgen von Aluminium und Stahl \u2013 Verfahren und Anwendungen<\/em>. DVS Media GmbH, D\u00fcsseldorf, 2023.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">[2] DIN EN ISO 15614-14:&nbsp;<em>Schwei\u00dfen \u2013 Verfahrenspr\u00fcfung f\u00fcr das Schmelzschwei\u00dfen von metallischen Werkstoffen \u2013 Teil 14: Mischverbindungen<\/em>. Beuth Verlag, Berlin, aktuellste Fassung.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">[3] Forschungsvereinigung Schwei\u00dfen und verwandte Verfahren e.V. (DVS):&nbsp;<em>Forschungsbericht Nr. 456: Hybrides F\u00fcgen von Aluminium und CFK f\u00fcr den Leichtbau<\/em>. DVS Media GmbH, D\u00fcsseldorf, 2024.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">[4] Merklein, Marion; et al.:&nbsp;<em>Mischbau in der Elektromobilit\u00e4t \u2013 Herausforderungen und L\u00f6sungen<\/em>. In:&nbsp;<em>Tagungsband 15. Erlanger Workshop F\u00fcgetechnik<\/em>, 2024, S. 45\u201362.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Einleitung: Die Quadratur des Kreises? Der moderne Leichtbau stellt die Schwei\u00dftechnik vor eine ihrer gr\u00f6\u00dften Herausforderungen: die Verbindung artfremder Materialien. Stahl mit Aluminium, Aluminium mit Magnesium, Metall mit Kunststoff \u2013 jede dieser Kombinationen ist eine technologische Quadratur des Kreises. 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