Einsatz von Aluminium-Funktionselementen bei Aluminiumanwendungen

Aufgrund des zunehmenden Leichtbaus und des damit verbundenen Einsatzes neuer und leichter Werkstoffe in vielen Bereichen der blechverarbeitenden Industrie, kommt es u. a. in der Automobilindustrie immer häufiger zum Einsatz von Aluminiumlegierungen.

Bedingt durch die Umstellung auf Aluminiumwerkstoffe, die nicht nur artrein sondern auch in Mischbauweise mit anderen Werkstoffen verbunden werden, muss auch eine Anpassung der Fügeverfahren erfolgen. Hier bieten mechanische Fügeverfahren wie Clinchen, Stanznieten aber auch das Verbinden mit Hilfe von Funktionselementen, als Verfahren, das eine lösbare Verbindung ermöglicht, ein großes Potential. Bei Letzteren befinden sich derzeit überwiegend schwere Stahlfunktionselemente im Einsatz, die zur Vermeidung von Kontaktkorrosion mit aufwendigen Beschichtungen zu versehen sind. Auch in Bezug auf Recycling, welches eine immer größere Bedeutung gewinnt, muss bei Stahlelementen in Aluminiumbauteilen am Ende der Produktlebenszeit eine aufwendige Trennung erfolgen.

Als Alternative zu den Funktionselementen aus Stahl, wurden und werden daher Funktionselemente aus Aluminium entwickelt. Zurzeit existieren jedoch noch keine Kennwerte in Bezug auf das Einbring-, Festigkeits- oder das Korrosionsverhalten dieser Funktionselemente bzw. der mit Hilfe dieser Funktionselemente erstellten Gesamtverbindungen. Auch gibt es keine Informationen darüber, wie sich Funktionselemente aus Aluminium gegenüber einer thermischen Belastung oder durch schwankende Prozessrandbedingungen, wie z. B. Vorlochtoleranzen, verhalten.

Um einen kalkulierbaren Einsatz von Funktionselementen aus Aluminium beispielsweise im Automobilbau zu ermöglichen, wurden im Rahmen dieses Projekts eine Reihe unterschiedlicher Untersuchungen durchgeführt. Diese Untersuchungen ließen sich grob in zwei Gruppen unterteilen: Untersuchungen am eingebrachten Funktionselement (unverschraubt) und Untersuchungen an verschraubten Gesamtverbindungen.