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In Lieferbedingungen für Stahlfeinblechwerkstoffe mit höherer Festigkeit ist in der Norm DIN EN 10346 ein größer werdendes Toleranzfenster für die zulässige Streuung mit steigender Zugfestigkeit vorgesehen. So bewegt sich die Streuung bei den normalfesten Stählen in der Größenordnung von 20 MPa (z. B. DX54D), während bei den hochfesten AHSS Streuungen von 100 MPa (z. B. HCT780T) auftreten können. Diese werkstoffbedingte Streuung führt im Umformprozess zu Schwankungen. Darüber hinaus treten bei der Formgebung durch Streuungen innerhalb der Werkstoffkennwerte bedingte Schwankungen bei der Rückfederung der Bauteile auf. Überdies verstärken Blechdickenschwankungen diesen Effekt. In der industriellen Fertigung von Karosseriebauteilen treten deshalb häufig geometrische Abweichungen auf, die dazu führen, dass Bauteile in ihrer Form und Lage von dem konstruktiv vorgegebenen Idealzustand abweichen [1]. Die Form- und Lageabweichungen der zu fügenden Blechteile können in vielen Fällen durch Spanntechnik nicht ausgeglichen werden. Vorrangig äußern sich diese Abweichungen in Form von örtlich veränderlichen Spalten zwischen den Bauteilen. Daher ist der Einfluss der fertigungsbedingten Spalte auf die Prozesssicherheit und mechanisch-technologischen Eigenschaft der hergestellten Punktschweißverbindungen von großem Interesse. Abbildung 1.1: Spalte in der Karosseriefertigung In Abbildung 1.1 sind Beispiele aus dem Rohkarosseriebau zur Verdeutlichung dieses Sachverhalts dargestellt. 8
2 Bedeutung des Vorhabens 2.1 Wissenschaftliche Bedeutung Um den Einfluss fertigungsbedingter Spalte auf die Qualität von Widerstandspunktschweißverbindungen gering zu halten, wird dieser bei der Entwicklung von Qualitätsregelungssystemen für den Widerstandspunktschweißprozess als eine mögliche Prozessstörgröße berücksichtigt und ist Gegenstand der Forschung. So zeigen Untersuchungen von Saito /2/, Keitel u. a. /3/ und Hou /4/, dass bei einem ungeregelten Widerstandspunktschweißprozess Spalte einer bestimmten Größe zwischen den Fügeteilen bei identischen Schweißparametern (Fe = const., ts = const.) zu einer Erhöhung der Spritzerhäufigkeit und Reduzierung des Punktdurchmessers dp führen. Die Ursache für dieses Verhalten ist die vom Spaltmaß abhängige veränderte elektrische Kontaktsituation im Bereich der Fügestelle /5//6/. In Abbildung 2.1 ist schematisch die elektrische Kontaktsituation vereinfacht für eine Wechselstromquelle dargestellt. Abbildung 2.1: Schema Kontaktsituation ohne (links) und mit (rechts) Spalt an der Fügestelle Abhängig von der Art des fertigungsbedingten Spaltes (einseitig oder beidseitig) und des Spaltabstandes treten bei konstant gehaltenen Schweißparametern (Elektrodenkraft Fe=const., Schweißzeit t s =const.) für einen bestimmten vorgegebenen Elektrodenkappentyp unterschiedliche elektrische Kontaktsituationen an der Fügestelle auf. Die dadurch bedingten unterschiedlichen Stromdichten bzw. Übergangswiderstände zwischen den zu fügenden Stahlblechen und an den Elektroden-Blechübergängen führen zu spaltmaßabhängigen elektrischen Strömungsfeldern, die ein unterschiedliches Aufschmelzen des Grundwerkstoffes bewirken, was im Ergebnis zu einer geometrischen Veränderung der Schweißlinse führt. Die damit verbundene Verkleinerung des Schweißlinsenvolumens drückt sich werkstoffabhängig vorwiegend in einer Reduzierung der Schweißlinsenhöhe aus. Der Einfluss auf den Schweißlinsendurchmesser und somit auch auf den Punktdurchmesser ist dabei innerhalb bestimmter Grenzen weniger vorhanden, Preß u. a /7/. Durch die spaltmaßabhängige werkstoffspezifische Schweißlinsenvolumenverringerung 9
Seite 1: 2015 Abschlussbericht DVS-Forschung
Seite 4 und 5: Bibliografische Information der Deu
Seite 6 und 7: 4.4.2 Spaltmaßeinfluss auf die Spr

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