Joining bezeichnet in den Ingenieurwissenschaften alle Verfahren zur dauerhaften oder lösbaren Verbindung von Bauteilen, wobei stoffschlüssige, formschlüssige und kraftschlüssige Prinzipien unterschieden werden. Im Fokus moderner Fügetechnologien steht nicht nur die geometrische Verbindung, sondern auch die gezielte Beeinflussung der lokalen Mikrostruktur, Grenzflächenchemie und mechanischen Integrität.

Zu den stoffschlüssigen Fügeprozessen zählen Schweißen, Löten und Kleben. Beim Löten wird z. B. ein Zusatzwerkstoff mit niedrigerem Schmelzpunkt genutzt, um metallurgische Bindungen an der Grenzfläche auszubilden, während der Grundwerkstoff weitgehend fest bleibt. Hybrides Fügen kombiniert unterschiedliche Mechanismen, etwa Schweißen mit Kleben oder mechanischen Elementen, um Steifigkeit, Dämpfung, Medienbeständigkeit und Reparierbarkeit zu optimieren.

Ein zentrales Thema ist die Verbindung ungleicher Materialien (z. B. Ungleichmetallverbindungen Al–Cu oder Metall–Keramik). Hier dominieren Herausforderungen wie unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten, intermetallische Phasenbildung, Restspannungen und Benetzbarkeit. Spezifische Prozessführungen, Zwischenschichten oder Gradientenwerkstoffe werden eingesetzt, um die Grenzflächeneigenschaften zu kontrollieren.

Im Bereich Nanojoining werden Fügetechniken auf Mikro- und Nanoskalen übertragen. Hier spielen Oberflächeneffekte, Diffusion, Kapillarkräfte sowie kontrollierte Selbstorganisation eine zentrale Rolle. Anwendungen reichen von Aufbau- und Verbindungstechnik in der Mikroelektronik bis zu MEMS/NEMS-Strukturen. Für alle Skalen gilt: Die Werkstoffauswahl, Prozesskinetik und Grenzflächencharakterisierung (z. B. mittels TEM, EDX, Atomsondentomographie) sind entscheidend für die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Verbindungen.