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

• 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

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.

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 和 Bruchdehnungen > 14% beschränkt。即将举行的节日庆典，将按新闻报道或复杂阶段进行。 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.激光照射和超强照射的基本原理。温度、工作时间、工作温度、工作几何形状和能源等方面的差异都取决于肯特尼斯的立场。 Das Teilziel der Forschungsstelle Professur für Fügetechnik und Montage (TU Dresden) besteht in der Entwicklung eines Fügewerkzeugs, das die durchleitung and Emission eines gepulsten Laserstrahles simultan and gesteuert zu einem Clinchvorgang gestattet.上图中，Fügestelle 的作用是与 Aluminiumwerkstoffen 组合中的 Clinchen schwer umformbarer Stahlblechwerkstoffe 实现的。 Das Teilziel der Forschungsstelle Lehrstuhl für Fertigungstechnik (Univ. Rostock) liegt in der Entwicklung eines Clinchwerkzeugs, das die Beschallung mit Leistungsultraschall simultan and 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混合Verfahren和Einrichtungen sollen eine重要的Fügekraftreduzierung，Verbesserung der Clinchpunkteigenschaften和Erweiterung der Verfahrensgrenzen beim Clinchen realisiert werden。 Das Verständnis 和 die gezielte Beeinflussung der wesentlichen Werkstofftechnischen Mechanismen des Laserstrahl- 和 Ultraschallunterstützen Clinchens stellen die Teilziele der Forschungsstelle Lehrstuhl für Werkstofftechnik（罗斯托克大学）dar。 Dazu zählen insbesondere Versetzungsverfestigung, Erholung, Rekristallification und Phasenumwandlungen, die orts- and zeitabhängig in der Clinchverbindung ablaufen and mikrostrukturell analysiert werden sollen.微观结构和特征结构的组合，以及几何结构和特征结构的组合，请参见下面的链接。 Die Teilziele der Drei Forschungsstellen sind Bestandteil des übergeordneten Ziels der Erweiterung des Anwendungsbereichs des Clinchens auf hochfeste Stahl/Aluminium-Mischverbindungen。 Dazu 是所有研究人员共同研究的一个新的激光和超光镜检查、发射和测试设备。新的安拉格将在所有版本中进行更改并在所有版本中进行安装。 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.

项目成果

Ultrasonic Assisted Clinching of Aluminium Alloy Sheets

• DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.966-967.641
• 发表时间: 2014-06
• 期刊: Advanced Materials Research
• 作者: Frederik Heßeln;M. Wanner

Kalorimetrische und dilatometrische Analyse des Anlassverhaltens in der Wärmeeinflusszone von Schweißnähten des Stahls T24

T24钢焊缝热影响区回火行为的量热膨胀分析

• DOI: 10.3139/105.110202
• 发表时间: 2013
• 期刊: HTM Journal of Heat Treatment and Materials
• 作者: Milkereit;Oehmigen;Keßler
• 通讯作者: Keßler

Short-time heat treatment of press hardened steel for laser assisted clinching

• DOI: 10.1179/1743284714y.0000000556
• 发表时间: 2014-07
• 期刊: Materials Science and Technology
• 影响因子: 1.8
• 作者: M. Reich;J. Osten;B. Milkereit;J. Kalich;U. Füssel;O. Kessler

Softening of High-Strength Steel for Laser Assisted Clinching

• DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.966-967.617
• 发表时间: 2014-06
• 期刊: Advanced Materials Research
• 作者: J. Osten;Paul Söllig;M. Reich;J. Kalich;U. Füssel;O. Kessler