Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Einfluss von Oberflächenbeschichtungen auf die flüssigmetallinduzierte Rissbildung beim Widerstandspunktschweißen von hochfesten Stahlfeinblechen
    (FOSTA, 2022-09)
    El-Sari, Bassel
    ;
    Biegler, Max
    ;
    Rethmeier, Michael
    Die Beschichtung hochfester Stahlfeinbleche beeinflusst das Auftreten von flüssigmetallinduzierter Rissbildung (LME). Daher wurden in dieser Arbeit industrieübliche Beschichtungen bei gleichem Grundwerkstoff hinsichtlich ihres Aufbaus und chemischer Zusammensetzung charakterisiert und bezüglich ihrer LME Anfälligkeit untersucht. Aus dieser vergleichenden Untersuchung heraus wurden Potentiale für die Widerstandsfähigkeit gegen LME identifiziert. Diese Potentiale werden experimentell durch den Einsatz einer von der Forschungsstelle entwickelten Methode überprüft. Gegenstand der Untersuchungen waren neben unbeschichteten Proben industrieübliche Zinküberzüge wie Elektrolytisch verzinkt, Feuerverzinkt, Galvannealed und Zink-Magnesium Beschichtungen. Die LME Anfälligkeit dieser unterschiedlichen Überzüge wird mit einem Schweißen unter Zugbelastung Versuchsaufbau untersucht. Dabei ergibt sich die resultierende Anfälligkeit aus den auftretenden Risslängen und der Auftrittswahrscheinlichkeit von LME bei den einzelnen Versuchen. Es konnte eine LME Anfälligkeits-Rangfolge für die Zinküberzüge festgestellt werden. Zink-Magnesium Beschichtungen galten als besonders LME Anfällig, gefolgt von Feuerverzinkt und Galvannealed. Die größte LME Resistenz wurde bei elektrolytisch verzinkten Proben festgestellt. Aus den Ergebnissen werden Handlungsempfehlungen zur Erhöhung der Verarbeitungssicherheit bzw. Schweißpunktqualität abgeleitet.
  • Publication
    Investigation of liquid metal embrittlement avoidance strategies for dual phase steels via electro-thermomechanical finite element simulation
    ( 2022-06)
    Biegler, Max
    ;
    Böhne, Christoph
    ;
    Seitz, Georg
    ;
    Meschut, Gerson
    ;
    Rethmeier, Michael
    Modern advanced high-strength steel (AHSS) sheets used in automotive body construction are mostly zinc coated for corrosion resistance. The presence of zinc can cause cracking in steels due to liquid metal embrittlement (LME) during resistance spot welding (RSW). In combination with factors such as tensile strains, liquid zinc can lead to the formation of brittle, intergranular cracks in the weld and heat affected zone. While practical investigations to mitigate LME occurrence exist, the reason why a certain parameter might cause or prevent LME is often unknown. Numerical resistance spot welding simulation can visualize the underlying stresses, strains and temperatures during the welding process and investigate experimentally unmeasurable phenomena. In this work, a 3-dimensional electro-thermomechanical finite element approach is used to assess and investigate the critical parameters leading to LME occurrence. Experimentally observed crack sizes are correlated with the corresponding local strain rates and temperature exposure durations in the simulation. With this data, a map of LME occurrence over driving influence factors is drafted and discussed for effectiveness.