Wasserstoffunterstützte Kaltrissbildung an Schweißverbindungen von pressgehärtetem 22MnB5

In dem hohen Festigkeitsbereich formgehärteter Vergütungsstähle besteht unter den Bedingungen Wasserstoffeintrag und durch Passungenauigkeiten entstehende Zugspannungen nach dem Schweißen potentiell das Risiko wasserstoffunterstützter Kaltrissbildung. In dieser Arbeit wird entlang der Prozesskette Presshärten-Schweißen-Kathodische Tauchlackierung (KTL) das Wasserstoffaufnahmepotential des Untersuchungswerkstoffs 22MnB5 mit und ohne Al-Si-Überzug überprüft. Bei der Wasserstoffaufnahme liegt das Hauptaugenmerk auf technologischen Einflüssen und Umgebungsbedingungen, die für die Austenitisierung der Platinen während des Presshärtens und für anschließende automobilbaurelevante Schweißverfahren (Widerstandspunkt- und MSG-Schweißen) bedeutsam sind.

Für die Quantifizierung des Wasserstoffs wird auf das Messverfahren der Trägerheißgasextraktion zurückgegriffen, der genaue Nachweis kleinster Wasserstoffmengen erfolgt unter Verwendung eines Quadrupol-Massenspektrometers. Nach der empirischen Bestimmung von Aktivierungsenergien und Diffusionskoeffizienten erfolgt die Betrachtung der Wasserstoffeffusion, die in starkem Maße von der Art des Überzugs des borlegierten Vergütungsstahls abhängig ist. Darüber hinaus kann über die Umgebungstemperatur Einfluss auf die Effusion des Wasserstoffs genommen werden.

Um die festigkeitsreduzierende Wirkung durch diffusiblen Wasserstoff in Schweißverbindungen prüfen zu können, wird eine fremdbeanspruchte Kaltrissprüfvorrichtung, die auf den mechanischen Grundlagen des Vier-Punkt-Biegeversuchs basiert, verwendet. Es konnten Zusammenhänge zwischen der Wasserstoffkonzentration und der Rissbildung von geschweißten Probe aus dem pressgehärteten Werkstoff 22MnB5 unter Verwendung dieser Prüfvorrichtung ermittelt werden.