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.

研究领域的最高水平是高斯塔尔/低硫混合物的临床应用领域。钢结构的临床试验在载荷小于800 N/mm²且载荷大于14%的情况下具有较高的效率。Aktuelle hochfeste Stahlbleche，wie pressgehärtete Stähle or der Komplexphasenstähle weisen jedoch höhere Festigkeiten auf. Im Leichtbau durch Mischbauweisen sollen solche hochfesten Stähle mit miniumlegierungen gefügt韦尔登.在这个过程中，我们需要新的研究韦尔登。Teilziele sind daher grundschule de Betrachtungen des laserstrahlunterstützten and ultrasonic unterstützten Clinical.一个不同的温度，一个不同的时间，不同的材料，不同的几何形状和能量都是不同的。德累斯顿工业大学的Fügetechnik und Montage研究中心最擅长于Fügewerkzeugs的开发，即激光束的耐久性和发射性的同时进行和控制。Fügestelle的局部变形是由Clinchen schwer formbarer Stahlblechwerkstoffe in Combination with miniumwerkstoffen realisiert韦尔登实现的。罗斯托克大学的Lehrstuhl肥料技术研究所的研究成果是一种临床工作成果，它是一种同时进行的与临床工作有关的研究成果。因此，在使用最小的- Mit beiden hybriden Verfahren und Einrichtungen sollen eine signifikante Fügekraftreduzierung，Verbesserung der Clinchpunkteigenschaften and Erweiterung der Verfauschischenzen beim Clinchen realisiert韦尔登. Das Verständnis und die gezielte Beeinflussung der wesentlichen werkstofftechnischen Mechanismen des laserstrahl- und ultrasonic unterstützen clinton stellen die Teilziele der Forschungsstelle Lehrstuhl für Werkstofftechnik（Univ.罗斯托克）dar. Dazu zählen insbesondere Versetzungsverfestigung，Erholung，Rekristallisation und Phassportwandlungen，die orts- und zeitabhängig in der Clinchverbindung ablaufen and mikrostrukturell analysiert韦尔登sollen.这两种结构都是微结构和特征结构，就像紧固件的几何结构和特征结构都是韦尔登所解决的问题一样。三种研究方法的特点是对高斯塔尔/微量元素混合物的临床应用的有效性进行评估。因此，我们必须从所有三个研究中选择一个合适的支架，用于激光和超声波治疗，使其能够进行韦尔登。这种新的Anlage soll die Vorteile der beiden einzelnen Verfauses svarianten kombinieren and dadministen Anwendungsbereich des Clintelnoch stärker erweitern.该组合技术具有吸引力，因此激光运行也可用于超声波运行，仅用于小范围的包埋，并在临床过程中发挥作用。

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