Funktionsorientiertes Laserstrahl-Mikroschweißen von Aluminium-Kupfer-Verbindungen mit örtlicher Leistungsmodulation

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Diese Arbeit behandelt die elektrische Kontaktierung von Aluminium-Kupfer-Verbindungen durch Laserstrahlschweißen mit örtlicher Leistungsmodulation. Die Schweißverbindungen werden hinsichtlich ihres elektrischen Übergangswiderstands und ihrer Langzeitstabilität untersucht. Angesichts des steigenden Bedarfs an Batteriezellen für die Elektrifizierung von Fortbewegungsmitteln ist das automatisierte Fügen hochleitender Werkstoffe wie Aluminium und Kupfer erforderlich. Diese Materialien sind entscheidend für Lithium-Ionen-Batteriezellen, und ihre elektrische Verschaltung zu Batteriesystemen verlangt nach effektiven Verbindungstechniken. Das Laserstrahlschweißen, bekannt für Automatisierbarkeit und kurze Prozesszeiten, stellt sich als geeignet heraus, birgt jedoch Herausforderungen durch die Bildung intermetallischer Phasen, die langfristig schädlich sein können. Eine präzise Kenntnis der Schweißverbindung und ihrer Langzeitstabilität ist für den industriellen Einsatz unerlässlich. Der Übergangswiderstand dient als quantitatives Maß für die Schweißnahtqualität. Die Arbeit simuliert den Stromfluss zur Optimierung der Schweißnahtpositionierung und untersucht den Einfluss der örtlichen Leistungsmodulation auf elektrische und mechanische Eigenschaften. In-situ Durchstrahlversuche visualisieren die Durchmischung der Materialien. Langzeitstabilität wird durch dynamische, elektrische und thermische Belastung analysiert. Zudem werden Method