Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung einer Methodik zur Bewertung und Optimierung von LME-rissbehafteten Schweißverbindungen an verzinkten AHSS der dritten Generation beim Lichtbogenbolzenschweißen

Im Zuge der stetigen Weiterentwicklung von AHSS und dem zunehmenden Einsatz dieser Stahlgruppe im automobilen Leichtbau müssen etablierte Schweißverfahren zur Sicherstellung des Werkstoffpotentials weiterentwickelt und optimiert werden. Das Lichtbogenbolzenschweißen (LBS) hat sich u.a. aufgrund der kurzen Prozesszeit, der hohen Material- und Anwendungsflexibilität sowie der einseitigen Zugänglichkeit zur Fügestelle als ein wirtschaftliches Fügeverfahren für Befestigungslösungen etabliert. Im heutigen Fahrzeug übernehmen mehrere Hundert Schweißbolzen dabei zahlreiche Befestigungsfunktionen. Ferner existieren crashrelevante und strukturelle Anbindungen, die mittels des LBS realisiert werden. Hierzu gehört z.B. die Befestigung von Führungsschienen für Fahrzeugschiebetüren oder die Anbindung des Batteriekastens an die Fahrzeugstruktur. Zwecks Korrosionsschutz werden die verwendeten Stähle üblicherweise verzinkt. Während des LBS von zinkbeschichteten Stählen kommt es dabei zur flüssigmetallinduzierten Rissbildung, dem sogenannten Liquid Metal Embrittlement (LME). Infolgedessen wird die Schweißverbindung bzgl. der Festigkeit und Bruchdehnung beeinflusst. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es, auf Basis des bestehenden Wissens beim Widerstandspunktschweißen die Ursache-Wirkungs-Beziehungen zur LME-Rissbildung beim LBS aufzudecken und eine Methodik zur Bewertung der LBS-Eignung von AHSS zu entwickeln sowie Optimierungsmaßnahmen für die Anwender und Systemhersteller abzuleiten. Insbesondere für KMU gehen damit signifikante Einsparungen von kosten- und zeitintensiven Absicherungen im Unternehmen einher. Die genaue Kenntnis der Auswirkungen von LME auf die mechanische Tragfähigkeit von LBS-Verbindungen ermöglicht einen weitreichenden Einsatz und Verbreitung von AHSS. Ferner wird ein wichtiger Beitrag zum Einsatz von AHSS insbesondere zur Unterstützung der Leichtbaustrategie des BMWK geleistet.