Abstract No.:	789
Scheduled at:	Wednesday, June 20, 2007, Brüssel 4:40 PM Lichtbogenlöten und Strahllöten Arc brazing and beam brazing
Title:	Prozessvarianten zum Laserstrahllöten von umformfähigen Tailored Hybrid Blanks aus Stahl und Aluminium
Authors:	Lars Engelbrecht* / Laser Zentrum Hannover, D Oliver Meier / Laser Zentrum Hannover, D Andreas Ostendorf/ Laser Zentrum Hannover, D Heinz Haferkamp/ Laser Zentrum Hannover, D Christian Becker/ Laser Zentrum Hannover, D
Abstract:	Konsequenter Leichtbau erfordert die vollständige Ausnutzung der gewichtsspezifischen Eigenschaftsprofile unterschiedlicher Konstruktionswerkstoffe. Daher rückt das Multi-Material-Design zunehmend in das Interesse der Verkehrsmittelindustrie. Das Ziel der vorgestellten Untersuchungen war die Übertragung dieses Ansatzes auf die Fertigung von Tailored Blanks. Bei der Herstellung so genannter ?Tailored Hybrid Blanks? aus Stahl und Aluminium ist die Gewährleistung einer hinreichenden Nahtduktilität von höchstem Interesse. Da sich beim thermischen Fügen von Stahl und Aluminium in Abhängigkeit des Temperatur-Zeit-Regimes spröde, intermetallische FexAly-Phasen bilden, kann den Anforderungen hinsichtlich der Umformbarkeit von Tailored Hybrid Blanks derzeitig noch nicht entsprochen werden. Daher wurde am Laser Zentrum Hannover ein Laserstrahllötprozess entwickelt, bei dem der Aluminiumgrundwerkstoff nicht angeschmolzen und somit die Nahtduktilität verbessert wird. Im Rahmen der vorgestellten Untersuchungen wurden Prozessstudien, metallographische Analysen und Charakterisierungen der mechanischen Nahteigenschaften durchgeführt. Dabei kamen als Lotwerkstoffe verschiedene Zinkbasislote zum Einsatz, um die Aluminiumlegierung AA6016 mit unterschiedlichen Stahlfeinblechgüten zu verbinden. Die Verwendung von nicht korrosivem Flussmittel auf Cäsiumfluoroaluminatbasis ist zur Aktivierung des Aluminiumfügepartners notwendig. Das Flussmittel wurde entweder prozessintegriert vor dem Laserstrahl mittels eines Sprühventils aufgetragen oder als Kern eines Lotfülldrahtes appliziert. Das Temperatur-Zeit-Regime wurde über eine Variation der Brennfleckgeometrie variiert. Aufgrund des Aluminiumgehaltes im Zinklot bilden sich trotz der nicht aufgeschmolzenen Aluminiumblechkante dünne FeAl-Phasensäume aus, die mittels Rasterelektronenmikroskopie und EDX-Analyse charakterisiert wurden. Ein Einfluss der intermetallischen Phasen auf die mechanischen Nahteigenschaften ist nachweisbar, auch wenn die Phasensaumdicken deutlich als 3 μm betragen. Überlappstöße versagen im statischen Querzugversuch dennoch im schwächeren Grundwerkstoff, was auf die ausreichende Anbindungsbreite zurückzuführen ist. Stumpfstoßverbindungen weisen abhängig vom Nahtvolumen ca. 80% der Festigkeit des schwächeren Grundwerkstoffs auf. Im Rahmen von Napfzugversuchen konnte die Umformfähigkeit gelöteter Tailored Hybrid Blanks für bestimmte Material- und Blechdickenkombinationen anhand von Näpfen mit einem Ziehverhältnis von bis zu 1,9 nachgewiesen werden.

<= go back