Qualifizierung des vorlochfreien Direktverschraubens von CFK-Mischbaustrukturen für den Einsatz im Automobilbau

Die Realisierung von CFK-Mischbaustrukturen im Automobilbau stellt geänderte Anforderungen an die relevanten Einflussfaktoren des vorlochfreien Direktverschraubens. Für diese, auf Aluminiumwerkstoffe ausgelegte Fügetechnologie, ist zur Einhaltung der hohen Anforderungen eine Anpassung der Einflussfaktoren erforderlich. Ziel dieser Arbeit ist es das vorlochfreie Direktverschrauben für den Einsatz bei CFK-Mischbaustrukturen im Automobilbau zu qualifizieren. Eine prozesssichere Anwendung des Verfahrens soll anhand einer systematischen Betrachtung der Einflussfaktoren, sowie der Definition und Erprobung geeigneter Anpassungen sichergestellt werden. Einen Schwerpunkt dieser Arbeit umfasst die experimentelle Ermittlung der Schraubengeometrie sowie einer werkstoffgerechten Prozessführung. Im Vordergrund stehen dabei sowohl die Einhaltung der werkstofflichen Randbedingungen, speziell durch die Anwendung des CFK-Werkstoffes, sowie die Erhöhung der Verbindungsqualität. Eine nachfolgende elektrochemische Charakterisierung unterschiedlicher Schraubenbeschichtungen ermöglicht eine Prognose der zu erwartenden Korrosionsbeständigkeit der CFK-Mischbauverbindungen. Die Betrachtung der morphologischen Beschichtungseigenschaften mittels Querschliffanalyse und eines Setzversuches geben Aufschluss über die Tauglichkeit des Beschichtungs-systems für den Setzprozess. Im Anschluss erfolgt die Validierung dieser Einschätzung mittels standardisierter Korrosionsprüfungen an elementaren Schrauben und Schraubverbindungen. Weiterhin werden die genannten Einflussfaktoren auf das Trag- und Versagensverhalten von Direktverschraubungen herausgestellt. Anhand der gewählten Vorgehensweise soll eine prozesssichere Anwendung des vorlochfreien Direktverschraubens für CFK-Mischbaustrukturen ermöglicht werden.