Aluminiumlegierungen werden aufgrund ihrer guten Korrosionsbeständigkeit und geringen Dichte häufig in Leichtbaukonstruktionen eingesetzt. Die Erzielung dauerhafter Verbindungen bleibt jedoch eine Herausforderung, wenn herkömmliche Schweißmethoden verwendet werden, aufgrund der Bildung stabiler Oberflächenoxidfilme und der hohen Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumlegierungen. Als alternative Verbindungstechnik wird das Selbststichen häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt; dennoch leidet es oft unter Spannungsconcentration, Gleitverschleiß und einer daraus resultierenden Verringerung der Ermüdungsfestigkeit. In dieser Studie wurde das Punktstoßschweißen als potenzielle Festkörperverbindungstechnik für Aluminiumlegierungen untersucht. Stoßversuche wurden mit der Aluminiumlegierung A5052 unter verschiedenen Stoßgeschwindigkeiten und Impaktor-Geometrien durchgeführt, um die Mechanismen der Oxidfilmzerstörung und der Verbindungsbildung zu klären. Die Eigenschaften der Nachstoßverbindung wurden durch Querschnittsbeobachtungen mit optischer Mikroskopie bewertet, kombiniert mit laserinduzierter Breakdown-Spektroskopie zur Untersuchung der Elementverteilungen in der Nähe der Bindungsoberfläche. Die Ergebnisse zeigten, dass die Änderungen der Stoßgeschwindigkeit und der Impaktorform einen signifikanten Einfluss auf das interfaciale Kontaktverhalten, die Verteilung des Oxidfilms und die Kontinuität der Aluminiummatrix hatten. Unter geeigneten Stoßbedingungen wurde eine effektive Oxidentfernung und direkter Metall-zu-Metall-Kontakt erreicht, was zur Bildung metallurgischer Bindungen führte. Das Bindungsverhalten wurde weiter aus der Perspektive der Kontinuumsmechanik interpretiert, wobei die Rolle des schubgetriebenen interfacialen Materialflusses bei der Oxidentfernung und der lokalen metallurgischen Bindung hervorgehoben wurde. Diese Erkenntnisse bieten neue Einblicke in die interfacialen Mechanismen, die das Punktstoßschweißen steuern, und heben die potenzielle Anwendbarkeit als zuverlässige Verbindungstechnik für leichte Aluminiumstrukturen hervor.
ZHU et al. (Thu,) haben diese Frage untersucht.