Thermische Fügeverfahren von Stahl mit Aluminium im Karrosseriebau (JOIN B.1)

Projekt: Foschungsprojekt

Beschreibung

Prozesssichere Fertigungslösung einschließlich der Dokumentation und einer Stärken-Schwächenanalyse mit besonderem Augenmerk auf Korrosionseigenschaften.
Ziel ist es anhand der Charakterisierung von mechanisch-technologischen Eigenschaften der Verbindungen zwischen Stahl und Aluminium sowie der Erfassung der Randbedingungen zu ihrer Entstehung, die möglichen Anwendungsgebiete im Karosserie- und Fahrwerkbereich für unten angeführte Verfahren zu identifizieren und diese bei entsprechender Eignung bis zur Serienreife zu entwickeln.
Für folgende Fügeverfahren ist durch eine Reihe von Schweißversuchen und mechanisch-technologischen Erprobungen ein Eignungsprofil in Bezug auf den Einsatz im Karosserie- und Komponentenbau zum thermischen Verbinden von Stahl mit Aluminium zu erstellen:
1. WIG - Schweißlöten / 2. MIG - Schweißlöten / 3. Friction Stir Welding (Reibrührschweißen) / 4. Explosionsschweißen (Einsatz von Bimetallen) / 5. Laser Hybrid Schweißen / 6. Magnetimpulsschweißen.
In weiterer Folge wird für ausgewählte Verfahren an Hand eines reales Bauteils ein Prototyp entwickelt (Stahl - Alu) und hergestellt, und durch geeignete Erprobungen die Qualität der Verbindung praxisnah untersucht.
Technische Lösungsvorschläge:
- Spezifikation (Material; Nahtgeom; mögl. Bauteile)
- Stärken-Schwächen-Analyse mögl. Therm. Fügeverfahren (Korrosionseigenschaften)
- Feasibility-Report Friction-Stir Schweißen FSW Al-St
- Einzelne Schweißtests nach versch. Verfahren Al-St an vorh. Anlagen
- Metallographie / Festigkeits- u. Korrosionstests der Schweißungen, Schwingversuche an Proben I
- Entscheidung für speziellen Anwendungsfall (z.B. St-Aufbau/Al-Außenhaut)
- Test verschiedener Fügeverfahren am Anwendungsfall
- Metallographie / Festigkeits- u. Korrosionstests der Schweißungen, Schwingversuche an Proben II
- Evaluierung
- Prozessoptimierung (Parameter, Blechqualitäten etc.)
- Endbericht
Die Fügeverfahren werden hinsichtlich der Prozesssicherheit, optimale Schweißparameter, Schweißzusatzwerkstoffe, Schweißhilfsmittel usw. analysiert.
Begleitend werden an ausgewählten, produzierten Proben zur Charakterisierung der hergestellten Verbindung, folgende Untersuchungen durchgeführt:
- Metallografische Untersuchungen / Analyse der Intermetallischen Phasen (REM / EDX)
- Zugprüfungen (statisch)
- Härtemessungen
- Untersuchung des Verhaltens bei dyn. Belastung
- Verhalten der Verbindung bei tiefen / hohen Temperaturen
- Verhalten der Verbindung bei schlagartiger Beanspruchung
- Korrosionsuntersuchungen
- KTL-Eignung (kathodische Tauchlackierung)
StatusAbschlussdatum
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/06/051/06/09