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

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.