Neuartige Fügetechnologie zur Herstellung hybrider Bauteilstrukturen mit kurzem Flansch aus höchstfestem Stahl und Aluminium (AiF/IGF Nr. 20164 BR)

Für die Realisierung eines kostenattraktiven Leichtbaus für mobile Anwendungen im Dünnblechbereich wurde ein Verfahren für Mischverbindungen aus hoch- und höchstfesten Stählen mit Aluminiumblechen entwickelt, bei dem einfache kostengünstige Fügeelemente und kurze Flansche <10 mm realisiert werden können und das auch unter unterschiedlichen Produktionsrandbedingungen flexibel anwendbar ist. Die Technologie basiert auf der Widerstandsschweißtechnik und stellt eine Alternative zu den für Werkstoffkombinationen üblichen mechanischen Fügeverfahren dar.
Der Prozess ist zweistufig. In einem ersten Schritt wird das Fügeelement auf dem Al-Blech mittels Widerstandsschweißen fixiert. In dem zweiten Schritt erfolgt das Verbindungsschweißen mit dem hochfesten Stahlblech. Die Fügeelemente werden aus Schweißdraht hergestellt. Sie bilden in der Verbindungsebene den Werkstoffübergang von Stahl auf Aluminium, ohne das intermetallische Phasen die Verbindungseigenschaften verschlechtern. Die Verbindungsbildung zum Stahlblech erfolgt durch einen sehr kurzen Schweißprozess von etwa 10 ms und bringt dabei so wenig Wärme ein, das zusätzliches Kleben möglich ist.
Die Verbindungseigenschaften wurden an geeigneten Prüfkörpern ermittelt und optimiert. An einer speziellen Mehrpunktprobe erfolgte die Nachbildung der komplexen Beanspruchungen im Produktionsprozess sowie im Betrieb. Neben den Anwendern aus dem Bereich Fahrzeugbau sowie der Komponenten- und Zuliefererindustrie waren Hersteller von Schweißanlagen in den Projektausschuss eingebunden. Der Abschlussbericht ist erhältlich bei der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (https://www.stahlforschung.de/)
Das IGF-Vorhaben 20164 BR / P 1294 der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA), Sohnstraße 65, 40237 Düsseldorf, wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Den Mitgliedern des projektbegleitenden Ausschusses sei für ihre wertvolle Unterstützung herzlich gedankt.