Untersuchung und Bewertung der Mischbruchneigung von Widerstandspunktschweißverbindungen in hochfesten Stählen

Vorhabenbeschreibung:

Die Anforderungen an moderne Karosseriekonzepte bzgl. Ressourceneffizienz bei gleichzeitiger Erhöhung der Sicherheit führen zum Einsatz von hochfesten Stählen. Das Widerstandspunktschweißen ist für OEM wie kmU die hochautomatisierbare, serientaugliche und kostengünstige Lösung für fügetechnische Aufgaben im stahldominierten Mischbau. Neben den mechanischen Eigenschaften der Stähle beeinflussen die Verbindungen das Crashverhalten. Optimale Punktschweißprozesse müssen die Lastübertragung durch ausreichende Verbindungsfestigkeiten und eine hohe Energieabsorption sicherstellen. Als Qualitätsmerkmal gilt bei OEMs wie kmUs das Auftreten von Ausknöpfbrüchen, woraufhin die Schweißparameter optimiert werden. Diese zeit- und kostenintensive Optimierung gelingt teilweise nicht, bzw. nur mit „untypischen“ Schweißparametern. KmUs haben nicht die Ressourcen und Mittel hierfür tiefgehende Untersuchungen durchzuführen. Ziel des Projekts ist, die Entwicklung einer quantitativen Bewertungsmethode, die die „Mischbruchneigung“ d. h. die Neigung zur Rissinitiierung in der Fügeebene eines Schweißpunkts unter quasistatischer Belastung beschreibt. In das Bewertungstool fließen Belastungs-, Werkstoff- und prozessseitige Größen ein. Die Arbeitshypothese ist, dass die Bruchzähigkeit des Schweißlinsengefüges der Werkstoffkennwert zur belastungsabhängigen Vorhersage der Mischbruchneigung ist. Sie wird durch Rissfortschrittsmessungen mittels des Wechselstrom-Potentialverfahrens bestimmt. Eine Erhöhung der Bruchzähigkeit wird die Tragfähigkeit und Energieabsorption und somit die Crashsicherheit punktgeschweißter Bauteile erhöhen. Diese Bewertungsmethode soll in bestehende und zukünftige DVS-Merkblätter zum Widerstandspunktschweißen und Prüfen von Punktschweißverbindungen eingehen, die kmUs als Werkzeug für die Auslegung crashoptimierter Schweißbaugruppen einsetzen. Dies resultiert in Zeit- und Kostenersparnisse und bedeutet eine Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit für kmUs.