Mit dem Ziel, die gesetzlichen Vorgaben im Hinblick auf den Flottenverbrauch zu erfüllen, die CO2 Emissionen zu reduzieren und den Kraftstoffverbrauch der PKW zu senken, haben sich im Automobilbau unterschiedliche Elektrofahrzeugkonzepte etabliert. Neben dem konventionellen Elektrofahrzeug bestehen zahlreiche hybride Ansätze bei denen das Fahrzeug von einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor angetrieben wird, wie z.B. Plug-in-Hybird oder Range-Extender. Alle Konzepte haben gemein, dass der Antrieb über mindestens einen Elektromotor verfügt, bei dessen Herstellung unterschiedliche Schweißaufgaben zu erfüllen sind. Eine dieser Schweißaufgaben ist das Verbinden von Hairpin-Drähten aus Kupfer für Statoren im Bördelstoß. Beim Schweißen derartiger Verbindungen bestehen verschiedene werkstoff- und prozessseitige Herausforderungen, die mit Hilfe des Elektronenstrahlschweißens gelöst werden können. Für das Schweißen von Hairpindrähten sind die zwei Kupferwerkstoffe Cu-OF und Cu-ETP relevant. Dabei ist das OF-Kupfer aufgrund des niedrigen Sauerstoffgehaltes gut schweißgeeignet und das sauerstoffhaltige Kupfer schlecht schweißgeeignet. Aufgrund der bestehenden Herausforderungen beim Schweißen von Kupfer kann das Elektronenstrahlschweißen (EBW) als prädestiniertes Schweißverfahren betrachtet werden. Zum einen verfügt das Elektronenstrahlschweißen über eine sehr hohe Leistungsdichte, da beim Elektronenstrahlschweißen die Energieeinkopplung weder in gleichem Maße werkstoffabhängig ist, wie beispielsweise beim Laserstrahlschweißen, noch ist der reflektierte Anteil der einfallenden Strahlung derart hoch wie beim Laserstrahlschweißen. Zum anderen bietet das Elektronenstrahlschweißen die Möglichkeit, die Entgasungsbedingungen gezielt durch die Relativbewegung zwischen Strahl und Werkstück beeinflussen zu können. Ziel der geplanten Forschungsarbeiten ist es, das erarbeitete Wissen über die Zusammenhänge zwischen Werkstoff, Schweißprozessparametern, -varianten und dem Schweißergebnis, insbesondere im Bezug auf den Anbindungsquerschnitt, Poren, der Spritzerneigung und den Übergangswiderstand grundlegend an einzelnen Hairpinpaaren zu untersuchen und zu erweitern.
Dobeneck-Technologie-Stiftung
