Fügen von Edelstahlblechen mit verzinkten Feinblechen durch Stanznieten mit Halbhohl- und Vollniet
Wilko Flügge, Ortwin Hahn, Volker Thoms, Monika Timm
Sowohl das Stanznieten mit Halbhohl- als auch das Stanznieten mit Vollniet sind geeignet zum Verbinden von Edelstahlen mit verzinkten Feinblechen.
Beim Stanznieten mit Vollniet konnte mit gezielter Anpassung der Nietlange und der Matrizengravur charakteristische Verbindungsausbildung erzielt werden. Die standardmäßig verfügbare Vollnietkontur erwies sich als geeignet zum Verbinden von Edelstahlblechen mit verzinkten Feinblechen. Die verfügbare Stufung der Nietlängen (0,3mm) ist ausreichend, um die Nietlänge der Gesamtfügeteildicke anzupassen. Eine kleinere Stufung und damit ein größeres Sortiment an Vollnieten erscheint nicht notwendig. Bei der Auswahl der Matrizengravur gilt prinzipiell je größer die Festigkeit des stempelseitigen Materiales um so kleiner ist die Wirkfläche der Matrize zu wählen bei gleichzeitiger Vergrößerung der Konturhöhe. Die Untersuchungen zum Einfluss der Temperatur der Fügeteile während des Setzprozesses zur Verringerung der Martensitbildung des austenitischen Stahles zeigen im Setzkurvenverlauf eine Verringerung der zur Verbindungserzeugung notwendigen Stanzkraft und somit des sich einstellenden Schnittschlages, was mit einer geringeren Maschinenbelastung einhergeht. Im metallographischen Querschliff wurden keine Änderungen in der Verbindungsausbildung festgestellt. Jedoch konnten höhere erreichbare quasistatische Festigkeiten und Arbeitsaufnahmevermögen der Verbindungen festgestellt werden.
Beim Stanznieten mit Halbhohlniet wurden ebenfalls charakteristische und reproduzierbare Fügeergebnisse beim Verbinden von Edelstählen mit verzinkten Feinblechen erzielt. Auch hier ist eine gezielte Matrizen- und Nietanpassung entsprechend der Fügeaufgabe zur Optimierung der Verbindung notwendig, um eine optimale Verbindungstragfähigkeit zu erzielen. Dabei ist beim Einsatz der metastabilen austenitischen Stähle je Blechcharge eine Optimierung zu empfehlen. Eine Erhöhung der Niederhalterkraft bewirkt keine Verbesserung des Schneidverhaltens des Nietes bei der Verbindungsausbildung.
Die Temperatur der Fügeteile hat signifikanten Einfluss auf die Verformungsmartensitbildung während des Setzprozesses. Bei einer Temperatur der Fügeteile von 80°C wahrend des Setzprozesses ist der im Austenit entstehende Martensitgehalt auf rund 30% reduzierbar. Auf die Fügeelementausbildung und dessen Tragverhalten wurde für die betrachteten Verbindungsvarianten kein wesentlicher Einfluss erkannt.
Ein Geschwindigkeitseinfluß auf das Fügeergebnis bei der Verarbeitung von austenitischen Stählen konnte nicht nachgewiesen werden.
