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Tuesday, September 20, 2022, TZ 4 und TZ 5 10:00 AM Multimaterialdesign: Zukunftsweisender Leichtbau |
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Schweißnahtgüte und Schwingfestigkeit geschweißter Verbindungen aus Aluminium-Knet- und -Druckgusswerkstoffen |
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Linda Ullmann / Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik
Abt. Fügen, Deutschland Benjamin Keßler* / Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik, Deutschland Fabian Teichmann/ ehem. IFS, TU Braunschweig; Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl Gießereitechnik, Deutschland Markus Wagner/ Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik, Deutschland Jonas Hensel/ ehem. IFS, Braunschweig; Technische Universität Chemnitz, Professur Schweißtechnik, Deutschland Ann-Christin Hesse/ Technische Universität Braunschweig, Institut für Füge- und Schweißtechnik, Deutschland Klaus Dilger/ Technische Universität Braunschweig, Institut für Füge- und Schweißtechnik, Deutschland Axel Jahn/ Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik, Deutschland |
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Gesetzliche Rahmenbedingungen und steigende Energiepreise sind die Treiber für den Einsatz von Werkstoffen mit hoher spezifischer Festigkeit in kmU-relevanten Leichtbauanwendungen im Automobilbau. Die wirtschaftliche Herstellung derartiger Bauteile wird überwiegend durch die Anwendung des Aluminium-Druckgussverfahrens erreicht. Ein wesentlicher limitierender Faktor für den Einsatz komplexer, dünnwandiger und endkonturnaher Bauteile aus Al-Druckguss ist deren eingeschränkte Schweißeignung (Unregelmäßigkeiten in Form von Poren, Rand- und Wurzelkerben und Auswürfen) und die Bewertung der Schwingfestigkeit. Zudem ist der rechne-rische Festigkeitsnachweis von geschweißten Verbindungen anhand der gängigen Regelwerke nur eingeschränkt möglich bzw. basiert auf konventionellen Schweißverfahren [1,2,3]. Im Rahmen des Konferenzbeitrages wird die Schweißnahtfestigkeit von Aluminiummischverbindungen verschiedener Materialpaarungen aus Knet- und Druckgusslegierungen mit der Schweißnahtqualität korreliert. Hierfür werden Schweißverbindungen mithilfe des Elektronen-strahlschweißens mit Mehrbadtechnik, des Laserstrahlschweißens mit hochfrequenter Strahloszillation und mit konventionellen Schweißverfahren (MIG-Schweißen, Laserstrahlschweißen mit statischem Laserstrahl) hergestellt. Innere und äußere Nahtunregelmäßigkeiten wie Poren und Kerben werden mittels computertomographischer Messung sowie Lichtschnittaufnahmen der Kerbgeometrie bewertet. Die ermittelten Nahteigenschaften werden mit der Schwingfestigkeit und der statischen Festigkeit korreliert und die eingesetzten Schweißverfahren im Hinblick auf die erzielte Qualität verglichen. Es wird weiterhin eine Einordnung der im Versuch ermittelten Festigkeitskennwerte in die gelten-den Regelwerke vorgenommen und deren Anwendbarkeit in Bezug auf die schweißtechnische Verarbeitung von Aluminiumdruckguss diskutiert werden. Die vorgestellten Ergebnisse resultieren aus dem IGF-Forschungsvorhaben: 20.628 / DVS Nr. 09605/18–SWAD (Laufzeit: 03/2019-08/2021). |