Diffusionsschweißen kann als einziges Fügeverfahren innenliegende Strukturen ohne Zusatzwerkstoffe, wie Lötfolie, vollflächig verbinden. So entstehen Bauteile, die höchstem Druck standhalten und gute Korrosionsbeständigkeit besitzen. Beim uniaxialen Diffusionsschweißen werden Bauteile in Schweißöfen unter Hochvakuum aufgeheizt und im Anschluss wird über einen Pressstempel eine Fügekraft aufgebracht. Bei einer Temperatur von ca. 80 Prozent der Schmelztemperatur des Werkstoffs werden durch Flächenpressung die Oberflächenrauigkeiten der Kontaktflächen eingeebnet, was zu Bauteildeformation führt. Je größer die Rauigkeit und der zu fügende Querschnitt ist, desto ausgeprägter ist die Verformung. Besonders mikrostrukturierte Bauteile mit kleinen Fügequerschnitten weisen ein Verformungsrisiko auf. Das Verformungsverhalten ist insgesamt abhängig von der Bauteilgeometrie, sodass die Deformation nur schwer kontrollierbar ist.
Wissenschaftler des KIT haben ein Verfahren zum Diffusionsschweißen entwickelt, mit dem eine bessere Kontrolle der Verformung möglich ist. Dabei wird die Belastungshöhe variiert: Während die überwiegende Zeit eine niedrigere Flächenpressung anliegt und keine Verformung auftritt, wird die Flächenpressung mehrmals kurzzeitig erhöht. Dabei erfolgt plastisches Fließen und Oberflächenrauigkeiten werden optimal eingeebnet. Während der überwiegenden Fügedauer bei geringerer Flächenpressung werden verbliebene Poren durch Volumendiffusion geschlossen. Für jeden Prozessschritt kann die Verformung begrenzt werden. Die Parameter Temperatur, Fügekraft und Dauer der Druckaufbringung können zur nächsten Phase hin angepasst und nachjustiert werden. Durch die sukzessive Verbindungsbildung entstehen hochvakuumdichte Bauteile.
Zu dieser Technologie erhalten Sie am Stand des KIT einen Überblick. Tiefergehende Informationen können im Anschluss an die Messe individuell im Kontakt mit den zuständigen wissenschaftlichen Beschäftigten des KIT ausgetauscht werden.
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