Zunehmende Anforderungen hinsichtlich geringeren Kraftstoffverbrauchs, verminderter Schadstoffe sowie Erhöhung der Sicherheit stellen die Automobilindustrie vor Herausforderungen, denen nur durch Einsatz moderner Stahlwerkstoffe zu begegnen ist.

Die komplexe Gefügestruktur sowie die besonderen mechanischen Eigenschaften dieser Werkstoffe verursachen jedoch eine erhöhte Neigung zur Ausbildung von Rissen insbesondere bei Widerstandspunktschweißverbindungen. Insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen, die keine zeitaufwendigen und teuren Voruntersuchungen bezüglich der Rissanfälligkeit von Stählen während des Widerstandspunktschweißens durchführen können, ist zum Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit die Kenntnis der Rissanfälligkeit einer von ihnen zu verarbeitenden Materialkombination von erheblicher Bedeutung. Durch eine einfach durchzuführende, werkstoffunabhängige Methode zur Bestimmung der Rissanfälligkeit beim Widerstandspunktschweißen, kann den KMUs die Möglichkeit zur schnellen und kostengünstigen Bewertung der Verarbeitungssicherheit zu verarbeitender Materialverbindungen bereitgestellt werden.

Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung einer einfachen und fertigungsnahen Methode zur Bestimmung der Rissanfälligkeit hochfester Stähle während des Widerstandspunkschweißens, die auf der gezielten, reproduzierbaren Erzeugung von Rissen basiert. Es wurde eine solche Prüfmethodik entwickelt, die auf einfach durchzuführenden experimentellen Versuchen basiert. Zu untersuchende Proben werden während des Schweißvorgangs mit einer Zugkraft belastet. Hierfür wird eine hydraulische Vorrichtung genutzt, die taillierte Flachzugproben mit definierter Kraft beaufschlagt. Infolge dessen stellt sich ein Spannungszustand ein, der die Rissbildung begünstigt. Somit können ausreichende Rissentstehungsraten erzielt werden, die eine vergleichende Beurteilung der resultierenden Risslängen zwischen den Werkstoffen zulassen. Die einfache, mobile Zugvorrichtung ermöglicht eine Nutzung der bestehenden Anlagentechnik. Durch eine Normierung der resultierenden Risslängen auf die Streckgrenze des Werkstoffs und die belastete Querschnittsfläche lassen sich ein Werkstoffranking beziehungsweise eine Klassifizierung der Rissanfälligkeit der untersuchten hochfesten Materialkombinationen erstellen. Auch zukünftig entwickelte Stahlwerkstoffe potentiell höherer Festigkeiten können untersucht werden.

Das Forschungsvorhaben wurde am Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK, Berlin mit fachlicher Begleitung und mit finanzieller Förderung durch die Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Düsseldorf, aus Mitteln der Stiftung Stahlanwendungsforschung, Essen, durchgeführt.

Der Abschlussbericht umfasst 60 Seiten und enthält 34 Abbildungen und 20 Tabellen.

Schutzgebühr: € 20,00 inkl. MWSt. zzgl. Versandkosten, ISBN 978-3-946885-09-2

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