Resistance spot welding of ultra-high strength steels with production-related process influences

• Autorzy: Sherepenko O , Jüttner S , Zhuk V

Warianty tytułu

PL

Zgrzewanie rezystancyjne punktowe ultrawysokowytrzymałych stali w zmiennych warunkach procesu

• Konferencja: 56. Konferencja Spawalnicza "Spawalnictwo - zawsze można więcej", Sosnowiec, 14-15.10.2014
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Ultra-high and advanced high strength steels find their application in the production of vehicles, for the manufacturing of car body components, especially of those that are crash safety relevant. Production related influences may affect the process stability and cause the loss of quality that can be particularly critical for spot welds with high quality requirements. Despite the high accuracy of the manufactured components, process related variations of geometry may cause gaps between the welding partners. For welding, these gaps must be bridged prior to turning on the welding current. During the welding process of such elements with gap, the preload results in specific thermal and mechanical loading of the joint that can cause imperfections in the welded joint, e.g. cracks. This article gives a review on hot stamping process as well as on previous investigations in RSW of AHSS and UHSS with production related gaps. The present study shows the influence of production related gaps on process stability, and changes in microstructure and geometry of spot welds with gaps. Based on experimental investigation, an effect of welding time, coating and production related gaps on the quality and mechanical performance of RS-welded joints is discussed.

PL

Ultrawysokowytrzymałe i zaawansowane technologicznie stale znajdują zastosowanie w produkcji pojazdów samochodowych, przy produkcji elementów karoserii, szczególnie w miejscach gdzie istotne jest bezpieczeństwo konstrukcji. Zmienne warunki produkcji mogą wpływać na stabilność procesu zgrzewania i przyczynić się do spadku jakości zgrzewania, która jest szczególnie ważna w przypadku wytwarzania odpowiedzialnych konstrukcji. Mimo dużej dokładności wykonywania elementów, zmienność procesu produkcyjnego może wynikać ze szczeliny między elementami. W przypadku zgrzewania te szczeliny muszą być wyeliminowane przed przepływem prądu zgrzewania. Wymagany docisk wstępny powoduje obciążenie cieplne i mechaniczne złącza, które może prowadzić do niezgodności w zgrzeinie, np. do pęknięć. Artykuł przedstawia przegląd procesu głębokiego tłoczenia elementów oraz poprzednie wyniki badań nad zgrzewaniem punktowym nowoczesnych stali o podwyższonej i wysokiej wytrzymałości. Wyniki badań pokazują wpływ wielkości szczeliny na stabilność procesu zgrzewania, mikrostrukturę i geometrię zgrzeiny punktowej. Bazując na badaniach eksperymentalnych, zbadano wpływ czasu zgrzewania, rodzaju powłoki i wielkości szczeliny na jakość i własności mechaniczne złączy.

Słowa kluczowe

EN

ultra-high strength steel; resistance spot welding; welding properties

PL

stal ultrawysoko wytrzymała; zgrzewanie rezystancyjne punktowe; właściwości spawania

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 58, No. 5
• Strony: 87--93
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tabl.

Twórcy

autor

Sherepenko O

• Institute of Material Science and Joining Technologies, Otto-von-Guericke University, Magdeburg, Germany

autor

Jüttner S

• Institute of Material Science and Joining Technologies, Otto-von-Guericke University, Magdeburg, Germany

autor

Zhuk V

• Institute of Material Science and Joining Technologies, Otto-von-Guericke University, Magdeburg, Germany

Bibliografia

• 1. Karbasian, H.; Tekkaya, A. E.: A review on hot stamping. In: Journal of Materials Processing Technology 210 (2010) 15, pp. 2103–18.
• 2. Geiger, M.; Merklein, M.; Hoff, C.: Basic Investigations on the Hot Stamping Steel 22MnB5. In: Advanced Materials Research 6-8 (2005), pp. 795–804.
• 3. Hou, W.; Cretteur L.; Kelley S.C. Effect of Gap on AHSS RSW Weldability (2009).
• 4. Hou, W.; Kelley S.C.: Collapse force prediction for AHSS gapped RSW Joints, paper 1-2. In: N.N. (Hrsg.): Sheet Metal Welding Conference XIII. Detroit 2008.
• 5. Bestimmung des Einflusses von fertigungsbedingten Imperfektionen und bertriebsbedingten Eigenschaftsänderungen auf die Festigkeit von Punktschweißverbindungen unter Crashbelastung, AiF 15 295 N/4 2009.
• 6. Wesling, V.; Rekersdrees, T.; Keitel, S., et al.: Widerstandspunktschweißen moderner Mehrphasenstähle. In: TUC Forschung-Stähle 16 (2005), pp. 54–58.
• 7. Untersuchungen zum Widerstandspunktschweißen von Feinblechen aus neuentwickelten höher- und höchstfesten Stahlwerkstoffen: Abschlussbericht zum AiF 12.618 N.
• 8. Meyer, R.: Erhöhung der Prozesssicherheit durch Beherrschung der Bauteilabweichung beim Fügen im Karosseriebau. Dresden 2012.
• 9. Moos, S.; Vezzetti, E.: Compliant assembly tolerance analysis: guidelines to formalize the resistance spot welding plasticity effects. In: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 61 (2012) 5-8, pp. 503–18.
• 10. Sherepenko, O.; Jüttner, S.: Schweißtechnische Verarbeitung höchstfester Stähle. Widerstandspunktschweißen unter Berücksichtigung fertigungs-bedingter Spalte: 34. Assistentenseminar Füge- und Schweiß- technik. Vorträge der gleichnamigen Veranstaltung in Lichtenwealdevom 26. bis 28. September 2013. Düsseldorf 2014.
• 11. Schwedler, O.; Zinke, M.; Jüttner, S.: Untersuchungen zum Kaltrissverhalten von Widerstandspunktschweißverbindungen an Feinblechen aus pressgehärtetem 22MnB5: Produktionssysteme und -methoden für den Leichtbau. Wegbereiter zur E-Mobilität. Tagungsband des 33. EFB-Kolloquiums Blechverarbeitung 2013. Hannover 2013, S. 209–18.
• 12.Wink, H.-J.; Krätschmer M.: Charakterisierung und Modellierung des Bruchverhaltens von Punktschweißverbindungen in pressgehärteten Stählen. Teil II - Simulation des Schweißens. Ulm 2012.

Uwagi

EN

Current investigations were supported by the Graduate Scholarship Program of Saxony-Anhalt.

PL

Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 87--91