Untersuchungen zur Stoffflusssteuerung beim Fügen durch Umformen von hochfesten Aluminiumlegierungen mittels lokaler Kurzzeitwärmebehandlung

Mechanische Fügeprozesse nehmen eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Fahrzeugkarosserien in Mischbauweise ein. Aufgrund der hohen Festigkeit und der meist eingeschränkten Umformbarkeit moderner Hochleistungswerkstoffe stoßen etablierte Fügeverfahren an ihre Grenzen. Dies gilt insbesondere für das Fügen hochfester AlZnMg-Legierungen der 7000er Serie. Durch eine Wärmebehandlung können die Eigenschaften der ausscheidungshärtbaren Legierungen angepasst und die Umformeigenschaften verbessert werden. Wird die Wärmebehandlung lokal begrenzt, kann der Stofffluss bei Umformprozessen durch die Interaktion fester sowie entfestigter Bereiche gesteuert werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Steuerung des Stoffflusses beim Fügen durch Umformen von 7000er Aluminium mittels einer prozessangepassten, lokal begrenzten Kurzzeitwärmebehandlung grundlegend zu erforschen und ein umfassendes Prozessverständnis abzuleiten. Zu diesem Zweck wurde der Einfluss von kurzzeitigem Rückbildungsglühen der Aluminiumlegierung EN AW-7075 T6 auf deren mechanische Eigenschaften ermittelt und die Prozessgrenzen beim Fügen der Legierung im Schneidclinchprozess bei matrizenseitiger Anordnung von 22MnB5 und HCT780X bestimmt. Unter Variation der Wärmebehandlungsparameter wurden punkt- und ringförmige Layouts gegenübergestellt und deren Einfluss auf den Fügeprozess und die Einsatzeigenschaften der Fügepunkte untersucht. Da der Werkstoff nach dem Rückbildungsglühen wiederauslagert, stellte die Analyse der Einsatzeigenschaften der Fügepunkte nach einer Warmauslagerung sowie der Wechselwirkung mit der dem Fügen vorgelagerten Wärmebehandlung einen weiteren Schwerpunkt der Arbeit dar.