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Friday, September 18, 2020, Virtueller Raum 1 2:45 PM Leichtbau - Qualitätssicherung |
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Magnetimpulsschweißen - Einfluss der Oberflächentopographie und Korrosion auf die Schwingfestigkeit geschweißter Stahl/Aluminium-Hybridbleche |
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Eugen Schumacher* / Universität Kassel
Fachgebiet Trennende und Fügende Fertigungsverfahren, Deutschland Selim Mrzljak / Technische Universität Dortmund, Fachgebiet Werkstoffprüftechnik, Deutschland Daniel Hülsbusch/ Technische Universität Dortmund, Fachgebiet Werkstoffprüftechnik, Deutschland Frank Walther/ Technische Universität Dortmund, Fachgebiet Werkstoffprüftechnik, Deutschland Stefan Böhm/ Universität Kassel, Fachgebiet Trennende und Fügende Fertigungsverfahren, Deutschland |
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Ziel dieses geförderten Forschungsprojektes ist die Ermittlung des Einflusses der Schweißnahtcharakteristiken, der Fügepartneroberflächentopographie und der Korrosion auf das Ermüdungsverhalten magnetimpulsgeschweißter Hybridbleche aus Stahl und Aluminium. Hierfür wurden verschiedene Werkstoffkombinationen dieser Metalle (S235JR / EN AW-1050A-H14, DP800 / EN AW-6016-T6, DP800-Z110MB / EN AW-1050A-H14) unter Verwendung definierter Schweißprozessparameter, -konfigurationen und Oberflächentopographien geschweißt, kathodisch tauchlackiert und kurzzeitgealtert. Zur Ermittlung der optimalen Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen wurden instrumentierte Laststeigerungsversuche in Kombination mit Einstufenversuchen erstmalig für artfremde Verbindungen durchgeführt, um die Bestimmung der Ermüdungseigenschaften und -festigkeit ressourceneffizient vorzunehmen. Zur Validierung der Ergebnisse wurden für alle Werkstoffkombinationen unter Verwendung des werkstoffkombinationsspezifischen optimalen Schweißsetups teilfaktorielle Wöhlerkurven ermittelt, deren Verläufe die Ergebnisse des kombinierten Prüfansatzes bestätigen. Die Ermüdungseigenschaften magnetimpulsgeschweißter Stahl/Aluminium-Hybridbleche hängen maßgeblich von Schweißnahtunregelmäßigkeiten ab. Durch eine gezielte Prozessführung zu deren Minimierung ist es möglich, dass die Ermüdungsfestigkeit der Schweißnaht oberhalb des Grundmaterials liegt. Hinsichtlich des Korrosionseinflusses belegten die Untersuchungen, dass die Schweißnaht keine Korrosion aufweist und die detektierten Schwingfestigkeitseinbußen durch Korrosion des unedleren Fügepartners bedingt sind. Die Applikation einer kathodischen Tauchlackierung sowie die Verwendung eines verzinkten Stahls als Fügepartner erwiesen sich in diesem Fall als effektive Korrosionsschutzmaßnahmen. |