Einfluss hyperbarer Prozessbedingungen auf die Porenbildung beim MSG-Schweißen von verzinkten höherfesten Fahrwerkstähle

Unter Berücksichtigung des Leichtbaugedankens werden in der Automobilindustrie hochfeste Stahlfeinbleche eingesetzt. Aufgrund der korrosionsschützenden Wirkung hat sich im Karosseriebau der Einsatz verzinkter Stähle schon lange durchgesetzt. Im Fahrwerk werden die Stahlwerkstoffe üblicherweise unbeschichtet verarbeitet. Auch für Fahrwerksanwendungen steigen die Ansprüche an den Korrosionsschutz, wodurch die Nachfrage an verzinktem Stahlfeinblech stetig zunimmt. Als Fügeverfahren ist das Metallschutzgas (MSG)-Schweißen etabliert. Eine typische Verbindungsgeometrie für geschweißte Fahrwerkstrukturen ist der Überlappstoß. Insbesondere bei dieser Geometrie stellt die Zinkschicht eine große Herausforderung an die schweißtechnische Verarbeitung dar. Während des Schweißprozesses verdampft die Beschichtung aufgrund ihres geringen Siedepunktes und führt zu Poren in der resultierenden Schweißnaht. Für Reparaturschweißungen von Offshore-Anlagen ist das hyperbare Unterwasserschweißen weit verbreitet, das sowohl nass als auch trocken durchgeführt werden kann. Die hyperbaren Prozessbedingungen beeinflussen den Lichtbogen auf unterschiedliche Art und Weise, welche sich unmittelbar auf die mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindung auswirken. Hierzu zählen unter anderem die Energiedichte des Lichtbogens, die Einschweißtiefe und das Abkühlverhalten der Schweißnaht. Zusätzlich ist ein positiver Effekt auf die Porenreduzierung beim MSG-Schweißen von Aluminiumwerkstoffen bekannt. Der Mechanismus der Porenbildung beim Schweißen von Aluminiumwerkstoffen unterschiedet sich jedoch grundlegend zu dem von verzinkten Stählen. Daher war es von Interesse nachzuweisen, inwiefern ein ähnlicher Effekt auch beim Schweißen verzinkter Stähle erreichbar ist. Die vorliegende Arbeit zeigt die Vorteile trockener hyperbarer Prozessbedingungen auf die Porenreduzierung beim MSG-Schweißen eines feuerverzinkten Complexphasenstahls an der fahrwerkstypischen Verbindungsgeometrie des Überlappstoßes sowie die Auswirkungen auf die resultierende Schweißnahtgeometrie