55. Metallographie-Tagung 2021 - Materialographie
Vortrag
30.09.2021 (CEST)
Metallographische Untersuchungen zur Bewertung von Klebeverbindungen für den Automobilbereich
TG

Dr. Theresia Greunz

AMAG rolling GmbH

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

Strikte Vorgaben zur Reduktion des CO2-Ausstoßes bewirken im Fahrzeugbau geradezu eine Trendwende hinsichtlich der zum Einsatz kommenden Werkstoffe. Vor allem leichter sollen die Alternativen sein und somit wesentlich zur gewünschten Gewichtseinsparung und zur damit verbundenen Energie- und CO2-Reduktion beitragen. Demnach wird Stahl vermehrt durch Leichtmetalle ersetzt. Beispielsweise sind Aluminiumknetlegierungen aufgrund ihrer hohen Festigkeit bei gleichzeitig geringer Dichte geradezu prädestiniert für Konstruktionselemente im Automobilbereich. Weitere Vorteile sollen nicht unerwähnt bleiben: Aluminium ist recyclebar und bildet eine dünne Oxidschicht, welche das Material vor fortschreitender Korrosion schützt. Außerdem können beim Fügen von Aluminiumbauteilen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz gebracht werden. Mechanische und thermische Fügetechniken sind lange bekannt, doch erweisen sich diese zum Teil auch als kostenintensiv oder kritisch. Beispielsweise ist das Schweißen von Aluminium ein anspruchsvoller Prozess, da der Bereich der Wärmeeinflusszone zur Entfestigung neigt und/oder Poren nahe der Schweißnaht rissauslösend sein können. Dem gegenüber stehen das Verbinden von Bauteilen mit zusätzlichen (Hilfs-)Stoffen. Gemeint ist hier das Kleben. Natürlich gilt es auch bei dieser Form des Fügens Herausforderungen zu berücksichtigen, dennoch besticht diese Methode durch die Tatsache, dass die ursprüngliche Festigkeit des Werkstoffs erhalten bleibt. Als problematisch einzustufen ist allerdings in diesem Zusammenhang die vorhin erwähnte schützende Oxidationsschicht von Aluminium. Dieser Vorteil kommt bei Klebeverbindungen nicht zum Tragen, da die Oxidschicht in sich spröde ist und unter Umwelteinflüssen porös wird. Ein Ablösen des Klebers wird forciert und damit steigt die Wahrscheinlichkeit, dass die Verbindung nicht mehr der Belastung standhält.

Die vorgestellten Ergebnisse stammen aus Zugscherversuchen an Aluminiumproben. Diese werden herangezogen, um die Klebefestigkeit nach einem definierten Umgebungseinfluss zu evaluieren. Dabei werden zwei Aluminiumproben über eine definierte Fläche miteinander verklebt. Nach Aushärten des Klebers wird der Prüfkörper bis zum Versagen gedehnt. Aus metallographischer Sicht sind Proben dieser Art deshalb von Interesse, da eine Zuordnung der Mischbruchfläche in adhäsive und kohäsive Bereiche ermöglicht wird. Zudem kann die Restoxidschichtdicke bestimmt werden, was wiederum zu einer umfassenderen Bruchbewertung beiträgt.


Abstract

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