Reduzierung der Heißrissbildung beim Laserstrahlschweißen hochfester Aluminiumlegierungen mittels Einbringen von lokalen Eigenspannungen durch Umformen

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Graf; Professor Dr.-Ing. Mathias Liewald
• Fachliche Zuordnung: Fügetechnik und Trenntechnik ; Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 389369540

Zur Umsetzung von Leichtbaukonzepte in der Automobil-/Luftfahrtindustrie werden vielfach hochfeste Aluminiumlegierungen eingesetzt. Im Zusammenhang mit Laserstrahlschweißprozessen zeigen solche Legierungen jedoch eine hohe Anfälligkeit für die Bildung von Heißrissen, welche die Festigkeit von Fügestellen schwerwiegend reduzieren. Diesbezüglich wurde im vorhergehenden Projekt gezeigt, dass zusätzliche Spannungen, welche durch inhomogene plastische Deformationen während der umformtechnischen Herstellung der Einzelteile in der späteren Fügezone erzeugt werden, die Bildung von Nahtmittenheißrissen signifikant beeinflussen. So implizieren die im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen hergeleiteten Zusammenhänge dass, durch die gezielte Einbringung von Druckeigenspannungen im Bereich der Fügezone, die Bildung von Heißrissen beim Laserstrahlschweißen verhindert werden kann. Auf Basis dieser im vorgehenden Projekt erlangten Erkenntnisse sollen im hier beantragten Fortsetzungsprojekt die zur Heißrissvermeidung notwendigen Druckeigenspannungszustände quantitativ spezifiziert und dementsprechend geeignete Umformprozesse zur Erzeugung von definierten Eigenspannungszuständen in Fügezonen identifiziert werden. Ziel ist die Entwicklung von Umformmethoden zur lokalen Erzeugung von Druckeigenspannungen, die die Bildung von Heißrissen in laserstrahlgeschweißten Fügezonen von hochfesten Aluminiumlegierungen verhindern. Unter Berücksichtigung der gesamten Prozesskette im Karosseriebau sollen diese Umformmethoden die Optimierung des Schweißprozesses bereits beim vorhergehenden Umformprozess ermöglichen. Durch den prozesskettenübergreifenden Optimierungsansatz sollen einerseits eine höhere Gesamtprozesssicherheit und andererseits höhere Freiheitsgrade bei der Umsetzung von Leichtbaukonzepten mit hochfesten Aluminiumlegierungen gewährleistet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen