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Lichtbogenfügen umformbarer Stahl‐Aluminium‐Mischverbindungen. Arc joining of ductile steel‐aluminium‐dissimilar‐metal‐welds

Abstract

In den letzten Jahren nahm das Fahrzeuggewicht aufgrund gesteigerter Anforderungen an Sicherheit und Komfort für die Insassen immer weiter zu. Um gleiche ober verbesserte Fahrleistungen zu erhalten, musste die Motorentechnik immer leistungsfähigere Verbrennungsmotoren liefern. Damit verbunden ist jedoch ein erhöhter Ausstoß von schädlichen Abgasen. Durch erhöhte Anforderungen an den Umweltschutz muss daher zukünftig das Fahrzeuggewicht wieder abgesenkt werden. Um dies zu realisieren sind neue Werkstoffkonzepte notwendig. Eine Möglichkeit stellt die Mischbauweise dar, bei der verschiedene Werkstoffe kombiniert werden. Dadurch können die werkstoffspezifischen Eigenschaften lokal optimiert ausgenutzt und eine der Beanspruchung angepasste Konstruktion realisiert werden. Die größte Bedeutung kommt dabei der Kombination von Stahl‐ und Aluminium zu. Da die Endkontur der Bauteile oft durch einen Umformprozess erzeugt wird, müssen neben ausreichender statischer Festigkeit auch Umformaspekte mit betrachtet werden. Durch die Entwicklung moderner, digital geregelter Lichtbogenprozesse in den letzten Jahren wurde ein prozesssicheres, reproduzierbares Fügen von Stahl‐Aluminium‐Mischverbindungen ermöglicht. Es wurden am Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF) der RWTH Aachen University Untersuchungen zum Fügen von Stahl‐ mit Aluminium mit verschiedenen Lichtbogenprozessen durchgeführt. Dabei wird insbesondere die spätere Umformbarkeit der Verbindungen optimiert.

In recent years, the vehicle weight has been constantly increased due to particular requirements made on the passenger safety and comfort. For maintaining or even improving the road performance, engine manufacturers have been forced to supply increasingly more efficient combustion motors. However, increased exhaust emmission is a consequence. The requirements made on environmental protection, however, demand that the vehicle weight is reduced again in future. New material concepts will be required for the implementation. One possibility is the Multi‐Material construction where different materials are combined. Thus, the locally optimized exploitation of the material‐specific properties is guaranteed and a design which is appropriate to the type of duty is created. The combination of steel with aluminium has the highest relevance. Since the final contour of the components is often produced by a reforming process, also forming aspects must be taken into account, besides the consideration of sufficient static strength. The development of modern, digitally controlled arc welding processes has, in recent years, allowed for the reliable, reproducible joining of steel‐aluminium mixed compounds. Investigations about the joining of steel with aluminium, using different arc welding processes, are carried out in the Weldin and Joining Institute (ISF) RWTH Aachen University. Special attention is given to the possibility of later forming of the joints.

Autoren:   Reisgen, U.; Stein, L.; Steiners, M.; Göttmann, A.
Journal:   Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Band:   41
Ausgabe:   11
Jahrgang:   2010
Seiten:   951
DOI:   10.1002/mawe.201000690
Erscheinungsdatum:   01.11.2010
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