Technische Universität Chemnitz
Das Metall-Ultraschallschweißen (USMW) wird besonders in der Automobilindustrie eingesetzt, um Leitungen mit Terminals zu verbinden. Insbesondere die zunehmende Integration von leichteren Aluminiumleitungen als Ersatz für Kupferleitungen im Hochvolt-Bordnetz hat neue Herausforderungen und Möglichkeiten für das USMW eröffnet. Die Prozessüberwachung im Serienprozess erfolgt dabei zum einen stichprobenartig durch zerstörende Zugprüfungen und zum anderen anhand der Grenzwertüberwachung der USMW-Anlagen. Die Überwachung aller Verbindungen bis auf Losgröße 1 ist bis heute aufgrund der großen Menge an Pseudoausschuss bzw. unidentifizierter Fehlschweißungen nicht möglich. Die artfremde Verbindung, die aus dem Einsatz von Aluminiumleitungen und Kupferterminals resultiert, ermöglicht jedoch die Überwachung anderer physikalischer Eigenschaften. So beschäftigt sich dieser Beitrag mit der Nutzbarmachung des thermoelektrischen Effektes für eine potentielle Prozessüberwachung des USMW-Prozesses. Es wird eine theoretische Betrachtung der Umsetzbarkeit vorgenommen sowie der Messaufbau beschrieben. Zur Untersuchung der Nutzbarkeit dieser Methode wurde eine Spearman-Korrelation zwischen thermoelektrischen, thermischen, vibrometrischen und maschinenseitig ermittelten Größen sowie der Verbindungsfestigkeit vorgenommen. Mithilfe des Versuchsaufbaus konnte eine Spearman-Korrelation von 94,3 % zwischen dem Spitzenwert der Thermospannung und der Verbundfestigkeit erreicht werden.
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