Abstract No.:	6967
Scheduled at:	Friday, September 17, 2021, Saal Essen 11:30 AM Schweißen im Fahrzeugbau - Leichtbau
Title:	Steigern der Schweißbarkeit durch mitgeführte Schallwellenerreger beim Laserstrahlschweißen von 22MnB5
Authors:	Christian Wolf* / Universität Kassel - Fachgebiet für Trennende und Fügende Fertigungsverfahren, Deutschland Stephan Völkers / Universität Kassel - Fachgebiet für Trennende und Fügende Fertigungsverfahren, Deutschland Igor Kryukov/ Universität Kassel - Fachgebiet für Trennende und Fügende Fertigungsverfahren, Deutschland Stefan Böhm/ Universität Kassel - Fachgebiet für Trennende und Fügende Fertigungsverfahren, Deutschland Peter Mäckel/ isi-sys GmbH, Deutschland
Abstract:	Auf Grund des anhaltenden Trends zum Leichtbau sowie der Zielsetzung, Emissionen und Energieverbräuche zu senken, nimmt die Verwendung von Leichtbauwerkstoffen im Bereich der Mobilität zu. Die Gewichtsersparnis spielt dabei eine ebenso große Rolle, wie die Möglichkeit, Werkstoffe möglichst kostengünstig und mit wenig Aufwand miteinander zu verbinden. Dort werden vermehrt borlegierte Vergütungsstähle, wie zum Beispiel die Legierung 22MnB5 eingesetzt, welche sich unter anderem durch eine sehr hohe Härte nach dem Presshärtevorgang auszeichnet. Um die Prozessstabilität im Presshärtevorgang zu gewährleisten, werden diese mit einem AlSi-Beschichtungssystem versehen, welches einen negativen Einfluss auf die Eigenschaften der Schweißverbindung aufweist. Aus diesem Grund gibt es bereits Ansätze wie zum Beispiel das Entfernen der Beschichtung entlang der Fügezone vor dem Schweißvorgang oder das Zuführen eines Schweißzusatzwerkstoffs in Kombination mit aufwendigen Push-Pull-Drahtfördersystemen. Eine deutlich effizientere Lösung ist das Verwenden eines mitgeführten Schallerzeugungssystems, welches eine Durchmischung der Schmelze bewirkt. Mit Hilfe des Systems kann die Verteilung der AlSi-Beschichtungsbestandteile im Schmelzbad gezielt eingestellt und die Geometrie der Schweißnaht beeinflusst werden. Im Rahmen dieses Beitrags wird das Potenzial einer gerichteten Schallwellenüberlagerung durch mitgeführte Schallerzeuger beim Laserstrahlschweißen hochfester Stahllegierungen am Beispiel von 22MnB5 sowie das verwendete Verfahren vorgestellt. Die einzelnen Bleche wurden artgleich im Stumpfstoß gefügt. Hierbei wurden die Einflüsse der verschiedenen relativen Positionen (Abstand und Winkel) der Schallerzeuger zum Schmelzbad sowie der Anregungsparameter auf die Verteilung der AlSi-Beschichtungsbestandteile innerhalb der Schmelzzone sowie der Schweißnahtausprägung untersucht. Durch eine geeignete Schallwellenüberlagerung erfolgt eine homogene Verteilung der AlSi-Partikel in der Schmelze, sodass eine deutliche Steigerung der mechanisch-technologischen Eigenschaften festgestellt werden konnte. Zur Bestimmung der Beschichtungsverteilung innerhalb der Schweißnaht wurden neben Quer- und Längsschliffen sowie Zugversuche ebenfalls Rasterelektronenmikroskop-, energiedispersive Röntgenspektroskopie- und Computertomografieaufnahmen durchgeführt.

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