Methodenentwicklung zur Vermeidung von Liquid Metal Embrittlement während des Widerstandspunktschweißens von hochfesten Stahlwerkstoffen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Gerson Meschut; Professor Dr.-Ing. Michael Rethmeier
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426686311

Bisherige Untersuchungen zu flüssigmetallinduzierter Rissbildung behandeln oftmals einzelne Aspekte des Phänomens, bzw. untersuchen gezielt einzelne Einflussfaktoren, Materialdickenkombinationen (MDK) oder Rissintensitäten. Daher gelangen die Autoren oftmals zu abweichenden Ergebnissen. Als Folge dessen ist es nur unzureichend möglich, einen grundsätzlichen Zusammenhang zwischen den zahlreichen Untersuchungen mit unterschiedlichem Vorgehen herzustellen. Es fehlt bisher ein grundlegender Ansatz, der systematisch verschiedene Einflussgrößen auf Basis eines einheitlichen Versuchsaufbaus analysiert und eine grundlegende Kategorisierung von Risstypen vornimmt. Vor dem Hintergrund der stetig zunehmenden Festigkeit neuer Stahltypen sind hierfür Untersuchungen an Stahlgüten mit Festigkeiten von > 1000 MPa (AHSS) von hoher Relevanz für den Leichtbau. Im Gegensatz zu bisherigen Untersuchungen lassen sich bei aktuellen AHSS auch Risse im kritischeren Bereich außerhalb des Elektrodeneindrucks provozieren. Zudem können diese eine wesentlich größere Risstiefe entwickeln. Eine genauere Klassifizierung und die Gegenüberstellung von Rissen unterschiedlicher Größe bzw. Intensität sollen dazu dienen, in einem nächsten Schritt eine kritische Intensität für Auswirkungen auf die Tragfähigkeit zu benennen. Um eine wissenschaftlich fundierte Deutung der experimentellen Ergebnisse vornehmen zu können und so zu einem vollständigen Prozessverständnis zu gelangen, wird parallel ein simulativer Ansatz genutzt, welcher nicht nur allgemein Orte hoher Spannungen identifiziert, sondern vielmehr Temperatur-, Spannungs-, Dehnungs- und Dehnratenfelder sowie deren Interaktion verdeutlicht. Bei der Klassifizierung von Risstypen ermöglicht die Simulation den Ausschluss von experimenteller Streuung sowie einen hohen Grad an Flexibilität bezüglich der zu untersuchenden Rissposition und -größe. Auf diese Weise lassen sich feine, definierte Abstufungen erzeugen, welche experimentell nicht abgebildet werden können. Ebenso stehen systematische Untersuchungen zur Entwicklung von Methoden zur Bewertung und Vermeidung von LME beim Widerstandspunktschweißen, sowie deren Erprobung an unterschiedlichen MDK bisher aus.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen