Aufgabenstellung
Im Projekt sollen neue Möglichkeiten zur Kontaktierung von Leistungselektronik und Antriebsmaschinen in der Elektromobilität untersucht werden. Das Laserstrahlschweißen bietet ein probates Mittel, elektrisch gut leitende und thermomechanisch belastbare Verbindungen zu schaffen. Neben der Entwicklung des Schweißprozesses der Kupfer-Kontakte wird untersucht, ob im Prozess entstehende Schweißnahtdefekte mittels Thermographie zuverlässig inline detektierbar sind.

Vorgehensweise

Den geschweißten Verbindungen werden in Dauertests reelle Belastungsprofile auferlegt und ein Standhalten, neben dem Einhalten der elektrischen Anforderungen, als Kriterium für eine erfolgreiche Schweißung definiert. Zur inline Qualitätskontrolle mittels Infrarot-Thermographie wird zunächst die generelle Detektierbarkeit von Poren mit dieser Methode untersucht. Hierfür werden die Emissionsprofile defektfreier und defekt-behafteter Proben (linke Abbildung: Analyse mittels Schliffbildern) miteinander abgeglichen, um Unterschiede im Abkühlverhalten zu ermitteln. Anhand dieser Untersuchungen sollen anschließend Rückschlüsse auf die inline Detektierbarkeit gezogen werden.

Ergebnisse

Bei Untersuchung der Abkühlkurven zeigen sich Unterschiede im Zeitpunkt des Abkühlens, Form und Steigung der Kurven (rechte Abbildung). Ein Zusammenhang mit vorhandenen Defekten konnte gezeigt und mit statistischen Wahrscheinlichkeiten verknüpft werden. So konnten Poren bis zu einem minimalen Durchmesser von 440 µm in einem maximalen Abstand von 1105 µm zur Probenoberfläche und mit einer statistischen Wahrscheinlichkeit von 68,3 % detektiert werden.