Anwendungsuntersuchung zum Impulsfügen mit Halbhohlstanzniet

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Bewertung der Substitutionsfähigkeit des konventionellen Stanznietens mit Halbhohlniet durch das Impulsfügen mit Halbhohlniet. Am Fraunhofer IWU wurde eine druckluftbetriebene Fügeeinrichtung für Setzgeschwindigkeiten von etwa 10 m/s verwendet. Am LWF kam eine treibladungsbetriebene Einrichtung für Setzgeschwindigkeiten von größer als 100 m/s zum Einsatz.

Die Fügeversuche konzentrierten sich auf zwei Schwerpunkte. Zum einen wurde der Einsatz einer Formmatrize und zum anderen das Verwenden eines flachen Ambosses als Gegenwerkzeug untersucht. Die betrachteten Materialkombinationen bestanden im Wesentlichen aus reinen Stahl- oder Aluminiumverbindungen und aus Mischverbindungen dieser Werkstoffe. Die Bewertung der Verbindungsausbildung erfolgte anhand von Schliffbildanalysen. Verbindungsfestigkeiten wurden hauptsächlich durch Scherzugprüfungen unter quasistatischer Last ermittelt.
Die Untersuchungen haben bei einer Reihe von Verbindungen gezeigt, dass für das Impulsfügen gegen Flachmatrizen und auch gegen einen flachen Amboss mit Halbhohlnieten der C-Geometrie stabile Prozessfenster existieren.

Bei Verwendung eines flachen Amboss als Gegenwerkzeug steigt generell die Gefahr der Rissbildung im Niet. Dieser Aspekt muss beispielsweise durch erhöhten Prüfungsaufwand berücksichtigt werden. Weiterhin sollte für diese spezielle Verfahrensvariante die Nietgeometrie angepasst werden. Das Ziel sollte dabei in einer Optimierung des Nietspreizverhaltens bei verbessertem Widerstand gegen Nietrisse bestehen.

Das Impulsfügen gegen einen flachen Amboss ist besonders für Verbindungen zweier Aluminiumbleche sowohl gleicher als auch verschiedener Dicke geeignet. Stahlverbindungen sowie Mischverbindungen mit Stahl sind dagegen weniger für dieses Verfahren geeignet. Ursache ist vor allem die starke Belastung des Niets im Setzprozess.