Forming and joining issues and processes for aluminum tailored blank application

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Forming and joining issues and processes for aluminum tailored blank application

Story, J.M. / Heinemann, S. / Naegeler, S.

'Tailored', 'maßgeschneiderte' Blechzuschnitte mit unterschiedlichen Stärken und eventuell unterschiedlichen Materialien (als Beispiel der Ultra Light Steel Auto Body = ULSAB) werfen Probleme beim Verbinden und Pressen auf. Im Artikel werden die Prozesse für Aluminiumlegierungen untersucht. Die meisten bisher vorhandenen Arbeiten gelten den 5XXX Alloys. Es wird zunächst ein einfaches Preßverfahren auf einer Einfachpresse (single action press) mit indirekt wirkendem Ziehkissen vorgestellt. Der Abstand richtet sich nach dem dickeren Blechteil, was zu Faltungen im dünneren Teil führen kann. Ein verbessertes Verfahren arbeitet mit einer Stufe für den Dickenunterschied im einteiligen Blechhalter. Das kann nach jeder Charge Umrüstungen erfordern. Ein variables Verfahren arbeitet mit einem segmentierten Blechhalter, dessen Segmente unabhängig voneinander mit Druck beaufschlagt werden. Der Prozeß wird mit direkt und indirekt arbeitenden Mehrpunkt-Ziehkissen vorgestellt. Zur Implementierung des Verfahrens werden Stickstoff- oder hydraulische Zylinder im Preßwerkzeug vorgeschlagen. Als Schweißverfahren hat sich das Laserstrahlverfahren durchgesetzt. Al-Legierungen erlauben nur ein geringeres Parameter-Fenster als z. B. Stahl. Es werden der CO2- und der Nd:YAG-Laser angewandt. Der CO2-Laser-Prozeß ist durch seine Wellenlänge anfälliger für eine Energieabsorption durch das Plasma als der stabilere Nd:YAG-Laser. Neuere CO2-Slab-Laser nähern die Stabilität des Verfahrens dem des Nd:YAG-Lasers an. Neue Technologien wie elliptisch geformter Laserstrahl, Dual-Strahl-Verfahren und Hybridverfahren mit Kombination Laserstrahl und Plasmalichtbogen erhöhen die Schnelligkeit, die Prozeßstabilität und die Schweißnahtqualität des Laserstrahlschweißens von Al-Legierungen.