Aktuelle Entwicklungen beim thermischen Fugen von Aluminium-Stahl-Mischverbindungen

摘要

Derzeit wird der Einsatz von hybriden Strukturelementen aus artungleichen Werkstoffen intensiv diskutiert. Ziel ist es dabei, das Gewicht zu verringern und gleichzeitig die mechanischen Eigenschaften zu erhalten oder zu verbessern. Das Fugen von Aluminiumlegierungen mit Stahl ist dabei besonders interessant fur den Fahrzeugbau. Bisher verfugbare Laser- oder Lichtbogenfugeprozesse sind durch verschiedene Nachteile wie z.B. relativ geringe Prozessgeschwindigkeiten, geringe Spaltuberbruckbarkeit, unzureichende Verbindungseigenschaften sowie teilweise durch die Notwendigkeit grosserer Mengen von Flussmittel gekennzeichnet. Als Losung bietet sich hier das Laser- Lichtbogen-Hybridschweissen an. Nach einer Darstellung des Prozessprinzips werden wesentliche Abhangigkeiten zwischen Prozessparametern und Verbindungseigenschaften erlautert, auf deren Basis ein Prozessfenster fur das sichere Fugen von Aluminium mit Stahl bei Geschwindigkeiten > 6 m/min im Feinblechbereich aufgestellt werden kann. Die so erzeugten Verbindungen (Tailored Hybrid Blanks) wurden metallographisch und mechanisch-technologisch (Zugfestigkeit) charakterisiert. Neben Festigkeiten um 180 MPa weisen die Verbindungen aufgrund der sehr gleichmassigen Nahtausbildung mit einem geringen intermetallischen Phasensaum daruber hinaus eine gute Umformbarkeit auf. Auch die Korrosionseigenschaften im VDA-Wechseltest nach KTL-Lackierung entsprechen ublichen Anforderungen.