Endbericht der Forschergruppe "Hochleistungsfügetechnik Hybridstrukturen" FOR505

Die Forschergruppe 505 „Hochleistungsfügetechnik für Hybridstrukturen“ arbeitete seit dem 01.04.2003 an der Qualifizierung unterschiedlicher Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen nicht artgleicher Feinblechwerkstoffe. Das Ziel dieser Forschungsarbeiten war der grundlegende Nachweis, dass hybride Blechplatinen, so genannte Tailored Hybrid Blanks, herstellbar sind und nach dem Fügen umformtechnisch verarbeitet werden können. Hierdurch sollte eine Synergie aus dem stofflichen und dem strukturellen Leichtbau ermöglicht werden, wodurch weitere Gewichtsreduktionen bei gleichen Nutzungseigenschaften angestrebt werden. Im Vergleich mit anderen Projekten auf dieser Thematik wird nicht nur eine Betrachtung der erzielbaren Festigkeiten durchgeführt, sondern ein Hauptaugenmerk auf die Umformeigenschaften der Fügenähte gelegt. Für die Auslegung der Bauteile unter Sicherheitsaspekten sind diese ein entscheidendes Kriterium. Im ersten Projektzeitraum konnten durch die Arbeiten der Teilprojekte der Forschergruppe grundlegende Erkenntnisse zur Prozessführung und den Einflüssen auf die mechanischen Eigenschaften erarbeitet werden. Im zweiten Projektzeitraum wurde das versagensfreie Tiefziehen von Näpfen mit einem Ziehverhältnis von 1,9 aus Tailored Hybrid Blanks einer Stahl-Aluminium- Werkstoffkombination möglich, die mit den unterschiedlichen Verfahren aus fünf Teilprojekten (TP1, 2, 3, 4 und 6) herstellbar sind. Für ein vertieftes Prozessverständnis wurden mikrostrukturelle Untersuchungen und begleitende Festigkeitsund Verformungsversuche durchgeführt. Hierbei konnte eine Festigkeit von ca. 75% des schwächeren Grundwerkstoffs erreicht werden. Zur Erarbeitung eines theoretischen Modells wurden im TP6 die Kennwerte aller TPs zusammengeführt und Abhängigkeiten abgeleitet. Die Leistungsfähigkeit der Einzelprozesse wurde durch Innenhochdruckumformen nachgewiesen und ein Modell einer abstrahierten Seitentür ausgeformt. Korrosionsuntersuchungen ergänzen das Forschungsprogramm. Durch die Verbesserung der Fügeverfahren und das erarbeitete Prozessverständnis konnte bei allen Fügeverfahren eine Steigerung der Prozessgeschwindigkeit und Stabilisierung der Arbeitspunkte erzielt werden.