Untersuchung und Charakterisierung der Phasenbildung von FeAl-Mischverbindungen bei Verwendung schneller laserbasierter Fügeprozesse mit großen Temperaturgradienten

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Hybride Strukturelemente besitzen großes Potential zur Steigerung der Ressourcen- und Energieeffizienz. Ein großes Hemmnis bei der industriellen Nutzung hybrider Strukturelemente stellen die beim Fügen auftretenden intermetallischen Phasen dar. Aufgrund ihrer im Vergleich zu den Grundwerkstoffen deutlich höheren Sprödigkeit vermindern diese das Umformvermögen hybrider Halbzeuge und stellen bei mechanischer Beanspruchung häufig die Versagensursache dar. Das Wachstum der intermetallischen Phasen wird bei gegebener Werkstoffkombination im wesentlichen durch den Temperaturzeitverlauf charakterisiert. Dieser beeinflusst aber ferner das Gefüge der Grundwerkstoffe, sowie die Bauteilbenetzung und -verzug, so dass für eine optimale Prozess- und Bauteilauslegung dem Temperaturzeitverlauf eine große Bedeutung zukommt. Aus diesem Grund ist es das Ziel dieses Forschungsvorhabens, den Zusammenhang zwischen dem Temperaturzeitverlauf und dem Wachstum der intermetallischen Phasen grundlegend zu untersuchen. Insbesondere sollen Temperaturzeitverläufe mit großem Temperaturgradienten betrachtet werden, um auch Tiefschweißprozesse sowie Laser-MIG-Hybrid-Schweißprozesse mit hohen Prozessgeschwindigkeiten beurteilen zu können. Durch die angestrebte Charakterisierung der Mikrostruktur der intermetallischen Phasen soll es zudem möglich werden, über eine Optimierung des Temperaturzeitverlaufs die mechanischen Eigenschaften der Fügezone zur verbessern und Hinweise für die Prozessauslegung zu liefern. Ferner soll die angestrebte Methode eine Bewertung von Prozessen und Prozesstolleranzen hinsichtlich der Entstehung von intermetallischen Phasen und der Zuverlässigkeit der Verbindung ermöglichen.