Magnetpulsschweißen von Kupfer-Verbindungen und Kupfer-Mischverbindungen für die Wärmepumpenfertigung

Von:

Philipp Koch

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Im Zuge dieser Arbeit ist eine ganzheitliche Betrachtung der elektromagnetischen Pulstechnologie im Anwendungsfeld der Wärmepumpentechnologie erfolgt, um den Einsatzbereich der elektromagnetischen Pulstechnologie zu erweitern. Um möglichst aussagekräftige Ergebnisse zu ermitteln, wurden die in der Wärmepumpenfertigung typischerweise eingesetzten Werkstoffe Kupfer, rostfreier Stahl und Messing betrachtet. Hierzu wurde eine umfassende Parameterstudie zum Fügen von Kupfer-Kupfer-Verbindungen und Kupfer-Mischverbindungen mittels elektromagnetischer Pulstechnologie durchgeführt. Im Fokus dieser Untersuchung stehen die Wechselwirkungen der verschiedenen Einflussgrößen auf den Fügeprozess. Es werden die optimalen, zum Fügevorgang nötigen, Entladeenergien ermittelt und weiterhin werden die Beschleunigungsabstände der Flyer variiert, um so die Verformung des Targets bei kleinen Durchmessern zu untersuchen und dem Phänomen der Verformung des Targets entgegenzutreten. Das Unterbinden der Verformung wird angestrebt, da eine zu große Verringerung des Innendurchmessers, im Zuge einer Umformung des Targets, dazu führen kann, dass die Funktionsweise der Wärmepumpe eingeschränkt wird. Ebenso werden die Überlappungslängen der Fügepartner im Überlappstoß betrachtet, da diese Größe einen erheblichen Einfluss auf die Ausprägung der Fügezone und das Auftreten von Leckagen hat. Des Weiteren werden unterschiedliche Wandstärken von Target und Flyer untersucht. Weiterhin wird im Zuge der Parameterstudie eine Feldformerstudie zur Ermittlung der optimalen Feldformergeometrie durchgeführt. Die Ergebnisse, welche im Rahmen der Parameterstudie erhoben werden, sollen als Grundlage für eine spätere Anwendung der elektromagnetischen Pulstechnologie in der Wärmepumpenfertigung dienen.