Untersuchungen zum Korrosionsverhalten und Korrosionsschutz von geschweißten Aluminium-Magnesium-Mischverbindungen

Die aus Gründen der gezielten Ressourcenschonung konsequente Verfolgung der Leichtbaustrategie, aber auch in Hinblick auf Funktionstrennung und –integration, Steigerung der Materialeffizienz sowie Senkung der Entwicklungs- und Produktionskosten, gewinnen Werkstoffverbunde und Multimaterial-Konstruktionen zunehmend an Bedeutung. Hinsichtlich einer technischen Nutzbarkeit derartiger Leichtmetallwerkstoff-Mischverbindungen aus gefügten aus Aluminium- und Magnesiumwerkstoffen treten neue Fragestellungen zu Korrosionsverhalten und Korrosionsschutz auf.

In der vorliegenden Arbeit wurde eine schmelzschweißgefügte Mischverbindung aus der Aluminiumknetlegierung AA6016 und der Magnesiumknetlegierung AZ31 hinsichtlich des Blankkorrosionsverhaltens, der galvanischen Elementbildung und der korrosionsschützenden Wirkung eines aufgebrachten kataphoretischen Tauchlacks unter Verwendung zweier unterschiedlicher, kommerziell verfügbarer Haftgrundvermittler, die eine Übertragung auf die Mischverbindung erfuhren, charakterisiert.

In der Verbindung aus in der Praxis üblichen langzeitigen Korrosionsprüfungen und auf die Fragestellung adaptierte, labortechnische elektrochemische Kurzzeitversuche konnte ein besseres Verständnis zum Korrosions- bzw. Degradationsverhalten beschichteter Aluminium-Magnesium-Werkstoffverbunde hinsichtlich der Identifikation wesentlicher Merkmale und Einflussfaktoren auf die Korrosionsbeständigkeit aus der Fertigungsfolge gewonnen werden, der Einfluss verschiedener Prozessparameter der Oberflächenmodifikation untersucht sowie eine Korrelation aus makroskopisch sichtbaren Korrosionsphänomenen und elektrochemischen Messwerten hergestellt werden.

Insbesondere durch den Einsatz wiederholt aufgezeichneten Spektren elektrochemischer Impedanzmessungen und anschließender physikochemischen Auswertung wurde eine Bewertung des Kurzzeitdegradationsverhaltens der beschichteten Legierungen in Abhängigkeit des Einflusses

• des Vorbehandlungsverfahrens mit zwei unterschiedlichen Haftgrundvermittlern, • einer Zwischentrocknung nach der Vorbehandlung und vor der Lackierung, • daraus resultierenden, unterschiedlichen Schichtdicken und • der korrosiven Triebkraft des Substrats auf das Degradationsverhalten des beschichteten Systems durchgeführt.

Ferner wurden die Einflüsse der als wesentlich identifizierten Eingangs- und Versuchsparameter der Messmethode auf das erzielte Messergebnis aufgezeigt.

Recently composites and multi-material structures are becoming increasingly important to the modern Industry in order to preserve earth’s precious resources and therefor increase material efficiency and ultimately to reduce development and production costs. In this study, a fusion welded added joint of the aluminum alloy AA6016 and the magnesium-alloy AZ31 was characterized with respect to the blank corrosion behavior, the galvanic element formation and the corrosion-protection of an applied cataphoretic dip coating using two different commercially available primer transferred to the mixed compound at hand. A better comprehension of the corrosion- and the degradation-behavior of coated aluminum-magnesium composites, with regard to the identification of key characteristics and influencing factors, was reached by the combined use of traditionally used long-term corrosion tests and for this work particularly adapted electrochemical short-term experiments to correlate macroscopically visible corrosion phenomena and related electrochemical measurements. Various process parameters concerning the surface modification and the influence of the production process of the sheet-material were investigated. By using repeatedly recorded spectra of electrochemical impedance measurements and subsequent physicochemical analysis an evaluation of the short-term degradation behavior of the coated alloys was performed. The influence of the pre-treatment process using two different primer, an intermediate drying after pretreatment and before painting, different layer thicknesses and the influence of the driving force of the substrate’s corrosion process on the degradation of the coated substrate were reviewed.