Den Forderungen nach erhöhter Sicherheit und gleichzeitig geringem Gewicht der Automobile war nur mit höheren Festigkeiten der verwendeten Bleche nachzukommen, die eine entsprechende Blechdickenreduzierung zuließen. Da mit zunehmender Festigkeit im allgemeinen die Duktilität bzw. das Umformvermögen der Werkstoffe abnimmt, war Hauptziel der Werkstoffentwicklung, durch metallurgische Maßnahmen und Optimierung der Erzeugungsparameter die Umformbarkeit der höherfesten Feinbleche zu verbessern. Aufbauend auf den bereits in den 60er Jahren entwickelten mikrolegierten Warmbandgüten wurden entsprechende kaltgewalzte Stähle formuliert. Bei Kohlenstoffgehalten unterhalb von 0,1 % konnten durch Zugabe von geringen Niob- und/oder Titangehalten (im allgemeinen größer 0,1 %) Mindeststreckengrenzen von 260 bis 420 N/mm2 dargestellt werden. Unabhängig von den Eigenschaftsprofilen der eingesetzten hochfesten Stähle sind werkstoffgerechte Verarbeitungsbedingungen und beanspruchungsgerechte Konstruktionen der Fahrzeugteile wesentliche Voraussetzungen. Neben den mikrolegierten und phosphorlegierten Stählen stehen für den Karosserie-Leichtbau auch noch andere Feinblechwerkstoffe zur Verfügung. Neue Werkstoffentwicklungen sind der Dual-Phasen-Stahl, der TRIP-Stahl (Transformation induced Plasticity) und von Thyssen Stahl entwickelte CMnCr-Stähle. Sollen bei höherfesten Verbindungen Laser zum Schweißen eingesetzt werden, sind geeignete Vorkehrungen bei Nahtgestaltung zu treffen. Laserschweißen ermöglicht eine Gewichtsreduzierung bei gleicher Funktion im Vergleich zum Punktschweißen. Durch eine durchgehende Laserschweißnaht wird eine höherfeste Verbindung im Vergleich zur Punktschweißung erzielt. Bei gleichbleibender Anforderung an die Festigkeit kann die Materialdicke verringert und Gewicht reduziert werden. So wurde durch den Einsatz von laserstrahlgeschweißten Tailored Blanks aus einem 2-teiligen punktgeschweißten Radhaus mit Federbeintopf ein einteiliges Radgehäuse. Bei der Verwendung für PKW-Seitenteile entfallen Verstärkungen und damit auch die dazugehörigen herstellungsrelevanten Aufwendungen.
Werkstoffe, Umformung und Fügetechnik als Ganzes für den Karosserie-Leichtbau
1997
25 Seiten, 19 Bilder, 7 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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