Der heutige Fahrzeugbau ist vor allem durch sehr divergente Anforderungen an die eingesetzten Materialien und Technologien geprägt. Neben der Insassensicherheit als übergeordnete Prämisse spielen gewichtsoptimierte Strukturen, Fahrkomfort und kostengünstige Prozesse eine maßgebliche Rolle.
Der Einsatz von Werkstoffen mit immer höheren Festigkeiten erlaubt eine deutliche Reduzierung der Bauteilblechdicken, so dass den wachsenden Anforderungen Rechnung getragen werden kann. FeMn-Stähle bieten an dieser Stelle ein besonderes Eigenschaftsprofil für den Automobilbau. Sie vereinen sowohl eine hohe Zugfestigkeit als auch Bruchdehnung. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich hoch manganhaltige Stähle vor allem für Bereiche, in denen im Crashfall hohe Energiebeträge durch plastische Verformung absorbiert werden müssen.
Neben den Potentialen dieser Stähle stellt jedoch die fertigungstechnische Integration eine sehr große Herausforderung dar. Die ganzheitliche Betrachtung der Wertschöpfungskette zeigt, dass vor allem auf dem Gebiet der thermischen Fügetechnik kaum Erkenntnisse zu stoffschlüssigen Verbindungen mit anderen Stahlgüten (Stahl-Mischverbindungen) vorliegen.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich folglich mit der Schweißbarkeit von FeMn-Stählen in Austenit-Ferrit-Verbindungen und leistet damit einen Beitrag zum anforderungsgerechten Einsatz dieser Werkstoffgruppe in der automobilen Serienproduktion. In diesem Zusammenhang werden in erster Linie die stattfindenden mikrostrukturellen Mechanismen im resultierenden Schweißgut dargestellt und erläutert. Ferner werden Verarbeitungshinweise abgeleitet, welche vor allem für das Widerstandspunktschweißen, dem vorherrschenden Fügeverfahren im Karosseriebau, von großer Bedeutung sind.
Aktualisiert: 2021-03-18
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TWIP-Stähle, auch FeMn-Stähle genannt, besitzen außergewöhnliche mechanische Eigenschaften. Sie vereinen eine hohe Festigkeit mit einer hohen Duktilität. Das prädestiniert sie für den Einsatz in blechstärkenreduzierten und komplex umgeformten automobilen Strukturbauteilen. Aufgrund ihrer speziellen Legierungsund Gefügezusammensetzung sowie ihrer thermo-physikalischen Eigenschaften gelten TWIP-Stähle als schwer schweißbar.
Das Laserstrahlschweißen bietet hierbei im Vergleich zu anderen Fügeverfahren jedoch Vorteile. Vor dem Hintergrund werden in dieser Arbeit die Auswirkungen der Prozessparameter auf die Eigenschaften laserstrahlgeschweißter artgleicher und artfremder TWIP-Verbindungen untersucht. Dafür kommen metallografische und mechanisch-technologische Prüfverfahren zur Anwendung. Anhand der Ergebnisse werden die Prozessgrenzen aufgezeigt, sowie Optimierungsmaßnahmen vorgeschlagen. Durch das neu gewonnene Prozessverständnis wird der Transfer der Erkenntnisse auf Realbauteile, wie zum Beispiel einen Fahrzeugsitz, ermöglicht.
Aktualisiert: 2019-11-07
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