Beschreibung
P 680 – Ermittlung der Schädigungsmechanismen in Edelstahlklebungen als Beitrag zur Fertigungssicherheit und Zuverlässigkeit
Das Ziel des Projektes bestand in der „Ermittlung der Schädigungsmechanismen in Edelstahlklebungen als Beitrag zur Fertigungssicherheit und Zuverlässigkeit“. Es schließt damit direkt an das Thema des Vorgängerprojektes „Klebbarkeit von Edelstahl rostfrei im Automobilbau“ an. Der Schwerpunkt lag auf der Untersuchung der Alterungsbeständigkeit von Klebungen aus nichtrostenden Stahlwerkstoffen mit heißhärtenden Epoxidharzklebstoffen (Dicyandiamid als Härter) und auf der Differenzierung von Einflussgrößen auf den Alterungsfortschritt.
Zur Untersuchung des im Rahmen des Vorgängerprojektes stochastisch auftretenden, lokalen adhäsiven Versagens von nichtrostenden Stahlklebungen wurde ein neues Versuchsschema entwickelt. Es ermöglicht im Falle lokal auftretender Veränderungen der Haftfestigkeit einzelner Zugscherproben eine Zuordnung der Substrate zur genauen Entnahmeposition (Platinennummer und Position auf der Tafel). Bei einem abweichenden mechanischen Verhalten einzelner Prüfkörper können somit die umliegenden Bereiche gezielt oberflächenanalytischen Messungen zur Ursachenklärung zugänglich gemacht werden.
Im Rahmen dieses Projektes wurden die in vorausgegangenen Untersuchungen (z.B. P 553) beobachteten, stochastisch auftretenden Enthaftungen einzelner Proben aber nicht reproduziert. Nur eine Probe (d.h. 1 ‰ der gesamten Probenmenge) zeigte ein makroskopisch adhäsives Bruchbild, wobei die Restfestigkeit noch bei 80 % des Stichprobenmittels lag. Die Bruchflächenanalyse wies hier eine gestörte Vernetzung in der Grenzschicht zwischen Substrat und Klebstoff nach. Vor diesem Hintergrund wird davon ausgegangen, dass die Prozessicherheit beim klebtechnischen Fügen von Werkstoffen aus korrosionsträgen Stahlwerkstoffen gegeben ist, wenn die Vernetzungsbedingungen optimal sind.
Unabhängig vom untersuchten Epoxidklebstoffsystem konnten zwei unterschiedliche Schädigungsmechanismen identifiziert werden. Zum einen beobachtet man unter feuchtwarmen Alterungsbedingungen physikalische und chemisch-strukturelle Veränderung des Klebstoffpolymers. Zum anderen führen Alterungsbedingungen bei moderater Temperatur und Feuchtigkeitsexposition in Gegenwart von Chloridionen zu einer klebstoffstimulierten Korrosion des Substrates an der Polymer-Metall-Grenzfläche.
Veröffentlich:
August 2020
Autoren:
Prof. Dr.-Ing. P. L. Geiß, Dipl.-Ing. D. Vogt, Prof. Dr. rer. nat. W. Possart, Dr. rer. nat. P. Fehling, Dr.-Ing. O. Deutscher, Dr.-Ing. H. Schäfer, Dr. rer. nat. T. Fladung
