P 1088 – Entwicklung und Qualifizierung eines Tests zur elektrochemischen Schnellprüfung von korrosionsbelasteten Klebverbindungen

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ISBN: 978-3-96780-086-9 Artikelnummer: 346fb919d1c2 Kategorien: ,

Beschreibung

P 1088 – Entwicklung und Qualifizierung eines Testszur elektrochemischen Schnellprüfung vonkorrosionsbelasteten Klebverbindungen

Bei lackierten Blechen haben mikroskopische Lackimperfektionen an den Fugenrändern die Wirkung von Fehlstellen, an denen Korrosionsvorgänge durch Lokalelementbildung initiiert werden. Dieses Verhalten lässt sich auf Klebverbindungen übertragen und teilweise nur bedingt in  Laborklimawechseltests abbilden. Um die Versuchsdauer und den Aufwand zur Durchführung von Korrosionstests zu verringern, soll daher ein Kurzzeittestaufbau zur Abbildung des Korrosionsverhaltens unter realen Bedingungen entwickelt werden. Zu Beginn des Projektes wurden drei  anwendungsorientierte Klebungen definiert, die grundlegend unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Zwei Anwendungen kommen aus dem automobilen Karosserierohbau und werden durch eine strukturelle- und Unterfütterungsklebung repräsentiert. Der Herstellungsprozess und die  Nachbehandlung ist dabei an den Karosserierohbau angelehnt. Die dritte Anwendung repräsentiert eine elastische Klebung der Rahmenstruktur für Solarpanelen, wo kein zusätzlicher Korrosionsschutz vorgesehen ist. Die grundlegende Entwicklung des elektrochemischen Korrosionstests erfolgte anhand der einfach überlappten Scherzugprobe. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf komplexere Prüfkörper und unterschiedliche Belastungssituatiuationen wurde anhand von T-Peel- und der LWF KS2-Proben untersucht. Um das grundlegende Alterungsverhalten der Klebverbunde zu charakterisieren, wurde als standardisierter Referenzkorrosionstest die Freibewitterung nach VDA 621-414 durchgeführt. Weiterhin wurden für die einfach überlappten Scherzugverbunde anwendungsorientierte Klimawechseltests nach VDA 233-102 und PPV 4017 eingesetzt. Zur Bewertung des Alterungseinflusses wurden die Festigkeiten vor und nach den eingesetzten Alterungsversuchen mittels mechanischer Prüfverfahren bestimmt. Die resultierenden Versagensbilder und die gebildeten Korrosionsprodukte wurden mittels IR-Spektroskopie und EDX Analysemethoden charakterisiert und in ein Korrosionsmodell überführt. Mit diesen Grundlagen wurden Einflussparameter auf die potentiostatisch geregelte, elektrochemische Polarisationsprüfung variiert und bewertet. Zielführende Parameterräume wurden auf Basis der Korrosionsmechanismen anhand der einfach überlappten Scherzugprobe definiert. Mit dem entwickelten elektrochemischen Schnelltest ist es möglich, die Sensibilität eines geklebten Verbundes auf elektrochemische Korrosion innerhalb weniger Tage zu überprüfen und die Restfestigkeit zu bestimmen. Weiterhin konnten die entwickelten Parameter auf weitere Prüfkörpergeometrien mit  komplexeren Beanspruchungszuständen übertragen werden. Dabei zeigten sich alle Klebungen nach der Alterung am Besten beständig gegenüber der kritischen, schälenden Beanspruchung.
Zur Vereinfachung des Versuchsaufbaus und zur Reduzierung des Geräteaufwands wurde ein elektrochemischer Schnelltest mit einer Metallgegenelektrode entwickelt und mit dem potentiostatisch geregelten Versuch verifiziert. Mit den Ergebnissen des Forschungsvorhabens ist es besonders kleinen, mittelständischen Unternehmen möglich, das elektrochemische Korrosionsverhalten von geklebten Verbunden mit geringem Prüfaufwand vorauszusagen und somit kosten- und zeiteffizient Klebverbindungen auszulegen.

Veröffentlichung:
2018

Autoren:
Prof. Meschut, Prof. Kötting, Prof. Grundmeier