Hochmanganhaltige TWIP-Stähle bieten aufgrund ausgezeichneter Festigkeitskennwerte in Kombination mit einer großen Duktilität hervorragende mechanische Eigenschaften für den Werkstoffleichtbau von Automobilkarosserien. Der erfolgreiche Einsatz thermischer Fügeverfahren ist jedoch nur mit einer sehr komplexen Prozessführung möglich. Bei Mischbauverbindungen stoßen thermische Fügeverfahren an ihre Grenzen, sodass keine Verbindungsausbildung möglich ist.
In dieser Arbeit sind anhand der Fügeverfahren Clinchen, Halbhohlstanznieten und Vollstanznieten effiziente Möglichkeiten für das Verbinden von hochmanganhaltigen TWIP-Stahllegierungen mit, im automobilen Karosseriebau etablierten, hochfesten Stahlgüten sowie einer exemplarischen 6000’er Aluminiumknetlegierung aufgezeigt.
Dabei werden die Fügeprozesse analysiert, um relevante Effekte bei der Verbindungsausbildung zu identifizieren und Parameter so zu modifizieren, dass ein tragfähiger Fügeverbund entsteht. Mit Hilfe der statistischen Versuchsplanung wird die Optimierung einer Clinchverbindung aufgezeigt. Der positive Nutzen wird anhand von Schliffbildern und Tragfähigkeitsuntersuchungen nachgewiesen.
Um die Fähigkeit des Clinchens für eine Serienanwendung mit einer hohen Fügepunktanzahl zu untersuchen, wird ein Standmengenversuch durchgeführt.
Die Tragfähigkeit wird anschließend mit quasistatischen und dynamischen Untersuchungen bewertet. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen werden Empfehlungen für den Anwender formuliert.
Aktualisiert: 2020-01-27
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Für Mischbauteile aus modernen TWIP-Stahllegierungen mit den im automobilen Karosseriebau etablierten, hochfesten Stahlgüten HC340LA und HCT600X sowie der 6000’er Aluminiumknetlegierung EN AW-6181 werden die mechanischen Fügeverfahren Clinchen, Halbhohlstanznieten und Vollstanznieten weiterentwickelt.
Aufgrund der hohen Festigkeit der TWIP-Stähle sind extrem große Fügekräfte notwendig, so dass spezielle Modifi kationen an den Werkzeugen bzw. Hilfsfügeteilen erforderlich sind.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Zur Umsetzung kosteneffizienter Mischbauweisen aus ultrahöchstfesten Stählen und Aluminiumlegierungen im Karosseriebau werden Methoden zur gezielten Anpassung der mechanischen Eigenschaften der Fügestellen in pressharten Bauteilen durch eine dem Presshärteprozess nachgelagerte kurzzeitige lokale Wärmebehandlung entwickelt und hinsichtlich der Fügeeignung mit konventionellen, etablierten mechanischen und hybriden Fügeverfahren experimentell und numerisch untersucht.
Eine gezielte lokale Konditionierung von 22MnB5-Werkstoffen bei Anwendung einer Induktions- oder Lasererwärmung ist technisch und wirtschaftlich grundsätzlich für eine Serienproduktion realisierbar und die erzeugten Fügeverbindungen weisen hervorragende Eigenschaften bezüglich der erzielbaren Maximalkräfte und Energieaufnahmen sowie der Reproduzierbarkeit auf.
Aktualisiert: 2019-10-09
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