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Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Aufgaben und Ziele im AP1 (LWF)

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Präsentation zum Thema: "Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Aufgaben und Ziele im AP1 (LWF)"—  Präsentation transkript:

1 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Aufgaben und Ziele im AP1 (LWF)

2 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Anforderungen des LWF an die Verbundpartner  Definition des Temperatureinsatzbereiches der Bauteile (gemäß Startsitzung: -40°C bis +80°C) (Alle)  Definition relevanter Klebstoffkennwerte (z.B. Schubmodul, Elastizitätsmodul), die für die Simulation der Verbindungseigenschaften notwendig sind (FAMCOS)  Festlegung relevanter Beanspruchungsgeschwindigkeiten: Relaxation/Retardation, Quasistatisch (10 mm/min), Schlagartig (5,4 m/s) (Alle)  Definition der Versuchsbedingungen zur Prüfung der Biege- und Schubsteifigkeit des Rohres mit eingeklebtem Aluminiumschaum (PM)

3 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Aufgaben Putzmeister für das LWF 1. Fragestellungen:  Auswahl und Analyse eines geeigneten Fügeverfahrens für eine Verbindung Feinkornbaustahl/Aluminiumschaum (PM/IFAM)  Auswahl eines an die Rohrhalbzeugeigenschaften angepaßten Klebers (LWF)  Untersuchung des Verformungsverhalten des Rohres mit eingeklebten Aluminiumschaum im Vergleich zum unausgeschäumten (Aufnahme einer Last-Verformungskurve) (PM/LWF)  Analyse der Biege- und Schubtragfähigkeit des Rohres mit eingeklebten Aluminiumschaum (Standfestigkeit des Verbundes Schaum/Klebstoff/Stahl) (PM/LWF)  Betriebsfestigkeitsverhalten des Rohres mit eingeklebten Aluminiumschaum (PM/LWF)  Kostenanalyse für die Herstellung des Rohres mit eingeklebten Aluminiumschaum (IFAM) 2. Halbzeug:  Rohr aus FGS70CV Hersteller Fa. Mannesmann  Außendurchmesser: 51mm  Wanddicke 2,6 mm  Länge: 1000mm  Chemisch-technologische Kennwerte entsprechend Putzmeister-Werkstoffblatt WN3001, R120/03-99  Probenzahl: 15

4 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Klebstoffauswahl A) Betamate hochfester Strukturklebstoff - Basis: Epoxidharz - einkomponentig, warmhärtend (180°C / 30min) - sehr gute Chemikalienbeständigkeit - Kompatibilität mit KTL-Prozess - für das Kleben leicht geölter Bleche geeignet B) Scotch-Weld DP hochfester Strukturklebstoff - Basis: Epoxidharz - zweikomponentig, kalthärtend (RT / 72h) - gute Chemikalienbeständigkeit C) Elastosol M83 - semistruktureller Klebstoff - Basis: Polybutadien - einkomponentig, warmhärtend (180°C / 30min) - sehr gute Chemikalienbeständigkeit - Kompatibilität mit KTL-Prozess - für das Kleben leicht geölter Bleche geeignet

5 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Bruchspannungen für verschiedene Befestigungssysteme Schaumwerkstoff: Legierung: AlSi7 Dichte: 0,5 g/cm³ Klebstoff: s. Diagramm Klebschichtdicke: 0,2mm Klebfläche: 20mm x 50mm Fügeelement: s. Diagramm Versagensart: s. Diagramm Prüfbedingungen: Kopfzug Prüftemperatur: RT Prüfgeschw.: v T =10mm/min

6 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Bruchspannungen für verschiedene Befestigungssysteme Schaumwerkstoff: Legierung: s. Diagramm Dichte: 0,5 g/cm³ Klebstoff: s. Diagramm Klebschichtdicke: 0,2mm Klebfläche: 20mm x 50mm Fügeelement: s. Diagramm Versagensart: s. Diagramm Prüfbedingungen: Kopfzug Prüftemperatur: RT Prüfgeschw.: v T =10mm/min

7 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Speichermodul und Verlustfaktor des Klebstoffes Betamate 1493 in Abhängigkeit von der Temperatur

8 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Speichermodul und Verlustfaktor des Klebstoffes Elastosol M83 in Abhängigkeit von der Temperatur

9 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Speichermodul und Verlustfaktor des Klebstoffes DP 490 in Abhängigkeit von der Temperatur

10 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Schubspannungs-Gleitungs-Verhalten von Klebverbindungen mit dem Klebstoff Betamate 1493 Klebstoff: Betamate 1493 Aushärtung: 180°C / 30min Klebschichtdicke: d K =0,5 mm Fügewerkstoff: AlMgSi 0,5 F22 Vorbehandlung: angerauht, entfettet mit Aceton Prüfbedingungen: Prüftemperatur: s. Diagramm Gleitungsgeschwindigkeit: d  /dt = 0,002 1/s

11 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Schubspannungs-Gleitungs-Verhalten von Klebverbindungen mit dem Klebstoff Elastosol M83 Klebstoff: Elastosol M83 Aushärtung: 180°C / 30min Klebschichtdicke: s. Diagramm Fügewerkstoff: AlMgSi 0,5 F22 Vorbehandlung: angerauht, entfettet mit Aceton Prüfbedingungen: Prüftemperatur: s. Diagramm Gleitungsgeschwindigkeit: d  /dt = 0,002 1/s

12 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Schubspannungs-Gleitungs-Verhalten von Klebverbindungen mit dem Klebstoff DP 490 Klebstoff: DP 490 Aushärtung: RT / 72h Klebschichtdicke: d K =0,2mm Fügewerkstoff: AlMgSi 0,5 F22 Vorbehandlung: angerauht, entfettet mit Aceton Prüfbedingungen: Prüftemperatur: s. Diagramm Gleitungsgeschwindigkeit: d  /dt = 0,002 1/s

13 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Speichermodul und Verlustfaktor des Klebstoffs M83 in Abhängigkeit von der Temperatur

14 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Masterkurve des Speichermoduls E‘ des Klebstoffs Elastosol M83

15 Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik Universität Paderborn Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn Vorschlag zum Schubversuch am Demonstrator


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