Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Validierung von Methoden zur Vermeidung von Liquid Metal Embrittlement an realitätsnahen Prinzipbauteilen

Moderne hochfeste Stahlbleche (AHSS) im Karosseriebau sind heute meist für die Korrosionsbeständigkeit verzinkt. Das Widerstandspunktschweißen (RSW) ist ein häufig verwendetes Verfahren zum Fügen dieser Stahlbleche, jedoch kann flüssiges Zink beim Schweißen zur Bildung von spröden, interkristallinen Rissen in der Schweißnaht und Wärmeeinflusszone führen: Ein Phänomen, das als Flüssigmetallversprödung (LME - Liquid Metal Embrittlement) bezeichnet wird. Zur Untersuchung dieses Phänomens bietet der gegenwärtige Stand der Technik zwar einige Untersuchungen zur Entstehung von LME und der Auswirkung auf die Verbindungsfestigkeit, aber es wurden nahezu ausschließlich Untersuchungen an Flachproben unter Laborbedingungen durchgeführt. Die Zielsetzung des Forschungsvorhabens soll folglich in der Erforschung und Entwicklung von LME an umgeformten, realitätsnahen Bauteilen liegen. Dafür werden umfassende WPS Versuche am LWF Paderborn zunächst an Flachproben und dann an umgeformten Bauteilen durchgeführt und unter verschiedenen Bedingungen auf LME untersucht. Am IWF Magdeburg werden die eingesetzten Werkstoffe charakterisiert und die kritischen Bedingungen in Heißzug-Versuchen nachgestellt und isoliert untersucht. Die numerische Simulation vom Fraunhofer IPK wird als Brücke eingesetzt um „unsichtbare“ kritische Bedingungen zu ermitteln und zwischen Gleeble- und WPS-Versuchen zu transferieren. Das Ziel ist, die vorherrschenden Mechanismen zur Bildung von LME an realitätsnahen Bauteilen zu verstehen sind und LME reproduzierbar herzustellen. So können im nächsten Schritt Vermeidungsstrategien entwickelt werden und schlussendlich der Einfluss von verbleibenden LME Rissen auf die Verbindungsfestigkeit quantifiziert werden. Die Ergebnisse ermöglichen KmU in der blechverarbeitenden Industrie, moderne AHSS besser einzusetzen und sich somit Wettbewerbsvorteile zu erarbeiten.