55. Metallographie-Tagung 2021 - Materialographie
Vortrag
30.09.2021
Zeitabhängige, korrosive Unterwanderung von Aluminium-Klebeproben durch Chlorid-Ionen
FS

Dr. Florian Scharnagl

AMAG rolling GmbH

Scharnagl, F. (V)¹; Greunz, T.¹; Hafner, M.¹
¹AMAG rolling GmbH
Vorschau
19 Min. Untertitel (CC)

Neben Nieten und Schweißen stellt Kleben eine der häufigsten Fügetechniken für Aluminium dar. Im Vergleich zu anderen Fügeverfahren findet hierbei kein Aufschmelzen des Materials statt, wodurch die ursprüngliche Festigkeit des Materials erhalten bleibt. Des Weiteren können verschiedene Klebstoffe diverse Anwendungen im Karosseriebau finden. Neben den Strukturklebstoffen, welche vor allem eine hohe Festigkeit erzielen müssen, gibt es beispielsweise vibrationsdämmende und abdichtende Klebstoffe.
Für Strukturbauteile im Automobilbau werden vor allem quervernetzende Epoxide verwendet. Deren Eigenschaften sind durch Veränderung der chemischen Struktur gut justierbar: Während Aromaten die Hitzebeständigkeit erhöhen wirken sich aliphatische Anteile positiv auf die chemische Beständigkeit aus. Der ausgehärtete Klebstoff weist aufgrund der Quervernetzung eine hohe kohäsive Kraft auf und kann mittels Hydroxygruppen adhäsive Bindungen zum Metall eingehen.
Ein kritischer Faktor bei Klebeverbindungen ist deren Langlebigkeit. Diese wird beispielsweise in Klimasimulationstruhen durch den neutralen Salzsprühtest nach DIN EN ISO 9227 erprobt. Bei dieser Prüfung werden die verklebten Proben bei 35 °C einer 5.0% NaCl-Atmosphäre ausgesetzt. Hierbei kommt es zur Wasseraufnahme und Diffusion von Chlorid-Ionen durch den gehärteten Klebstoff zur Grenzschicht zwischen Werkstoff und Klebstoff, wo ein korrosiver Angriff initiiert wird. Dieser Angriff führt zu einer Abnahme der Zugscherfestigkeit des Verbunds.
Viele OEM der Automobilindustrie testen hierfür geklebtes, KTL-beschichtetes Material für 3000 h im neutralen Salzsprühtest, wobei die Abnahme der Zugscherfestigkeit ein bestimmtes Maximum nicht überschreiten darf. In dieser Untersuchung wird die zeitliche Abhängigkeit des korrosiven Angriffs durch metallographische Schliffe zu verschiedenen Zeitpunkten untersucht, wobei der Fokus auf die ersten 1000 h gesetzt wird. Zusätzlich wird zu jedem Zeitpunkt die Zugscherfestigkeit ermittelt und mit den Schliffen und Bruchbildern in den Kontext gesetzt. Durch diese Methode soll die korrosive Unterwanderung des Klebstoffs durch Chlorid-Ionen untersucht und deren Einfluss auf die Zugscherfestigkeit ermittelt werden.

Abstract

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