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April 2025
eBook (PDF)
Sampiero Anton Hopf
Untersuchungen zur wasserstoffunterstützten Kaltrissbildung hochfester Mehrphasenstähle beim Laserstrahlschweißen
Der verstärkte Einsatz höchstfester, kaltumformbarer Mehrphasenstähle (AHSS) in crashrelevanten Strukturbauteilen rückt die wasserstoffunterstützte Kaltrissbildung (HACC) in den Fokus. Besonders in AHSS der 3. Generation (Zugfestigkeit > 1000 MPa) kann Wasserstoffeintrag in Kombination mit schweißbedingten Spannungen das Versagensrisiko erhöhen.
Diese Arbeit analysiert entlang der Prozesskette – von der Stahlherstellung über das Laserstrahlschweißen bis zur Wärmebehandlung – die Wasserstoffaufnahme dreier Stahlvarianten (CR700Y980T-DH, CR780Y980T-CH, CR700Y980T-DP) mit und ohne Zinkbeschichtung. Zur präzisen Quantifizierung des Wasserstoffgehalts in Schweißnähten wird eine Prüfmethodik auf Basis der Trägerheißgasextraktion mit Quadrupol-Massenspektrometrie eingesetzt. Ergänzend werden das Wasserstofftransportverhalten mittels elektrochemischer Permeationsmessungen (ECP) und thermischer Desorptionsanalysen (TDA) untersucht.
Experimentelle und numerische Analysen ermöglichen Rückschlüsse auf Wasserstoffdiffusion, -effusion und die Auswirkungen des Schmelzschweißens. Gezeigt wird, dass Wärmebehandlungen bis 200 °C die Wasserstoffeffusion beschleunigen und das HACC-Risiko senken können.
Diese Arbeit analysiert entlang der Prozesskette – von der Stahlherstellung über das Laserstrahlschweißen bis zur Wärmebehandlung – die Wasserstoffaufnahme dreier Stahlvarianten (CR700Y980T-DH, CR780Y980T-CH, CR700Y980T-DP) mit und ohne Zinkbeschichtung. Zur präzisen Quantifizierung des Wasserstoffgehalts in Schweißnähten wird eine Prüfmethodik auf Basis der Trägerheißgasextraktion mit Quadrupol-Massenspektrometrie eingesetzt. Ergänzend werden das Wasserstofftransportverhalten mittels elektrochemischer Permeationsmessungen (ECP) und thermischer Desorptionsanalysen (TDA) untersucht.
Experimentelle und numerische Analysen ermöglichen Rückschlüsse auf Wasserstoffdiffusion, -effusion und die Auswirkungen des Schmelzschweißens. Gezeigt wird, dass Wärmebehandlungen bis 200 °C die Wasserstoffeffusion beschleunigen und das HACC-Risiko senken können.
Schlagwörter: Wasserstoffinduzierte Kaltrissbildung (HACC); Advanced High-Strength Steels (AHSS); Laserstrahlschweißen; Wasserstoffdiffusion; Kaltrissprüfung
Schriftenreihe Fügetechnik Magdeburg
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Sven Jüttner, Magdeburg
Band 2025,1
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Print-Version: 978-3-8440-9958-4
DOI 10.2370/9783819100383
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