Beitrag zum Laserstrahlschweißen von 22MnB5 mit Aluminium-Silizium-Beschichtung

Strenge Sicherheitsvorschriften bei gleichzeitig immer weiterer Gewichtsreduzierung sind die Herausforderungen für den modernen Automobilbau. Tailored Blanks aus warmumformbaren 22MnB5 können diesen Herausforderungen gerecht werden. Sie bieten durch die Kombination von verschiedenen Materialstärken und/oder Materialgüten ein hohes Potential für Gewichtreduzierung, eine verbesserte Ressourcennutzung und ein positives Crashverhalten. Um die Oxidationsbeständigkeit in der Warmumformung zu gewährleisten, wird der 22MnB5 oftmals mit einer Aluminium-Silizium-Oberflächenbeschichtung eingesetzt. Diese schränkt aber die direkte Verarbeitbarkeit mittels Laserstrahlschweißen ein. Aluminium, das in die Schweißnaht eingebracht wird, vermindert die Härtbarkeit der Naht und führt im schlimmsten Fall zur Bildung von spröden intermetallischen Phasen, die zu einer Verschlechterung mechanisch-technologischen Eigenschaften der Naht führen. Eine Möglichkeit den Aluminiumeintrag in die Naht zu reduzieren, ist das Entschichten der Schweißkanten vor dem Schweißprozess. Der zusätzliche Entschichtungsschritt verbraucht Zeit und Energie und verursacht somit zusätzlich Kosten.
Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Variante des Laserstrahlschweißens entwickelt werden, die einen Entfall des zusätzlichen Entschichtungsschrittes ermöglicht. Dazu werden zwei unterschiedliche Ansätze sowie deren Kombination verfolgt. Zum einen die metallurgische Beeinflussung der Naht zur Verbesserung der Härtbarkeit durch die Verwendung eines Zusatzdrahtes. Zum anderen die Homogenisierung der Naht durch die Verwendung eines Laserschweißprozesses mit variabler Energieverteilung im Laserspot.