Multi-physical modelling of resistance spot welding with assessing the risk of liquid metal embrittlement

Titel in Übersetzung: Multiphysikalische Modellierung des Widerstandspunktschweißens mit Bewertung des Risikos der Flüssigmetallversprödung

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Leichtbaumaterialien erfahren in der Automobilindustrie durch ihr Einsparungspotential an Gewicht und Kraftstoff und der damit verbundenen geringeren Umweltbelastung immer größere Bedeutung. Für besonders sicherheitsrelevante Bauteile sind hochfeste Stähle mit hoher Duktilität für die Anwendung im Automobilbau vielversprechend. Bei neu entwickelten Stählen ist es wichtig auch die Prozessführung der Verarbeitung zu berücksichtigen. In der Automobilindustrie erfolgt das Fügen von Blechen mittels Widerstandspunktschweißen, welches gute Automatisierbarkeit und zügiges sowie zuverlässiges Verbinden von Stahlblechen ermöglicht. Für einen kathodischen Korrosionsschutz wird eine dünne Zinkschicht auf das Blech aufgetragen. Bei ungünstiger Kombination von spezifischen Schweißbedingungen und speziellen Materialpaarungen kann es dabei zu erhöhtem Risiko von Flüssigmetallversprödung kommen. Als makroskopische Einflüsse für dieses Phänomen zählen die Temperatur, die plastische Dehnungen und die Materialkombination. Flüssigmetallverspödung führt zu einem Verlust der Duktilität und im schlimmsten Fall zu Bauteilversagen durch Sprödbruch der Schweißstelle. Im Zuge dieser Arbeit wurden intensive Tests in Hinblick auf Flüssigmetallverspödung durchgeführt. Darauf aufbauend wurde eine genaue Charakterisierung der schädigungsrelevanten Materialeigenschaften vorgenommen. Mit diesen Eingangsdaten wurde ein multi-physikalisch gekoppeltes und validiertes finite Elemente Punktschweißmodell erstellt. Dieses Modell beschreibt den gesamten Schweißprozess und gibt Einblicke in einen ansonsten schwer betrachtbaren Prozess. Zusätzlich wurde die Flüssigmetallversprödung charakterisiert und ein validierter Risikoindikator erstellt, welcher in das Modell implementiert wurde. Mit diesen Tools ist es möglich Schweißprozesse zu optimieren und das Risiko von Flüssigmetallversprödung zu reduzieren.
Titel in ÜbersetzungMultiphysikalische Modellierung des Widerstandspunktschweißens mit Bewertung des Risikos der Flüssigmetallversprödung
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Antretter, Thomas, Betreuer (intern)
  • Kiener, Daniel, Mitbetreuer (intern)
  • Stockinger, Martin, Beurteiler A (intern)
  • Poletti, Maria Cecilia, Beurteiler A (extern), Externe Person
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2022

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Widerstandspunktschweißen
  • Flüssigmetallversprödung
  • Hochfeste Stähle
  • Finite Elemente Modell
  • Risikoindikator

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