Ultraschallmetallschweißen als energieeffizientes Fügeverfahren ist als Schlüsseltechnologie für die Fertigung von Technologie für die Mobilitäts- und Energiewende wie etwa Lithium-Ionen-Batterien von steigender Bedeutung. Das Verfahren hat den Vorteil, dass die Verbindungsbildung der beteiligten Metalle, wie zum Beispiel Aluminium- oder Kupfer-Folien oder Blechen im festen Zustand geschieht. Obwohl der Prozess bereits in vielen Bereichen erfolgreich eingesetzt wird, ist der Schweißprozess selbst und die Mechanismen dahinter noch nicht vollständig aufgeklärt. Zum besseren Verständnis des Prozesses wurden in einer ersten Studie anwendungsrelevante Verbindungen zwischen Aluminium und Kupfer geschweißt und studiert. Quantitative und qualitative Untersuchungen zur plastischen Verformung während des hochfrequenten Prozesses zur resultierenden Mikrostruktur und zu den damit verbundenen mechanischen Eigenschaften wurden durchgeführt [1].
Aufgrund der Variation in der Qualität der geschweißten Verbindung muss diese regelmäßig, oftmals zerstörend geprüft werden, was zu höheren Kosten, geringerer Effizienz führt und nicht im Sinne der Nachhaltigkeit ist. Deshalb ist vor allem in der Industrie eine zerstörungsfreie inline-Prozesskontrolle wünschenswert. Die Überwachung des Prozesses ist heute nicht ausreichend ausgereift um einen qualitativ stabilen Schweißprozess zu gewährleisten und soll in einer weiteren Studie untersucht werden. Ein Laser-Doppler-Vibrometer (LDV) und ein optisches laser-basiertes Mikrofon (OM) wurden zur in-situ Bewertung während des Schweißprozesses, von zumeist weniger als 1 s, genutzt. Die LDV- sowie die OM-Messdaten wurden anschließend mit den Maschinendaten des Schweißsystems und den Ergebnissen zur Qualität der Schweißungen korreliert.

References
 [1]    Li, J.; Zillner, J.; Balle, F. In-Depth Evaluation of Ultrasonically Welded Al/Cu Joint: Plastic Deformation, Microstructural Evolution, and Correlation with Mechanical Properties. Materials 2023, 16, 3033. https://doi.org/10.3390/ma16083033