Resistance Welding of Hybrid Structures Made of Fibre-Reinforced Plastics and Steel Using Special Connecting Elements Made of Metal

• Autorzy: Obruch, O. , Jüttner, S. , Ballschmiter, G. , Kühn, M. , Dröder, K.

Warianty tytułu

PL

Zgrzewanie oporowe konstrukcji hybrydowych z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym (FRP) i stali przy użyciu metalowych łączników o specjalnej konstrukcji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

Przedstawiono technologię termicznego spajania materiałów kompozytowych i elementów metalowych, tworzących konstrukcje hybrydowe, za pomocą pomocniczych elementów łączących. Optymalizację wnikania tych elementów w materiał kompozytowy prowadzono, wykorzystując proces iteracyjny, przy założeniu najniższego poziomu zniszczenia tego materiału. W artykule przedstawiono ponadto zasadnicze wymagania odnośnie zgrzewania elementów pomocniczych w odniesieniu do perspektyw tego procesu. Przedstawiono i przeanalizowano różne koncepcje połączenia tych elementów. Zwrócono uwagę na zastosowanie niskiego poziomu energii wprowadzonej do materiału, w celu zminimalizowania zniszczenia cieplnego materiałów kompozytowych, i wynikający stąd wymóg nowego podejścia do zgrzewania punktowego. Biorąc pod uwagę powyższe, przedstawiono wybrane rozwiązania. Opisano również właściwości mechaniczne złączy i parametry zgrzewania.

EN

This article considers the technology of thermal welding of new auxiliary elements for the connection of composite materials and metal components in hybrid structures. As the basis, the iterative adjustment process of optimization penetration into the composite material with the lowest level of material damage is used. Also, in this paper, the main requirements, which appear through the process of the welding element adjustment, are considered from the welding prospective. Various concepts of elements connection will be represented and analyzed. Moreover, the achievement of low energy input in a base material in order to minimize the thermal damage of the composite materials will be showed. Therefore, new approaches in resistance spot welding are required and some of them are represented in this article. Despite the obtained welding joints, the ar¬ticle also represents their mechanical characteristics and welding parameters.

Słowa kluczowe

PL

FRP; stal; konstrukcje; zgrzewanie termiczne; materiały kompozytowe; włókno szklane

EN

FRP; steel; structures; thermal welding; composite materials joining

• Czasopismo: Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 60, No. 5
• Strony: 60--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Obruch, O.

• Institute of Materials and Joining Technology of the Otto-von-Guericke University Magdeburg

autor

Jüttner, S.

• Institute of Materials and Joining Technology of the Otto-von-Guericke University Magdeburg

autor

Ballschmiter, G.

• Institute for Machine Tools and Production Engineering TU Braunschweig, Germany

autor

Kühn, M.

• Institute for Machine Tools and Production Engineering TU Braunschweig, Germany

autor

Dröder, K.

• Institute for Machine Tools and Production Engineering TU Braunschweig, Germany

Bibliografia

• [1] Prange, W.; Schneider, C.: Werkstoff Stahl - Automobile Leichtbauinitiativen der internationalen Stahlindustrie. In: Stahl und Eisen 121 (2001) 7, S. 23–29.
• [2] Ellenrieder, G.; Gänsicke, T.; Goede, M., et al.: Die Leichtbaustrategien. In: Friedrich, H. E. (Hrsg.): Leichtbau in der Fahrzeugtechnik. Wiesbaden 2013, S. 43–118
• [3] Friedrich, H.; Treffinger, P.; Kopp, G., et al.: Werkstoffe und Bauweisen ermöglichen neue Fahrzeugkonzepte. In: Schindler, V.; Sievers, I. (Hrsg.): Forschung für das Auto von morgen. Aus Tradition entsteht Zukunft. Berlin 2008.
• [4] Hoffmann, O.: Environment oriented light weight design in steel. Ökologischer Leicht¬bau in Stahl. Hannover 2012.
• [5] Franco, D., Frantini, L. Pasta, A.: Analysis of the mechanical performance of hybrid (SPR/ bonded) singlelap joints between CFRP panels and aluminum blank, International Journal of Adhesion & Adhesives 41, S.24ff, 2012
• [6] Ejot Verbindungstechnik GmbH & Co.KG, FDS-Die fließlochformende Schraube für höherfeste Verbindungen, technische Broschüre, NN
• [7] Janzen, V. et al. (2013): Untersuchungen zum Fügen artverschiedener Werkstoffkombinationen durch das Widerstandselementschweißen (WES). In: Tagungsband 22. DVS-Sondertagung Widerstandsschweißen 2013 – Treffpunkt Widerstandsschweißen –, Duisburg: GSI SLV, p. 151-160
• [8] Leiser, J.: Beitrag zu innovativen Verbindungstechniken für Hochleistungsverbundwerkstoffe, Dissertation, Technische Universität Chemnitz, 2006
• [9] EFB-Nr. 18.409 BG / 2. Verfahrensentwicklung zur Herstellung von hybriden FVK/ Stahl-Strukturen mittels eines neuartigen Blechverbindungselementes – HyBVE“. TU Braunschweig und OvGU-Magdeburg. Laufzeit von 01.05.2015 bis 31.08.2017
• [10] DVS-Nr. 04.067. Entwicklung von Prozessen und Qualitätskriterien zum Kurzzeitschweißen mit reduziertem Wärmeeintrag für Widerstandspunkt- bzw. buckelschweißverbindungen. OvGU-Magdeburg 03/2015
• [11] Fuchs H., Conrod B.: Super lap joint struc¬tural test-analysis correlation studies. Multimatic Engineering

Uwagi

PL

Wersja polska artykułu w wydaniu papierowym s. 56-62.

Identyfikatory

DOI

10.17729/ebis.2016.5/8