Verbindungen bezeichnen in der Werkstofftechnik alle konstruktiven und stofflichen Maßnahmen, mit denen zwei oder mehr Bauteile zu einem funktionsfähigen System zusammengefügt werden. Sie bestimmen maßgeblich die mechanische Integrität, Dauerfestigkeit, Austauschbarkeit und Montagefreundlichkeit von Strukturen.

Grundsätzlich wird zwischen lösbaren und unlösbaren Verbindungen unterschieden. Lösbare Verbindungen wie Gewindeverbindungen, Klemm‑ oder Stecksysteme erlauben eine zerstörungsfreie Demontage. Unlösbare Verbindungen, etwa Schweiß‑, Löt‑, Kleb‑ oder Nietverbindungen, können nur unter Beschädigung der Fügezone oder der Bauteile getrennt werden.

Aus werkstoffwissenschaftlicher Sicht sind die lokalen Spannungszustände, die Mikrostrukturentwicklung in der Fügezone sowie korrosive und thermische Beanspruchungen entscheidend. Bei metallischen Verbindungen – z.B. Aluminiumverbindungen – spielen Gefügeumwandlungen, Ausscheidungshärtung, Schmelzmetallurgie sowie Diffusionsprozesse eine zentrale Rolle. Bei hybriden Verbindungen (Metall–Polymer, Metall–Keramik) sind Grenzflächenhaftung, thermische Ausdehnungsunterschiede und Restspannungen kritisch.

Modulare Verbindungen ermöglichen durch standardisierte Schnittstellen die flexible Konfiguration komplexer Systeme. Sie erfordern hohe Maßhaltigkeit, definierte Toleranzen und reproduzierbare Oberflächeneigenschaften, um Funktions‑ und Dichtheitsanforderungen sicherzustellen.

Die Auslegung von Verbindungen umfasst strukturelle Festigkeitsnachweise (statisch, zyklisch), Versagensanalysen (Ermüdung, Sprödbruch, Kriechen), Fügetechnik‑spezifische Modelle sowie Lebensdauer‑ und Zuverlässigkeitsbewertungen. Verbindungen sind damit oft die kritischsten Bereiche eines Bauteils und bestimmen dessen betriebliche Sicherheitsgrenzen.