Samstag, 14 August 2021 09:00

Magnetpulsschweißen ermöglicht sicheren Wasserstoffeinsatz

Schriftgröße Schriftgröße verkleinern Schrift vergrößern
Drucken
E-Mail

Geschätzte Lesezeit: 1 - 2 Minuten

Beim Magnetpulsschweißen sorgt der magnetische Druck einer Werkzeugspule für eine Hochgeschwindigkeitskollision und das Ausbilden einer stoffschlüssigen Überlappverbindung mit mehreren Millimetern Breite sowie hoher Stabilität und Dichtigkeit auch bei extremen Einsatzbedingungen.

Die Luftfahrt denkt daran, künftig auch wasserstoffbasierte Antriebe für Flugzeuge zu nutzen. Doch die Speicherung dieser Energiequelle stellt die Flugzeugbauer vor Herausforderungen. Wasserstoff wird erst bei minus 253 Grad Celsius flüssig. Sowohl Tanks als auch Rohrsysteme in der Maschine müssen bei diesen tiefen Temperaturen absolut dicht sein.

Ein neuartiges Schweißverfahren soll dabei helfen: das Magnetpulsschweißen. Am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden demonstrierten Forschende nun, dass dieses Fügeverfahren zuverlässig extrem belastbare metallische Mischverbindungen für kryogene Anwendungen erzeugen kann. Die exzellenten Verbindungseigenschaften konnten sie in Kooperation mit der TU München erzielen.

Das Magnetpulsschweißen basiert nicht auf einem hohen Wärmeeintrag, sondern hauptsächlich auf hohem Druck zwischen den Fügepartnern. Zu Beginn des Prozesses besteht zwischen den Fügepartnern ein Abstand von einem bis anderthalb Millimetern. Durch ein Magnetfeld wird einer der beiden Partner beschleunigt. Die Metalle prallen unter dem Auftreten eines hellen Blitzes im weiteren Prozess mit hoher Geschwindigkeit aufeinander – mit immerhin 200 bis 300 Metern pro Sekunde. Dadurch entsteht an der Fügefläche ein hoher Druck, der letztlich zum Verschweißen führt. Durch Magnetpulsschweißen können für die Wasserstofftechnologie wichtige Metallkombinationen aus z.B. Edelstahl und Aluminium, die bisher gar nicht oder nur schwer miteinander schweißbar waren, gefügt werden. Anwendungen sehen die Forscher neben der Luftfahrt auch in den Bereichen Raumfahrt, Elektromobilität oder Elektronik.