Resistance Spot Welding of Third Generation Advanced High Strength Steels

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

„Advanced High Strength Steels” (AHSS) der dritten Generation, wie „Transformation-Induced Plasticity (TRIP)-aided Bainitic Ferrite” (TBF) und „Medium-Mn” Stähle, kombinieren hohe Festigkeit mit guter Umformbarkeit und sind daher vielversprechende Kandidaten für den Einsatz in automobilen Anwendungen. Aufgrund ihres relativ hohen Legierungsgehalts und der raschen Abkühlung beim Widerstandspunktschweißen, welches das dominierende Blechfügeverfahren darstellt, neigen diese Stähle allerdings zur Bildung harter und somit spröder Schweißverbindungen, weswegen ihre Schweißbarkeit eingeschränkt ist. Diese Arbeit soll ein grundlegendes Verständnis bezüglich der Mikrostrukturentwicklung während des Widerstandspunktschweißens von AHSS der dritten Generation aufbauen, um die mechanischen Eigenschaften anschließend mittels gezielter Gefügebeeinflussung verbessern zu können. Durch großflächige Härtemappings wurde beim TBF Stahl eine ausgeprägte Aufhärtung und somit Versprödung der Fügezone (FZ) festgestellt, welcher mit Hilfe eines Anlassimpulses entgegengewirkt wurde. Die Gefügeuntersuchungen mittels Lichtmikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie (REM) zeigten, dass der Anlassimpuls exakt auf den ersten Impuls abgestimmt werden muss. In einem weiteren Ansatz wurde das gussähnliche Gefüge der äußeren FZ durch einen Rekristallisationsimpuls modifiziert, um globulare Körner mit hohem Rissablenkungsvermögen zu erzeugen, welche mittels „Electron Backscatter Diffraction” (EBSD) charakterisiert wurden. Mit beiden Konzepten konnten die mechanischen Eigenschaften deutlich verbessert werden. Bei Medium-Mn Stählen wurden starke Manganseigerungen in der äußeren FZ mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) nachgewiesen, welche durch einen Rekristallisationsimpuls hin zu verbesserten mechanischen Eigenschaften aufgelöst wurden. Die präsentierte Interpretation der aufgezeichneten Widerstandskurven soll hierbei die angestrebte Implementierung des Rekristallisationsimpulsverfahrens in die Fertigung unterstützen. Die detaillierte Charakterisierung der Wärmeeinflusszone (WEZ) mittels EBSD, REM, EDX und magnetischer Austenitmessung zeigte, dass die Stabilität des Austenits stark von der Temperatur abhängt, was zu ortsabhängigen mechanischen Eigenschaften der WEZ führt. Diese Erkenntnisse dienen als Basis für zukünftige Bemühungen die Mikrostruktur der WEZ gezielt einzustellen um die mechanischen Eigenschaften der gesamten Schweißung zu verbessern.

Details

Titel in ÜbersetzungWiderstandspunktschweißen von Dritte Generation Advanced High Strength Steels
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2021