Fachgebiet Trennende und Fügende Fertigungsverfahren
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RührKorro

Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von rührreibgeschweißten Aluminiumkonstruktionen

Projektbeschreibung

Aufgrund der weltweit unterschiedlichen und teilweise sehr aggressiven Korrosionsbedingungen muss der Einsatz von hochfesten Aluminiumlegierungen der 7000er Reihe im Vergleich zu etablierten Aluminiumlegierungen oder hochlegierten Stählen abgesichert sein. Somit bestehen beim Einsatz dieser Werkstoffklasse im Bereich des Leichtbaus heutzutage noch Einschränkungen. Durch die Optimierung der Festigkeitseigenschaften und der Beständigkeit gegenüber Korrosion von rührreibgeschweißten Blechen der 7000er Reihe entsteht ein hohes Leichtbaupotenzial. Dadurch wird es ermöglicht, Komponenten aus Stahl in einigen Bereichen durch hochfeste Aluminiumlegierungen der 7000er Reihe zu ersetzen bzw. zu ergänzen. Damit können neue Wege im Bereich Leichtbau beschritten werden. Gerade KMU können im Bereich der Komponentenfertigung für Automobilhersteller, der Luftfahrtindustrie, des Schienenbaus, des Kranbaus, als Lohnschweißer, aber auch im Anhängerbereich oder beim Neu-/Umbau von Nutzfahrzeuge oder im Bereich elektrisch angetriebener Fahrzeuge Leichtbau betreiben und somit von der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit rührreibgeschweißter Aluminiumkonstruktionen profitieren. Die wissenschaftlich-technische Relevanz für KMU wird somit durch die maßgeblichen Inhalte des Projektes sichtbar: Vermeidung von Ausschussteilen durch Steigerung des Prozessverständnisses, Erweiterung des Einsatzspektrums von hochfesten Aluminiumlegierungen und des Marktes für Produzenten von geschweißten Konstruktionen aufgrund verbesserter Korrosionsbeständigkeit sowie gesteigerter Fügenahtqualität.

In dem Forschungsprojekt wird das Rührreibschweißen (RRS) zum Fügen von Bauteilen aus EN AW 7020 T651 sowie EN AW 7075 T651 verwendet.

Die vorgestellte Arbeit zielt darauf ab, die Korrosions- und Spannungsrisskorrosionseigenschaften gefügter Bauteile aus 7000er Aluminiumlegierungen durch Schaffung eines Verständisses gepaart mit optimaler Ausnutzung der besonderen Wirkprinzipien des Rührreibschweißens zu verbessern.

Projektziele

    • Identifikation der Korrosionsmechanismen beim FSW in den Nahtbereichen RZ, TMAZ und WEZ
    • Ableitung einer angepassten Versuchsmethodik zur Korrosionsbewertung in Abhängigkeit der Mikrostruktur, Ausscheidungsmorphologie und Phasenverteilung.
    • Klärung des überlagerten Korrosionsmechanismus von galvanischer Korrosion zwischen TMAZ, WEZ und GW bzw. RZ und IK in WEZ.
    • Ermittlung der Beeinflussungsmöglichkeiten der schädigungsrelevanten Korrosionsmechanismen durch die FSW-spezifischen Schweißparameter und ggf. der Anwendung des Unterwasser-FSW
    • Identifizierung optimaler Schweißparameter in Abhängigkeit der Korrosions-beanspruchung (Passivität) und werkstofftechnischer Randbedingungen (GW, Schweißnaht und WEZ).
    • Erstellung einer Richtlinie zum FSW für hochfeste Aluminiumlegierungen mit optimierten Bauteil- und Korrosionseigenschaften in Schweißnaht und WEZ.
    Projektbild AdditiveJoint

    Projektlaufzeit
    01.10.2020 - 31.03.2023

    AiF-Forschungsvorhaben-Nr.

    21.433 N

    Fördermittelgeber
    Programm zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

    Projektbearbeiter
    Marcel Hatzky, M.Sc. (Universität Kassel)
    Schwerpunkt Schweißtechnik

    Ben Heider, M.Sc. (Technische Universität Darmstadt)
    Schwerpunkt Korrosion

    Projektbegleitender Ausschuss:

    Airbus CRT

    Volkswagen AG

    RRS Schilling GmbH

    HUFSCHMIED Zerspanungssysteme GmbH

    PTG Deutschland GmbH

    RIFTEC GmbH

    Kirchhoff Automotive GmbH

    VendOs Industrietechnik GmbH

    Stirtec GmbH

    Klaas Alu-Kranbau GmbH