Thermische Fügeverfahren von Stahl mit Aluminium im Karrosseriebau (JOIN B.1)

Prozesssichere Fertigungslösung einschließlich der Dokumentation und einer Stärken-Schwächenanalyse mit besonderem Augenmerk auf Korrosionseigenschaften. Ziel ist es anhand der Charakterisierung von mechanisch-technologischen Eigenschaften der Verbindungen zwischen Stahl und Aluminium sowie der Erfassung der Randbedingungen zu ihrer Entstehung, die möglichen Anwendungsgebiete im Karosserie- und Fahrwerkbereich für unten angeführte Verfahren zu identifizieren und diese bei entsprechender Eignung bis zur Serienreife zu entwickeln. Für folgende Fügeverfahren ist durch eine Reihe von Schweißversuchen und mechanisch-technologischen Erprobungen ein Eignungsprofil in Bezug auf den Einsatz im Karosserie- und Komponentenbau zum thermischen Verbinden von Stahl mit Aluminium zu erstellen: 1. WIG - Schweißlöten / 2. MIG - Schweißlöten / 3. Friction Stir Welding (Reibrührschweißen) / 4. Explosionsschweißen (Einsatz von Bimetallen) / 5. Laser Hybrid Schweißen / 6. Magnetimpulsschweißen. In weiterer Folge wird für ausgewählte Verfahren an Hand eines reales Bauteils ein Prototyp entwickelt (Stahl - Alu) und hergestellt, und durch geeignete Erprobungen die Qualität der Verbindung praxisnah untersucht. Technische Lösungsvorschläge: - Spezifikation (Material; Nahtgeom; mögl. Bauteile) - Stärken-Schwächen-Analyse mögl. Therm. Fügeverfahren (Korrosionseigenschaften) - Feasibility-Report Friction-Stir Schweißen FSW Al-St - Einzelne Schweißtests nach versch. Verfahren Al-St an vorh. Anlagen - Metallographie / Festigkeits- u. Korrosionstests der Schweißungen, Schwingversuche an Proben I - Entscheidung für speziellen Anwendungsfall (z.B. St-Aufbau/Al-Außenhaut) - Test verschiedener Fügeverfahren am Anwendungsfall - Metallographie / Festigkeits- u. Korrosionstests der Schweißungen, Schwingversuche an Proben II - Evaluierung - Prozessoptimierung (Parameter, Blechqualitäten etc.) - Endbericht Die Fügeverfahren werden hinsichtlich der Prozesssicherheit, optimale Schweißparameter, Schweißzusatzwerkstoffe, Schweißhilfsmittel usw. analysiert. Begleitend werden an ausgewählten, produzierten Proben zur Charakterisierung der hergestellten Verbindung, folgende Untersuchungen durchgeführt: - Metallografische Untersuchungen / Analyse der Intermetallischen Phasen (REM / EDX) - Zugprüfungen (statisch) - Härtemessungen - Untersuchung des Verhaltens bei dyn. Belastung - Verhalten der Verbindung bei tiefen / hohen Temperaturen - Verhalten der Verbindung bei schlagartiger Beanspruchung - Korrosionsuntersuchungen - KTL-Eignung (kathodische Tauchlackierung)