Beschreibung
Das Stanznieten ist ein bereits in den Markt eingeführtes umformtechnisches Fügeverfahren zum wärmearmen Fügen von Blech-, Rohr- und Profilteilen. Im Rahmen des Projektes wurden das Stanznieten mit Vollniet und das Stanznieten mit Halbhohlniet in Untersuchungen zur Prozeßsicherheit beim Fügen von oberflächenveredelten Feinblechen eingesetzt.
Das Stanznieten mit Halbhohlniet zeigte im Vergleich zum Widerstandspunktschweißen bei schwingend belasteten Proben große Vorteile. Stanzgenietete Prüfkörper aus verzinkten Feinblechen ( St05Z) erreichten bei einer Belastungamplitude 13,5 kN die 5-fache Lebensdauer (H-Probe mit 10 Verbindungen). Die höchste Schwingfestigkeit wurde mit dem höherfesten Werkstoff (ZStE420) erzielt. Somit ist im Gegensatz zum Widerstandspunktschweißen eine Steigerung der Verbindungsfestigkeit mit einer Erhöhung der Streckgrenze des FügeteilWerkstoffes bei schwingender Bauteilbelastung gegeben.
Die durch die Arbeiten für das Forschungsprojekt verbesserte Stanznietgeometrie steigerte die Verbindungsfestigkeit von Stanznietverbindungen in Stahlfeinblechen beträchtlich. Der Einfluß der Fügeteiloberfläche auf das Fügeergebnis konnte reduziert werden. Eine Ausrundung des Übergangsbereiches von Senkkopf und Nietschaft wirkte der häufig auftretenden Rißbildung im Stanznietkopf entgegen. Die neue Stanznietgeometrie wurde in den abschließenden Untersuchungen bei schwingender Belastung der Proben eingesetzt.
Eine erhöhte Niederhalterkraft im Stanznietprozeß verminderte den Bauteilverzug erheblich und führte zu einer verbesserten Reproduzierbarkeit des Ergebnisses. Diese Erkenntnis wurde von den Herstellern aufgegriffen und bereits in Standardsetzwerkzeugen realisiert. Beim Fügen von bandbeschichtetem Feinblech wurden vergleichbare quasistatische Festigkeitswerte erreicht, wie sie an feuerverzinkten Feinblechen (St05Z) gemessen wurden. Damit steht eine leistungsfähige Fügetechnologie für das Fügen organisch beschichteter Stahlblechwerkstoffe bereit. Wirtschaftlich interessant ist das Stanznieten durch Einsparungen von Vorbereitungsmaßnahmen an den Fügeteilen und durch kurze Taktzeiten. Bei geringem Investitionsaufwand kann ein breites Spektrum an Fügeaufgaben abgedeckt werden.
Die Ergebnisse des Forschungsprojektes sind besonders für das metallverarbeitende Gewerbe von Interesse. Durch die Umstellung auf oberflächenveredeltes Stahlfeinblech in Verbindung mit einer leistungsfähigen Fügetechnologie lassen sich entscheidende Verbesserungen der Marktposition erreichen.
STUDIENGESELLSCHAFT STAHLANWENDUNG e.V.
Veröffentlichung:
1995
Autoren:
Prof. Dr.-Ing. O. Hahn, Dipl.-Ing. W. Lappe
