Laser- und ultraschallunterstütztes Clinchen von hochfesten Stahl/Aluminium-Mischverbindungen

高强度钢/铝混合化合物的激光和超声波辅助铆接

基本信息

批准号：
227380527
负责人：
Professor Dr.-Ing. Uwe Füssel
金额：
--
依托单位：
Lehrstuhl für Werkstofftechnik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Priority Programmes
财政年份：
2012
资助国家：
德国
起止时间：
2011-12-31 至 2015-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/227380527?language=en
关键词：
Laser und ultraschallunterst tztes Clinchen

项目摘要

Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erweiterung des Anwendungsbereichs des Clinchens auf hochfeste Stahl/Aluminium-Mischverbindungen. Das Clinchen von Stahlblechen ist derzeit überwiegend auf Zugfestigkeiten < 800 N/mm² und Bruchdehnungen > 14% beschränkt. Aktuelle hochfeste Stahlbleche, wie pressgehärtete Stähle oder Komplexphasenstähle weisen jedoch höhere Festigkeiten auf. Im Leichtbau durch Mischbauweisen sollen solche hochfesten Stähle mit Aluminiumlegierungen gefügt werden. Um die Vorteile des prozesssicheren und wirtschaftlichen Clinchens nutzen zu können, müssen neue Verfahren erforscht werden. Teilziele sind daher grundlegende Betrachtungen des laserstrahlunterstützten und ultraschallunterstützten Clinchens. Eine differenzierte Betrachtung von Temperatur, Einwirkzeit, lokaler Werkstoff-beeinflussung, Werkzeuggeometrie und Energiebilanz geht weit über den derzeitigen Kenntnis-stand hinaus. Das Teilziel der Forschungsstelle Professur für Fügetechnik und Montage (TU Dresden) besteht in der Entwicklung eines Fügewerkzeugs, das die Durchleitung und Emission eines gepulsten Laserstrahles simultan und gesteuert zu einem Clinchvorgang gestattet. Über die lokale Erwärmung der Fügestelle soll das Clinchen schwer umformbarer Stahlblechwerkstoffe in Kombination mit Aluminiumwerkstoffen realisiert werden. Das Teilziel der Forschungsstelle Lehrstuhl für Fertigungstechnik (Univ. Rostock) liegt in der Entwicklung eines Clinchwerkzeugs, das die Beschallung mit Leistungsultraschall simultan und gesteuert zu einem Clinchvorgang erlaubt. Über den Schalldruck sowie über den Einfluss auf die Reibung zwischen den Fügepartnern soll das Clinchen hochfester Stahlblechwerkstoffe in Kombination mit Aluminium-legierungen ermöglicht werden. Mit beiden hybriden Verfahren und Einrichtungen sollen eine signifikante Fügekraftreduzierung, Verbesserung der Clinchpunkteigenschaften und Erweiterung der Verfahrensgrenzen beim Clinchen realisiert werden. Das Verständnis und die gezielte Beeinflussung der wesentlichen werkstofftechnischen Mechanismen des laserstrahl- und ultraschallunterstützen Clinchens stellen die Teilziele der Forschungsstelle Lehrstuhl für Werkstofftechnik (Univ. Rostock) dar. Dazu zählen insbesondere Versetzungsverfestigung, Erholung, Rekristallisation und Phasenumwandlungen, die orts- und zeitabhängig in der Clinchverbindung ablaufen und mikrostrukturell analysiert werden sollen. Der Zusammenhang zwischen Mikrostrukturen und Eigenschaften, wie auch der Zusammenhang zwischen Geometrie und Eigenschaften der Clinchverbindungen sollen untersucht werden. Die Teilziele der drei Forschungsstellen sind Bestandteil des übergeordneten Ziels der Erweiterung des Anwendungsbereichs des Clinchens auf hochfeste Stahl/Aluminium-Mischverbindungen. Dazu soll gemeinsam von allen drei Forschungsstellen eine neuartige Anlage zum gleichzeitig laser- und ultraschallunterstützten Clinchen entwickelt, aufgebaut und betrieben werden. Diese neue Anlage soll die Vorteile der beiden einzelnen Verfahrensvarianten kombinieren und dadurch den Anwendungsbereich des Clinchens noch stärker erweitern. Anlagentechnisch erscheint diese Kombination ausgesprochen attraktiv, da sowohl die Laserunterstützung als auch die Ultraschallunterstützung nur kleine Bauräume erfordern und einzeln bereits in Clinchprozesse integriert wurden.

< 800 N/mm² 和 Bruchdehnungen > 14% 说明。 Vorteile des prozesssicheren und wirtschaftlichen Clinchens nutzen zu können, müssen neuue Verfahren erforscht werden. Einwirkzeit，lokaler Werkstoff-beeinflussung，Werkzeuggeometrie und Energiebilanz geht weit über den derzeitigen Kenntnis-stand hinaus。 Das die Durchleitung 和 Emission eines gepulsten Laserstrahles simultan 和 gesteuert zu einem Clinchvorgang gestattet。 Teilziel der Forschungsstelle Lehrstuhl für Fertigungstechnik（罗斯托克大学）在 der Entwicklung eines Clinchwerkzeugs 中，是与 Leistungsultraschall simultan 和 gesteuert zu einem Clinchvorgang erlaubt 一起使用的。 Einfluss auf die Reibung zwischen den Fügepartnern soll das Clinchen hochfester Stahlblechwerkstoffe in Kombination mit Aluminium-legierungen ermöglicht werden. Clinchpunkteigenschaften 和 Erweiterung der Verfahrensgrenzen beim Clinchen realisiert werden。 Lehrstuhl für Werkstofftechnik（罗斯托克大学）dar。 Clinchverbindungen sollen untersucht werden。 Anwendungsbereichs des Clinchens auf hochfeste Stahl/Aluminium-Mischverbindungen。 Soll die Vorteile der beiden einzelnen Verfahrensvarianten kombinieren and badurch den Anwendungsbereich des Clinchens noch stärker erweitern. Clinchprozesse integriert wurden 中的小Bauräume erfordern und einzeln bereits。