Sveis det som ikke kan sveises
En kollisjonstest demonstrerer samspillet og effekten av aluminium-stål-komponenten: Aluminiumen absorberer deformeringsenergien mens stålet sørger for ønsket avstand.
Om stål og aluminium til nå har vært termisk uforenlige, er dette nå praktisk mulig. Løsningen
oppfyller visjonene til både materialeksperter, konstruksjons- og produksjonsingeniører: Å lage en termisk belastningssikker forbindelse av hardt stål og lett aluminium − tilpasset belastningskravene til komponenten.
Spesielt blir det enklere for bilindustrien å redusere kjøretøyvekten og dermed energiforbruket og CO2-utslippene samt å oppfylle EU-grenseverdien på 130 g/km CO2-utslipp i 2012. Også i andre bransjer, fra designobjekter til store tak og vindenergianlegg, har pålitelige vektbesparende konstruksjoner en betydelig nytteverdi.
Vel dokumentert
I fagmiljøet for sveising er den gjengse oppfatning at det er umulig å forbinde de to metallene ved lysbuesveising fordi de har svært forskjellige fysiske egenskaper som smeltetemperatur (1500 versus 590 °C), utvidelseskoeffisient (1,2 versus 2,3 mm/100 °C) eller elektrokjemisk potensial. Dette sveisetekniske nåløyet har Fronius allerede utfordret i over 20 år. Allerede før CMT (Cold Metal Transfer)-løsningen ble de første reproduserbare forbindelsene til. Fra 2003 ble det utviklet en dokumenterbar teknologi i samarbeid med Voestalpine. Prosessens og systemenes egnethet har i mellomtiden blitt dokumentert gjennom mangfoldige forsøk. Aluminiumssiden blir sveiset, mens stålplaten blir loddet. Fronius og Voestalpine har tatt forskjellige patenter på løsningen. Sammen utvikler de formbare hybridplater. Som halvfabrikat kan de formes til profiler eller støtfangere gjennom avkanting, valsing eller dyptrekking.
Grunnleggende betingelser
Stålplatene må være galvanisert (som er vanlig i bilproduksjon), aluminiumsplatene må stamme fra materialseriene AW5xxx eller 6xxx, og som tilleggsmateriale for sveising/lodding må AlSi3Mn1 brukes. Sinklaget på stålplaten fungerer som fluksmiddel og fukter stålet. Det avgjørende er den intermetalliske fasen (IMP). Den skal være så tynn som mulig, og maksimalt 10 µm. Da er forbindelsesfastheten så høy at sømmen holder mens aluminiumsplaten blir revet opp hvis man prøver å skille dem. Flerårige tester på omformede plater viser at det verken oppstår interkrystallinsk, spennings- eller spaltekorrosjon, men kun begrenset flatekorrosjon. For platene har sveisesystemer som sveiselodder tosidig synkront med CMT-prosessen loddrett ovenfra og nedover, vist seg å stå sin prøve. Voestalpine har kunnskap innen bearbeiding av sømgeometri, mens Fronius' forskning og utvikling står for tilleggsmaterialet samt endringer på det Fronius-patenterte CMT-systemet.
For mer informasjon: Frode Hovland, tel: 32 23 20 80, e-post: hovland.frode@fronius.com