FOSTA-Newsletter Ausgabe Nr. 1 in 2021

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Sehr geehrte Damen und Herren,

heute möchten wir Sie über neu erschienene FOSTA Abschlussberichte aus den Schwerpunktbereichen Mobilität, Bauwesen sowie Anlagen- und Maschinenbau informieren.

Diese und alle weiteren FOSTA Berichte finden Sie im Shop von stahldaten.de.

Wir wünschen Ihnen eine interessante Lektüre.

Ihr Team der FOSTA

P 1010 - Vorlochfreies Fügen stahlintensiver Leichtbau-strukturen durch Widerstandselementschweißen mit Vorkonfektionierung (IGF-Nr. 18392 N)

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In den letzten Jahren setzt die Automobilindustrie, bedingt durch die gesetzlichen Vorgaben, verstärkt auf Leichtbaumaßnahmen, insbesondere in der Karosseriestruktur durch den belastungsgerechten Einsatz verschiedener Leichtbauwerkstoffe. Zur Realisierung leichter, aber dennoch steifer und crashstabiler Karosseriestrukturen in Schalenbauweise bietet sich insbesondere für Großserien eine Mischbauweise an, in der hoch- und höchstfeste, pressgehärtete Stahlblechteile mit Aluminiumwerkstoffen kombiniert werden. Die in den vergangenen Jahren zur Serienreife und nicht ausschließlich für diese Anwendung entwickelten thermisch-mechanischen Fügeverfahren bieten ein hohes Anwendungspotenzial und erste Serienanwendungen sind bereits erfolgt. weiterlesen

P 1030 - Entfüge- und Fügekonzepte von Leichtbaustrukturen in der Karosserieinstandsetzung (S 024/10215/14)

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Im Laufe des Produktlebenszyklus eines Fahrzeuges können als Folge von Unfällen Reparaturen notwendig werden. Die beschädigten, meist stahlintensiven Fahrzeugstrukturen müssen hierfür zunächst werkstoffschonend und ökonomisch entfügt werden. Vor allem die heutigen Karosseriekonzepte stellen die Reparaturbetriebe im Falle des Entfügens vor eine große Herausforderung. Unterschiedliche Stahlgüten, von weichen Tiefziehstählen bis zu warmgeformten höchstfesten Stählen, werden in Kombination eingesetzt. Als Fügeverfahren wird neben punktförmigen thermischen (Widerstandspunktschweißen) und mechanischen (Stanznieten) Verfahren vor allem das Kleben eingesetzt. weiterlesen

P 1054 - Fügen höchstfester Stahlgüten in Leichtbaustrukturen mittels selbststanzendem Widerstandselementschweißen auf konventionellen Widerstandspunktschweißanlagen (IGF-Nr. 19215 N)

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Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Widerstandselementschweißverfahrens (WES) für das Fügen höchstfester Stähle in Kombination mit dazu artfremden Werkstoffen. Gegenüber dem bisherigen Stand der Technik sind ein einstufiger Prozess und damit die Nutzung konventioneller Widerstandsschweißtechnik sowohl für das Einbringen als auch für das Verschweißen der Hilfsfügeteile vorgesehen. Die Umsetzung der gewonnenen Ergebnisse leisten einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung des Widerstandselementschweißens und der wirtschaftlichen Herstellung zukünftiger stahlintensiver Leichtbaustrukturen in Mischbauweise. weiterlesen

P 1139 - Temperaturentwicklung in Hohlräumen abgehängter Decken sowie in Hohl- und Doppelböden und deren Auswirkung auf das Tragverhalten innenliegender Stahlkonstruktionen (IGF-Nr. 18894 N)

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Das Forschungsprojekt widmet sich der Fragestellung der Entwicklung eines Naturbrandszenarios für den Deckenzwischenraum für eine realitätsnahe Beurteilung des Tragverhaltens des Deckensystems InaDeck infolge des entwickelten Naturbrandszenarios für abgehängte Decken sowie für Hohl- und Doppelböden. Neben den experimentellen Untersuchungen zur Entwicklung eines Brandszenarios für den Deckenzwischenraum und der Bewertung der Auswirkungen auf das Tragverhalten des Deckensystems wurde der Einfluss von brandschutztechnischen Abschottungen in abgehängten Decken sowie in Hohl- und Doppelböden auf die Temperaturentwicklung im Deckenzwischenraum analysiert und das Tragverhalten von Verbunddübelleisten in Klothoidenform bei erhöhten Temperaturen quantifiziert. weiterlesen

P 1241- Untersuchung des Einflusses der konstruktiven Steifigkeit von dickwandigen laser- und laserhybridgeschweißten Verbindungen auf die Heißrissbildung (IGF-Nr. 19582 N)

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Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens zur Erforschung des Einflusses der Struktursteifigkeit von dickwandigen Laser- und Laserhybridschweißverbindungen auf die Heißrissbildung wurden mittels Heißrisstests die Einspanngrade beim Schweißen variiert, um eine Korrelation zwischen den Einspanngraden und der Rissbildung zu gewinnen. Nachdem die Prüfmaschine modifiziert wurde, war es möglich, unterschiedlichen Einspanngrade im Zusammenhang mit den Reaktionskräften zu simulieren. Für verschiedene Werkstoffe und Schweißverfahren wurden Experimente durchgeführt, um den kritischen Bereich der Einspanngrade zu bestimmen, in dem Erstarrungsrisse auftreten. weiterlesen

P 1200 - Innovationen zum optimalen Einsatz des wetterfesten Baustahls im Stahl- und Verbundbrückenbau (IGF-Nr. 18655 BG)

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Wetterfester Baustahl zeichnet sich im Vergleich zu unlegiertem Baustahl durch eine wesentlich höhere Korrosionsbeständigkeit aus. Auf der Oberfläche des ungeschützten wetterfesten Baustahls bildet sich infolge natürlicher Korrosionsvorgänge eine fest haftende, dichte Deckschicht aus, die die weitere Korrosion verlangsamt. Durch die verlangsamte Korrosionsreaktion des wetterfesten Baustahls ist der Einsatz unter natürlichen Korrosionsbedingungen auch ohne ein zusätzliches Korrosionsschutzsystem möglich und zulässig. Da in Deutschland viele Stahl- und Verbundbrücken alters- und bauartbedingte Schäden aufweisen, ist großer Bedarf an langlebigen und wartungsarmen Ersatzneubauten vorhanden. Aufgrund seines natürlich entstehenden, wartungsfreien Korrosionsschutzes kann dies der korrosionsträge wetterfeste Baustahl als Konstruktionswerkstoff im Brückenbau leisten. weiterlesen

P 885, P 965, P 1048 – DFG / AiF-Forschungscluster Trockenscherschneiden

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Hybride Schichtverbundwerkstoffe zeichnen sich durch ein breites Spektrum an Funktionseigenschaften aus, das zudem an hochqualifizierte Beanspruchungsprofile neuer Produkte angepasst werden kann. Sie sind deshalb prädestiniert für einen Einsatz im Leichtbau aber auch in vielen anderen Anwendungsgebieten. Bislang fehlen jedoch serientaugliche Verarbeitungsverfahren für ihre Verwendung in industriellen Massenprodukten. Im Rahmen dieses AiF/DFG-Gemeinschaftsvorhabens ist daher der für die industrielle Fertigung sehr wichtige Scherschneidprozess wissenschaftlich untersucht und für das Schneiden von mehrschichtigen, flächigen Schichtverbunden aus Metall und Polymeren technologisch weiterentwickelt worden. Besonderes Augenmerk wurde auf die Vermeidung von Delamination, Kernstauchung oder Reißen der Deckschichten während des Schneidens gelegt, damit es nicht zu einer Beeinträchtigung der Funktion des Verbunds kommt. weiterlesen

P 642 – Verbesserung der Kerbgeometrie zur Erhöhung der Schwingfestigkeit von höherfesten und nichtrostenden Stählen durch Prozesssteuerung und innovative Nachbehandlung beim Laser- und Lichtbogenschweißen und –löten (S 24/10086/04)

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Ziel des Vorhabens war, durch eine Verbesserung der Nahtgeometrie bei Kehlnähten an Überlappstößen (Blechdicke s = 2mm) höhere Schwingfestigkeiten (im Idealfall bis zu der des Grundwerkstoffes) zu erzielen. Hierzu wurde zunächst die Prozesssteuerung bei bereits bekannten und in der Fertigung etablierten Fügeverfahren (Laserstrahlschweißen und –löten, MSG-Schweißen, MSG-Löten, Laser-MSG-Hybridschweißen) für zwei Stähle, einem hochfesten ferritischen-martensitischen Dualphasenstahl (DPW600/ 1.0936) und einem nichtrostenden austenitischen Stahl (H400/1.4376) optimiert. Es wurden der Einfluss der Energieintensität und ihrer Verteilung während des Schweißens, der Einfluss der Schweiß- bzw. Lotzusätze sowie des Schutzgases auf den Nahtübergangsradius und Nahtanstieg untersucht. Des Weiteren wurde bei den MSGLötverfahren versucht, den Einfluss der Nahtgeometrie durch eine thermische Nachbehandlung durch das kombinierte MIG-WIG Verfahren zu verringern. Um die Umsetzung der Ergebnisse in der industriellen Fertigung zu gewährleisten, wurde die Übertragbarkeit der Verfahren auf ein Demonstratorbauteil geprüft. weiterlesen

P 1208 – Konsistentes Bemessungsmodell für fertigungsoptimierte Verbunddübelleisten – Grundlagen für DASt- Richtlinie und Überführung in Eurocode 4 (IGF-Nr. 19438 N)

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Der vorliegende Bericht fasst die durchgeführten Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten von Verbunddübelleisten im Anwendungsbereich des Hochbaus zusammen. Die Konkurrenzfähigkeit dieses wirtschaftlichen und gleichfalls technisch sinnvollen Verbundmittels wird im Vergleich zu den konventionellen Kopfbolzendübeln durch die Tatsache eingeschränkt, dass aktuell lediglich eine nationale sowie zeitlich limitierte Zulassung vorliegt. Im Gegensatz dazu sind Kopfbolzendübel fest in den europäischen Regelwerken verankert. Um einen Beitrag zur Integration der Verbunddübelleisten in die europäischen Normen zu leisten, konzentrierten sich die beteiligten Forschungseinrichtungen auf die Untersuchung von Verbunddübelleisten in gerissenem sowie ungerissenem Beton, unter Längsschub-, Zug- und kombinierter Schub-Zug-Beanspruchung sowie in oberflächennahen Einbaupositionen. Dabei konnten neue Versagensmechanismen beobachtet und durch entsprechende Bemessungsformeln erfasst werden. weiterlesen