Analyse und Bewertung der mechanisch-technologischen Eigenschaften von geschweißten Mischverbindungen aus Aluminium und Titan

Das Potenzial von Mischverbindungen aus Titan und Aluminium besteht insbesondere dort, wo die Eigenschaften des monolithischen Aluminiums den spezifischen Anforderungen eines Bauteils nicht oder nur unzureichend gerecht werden und daher heute vielfach mangels Alternative Titanwerkstoffe zum Einsatz kommen. Für die Luftfahrzeugindustrie stellt daher das stoffschlüssige Fügen von Titan und Aluminium durch Schmelzschweißen entsprechend der Anbindung über die flüssige Phase des Aluminiums einen Meilenstein in der Entwicklung metallischer Komponenten dar. Potentielle Anwendungen ergeben sich in Bereichen mit erhöhter Temperaturbelastung, mit erhöhten Korrosionsanforderungen oder auch in Bereichen mit erhöhten mechanischen Anforderungen. Vor dem Hintergrund eines zunehmenden Anteils faserverstärkter Kunststoffe im modernen Flugzeugbau sind zudem derartige Mischbauweisen als Bindeglied zu Aluminiumstrukturen denkbar. Die Vorgehensweise unterteilt sich in die drei Phasen Projektdefinition, Voruntersuchungen und Versuchsdurchführung mit -bewertung. Während der ersten Phase, die die Bereitstellung eines reproduzierbaren Prozesses verfolgt, werden wesentliche Voraussetzungen für die spätere Versuchsgestaltung und die Interpretation der Ergebnisse geschaffen. Die zweite Phase beinhaltet verschiedene Voruntersuchungen, die zur Gestaltung des Versuchsprogramms wie auch zur Interpretation des Versuchsergebnisses beitragen. So können anhand eines Simulationsmodells die Zusammenhänge von Prozessführung und werkstoffkundlichen Eigenschaften veranschaulicht werden. Die Untersuchung und Interpretation der Verbindungseigenschaften unter den Aspekten quasistatische und zyklische Beanspruchung sowie Schadenstoleranz-Verhalten ist Gegenstand der dritten Phase.