Stahl Schweißbarkeit hochfester Legierungen macht den Stahlleichtbau attraktiver

Autor / Redakteur: Magdalena Nillius / Josef-Martin Kraus

Der Leichtbau mit Stahl basiert auf der Anwendung hochfester Legierungen, deren Potenzial in der Automobilindustrie sich mit einem besseren Schweißverhalten noch stärker erschließen lässt. Einen Ansatz dazu bietet eine Legierung mit mindestens 1000 MPa Zugfestigkeit. Sie eignet sich für das Punkt- und Laserschweißen. Tests auf Prüfständen ergaben eine hundertprozentige Ausknöpfbruchquote.

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Bild 1: Von oben nach unten – Scherbruch, Mischbruch und Ausknöpfbruch. Kommt es bei Punktschweißnähten an Fahrzeugteilen zum Bruch, muss es ein Ausknöpfbruch sein.
Bild 1: Von oben nach unten – Scherbruch, Mischbruch und Ausknöpfbruch. Kommt es bei Punktschweißnähten an Fahrzeugteilen zum Bruch, muss es ein Ausknöpfbruch sein.
( Archiv: Vogel Business Media )

Nicht nur in der Automobilindustrie steigt die Anwendung hochfester Stähle. Auch in anderen Branchen, zum Beispiel dem Silobau, ist das der Fall. Dennoch bleibt die Vorreiterrolle der Automobilhersteller bei Blechen aus hochfesten Legierungen unbestritten.

Hochfeste Stähle steigern Sicherheit in Automobilen

So werden aus diesen Stahlgüten mit mindestens 1000 MPa Zugfestigkeit bereits Chassiskomponenten, wie Seitenaufprallträger, sowie sicherheitsrelevante Bauteile, zum Beispiel Sitzschienen, hergestellt. Die hohe spezifische Festigkeit steigert deren Funktionssicherheit. Außerdem bietet sie Möglichkeiten, die Wanddicken der Teile dünner auszulegen und damit Bauteilgewicht einzusparen – ohne Einschränkung der Funktion und Sicherheit.

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Jedoch kann die Steigerung der spezifischen Festigkeit zu Nachteilen beim Punkt- und Laserschweißen führen. Der Grund dafür liegt im Anstieg des Anteils der Legierungselemente. Er ist zur Festigkeitssteigerung erforderlich.

Hochfester Stahl mit 1000 MPa Zugfestigkeit lässt sich problemlos schweißen

Aus diesem Grund hat der schwedische Stahlerzeuger SSAB beim hochfesten Stahl Docol 1000 LCE (low carbon equivalent) die chemische Zusammensetzung angepasst. So ist trotz der Mindestzugfestigkeit von 1000 MPa die Anwendung der beiden Schweißverfahren problemlos möglich.

Außerdem wurde in Kombination mit veränderten Prozessparametern bei der Stahlherstellung eine Verbesserung der Umformeigenschaften erreicht. Dieser Zusatzeffekt bestätigte die Richtigkeit der Entwicklung. Das Hauptaugenmerk blieb auf die Verbesserung der Schweißeigenschaften ausgerichtet (Bild 1).

In der Vergangenheit stieß die Anwendung hochfester Stahlgüten in der Automobilindustrie immer wieder an Grenzen aufgrund der ungenügenden Schweißbarkeit – vor allem beim Punktschweißen.

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