Forschungsbericht 2010 | 2011 - ifw Jena

Thermisches Fügen von dünnwandigen Strukturbauteilen
mit niedrig schmelzenden Zusatzwerkstoffen
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. (FH) T. Ebersbach, tebersbach@ifw-jena.de
Projektpartner: Hochschule Lausitz (FH), Senftenberg
Zuwendungsgeber: FOSTA e. V. | Stiftung Stahlanwendnungsforschung
Projektnummer: P777 / 05 / 2008 / S24 / 10141 / 07
Bild 1: ZnAl4-Lot im gelöteten Zustand | Bild 2: Makroschliff der Bördelnaht am 1.4509 | Bild 3: Überlappnaht der Verbindung Dx56 + Z mit
Bondal gelötet mit ZnAl4 | Bild 4: Zugproben der VerbindungDX56 + Z + ZnAl4 nach 90 Zyklen im Salzsprühnebeltest
Aufgabe Das Ziel des Forschungsvorhabens bestand
in der Entwicklung einer Technologie, die es ermög-
licht, dünnwandige Strukturbauteile für die Automo-
bilindustrie durch MIG-Löten mit Zinkbasisloten zu
fügen. Der bei thermischen Fügeprozessen auftretende
Zinkabbrand und der thermische Verzug soll auf ein
Minimum reduziert werden, so dass bei Dünnblech-
verbindungen die Beschichtung erhalten bleibt.
Ergebnisse Die durchgeführten Lötversuche an den
Werkstoffen DX56+Z; Bondal; 1.4301 und 1.4016 wur-
den getestet und beurteilt. Als Zusatzwerkstoffe kamen
Lote aus ZnAl4, ZnAl15 sowie ZnAl4Cu1,5 zur Anwen-
dung. Die Verbindungen wurden als Überlapp- und
als Bördelnähte ausgeführt und beurteilt. Die Füge-
parameter wurden für die Blechstärken s = 0,5 bis 1,5
mm festgelegt.
Im Rahmen der Untersuchungen konnte festgestellt
werden, dass die Lichtbogenausbildung einen signifi -
kanten Einfl uss auf das Benetzungsverhalten hat. Durch
die spezifi sche Regelung des Lichtbogens konnte die
Benetzung auch an den hochlegierten Cr-Ni-Stählen
gewährleistet werden.
Der untersuchte Grundwerkstoff DX56D+Z konnte bis
zu einer Blechdicke s =1,35 mm sicher unter Erhalt der
Zinkschicht mit den Zinkbasisloten gefügt werden.
Metallographische und korrosive Betrachtungen komplettierten
die durchgeführten Untersuchungen. Die
Lötverbindungen an den beschichteten Bauteilen
führten zu keiner korrosiven Beeinträchtigung des
Grundwerkstoffes. Die defi nierten Fügeparameter
wurden zusammenfassend in einem Datenbanksystem
dokumentiert.
Anwendung Die Nutzung der entwickelten Füge-
technologie führt im Automobilbau zu einem gerin-
geren Bauteilverzug sowie zu einer garantierten Kor-
rosionsbeständigkeit. Da artgleiche bzw. artähnliche
Verbindungen hergestellt werden, sind keine Entsor-
gungsprobleme zu erwarten. Durch den Einsatz der
modernen Lichtbogenlöttechnik in Verbindung mit
Zinkbasisloten wird der Mangel an anforderungsge-
rechten Fügetechnologien für elektrolytisch-schmelz-
tauchverzinkten Werkstoffe beseitigt.
Das Forschungsvorhaben P777 wurde von der Hochschule
Lausitz (FH) und dem ifw Jena mit fachlicher
Begleitung und fi nanzieller Förderung durch die For-
schungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Düsseldorf,
aus Mitteln der Stiftung Stahlanwendungsforschung,
Essen, durchgeführt.
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ABTEILUNG SCHWEISSTECHNIK