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Chris Frohwein
Einfluss des Aufmischungsgrades auf die Verbindungseigenschaften beim Widerstandspunktschweißen von FeMn-Stählen
Der heutige Fahrzeugbau ist vor allem durch sehr divergente Anforderungen an die eingesetzten Materialien und Technologien geprägt. Neben der Insassensicherheit als übergeordnete Prämisse spielen gewichtsoptimierte Strukturen, Fahrkomfort und kostengünstige Prozesse eine maßgebliche Rolle.
Der Einsatz von Werkstoffen mit immer höheren Festigkeiten erlaubt eine deutliche Reduzierung der Bauteilblechdicken, so dass den wachsenden Anforderungen Rechnung getragen werden kann. FeMn-Stähle bieten an dieser Stelle ein besonderes Eigenschaftsprofil für den Automobilbau. Sie vereinen sowohl eine hohe Zugfestigkeit als auch Bruchdehnung. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich hoch manganhaltige Stähle vor allem für Bereiche, in denen im Crashfall hohe Energiebeträge durch plastische Verformung absorbiert werden müssen.
Neben den Potentialen dieser Stähle stellt jedoch die fertigungstechnische Integration eine sehr große Herausforderung dar. Die ganzheitliche Betrachtung der Wertschöpfungskette zeigt, dass vor allem auf dem Gebiet der thermischen Fügetechnik kaum Erkenntnisse zu stoffschlüssigen Verbindungen mit anderen Stahlgüten (Stahl-Mischverbindungen) vorliegen.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich folglich mit der Schweißbarkeit von FeMn-Stählen in Austenit-Ferrit-Verbindungen und leistet damit einen Beitrag zum anforderungsgerechten Einsatz dieser Werkstoffgruppe in der automobilen Serienproduktion. In diesem Zusammenhang werden in erster Linie die stattfindenden mikrostrukturellen Mechanismen im resultierenden Schweißgut dargestellt und erläutert. Ferner werden Verarbeitungshinweise abgeleitet, welche vor allem für das Widerstandspunktschweißen, dem vorherrschenden Fügeverfahren im Karosseriebau, von großer Bedeutung sind.
Der Einsatz von Werkstoffen mit immer höheren Festigkeiten erlaubt eine deutliche Reduzierung der Bauteilblechdicken, so dass den wachsenden Anforderungen Rechnung getragen werden kann. FeMn-Stähle bieten an dieser Stelle ein besonderes Eigenschaftsprofil für den Automobilbau. Sie vereinen sowohl eine hohe Zugfestigkeit als auch Bruchdehnung. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich hoch manganhaltige Stähle vor allem für Bereiche, in denen im Crashfall hohe Energiebeträge durch plastische Verformung absorbiert werden müssen.
Neben den Potentialen dieser Stähle stellt jedoch die fertigungstechnische Integration eine sehr große Herausforderung dar. Die ganzheitliche Betrachtung der Wertschöpfungskette zeigt, dass vor allem auf dem Gebiet der thermischen Fügetechnik kaum Erkenntnisse zu stoffschlüssigen Verbindungen mit anderen Stahlgüten (Stahl-Mischverbindungen) vorliegen.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich folglich mit der Schweißbarkeit von FeMn-Stählen in Austenit-Ferrit-Verbindungen und leistet damit einen Beitrag zum anforderungsgerechten Einsatz dieser Werkstoffgruppe in der automobilen Serienproduktion. In diesem Zusammenhang werden in erster Linie die stattfindenden mikrostrukturellen Mechanismen im resultierenden Schweißgut dargestellt und erläutert. Ferner werden Verarbeitungshinweise abgeleitet, welche vor allem für das Widerstandspunktschweißen, dem vorherrschenden Fügeverfahren im Karosseriebau, von großer Bedeutung sind.
Schlagwörter: FeMn; Austenit-Ferrit-Verbindungen; Mischverbindungen; Automobilbau; Leichtbau
Schriftenreihe Fügetechnik Magdeburg
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Sven Jüttner, Magdeburg
Band 2020,2
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