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      Bestimmung der Rissanfälligkeit von hochfesten Stählen beim Widerstandspunktschweißen Translated title: Determination of cracking susceptibility of resistance spot welded advanced high strength steels

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          Kurzfassung

          Die stetig zunehmenden Anforderungen an Kraftstoffverbrauch, Schadstoffemission, sowie passive Sicherheit haben die Automobilindustrie vor Herausforderungen gestellt, die nur durch einen konsequenten Einsatz moderner hochfester Stahlwerkstoffe zu bewältigen sind. Obgleich eine generelle Eignung dieser Stähle für das Widerstandspunktschweißen (WPS) gegeben ist, kann es durch verschiedene externe Einflüsse im betrieblichen Umfeld zur Rissbildung in der Schweißverbindung kommen. Der Einfluss dieser Risse auf die mechanischen Eigenschaften ist derzeit nicht hinreichend genau erfasst, so dass häufig die Vorgabe einer rissfreien Schweißverbindung besteht. Die Kenntnis der Rissanfälligkeit der verarbeiteten Materialkombinationen sowie von ungünstigen Schweißparametern ist daher für viele Unternehmen von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung. Im Rahmen des FOSTA Projekts P921 „Entwicklung eines Verfahrens zur Bestimmung der Rissanfälligkeit von hochfesten Stählen beim Widerstandspunktschweißen“ wurde ein Ansatz zur Bestimmung der Rissanfälligkeit von WPS-Verbindungen hochfester Stähle entwickelt. Mittels einer hydraulischen Vorrichtung unter Zugbelastung wurden geschweißte, rissbehaftete Proben optisch ausgewertet. Das Verfahren ist geeignet, um ein Werkstoffranking bezüglich der Rissanfälligkeit beim Widerstandspunktschweißen für Werkstoffe aufzustellen.

          Abstract

          In order to respond to the challenges of reducing pollutant emissions and fuel consumption, e. g., by weight reduction, as well as for enhancement of passenger safety, new materials are being applied in automotive industry. These modern materials, namely advanced high strength steels, show superior mechanical properties and a good weldability in general. But despite their qualities, the complex microstructure of these steel types leads to an increased cracking susceptibility, especially during resistance spot welding. Because the potential influences of the occurring imperfections on spot welded joints are not investigated finally, avoiding them is still an important issue in industrial practice. Therefore, a simple and manufacture-oriented method was developed, which enables even small companies to determine the cracking susceptibility of the material combinations which they process. The method is based on the forced and reproducible generation of cracks and uses a simple setup. Samples are being welded under tensile loading, which is applied to basically-shaped samples by a hydraulic frame. The resulting crack lengths can be evaluated optically, and conclusions regarding the cracking susceptibility in industrial environments can be drawn. This way, a material ranking of susceptibility to crack during resistance spot welding of advanced high strength steel combinations can be established.

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          Advanced high strength steels for automotive industry

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            Cold cracking tests—an overview of present technologies and applications

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              Introduction to the metallurgic characteristics of advanced high-strength steels for automobile applications

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                Author and article information

                Journal
                mp
                Materials Testing
                Carl Hanser Verlag
                0025-5300
                2195-8572
                15 July 2016
                : 58
                : 7-8
                : 612-616
                Affiliations
                1 Berlin
                Author notes
                [* ] Korrespondenzadresse, M.Sc. Julian Frei, Füge- und Beschichtungstechnik, Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK, Pascalstraße 8-9, 10587 Berlin, Germany, E-mail: julian.frei@ 123456ipk.fraunhofer.de

                Julian Frei (M.Sc.) studierte Produktionstechnik an der TU Berlin. Nach Abschluss des Studiums 2014, welches er mit einer Forschungstätigkeit am Department of Materials Science and Engineering der Ohio State University in Columbus, Ohio USA, beendete, nahm er eine Stelle als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) in Berlin an, wo er gegenwärtig im Bereich Füge- und Beschichtungstechnik tätig ist.

                Dipl.-Ing. Hubert Suwala studierte Verkehrswesen an der TU Berlin mit der Spezialisierung in Fahrzeugtechnik. Er fertigte seine Diplomarbeit im Bereich des Karosseriebaus an, und übte Forschungstätigkeiten zum Thema Fügen von niedrigschmelzenden Loten aus. Bis 2015 arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Füge- und Beschichtungstechnik am Fraunhofer-Institut Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) in Berlin.

                Dr. Ing. Andrey Gumenyuk studierte an der Physikalischen Fakultät der Staatlichen Universität Tomsk, Russland. Im Anschluss ging er einem Postgraduierten-Studium und einer wissenschaftlichen Tätigkeit an der TU St. Petersburg, Russland, nach, bevor er an die Fakultät für Maschinenwesen der RWTH-Aachen wechselte, wo er 2004 promovierte. Seit 2007 leitet er die Arbeitsgruppe „Laserstrahl- und Hybridschweißen“ an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung BAM, sowie die Abteilung „Fügetechnik“ am Fraunhofer IPK in Berlin.

                Univ.-Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier promovierte 2003 an der Technischen Universität Carolo Wilhelmina Braunschweig im Fachbereich Maschinenbau. Zwischenzeitlich arbeitete er bei der Volkswagen AG, bevor er 2007 an die Technische Universität Berlin und die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung BAM in Berlin wechselte. Gegenwärtig leitet er den Fachbereich 9.3 „Schweißtechnische Fertigungsverfahren“ der BAM, das Fachgebiet Fügetechnik am Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin, sowie den Bereich Füge- und Beschichtungstechnik am Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) in Berlin.

                Article
                MP110904
                10.3139/120.110904
                2caf5eb1-fb2c-4d01-ba63-d766e7c41052
                © 2016, Carl Hanser Verlag, München
                History
                Page count
                References: 15, Pages: 5
                Categories
                Fachbeiträge/Technical Contributions

                Materials technology,Materials characterization,Materials science
                Materials technology, Materials characterization, Materials science

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