P 1010 – Vorlochfreies Fügen stahlintensiver Leichtbaustrukturen durch Widerstandselementschweißen mit Vorkonfektionierung

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ISBN: 978-3-946885-85-6 Kategorien: ,

Beschreibung

P 1010 – Vorlochfreies Fügen stahlintensiver Leichtbaustrukturen durch Widerstandselementschweißen mit Vorkonfektionierung

In den letzten Jahren setzt die Automobilindustrie, bedingt durch die gesetzlichen Vorgaben, verstärkt auf Leichtbaumaßnahmen, insbesondere in der Karosseriestruktur durch den belastungsgerechten Einsatz verschiedener Leichtbauwerkstoffe. Zur Realisierung leichter, aber dennoch steifer und crashstabiler Karosseriestrukturen in Schalenbauweise bietet sich insbesondere für Großserien eine Mischbauweise an, in der hoch- und höchstfeste, pressgehärtete Stahlblechteile mit Aluminiumwerkstoffen kombiniert werden. Die in den vergangenen Jahren zur Serienreife und nicht ausschließlich für diese Anwendung entwickelten thermisch-mechanischen Fügeverfahren bieten ein hohes Anwendungspotenzial und erste Serienanwendungen sind bereits erfolgt. Aufgrund der Neuheit des Widerstandselementschweißens sind die verfahrensbedingten Eigenschaften und Charakteristika bislang nur unzureichend untersucht, so dass ausreichende Erkenntnisse zum Schweiß-, Festigkeits- und Versagensverhalten entsprechender Verbindungen und Werkstoffkombinationen fehlen.
Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung und Qualifizierung des Widerstandselementschweißens mit Vorkonfektionierung eines Al- oder FKV-Verbundpartners als wirtschaftliches Fügeverfahren zum Verbinden dieser Leichtbauwerkstoffe mit hoch- und höchstfesten Stahlwerkstoffen. Da es sich beim Widerstandselementschweißen um ein noch relativ neues Fügeverfahren handelt, wurden zunächst die Anforderungen auf Basis der bisher durchgeführten Untersuchungen angepasst. Hierbei wurden prozesstechnische Besonderheiten des Widerstandselementschweißens vorkonfektionierter Verbundpartner analysiert und die Eigenschaften der dabei entstehenden Verbindungen charakterisiert. Durch die Analyse des Fügeprozesses und der Verbindungsausbildung unter Berücksichtigung der Nietelementbeschaffenheit konnten wichtige Erkenntnisse über die Nietelement- und Prozessgestaltung sowie zum prozesssicheren Einsatz gewonnen werden. Die Bewertung der Gebrauchseigenschaften im Sinne der Verbindungs- und Handlingsfestigkeit war ebenfalls Teil des Projektes. Im Ergebnis sind den industriellen Anwendern Hinweise zum Einsatz eines flexiblen Fügeverfahren zur Realisierung zukünftiger Leichtbaustrukturen zur Verfügung gestellt worden. Die Umsetzung der aus den gewonnenen Ergebnissen abgeleiteten Optimierung markiert einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung des Widerstandselementschweißens und der wirtschaftlichen Herstellung zukünftiger Leichtbaustrukturen in Stahl-Mischbauweise.

Veröffentlichung:
Dezember 2020

Autoren:
Prof. Dr.-Ing. G. Meschut , Dipl.-Wirt.-Ing. V. Janzen