SB_17.621BLP

2015
Abschlussbericht
DVS-Forschung
Rollennahtschweißen
strukturierter Feinbleche

Rollennahtschweißen
strukturierter Feinbleche
Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben
IGF-Nr.: 17.621 B
DVS-Nr.: 04.057
Brandenburgische Technische Universität
Cottbus-Senftenburg
Lehrstuhl Füge- und Schweißtechnik
TIME Technologie-Institut für
Metall & Engineering GmbH
Förderhinweis:
Das IGF-Vorhaben Nr.: 17.621 B / DVS-Nr.: 04.057 der Forschungsvereinigung Schweißen und
verwandte Verfahren e.V. des DVS, Aachener Str. 172, 40223 Düsseldorf, wurde über die AiF im
Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)
vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen
Bundestages gefördert.

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen
Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind online abrufbar
unter: http://dnb.dnb.de
© 2015 DVS Media GmbH, Düsseldorf
DVS Forschung Band 292
Bestell-Nr.: 170401
ISBN: 978-3-96870-291-9
Kontakt:
Forschungsvereinigung Schweißen
und verwandte Verfahren e.V. des DVS
T +49 211 1591-0
F +49 211 1591-200
forschung@dvs-hg.de
Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch die der Übersetzung in andere Sprachen, bleiben
vorbehalten. Ohne schriftliche Genehmigung des Verlages sind Vervielfältigungen, Mikroverfilmungen und die
Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen nicht gestattet.

Das Projekt Rollennahtschweißen hatte sich zum Ziel gesetzt, das Rollennahtschweißen für
strukturierte Bleche zu qualifizieren. Dazu sollten Schweißverbindungen mit Verformung der
Struktur und strukturerhaltend geschweißte Verbindungen unter Verwendung neu zu
entwickelnder Elektroden hergestellt sowie die Nahtqualität nachgewiesen werden.
Das Ziel und alle Teilziele wurden in vollem Umfang erreicht.
1. Durchgeführte Arbeiten und Ergebnisse im Berichtszeitraum
1. Arbeitsschritt
Ziele laut Antrag
Ermittlung von Einebnungskräften unter Berücksichtigung
des Rückfederungs-verhalten
Erarbeitung von erforderlichen Überlappungen für das
Quetschnahtschweißen
Strategien zur Berücksichtigung der Blechdickenänderung
Definition von Probengeometrien
Konstruktionen von Probenaufnahmen und Vorrichtungen
Konzepte zu Versuchsaufbauten
Bereitstellung nötiger Messmethoden und -instrumente
Charakterisierung der Höhenveränderungen
Status
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
2. Arbeitsschritt
Ziele laut Antrag
Schweißen der Referenzproben
Übertragung der Parameter auf strukturierte Bleche
Schweißen strukturierter Bleche
Optimierung der Schweißparameter für strukturierte Bleche
Vergleich der Schweißparameter unterschiedlicher
Paarungen
Schweißbereiche DC 04 und 1.4301 für strukturierte Bleche
an unterschiedlichen Paarungen
Schweißbereiche für 1.4404 strukturierte Bleche an
unterschiedlichen Paarungen
Schweißbereiche DC 04 +Z für strukturierte Bleche an
unterschiedlichen Paarungen
Status
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Zusätzlich
Erfüllt
Erfüllt

3. Arbeitsschritt
Ziele laut Antrag
Scherzugprüfung
Status
Erfüllt
Schälzugprüfung seitens PA verworfen zugunsten anderer Untersuchungen,
welche mit zusätzlich erfüllt bezeichnet sind
3-Punktbiegeprüfung
Erfüllt
Metallografische Untersuchungen
Ermittlung zu Verformungsbreiten und Nahtdicken
Erfüllt
Zusätzlich erfüllt
4. Arbeitsschritt
Ziele laut Antrag
Konstruktion der neuartigen Steppnahtelektrode
Konstruktion der neuartigen Zickzackelektrode
Berücksichtigung der Nachbearbeitung bzgl. Verschleiß
Simulation der mechanischen Eigenschaften
Status
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Zusätzlich erfüllt
5. Arbeitsschritt
Ziele laut Antrag
Schweißen der Referenzproben mit neuartigen Elektroden
Übertragung der Parameter auf strukturierte Bleche
Schweißen strukturierter Bleche mit neuartigen Elektroden
Optimierung der Schweißparameter für strukturierte Bleche
Vergleich der Schweißparameter mit neuartigen Elektroden
an unterschiedlicher Paarungen
Schweißbereiche für strukturierte Bleche an
unterschiedlichen Paarungen
Status
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
6. Arbeitsschritt
Ziele laut Antrag
Scherzugprüfung der strukturerhaltend geschweißten
Verbindungen
3-Punktbiegeprüfung
Metallografische Untersuchungen
Status
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt

7. Arbeitsschritt
Ziele laut Antrag
Anforderungen an Druckbeständigkeit
Druck- und Dichtheitsprüfungen
Korrosionsprüfung nach DIN EN ISO 9227 ersetzt mit Huey-
Test 3651-1, da verzinkte Bleche nicht Schweißbar waren
Status
Zusätzlich
erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
8. Arbeitsschritt
Ziele laut Antrag
Angaben zu möglichen funktionserfüllenden Paarung in
Bezug auf Steifigkeit und Festigkeit
Angaben zum Abstand der Punkt- oder Steppnähte in
Abhängigkeit von der Größe und der Art der Belastung
Angabe zu Prüfkräften
Angabe zu Prüfkräften
Angabe zu Elektrodengeometrien
Anforderungen an Dichtheit, Korrosionsbeständigkeit und
Innendruckbeständigkeit
Status
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt
9. Arbeitsschritt
Ziele laut Antrag
Auswahl des Funktionsmusters seitens des PA festgelegt auf:
Status
Haubenkasten aus mehrschaligen Bauelement mit großen
Flächen
PVT-Kollektor (Photovoltaikthermie Kollektor)
Erfüllt
Zusätzlich erfüllt
10. Arbeitsschritt
Ziele laut Antrag
Anwendungsempfehlungen
Ergebnistransfer
Abschlussbericht
Status
Erfüllt
Erfüllt
Erfüllt

2. Verwendung der Zuwendung
Einzelansatz A des Finanzierungsplans
Forschungsstelle LFT: (federführende Forschungsstelle)
Personal
verwendet / geplant
wissenschaftlicher Mitarbeiter 15,0 PM / 15,0 PM
Techniker mit 5,0 PM / 5,0 PM
wiss. Hilfskraft 6,5 PM / 6,5 PM
Forschungsstelle TIME:
Mittelumwidmung
Innerhalb des Vorhabens wurde eine Mittelumwidmung beantragt und genehmigt. Es
wurde aus den Kostengruppen
- A.1/ Bruttoentgelte für wiss.-techn. Personal € 13.900,-
- A.2/ Bruttoentgelte für übriges Fachpersonal € 14.000,-
- A.4/ Pauschale für Personalausgaben € 1.620,-
- D./ Pauschale für sonstige Ausgaben € 6.480,-
in die Kostengruppe
- B./ Ausgaben für Gerätebeschaffung € 36.000,- umgewidmet.
Die Gesamtsumme des Vorhabens hat sich hierdurch nicht geändert, es handelte sich
lediglich um eine interne Umverteilung innerhalb der Kostenarten.
Der Antrag auf Mittelumwidmung war wie folgt begründet:
Strukturierte Bleche sind durch ihre Eigenschaften für den Leichtbau besonders geeignet. Da
die Verarbeitung dieses neuartigen Halbzeugs, zum Stand des Antrages auf
Mittelumwidmung, noch nicht umfangreich untersucht wurde, mangelte es an Erfahrungen im
Bereich der Umform- und Fügetechnik. Die Schweißbereichsuntersuchungen der
strukturierten Bleche hatten einen Untersuchungsstand erreicht, an dem erste konkrete
Aussagen getroffen werden konnten, sich aber auch Probleme zeigten. Die Arbeiten fanden
im unteren Grenzbereich der bestehenden Rollennahtschweißmaschine statt. Was die ersten
Versuche zeigten war, dass die strukturierten Bleche mit anderen Parametern als
unstrukturierte Bleche geschweißt werden mussten. Der Aufbau der bestehenden Maschine
führte dazu, dass Schweißungen bei Blechen im Dickenbereich 0,7 mm Einzelblechstärke
zu nicht eindeutigen Ergebnissen führten. Grund hierfür war, dass der obere
Rollennahtschweißkopf über ein zu großes Eigengewicht verfügt und durch den Aufbau der
Zylinder im unteren Druckbereich nicht kontrolliert/ bestimmbar abgesenkt werden kann.
Hierdurch war die Schweißung nicht reproduzierbar, bzw. es ließen sich nicht alle
notwendigen Schweißbereiche ermitteln. Weiterhin hatte sich ergeben, dass die