Gemeinsam mit dem Unternehmen IWC Engineering ist es dem Team des Steinbeis-Innovationszentrums Intelligente Funktionswerkstoffe, Schweiß- und Fügeverfahren, Exploitation gelungen eine kombinierte Verfahrenstechnik zum automatisierten Schweißen und Umformen hochfester Stahlstrukturbauteile zu entwickeln. Dabei wird die Schweißwärmeenergie im Bauteil für den Umformprozess genutzt, ergänzt durch einen exakt gesteuerten Bauteilabkühlungsprozess. Über das Projekt berichtet das Steinbeis Transfer-Magazin in einem ausführlichen Beitrag.
Durch das kombinierte Verfahren können, so schreibt der Autor PD. Dr.-Ing. habil. Khaled Alaluss, definierte Bauteileigenschaften erzielt werden: eine hohe Festigkeit und Härte, eine Gefühe-Feinkornzone und geringere Bauteileigenspannungen. Negative Schweißeinflüsse würden verhindert. „Somit lassen sich geschweißte Dualphasenstähle nachträglich umformen und eine Vielzahl an werkstoff- und prozesstechnischen Vorteilen erreichen.“
Im weiteren Verlauf zählt der Beitrag die im Projekt erreichten Ziele auf:
- „prozesstechnische Kopplung der beiden Teilprozesse Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) sowie wirkmedienbasiertes Umformen durch Nutzung der Schweißwärmeenergie für eine qualitätsgerechte Ausführung des Umformprozesses mit definierten Umformtemperaturen, Wärmeausführungs- und Bauteilabkühlbedingungen,
- funktionssichere modulare Steuerungs- und Regelungsüberwachung des Gesamtprozesses mit einer effizienten Bauteilherstellungsprozesskette mit optimaler Bauteilzuführungs- und Handhabungstechnik,
- lokal temperierte und gekühlte Umformwerkzeug-Moduleinheit mit einem passenden thermomechanischen, modularen Steuerungs- und Regelungssystem zur Überwachung des wirkmedienbasierten Umformprozesses und zur Sicherstellung qualitätsgerechter Bauteileigenschaften,
- Erzielung definierter technologisch-mechanischer Bauteileigenschaften bei eingesetzten hochfesten Dualphasenstählen und Gesamtbauteilstrukturen mittels der entwickelten Verfahrensprozesstechnologie und deren technischer Parameter.
- Prozessparameterfindung mit optimaler Schweißwärmeenergie und deren Verteilung am Gesamtbauteil für die Umformprozessausführung“
Die Forschenden untersuchten die hergstellten Bauteilgeometrien und Demonstratoren auf äußere Fehler, Maß-/Formgenauigkeit, Rissbildung und mechanisch-technologische Eigenschaften. Die Ergebnisse konnte das Projektteam als Erfolg verbuchen: Anhand der hergestellten, qualitätsgerechten Demonstratorbauteile konnte die Eignung der entwickelten Verfahrenstechnologie mit prozessbegleitendem Umformprozess zum Herstellen hochfester Strukturbauteile gezeigt und ihre praktische Umsetzung nachgewiesen werden. Die hergestellten Strukturteile zeigten fehlerfreie, reproduzierbare und qualitätsgerechte mechanisch-technologische Bauteileigenschaften.
Quelle und weitere Infos: Fachbeitrag