Metallurgische Charakterisierung von laserschweißgelöteten Aluminium-Stahl-Mischverbindungen mit vorlegierten Zusatzwerkstoffen

Die Automobilindustrie strebt immer weiter danach, leichtere Automobile zu produzieren. Heutzutage gibt es intensive Bemühungen auch das Gewicht der Rohkarosserie für die Großserie zu reduzieren, so dass insbesondere die CO2-Schadstoffemission gesenkt werden kann. Die Gewichtsreduktion kann mit einer fügetechnischen Werkstoffkombination von Stahlblech mit einem leichteren Material, wie z. B. Aluminium, erreicht werden (Stoffleichtbau). Die Herstellung von Stahl/Aluminium Mischbau Hybridverbindung stellt eine Herausforderung für die schmelzmetallurgische Fügetechnik dar, da es zur Ausbildung von spröden FexAly intermetallischen Phasen kommt, welche die mechanischen Eigenschaften der Verbindung negativ beeinflussen können. Ein Laser-Schweißlöt-Prozess (eng.: Laser Welding Brazing, LWB) zur Verbindung von Aluminium- (5000/6000-Serien) mit Stahlblech mit einer Zink-Beschichtung (Feuerverzinkte Dual-Phasen und Tiefziehstähle), wurde metallkundlich untersucht. Der Einsatz der Zweistrahltechnik im Laser-Schweißlöt-Prozess erlaubt eine bessere Kontrolle der lokalen Temperaturverteilung, eine gute Ausbildung der Schmelze und ein verbessertes Benetzungsverhalten. Aufgrund der Zinkbeschichtung des Stahlblechs werden zwei verschiedene Zusatzwerkstoffgruppen, die mit Zink mischbar sind, benutzt nämlich auf Aluminiumund Zinkbasis, wobei beide mit Legierungselementen wie Si, Cu und Ag legiert waren. Da die Zinkbasis-Zusatzwerkstoffe eine niedrige Prozesstemperatur benötigen und die Anwendung von Aluminiumbasis-Zusatzwerkstoffen in einer verformbaren Lötnaht nach dem Schweißlöt-Prozess resultiert werden beide Zusatzwerkstoffgruppen verwendet. Eine eingehende Untersuchung der schweißgelöteten Proben nach wissenschaftlichen Kriterien ist notwendig, um Beziehungen zwischen Eigenschaften und der Mikrostruktur zu erkennen.