Mit der aufkommenden öffentlichen Diskussion hinsichtlich der Einflüsse des Individualverkehrs auf die Umwelt werden die Anforderungen an PKW neu definiert. Bisher standen der Komfort sowie die Sicherheit der Nutzer im Vordergrund. Zunehmend interessieren sich die Käufer von Fahrzeugen für deren Verbrauch. Die Automobilhersteller reagieren auf das steigende Fahrzeuggewicht mit unterschiedlichen Ansätzen zum Fahrzeugleichtbau. Der stoffliche Leichtbau stellt einen dieser Ansätze dar. In besonderem Maße zeigen Mischverbindungen aus Stahl und Aluminium ein hohes Leichtbaupotenzial. Schlüsseltechnologie für deren Anwendung ist die Fügetechnik. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein laserbasiertes Fügeverfahren erarbeitet, das ohne die Verwendung von Zusatzmaterial Stahl und Aluminium verschweißt und somit eine deutliche Verfahrensvereinfachung darstellt. Aufgezeigt werden sowohl die prinzipielle Durchführbarkeit des Schweißverfahrens an Kombinationen aus verzinkten und unverzinkten Stählen mit Aluminium der 5000er und 6000er Legierungen als auch Möglichkeiten zur optimalen Nahtgestaltung zur Maximierung der Nahtfestigkeit. Sowohl geometrische als auch metallurgische Ansätze werden hierbei verfolgt und deren Einfluss auf das Schweißergebnis dargestellt. Untersuchungen zum statischen und zum dynamischen Verhalten erlauben eine Abschätzung der Eignung der gefügten Werkstoffkombinationen für den Einsatz im Karosseriebau.
Due to the discussion about the influence of individual transportation on the environment, car requirements are newly defined. Up to now, comfort and safety of passengers have been most important topics in car developments. Lately, customers are also interested in fuel consumption. Several approaches of light weight construction are made by the car producers. One of them is the use of light metals. High potential to reduce car weight is shown by the combination of steel and aluminum. Key technology to implement these dissimilar parts is welding. In the scope of the presented work, a laser based process which needs no additional material for welding steel to aluminum is developed. The general feasibility for joining zinc coated and uncoated steels to 5000 and 6000 aluminum alloys is shown as well as optimized seam formation for maximum seam resistance. Geometrical and metallurgical approaches are worked out and their influence on the welding result is presented. Static and dynamic mechanical investigations allow an estimation of the suitability of the joints for their use in car body construction.
Laserschweißen von Mischverbindungen aus Aluminium und verzinktem sowie unverzinktem Stahl
Berichte aus dem LZH ; 2 ; 1-126
2014
126 Seiten, Bilder, Tabellen, 133 Quellen
Theses
German
Aluminium , Stahl , Laserschweißen , Individualverkehr , Durchführbarkeit , Nahtfestigkeit , Leichtbau , Fahrzeugbau , Schlüsseltechnologie , Fügetechnik , Schweißverfahren , Fahrzeuggewicht , Automobilhersteller , dynamisches Verhalten , Werkstoffkombinationen , Kraftstoffverbrauch , Karosserie , Insassenschutz , schweißbarer Stahl , Zink , Aluminiumlegierung
Stahl Aluminium Mischverbindungen
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