5 Durchlaufende / Abgeschlossene Forschungsprojekte 2010 ... - DVS

FA 4
Bisher waren diese Faktoren bei den „weichen“ Tiefziehstählen von untergeordneter Bedeutung, da dort Verformungen im
Blechwerkstoff ausgleichend wirken und die Stromdichte gleichmäßiger verteilt wird als bei hochfesten Blechwerkstoffen. Um
die wirtschaftlichen Vorteile des Widerstandsbuckelschweißens auch bei hochfesten Werkstoffen auszuschöpfen, ist eine
geeignete Buckelgeometrie vorzusehen, die keine Blechdickenreduzierungen im Bereich des Prägestempels aufweist. Für die
hochfesten Werkstoffe ist als Prägewerkzeug ein Kugelstempel mit kalottenförmiger Formmatrize geeignet, der sanfte Übergänge
in der Flanke des geprägten Buckels erzeugt. Die Steifigkeit wird wegen der hohen Werkstofffestigkeit und Kaltverfestigung
durch den Umformprozess nur unwesentlich beeinflusst. Vor allem beim Bruchverhalten werden vermehrt Ausknöpfbrüche
festgestellt und die Streuung der Festigkeiten reduziert sich durch die Verwendung der optimierten Buckel. Die Rissneigung
an den Buckelflanken konnte durch die optimierte Geometrie stark verringert werden. Dies führt zu einer Verbesserung der
Festigkeiten und zu einer Steigerung der Prozesssicherheit. Die Schweißparameter sind entsprechend der Geometrie abzustimmen
und die Prozessfenster für Elektrodenkraft und Stromstärke sind höher als bei Buckeln nach DIN EN 28167.
Die gesammelten Erkenntnisse finden bereits bei zahlreichen neuen Anschweißelementen in der Serienfertigung Anwendung.
Dort wird vor allem auf die kugelförmige Gestaltung der Stempelgeometrie geachtet.
ISO
unsymmetrischer Mischbruch bei ISO-Buckel / FE = 3 kN, t S = 200 ms, I S = 13,0 kA
Risse im Bereich der Einprägung, Pore bzw. Lunker fehlerfreie Schweißverbindung
Bild 1: Einfluss der Buckelgeometrien (ISO-Buckel, optimierter Buckel) auf Bruchbild und Linsenausbildungen beim
Widerstandsbuckelschweißen höher- und höchstfester Stahlwerkstoffe (Beispiel: HCT690TD, t B l = 1,5 mm)
OPT
Ralf Bothfeld, Geschäftsführer, Harms & Wende GmbH & Co. KG: „Harms & Wende als Steuerungsspezialist beim
Widerstandsschweißen konnte durch dieses IGF-Forschungsprojekt sein Know-How erweitern. Insbesondere die grundsätzlichen
Erkenntnisse des Projektes aus der Optimierung der Buckelgeometrie für die Schweißparameterwahl und deren Auswirkungen
auf die Schweißqualität bei den höherfesten Stahlsorten können wir in der Praxis für unsere Kunden nutzen.”
Stefan Reitmeier, BMW AG München: „Die im Forschungsprojekt erarbeiteten Ergebnisse sind für uns daher von großem
Nutzen, da jederzeit Anwendungen bei speziellen Baugruppen denkbar sind. In diesem Fall können wir sofort auf die optimierten
Lösungsvorschläge zurückgreifen. Bei zukünftigen Anwendungen im Bereich Buckelschweißen höherfester Werkstoffe werden
die gewonnenen Ergebnisse umgesetzt.”
Georg Schmid, Audi AG Ingolstadt: „Die Ergebnisse brachten für uns sehr interessante Hinweise hinsichtlich der Gestaltung
von Prägewerkzeugen für Schweißbuckel bei der Herstellung von Blechteilen aus höherfesten Stahlwerkstoffen. Wir sind dadurch
jetzt in der Lage, die Ausdünnung der Buckelflanken zu vermeiden. Die steiferen Buckel verbessern den Schweißprozess und
helfen, eine gleichmäßige Qualität in der Produktion zu gewährleisten.”
5
symmetrischer Ausknöpfbruch bei optimierter Geometrie / FE = 4 kN, t S = 200 ms, I S = 15,0 kA
49