Joining of blanks by cold pressure welding: Incremental rolling and strategies for surface activation and heat treatment

The cold pressure welding of metals is a joining by forming technique capable of joining both similar and dissimilar metals in their solid state. In this article collective research on the cold pressure welding of metals with the aim of increasing both the overall weld strength and the weld‐ability is presented. The application of innovative strategies based on electrochemical methods for an optimized conditioning of metal surfaces is investigated. The results account for a noticeable increase in the weld strength of steel‐aluminum joints after a surface activation consisting of either an electrochemical roughening or electrodeposition of a bifunctional organosilane thin film. In addition to the surface activation process regimes for the pre‐ and post‐welding heat treatment is investigated. Both weld strength and weld ability are improved due to heat treatments of steel sheets with various coatings and uncoated aluminium. The cold pressure welding is hereby done by incremental rolling, a new design process that allows for the manufacture of linear and curved joints between sheet metal blanks. Translation Das Kaltpressschweißen von Metallen ist ein Verfahren des Umformtechnischen Fügens mit besonders interessanten Möglichkeiten für Multi‐Material‐Verbindungen aus artfremden Metallen. Dieser Artikel beschreibt Untersuchungsergebnisse zum Kaltpressschweißen von artgleichen und artfremden Metallen mit dem Ziel die Verbindungsfestigkeit zu erhöhen und die erforderlichen Prozesskräfte zu reduzieren. Untersucht werden dazu Methoden der elektrochemischen Oberflächenaktivierung, der Wärmebehandlung der Fügepartner vor und nach dem Kaltpressschweißen, sowie ein neuer Umformprozess zur flexibleren Herstellung der Fügeverbindungen, dem inkrementellen Walzen. Es wird gezeigt, dass die Verbindungsfestigkeit durch eine werkstoffspezifische Vorbehandlung mit elektrochemischen Methoden deutlich ansteigt. Darüber hinaus werden die Auswirkungen von Wärme‐vor‐ und nachbehandlungen der Fügepartner untersucht und in den Untersuchungen an beschichteten Stählen und einer unbeschichtete Aluminiumlegierung gezeigt, dass eine gezielte Wärmebehandlung zu festeren Verbindungen führt oder diese erst ermöglicht. Mit dem inkrementellen Walzen wird dabei ein Umformprozess untersucht, der die Herstellung von linienförmigen Verbindungen zwischen artgleichen und artfremden Blechplatinen ermöglicht.