P 777 – Thermisches Fügen von dünnwandigen Strukturbauteilen mit niedrig schmelzenden Zusatzwerkstoffen

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P777

ISBN: 3-937567-97-6 Artikelnummer: P777 Kategorien: ,

Beschreibung

P 777 – Thermisches Fügen von dünnwandigen Strukturbauteilen mit niedrig schmelzenden Zusatzwerkstoffen

Leichtbaubestrebungen sowie der Erhalt von metallischen Beschichtungen als Basis der Korrosionsbeständigkeit in der Automobilindustrie erfordern neue Fügeverfahren. Ein Weg, diesen Bestrebungen zu entsprechen, ist die Nutzung niedrig schmelzender Zusatzwerkstoffe. Eine Reduzierung des Energieeintrages gegenüber Kupferlötungen wird durch die Anwendung von Zink-Basis-Loten erzielt. Es entstehen artgleiche Verbindungen mit den Vorteilen des geringen Verzuges sowie dem Erhalt der Beschichtung und somit der Korrosionsbeständigkeit.
Das Ziel des Forschungsvorhabens bestand darin, dass MIG-Löten mit Zinkbasisloten (ZnAl4, ZnAl15 und ZnAl4Cu1,5) für unlegierte Tiefziehstähle mit verschiedenen Beschichtungen sowie für hochlegierte Cr-Ni-Stähle zu qualifizieren. Der Lichtbogenprozess war dahingehend zu optimieren, auch dünne Bleche (d=0,5 mm) bei Erhalt der Beschichtung prozesssicher zu fügen.
Hierzu wurden umfangreiche experimentelle Untersuchungen zum Benetzungsverhalten an unterschiedlichen Beschichtungen (feuerverzinkt, elektrolytisch verzinkt), dem Festigkeitsverhalten und dem Korrosionsverhalten an Überlappverbindungen und Bördelnähten durchgeführt. Der Schwerpunkt lag bei der Analyse der Wechselwirkungen unterschiedlicher Lichtbogenarten auf dem Benetzungsverhalten der Lote und deren Auswirkungen auf die Festigkeit der Verbindung sowie auf der Beschreibung von Oberflächen nahen Reaktionen. Es konnten so an den unlegierten Tiefziehstählen (DX56D+Z100; HP260P) Verbindungen im Blechdickenbereich von d= 0,5 mm bis 1,5 mm hergestellt werden, welche die Grundwerkstoffeigenschaften erreichen. Des Weiteren konnten im Rahmen des Forschungsvorhabens an den hochlegierten Stählen (X5CrNi18-10; X2CrTiNb18; X6Cr17) Lötverbindungen mit einem guten Benetzungsverhalten hergestellt werden. Zusätzlich wurden Verbindungen an Stahl-Sandwichblechen sowie zwischen diesen und Tiefziehstählen gelötet. Es wurden hoch genaue Strom-Spannungs-Zeit-Messungen durchgeführt, so dass die Lötparameter reproduzierbar vorliegen. Die gewonnenen Daten sind eine Grundlage für die Ermittlung des spezifischen Energieeintrags. Für die untersuchten Lichtbogenarten erfolgten Temperatur-Zeit-Messungen. Alle Projektergebnisse sind in einem Datenbanksystem zusam-mengefasst. Dem Nutzer stehen die Ergebnisse in Form einer Verfahrensanweisung zur Verfügung. Die Übernahme und Anwendung der Ergebnisse wird somit erleichtert.
Die erreichten Forschungsergebnisse verbessern das Verständnis zum MIG-Löten mit Zinkbasisloten und verdeutlichen das Anwendungspotential für Verbindungen an dünnen beschichteten sowie korrosionsbeständigen Bauteilen. Es liegt ein Beitrag zum Leichtbau mit allen damit in Verbindung stehenden Vorteilen vor. Die Korrosionsschutzwirkung der auf den Tiefziehstählen sowie auf dem Sandwichblech vorhandenen Beschichtung wird infolge des Fügeprozesses nicht beeinflusst. Sie bleibt erhalten und wird in der Fügezone verstärkt.
Das Forschungsvorhaben wurde am Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung, Jena und der Hochschule Lausitz (FH), Senftenberg, mit fachlicher Begleitung und mit finanzieller Unterstützung durch die Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V., Düsseldorf, aus den Mitteln der Stiftung Stahlanwendungsforschung, Essen, durchgeführt

Autoren:
R. Winkelmann, T. Ebersbach, R. Salomon

Veröffentlichung:
2010