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Erschienen in: Journal of Materials Science 25/2021

27.05.2021 | Metals & corrosion

Determination of resistance spot weld failure path in ultra-high-strength press-hardened steel by control of fusion boundary transient softening

verfasst von: Oleksii Sherepenko, Alireza Mohamadizadeh, Anastasiia Zvorykina, Michael Worswick, Elliot Biro, Sven Jüttner

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 25/2021

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Abstract

The use of coated press-hardened steels (PHS) in body-in-white (BiW) components provides significant potential for weight reduction, but leads to decrease in joinability, thus creating challenge to produce welds meeting commercial quality requirements. Welding with longer welding times can improve joinability, but causes softening at the fusion boundary of spot welds due to local decarburization, referred to as a “halo” at the fusion boundary. In the present work, RSW with and without a softened region at the fusion boundary were fabricated. The geometry and hardness of the halo were obtained from high-resolution hardness mappings and transferred to an FE model, which was used to predict mechanical performance and fracture mode of spot welds in lap-shear and cross-tension tests. The developed FE model was verified experimentally and allowed for an accurate prediction of failure modes while demonstrating that the presence of the halo ring affects the location of failure as well as the load–displacement response of spot welds.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Briskham P, Blundell N, Han L et al (2006) Comparison of Self-Pierce Riveting, Resistance Spot Welding and Spot Friction Joining for Aluminium Automotive Sheet. In: SAE Technical Paper Series. SAE International400 Commonwealth Drive, Warrendale, PA, United States Briskham P, Blundell N, Han L et al (2006) Comparison of Self-Pierce Riveting, Resistance Spot Welding and Spot Friction Joining for Aluminium Automotive Sheet. In: SAE Technical Paper Series. SAE International400 Commonwealth Drive, Warrendale, PA, United States
2.
Zurück zum Zitat Altan T, Tekkaya AE (eds) (2012) Sheet metal forming. Processes and applications. ASM International, Materials Park, OH Altan T, Tekkaya AE (eds) (2012) Sheet metal forming. Processes and applications. ASM International, Materials Park, OH
4.
Zurück zum Zitat Laurenz R, Ohse P (2012) Einfluss der Ofenverweilzeit von metallisch überzogenem Warmumformstahl auf die Eignung zum Widerstandspunkt-, Buckel- und Lichtbogenbolzenschweißen. Schweißen und Schneiden 64:654–661 Laurenz R, Ohse P (2012) Einfluss der Ofenverweilzeit von metallisch überzogenem Warmumformstahl auf die Eignung zum Widerstandspunkt-, Buckel- und Lichtbogenbolzenschweißen. Schweißen und Schneiden 64:654–661
5.
Zurück zum Zitat Rosner M (2015) Kleben von verzinktem presshärtenden Stahl. In: DVS Media GmbH (ed) DVS Congress 2015: Grosse Schweisstechnische Tagung : DVS-Studentenkongress : Fügen von faserverstärkten Kunststoffen, anwendungsnahe Schweisssimulation, Schulung und Prüfung im DVS : IBESS - Forschungscluster "Bruchmechanik" : Vorträge der gleichnamigen Tagung im Rahmen von DVS Congress und DVS Expo in Nürnberg vom 15. bis 17. September 2015. DVS Media, Düsseldorf, pp 414–418 Rosner M (2015) Kleben von verzinktem presshärtenden Stahl. In: DVS Media GmbH (ed) DVS Congress 2015: Grosse Schweisstechnische Tagung : DVS-Studentenkongress : Fügen von faserverstärkten Kunststoffen, anwendungsnahe Schweisssimulation, Schulung und Prüfung im DVS : IBESS - Forschungscluster "Bruchmechanik" : Vorträge der gleichnamigen Tagung im Rahmen von DVS Congress und DVS Expo in Nürnberg vom 15. bis 17. September 2015. DVS Media, Düsseldorf, pp 414–418
6.
Zurück zum Zitat Eller TK (2016) Modeling of tailor hardened boron steel for crash simulation: Twente Univ., Diss. University of Twente, Enschede Eller TK (2016) Modeling of tailor hardened boron steel for crash simulation: Twente Univ., Diss. University of Twente, Enschede
7.
Zurück zum Zitat Schuster L, Sommer S Characterization and modelling of soft zones around spot welds in high strength steels. In: Proceedings of the 5thinternational conference on steels in cars and trucks Steels in Cars and Trucks 2017 Schuster L, Sommer S Characterization and modelling of soft zones around spot welds in high strength steels. In: Proceedings of the 5thinternational conference on steels in cars and trucks Steels in Cars and Trucks 2017
17.
Zurück zum Zitat Qiao Z, Li H, Li L et al (2019) Microstructure and properties of spot welded joints of hot-stamped ultra-high strength steel used for automotive body structures. Metals 9: 285 Qiao Z, Li H, Li L et al (2019) Microstructure and properties of spot welded joints of hot-stamped ultra-high strength steel used for automotive body structures. Metals 9: 285
19.
Zurück zum Zitat DIN EN ISO 5821:2010–04, Resistance welding - Spot welding electrode caps (ISO 5821:2009); German version EN ISO 5821:2009 DIN EN ISO 5821:2010–04, Resistance welding - Spot welding electrode caps (ISO 5821:2009); German version EN ISO 5821:2009
20.
Zurück zum Zitat DIN EN ISO 14272 : 2016–11 Destructive testing of welds - Specimen dimensions and procedure for cross tension testing of resistance spot and embossed projection welds DIN EN ISO 14272 : 2016–11 Destructive testing of welds - Specimen dimensions and procedure for cross tension testing of resistance spot and embossed projection welds
21.
Zurück zum Zitat DIN EN ISO 14273:2016–11, Resistance welding - Destructive testing of welds - Specimen dimensions and procedure for tensile shear testing resistance spot and embossed projection welds (ISO 14273:2016); German version EN ISO 14273:2016 DIN EN ISO 14273:2016–11, Resistance welding - Destructive testing of welds - Specimen dimensions and procedure for tensile shear testing resistance spot and embossed projection welds (ISO 14273:2016); German version EN ISO 14273:2016
22.
Zurück zum Zitat DIN EN ISO 6507–1:2018–07, Metallic materials - Vickers hardness test - Part 1: Test method (ISO 6507–1:2018); German version EN ISO 6507–1:2018 DIN EN ISO 6507–1:2018–07, Metallic materials - Vickers hardness test - Part 1: Test method (ISO 6507–1:2018); German version EN ISO 6507–1:2018
23.
Zurück zum Zitat Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e.V. (2015) DVS 2960: Unregelmäßigkeiten bei Widerstandspunktschweißverbindungen an Stahlwerkstoffen Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e.V. (2015) DVS 2960: Unregelmäßigkeiten bei Widerstandspunktschweißverbindungen an Stahlwerkstoffen
24.
Zurück zum Zitat Veit J (2014) Untersuchungen zum artgleichen Widerstandspunktschweißen von hochmanganhaltigen TWIP-Stählen für den Automobilbau. TU Clausthal, Diss., 2013. Papierflieger-Verl., Clausthal-Zellerfeld Veit J (2014) Untersuchungen zum artgleichen Widerstandspunktschweißen von hochmanganhaltigen TWIP-Stählen für den Automobilbau. TU Clausthal, Diss., 2013. Papierflieger-Verl., Clausthal-Zellerfeld
28.
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Metadaten
Titel
Determination of resistance spot weld failure path in ultra-high-strength press-hardened steel by control of fusion boundary transient softening
verfasst von
Oleksii Sherepenko
Alireza Mohamadizadeh
Anastasiia Zvorykina
Michael Worswick
Elliot Biro
Sven Jüttner
Publikationsdatum
27.05.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 25/2021
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-021-06165-w

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