Hoe men staal kan verbinden met aluminium

Oorspronkelijk gepromoot door Audi, vindt aluminium meer en meer bijval als structureel materiaal in de automobielproductie dankzij zijn enorm lage gewicht.

Audi, dat pionierswerk verrichte met het toepassen van aluminium buisconstructies in gewone wagens bij het lanceren van de eerste generatie Audi A8 in 1994, bespaart vandaag de dag gewicht met het A4-ontwerp van de volgende generatie. De nieuwe A4 bevat een mix van hoogwaardig staal, aluminium, en zelfs magnesium in grote structuren, zoals de carrosserie en de aandrijflijn.

Maar het lassen van verschillende metalen is niet eenvoudig. Staal en aluminium, bijvoorbeeld, zijn niet geschikt voor weerstandspuntlassen, de goedkope methode die meestal gebruikt wordt in de automobielsector om twee stukken plaatstaal met elkaar te verbinden. Volgens de Amerikaanse Society of Automotive Engineers (SAE), hebben de niet bij elkaar passende metalen de neiging om te reageren in de gesmolten massa, wat tot broze verbindingen leidt. Deze zullen de verbinding verzwakken nadat deze is afgekoeld.

“Honda beweert de eerste autoconstructeur ter wereld te zijn die met succes staal aan aluminium heeft gelast”

Staal heeft ook weinig affiniteit voor het lassen met andere metalen met een lage dichtheid, zoals magnesium en titanium.

Maar als autofabrikanten de uitstoot uit de uitlaat willen verlagen in de volgende generatie lichte auto's, wordt het steeds wenselijker om verschillende metalen aan elkaar te lassen, om aluminium daken met pijlers van hoogwaardig staal B te verbinden, of om aluminium onderdelen in (stalen) autoportierstructuren te verwerken om gewicht te besparen, en zo te voldoen aan de veeleisende milieudoelstellingen.

De Japanse autoconstructeur Honda beweert de eerste autoconstructeur ter wereld te zijn die met succes staal aan aluminium heeft gelast en geschikt gemaakt voor autocarrosserieën, gebruikmakend van een techniek die is ontwikkeld aan het Welding Institute in het Verenigd Koninkrijk in 1991, wrijvingsroerlassen genaamd, welke gebruik maakt van een hulpmiddel om de twee metalen mechanisch te mengen zonder ze tot hun smeltpunten te verwarmen. Het aluminium wordt verzacht door het toepassen van wrijvingswarmte en mechanische druk, en de stukken worden met elkaar verbonden door het creëren van een nieuw metaal dat een combinatie is van het staal en het aluminium (een intermetallische verbinding).

In Engeland bouwt sportautofabrikant Lotus auto 's met een aluminium chassis sinds het lage-volumemodel Elise werd geïntroduceerd in het midden van de jaren negentig. Geen van deze voertuigen wordt echter gelast, maar bij elkaar gehouden met schroeven en lijmen.

Welke methode ook wordt gebruikt, er is duidelijk voordeel te halen uit het gebruik van diverse metalen in een voertuig. De nieuwe Audi A4 van de vijfde generatie is ongeveer 120 kg lichter dan zijn voorganger dankzij het gebruik van aluminium, zegt Audi.