Suckow, Timon (2024)
Temperaturunterstützte Prozessketten zum Rollformen und Laserstrahlschweißen hochfester Profile aus der Aluminiumlegierung EN AW-7075.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00026683
Ph.D. Thesis, Primary publication, Publisher's Version
Text
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Item Type: | Ph.D. Thesis | ||||
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Type of entry: | Primary publication | ||||
Title: | Temperaturunterstützte Prozessketten zum Rollformen und Laserstrahlschweißen hochfester Profile aus der Aluminiumlegierung EN AW-7075 | ||||
Language: | German | ||||
Referees: | Groche, Prof. Dr. Peter ; Niendorf, Prof. Dr. Thomas | ||||
Date: | 5 March 2024 | ||||
Place of Publication: | Darmstadt | ||||
Collation: | XVI, 193 Seiten | ||||
Date of oral examination: | 17 January 2024 | ||||
DOI: | 10.26083/tuprints-00026683 | ||||
Abstract: | In der vorliegenden Arbeit werden temperaturunterstützte Prozessketten (T6, W und O) zur Herstellung hochfester Profile aus der Aluminiumlegierung EN AW-7075 mittels Rollformen und Laserstrahlschweißen untersucht. Fertigungstechnische Herausforderungen liegen in der schlechten Umformbarkeit und Schweißeignung des Materials. Aufgrund der anhaltenden Nachfrage nach Leichtbaulösungen in der Automobilindustrie ist das Rollformen als kostengünstiges Massenfertigungsverfahren prädestiniert. Zum einen ist eine große Variation an unterschiedlichen Profilformen herstellbar, zum anderen ist das Verfahren in der Industrie weit verbreitet. Zur Evaluation der Prozessketten hinsichtlich der Prozessgrenzen, der erreichbaren Festigkeiten und der geometrischen Genauigkeit werden Modellversuche und FE- Simulationen durchgeführt. Diese werden abschließend in Experimenten zur Herstellung der Profile validiert. Bei Profilen mit einem kleinen Verhältnis von r/s (z. B. V-, U- oder Hutprofil) ermöglichen temperaturunterstützte Prozessketten eine signifikante Erweiterung der Prozessgrenzen, d. h. es können kleinere Biegeradien hergestellt werden. Bei einem großen Verhältnis von r/s (z. B. Rundrohr) wird die Rückfederung nach der Umformung reduziert. Da die Umformung auch bei den temperaturunterstützten Prozessketten (W und O) im kalten Zustand erfolgt, werden die Vorteile der Kalt- und Warmumformung kombiniert. In den temperaturunterstützten Prozessketten haben die folgenden Parameter einen besonderen Einfluss auf die erreichbare Festigkeit der gefertigten Profile: die Lösungsglühtemperatur, die Abkühlrate und die Abschreckverzögerung. Unter der Zielsetzung, die maximale Festigkeit im Endbauteil zu erreichen, erweist sich eine Wärme-Nachbehandlung (WNBH) nach dem Rollformen und Schweißen als zielführend. Diese ist an die jeweilige Prozesskette angepasst und besteht in den meisten Fällen aus dem Lösungsglühen, Abschrecken und Warmauslagern der Profile. Zumeist ist eine sehr kurze Lösungsglühzeit von t = 10 s ausreichend, um eine hohe Endfestigkeit des Materials (≥ 580 MPa) zu erreichen. Dies ermöglicht die Integration des Lösungsglühens und des anschließenden Abschreckens inline in die Prozesskette. Bei der Herstellung geschlossener Profile (z. B. Rundrohr) stellt das Laserstrahlschweißen aufgrund der geringen Schweißeignung der Legierung eine besondere Herausforderung dar. Maßnahmen zur Erhöhung der Schweißnahtfestigkeit sind das Schweißen mit Zusatzwerkstoff (7075-TiC-Draht) und die Durchführung einer WNBH nach dem Schweißen. Dabei sind Festigkeiten von bis zu 567 MPa (Schweißnahtfaktor 0,95) erreichbar. Folglich wird die Machbarkeit der Herstellung hochfester Profile mittels Rollformen und Laserstrahlschweißen nachgewiesen. |
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Alternative Abstract: |
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Status: | Publisher's Version | ||||
URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-266835 | ||||
Classification DDC: | 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering and machine engineering | ||||
Divisions: | 16 Department of Mechanical Engineering > Institute for Production Engineering and Forming Machines (PtU) | ||||
TU-Projects: | HMWK|2017-11-10 00:00:00|ALLEGRO Overhead TP | ||||
Date Deposited: | 05 Mar 2024 12:26 | ||||
Last Modified: | 06 Mar 2024 08:46 | ||||
URI: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/26683 | ||||
PPN: | 516014587 | ||||
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