DE102017008175A1

DE102017008175A1 - Schweißgehäuse für einen Kraftwagen und Verfahren zum Herstellen des Schweißgehäuses

Info

Publication number: DE102017008175A1
Application number: DE102017008175.1A
Authority: DE
Inventors: Robert Behr; Christian Elsner; Rainer Joos; Bernd Schietinger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Behr Robert Dr De; ELSNER, CHRISTIAN, DIPL.-ING., DE; Joos Rainer Dr Rer Nat De; Schietinger Bernd Dr-Ing De
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2017-08-30
Publication date: 2018-02-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schweißgehäuse (1) für einen Kraftwagen, mit einer ersten, aus einer Leichtmetalllegierung gegossenen Schweißkomponente (2, 3) und mit zumindest einer weiteren, zweiten Schweißkomponente (2, 4), welche unter Ausbildung einer Schweißzone (5) mittels Schweißens miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest eine der Schweißkomponenten (2, 3, 4) in einer von der Schweißzone (5) unterschiedlichen Funktionszone (6) örtlich thermisch behandelt ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen des Schweißgehäuses (1), bei welchem die erste, aus einem Leichtmetall gegossene Schweißkomponente (2, 3) und die zumindest eine weitere, zweite Schweißkomponente (2, 4) unter einem Ausbilden der Schweißzone (5) mittels Schweißens miteinander verbunden werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest eine der Schweißkomponenten (2, 3, 4) in einer von der Schweißzone (5) unterschiedlichen Funktionszone (6) örtlich einer thermischen Behandlung unterzogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schweißgehäuse der im Patentanspruch 1 genannten Art für einen Kraftwagen. Ferner betrifft die Erfindung gemäß Patentanspruch 7 ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Schweißgehäuses.
Aus dem Stand der Technik, insbesondere Serienfahrzeugbau, ist es bereits hinlänglich bekannt, Bauteile bei einer Herstellung eines Kraftwagens miteinander zu verbinden, insbesondere zu verschweißen. Es besteht der Bedarf, möglichst viele möglichst leichte Bauteile bei der Herstellung des Kraftwagens einzusetzen, um diesen besonders energie- bzw. kraftstoffeffizient und/oder emissionsarm betreibbar auszubilden. Daher kommen in zunehmendem Maße bei der Herstellung des Kraftwagens Bauteile aus einem Leichtmetallmaterial zum Einsatz. Darüber hinaus ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Bauteile aus dem Leichtmetallmaterial vollständig wärmezubehandeln.
Ferner offenbart die DE 10 2014 108 838 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Achshilfsrahmens für ein Kraftfahrzeug, welcher als Schweißbauteil aus einzelnen Leichtmetallgussbauteilen hergestellt ist und Anbindungspunkte zur Koppelung mit einer Kraftfahrzeugkarosserie aufweist, wobei die Oberfläche im Oberflächenbereich der Anbindungspunkte und/oder in belastungskritischen Oberflächenbereichen mittels Laserstrahlen oder Elektronenstrahlen thermisch behandelt wird und direkt folgend abgekühlt wird, sodass die Dehngrenze gegenüber der Ausgangsdehngrenze erhöht wird.
Nachteilig ist, dass mittels des oben genannten Verfahrens lediglich eine Oberflächenbehandlung des Schweißbauteils erfolgt, sodass lediglich Eigenschaften der Bauteiloberfläche veränderbar sind.
Beispielsweise für ein Gehäuse eines Kraftwagens ist es jedoch wünschenswert, dass eine gesamte Materialdicke wärmebehandelt wird, um Materialeigenschaften tiefgreifend zu verändern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein besonders kosteneffizient herzustellendes und besonders leichtes Schweißgehäuse für einen Kraftwagen zu schaffen, welches örtlich verbesserte mechanische Eigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird durch ein Schweißgehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Darüber hinaus wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 7 zum Herstellen eines Schweißgehäuses für einen Kraftwagen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schweißgehäuses sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Schweißgehäuses anzusehen und umgekehrt.
Erfindungsgemäß ist demnach ein Schweißgehäuse für einen Kraftwagen vorgesehen, mit einer ersten, aus einer Leichtmetalllegierung gegossenen Schweißkomponente und mit zumindest einer weiteren, zweiten Schweißkomponente, welche unter Ausbildung einer Schweißzone mittels Schweißens miteinander verbunden sind. Die zweite Schweißkomponente kann, wie die erste Schweißkomponente, aus einer Leichtmetalllegierung gegossenen sein. Insbesondere können die erste und die zweite Schweißkomponente jeweils aus der gleichen Leichtmetalllegierung, beispielsweise mittels Vacuraldruckgießens, Kokillengießens etc., gegossen sein.
Das Schweißen ist aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt, weshalb hierin nicht näher darauf eingegangen wird. Bei dem Schweißen bzw. mittels des Schweißens wird die Schweißzone erzeugt, indem eine zum Schweißen eingesetzte Wärmeenergie die Leichtmetalllegierung der ersten und/oder der zweiten Schweißkomponente bereichsweise aufschmilzt. Indem die so aufgeschmolzenen Leichtmetalllegierungen miteinander vermischbar sind, sind – nach einem Wiedererstarren bzw. -aushärten der aufgeschmolzenen Leichtmetalllegierungen – die erste Schweißkomponente und die zweite Schweißkomponente miteinander stoffschlüssig verbindbar oder verbunden. Mit anderen Worten erhalten die erste Schweißkomponente und die zweite Schweißkomponente zumindest im Bereich der Schweißzone jeweils eine Wärmebehandlung mittels des Schweißens.
Um nun ein besonders kosteneffizient herzustellendes und besonders leichtes Schweißgehäuse für einen Kraftwagen zu schaffen, welches örtlich verbesserte mechanische Eigenschaften aufweist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest eine der Schweißkomponenten in einer von der Schweißzone unterschiedlichen Funktionszone örtlich thermisch behandelt ist. Mit anderen Worten ist zumindest eine Wärmebehandlung bzw. thermische Behandlung vorgesehen, welche nicht in Zusammenhang mit dem Schweißen steht. Es ist vorgesehen, dass diese örtliche thermische Behandlung nicht in der Schweißzone, sondern in der Funktionszone erfolgt. Die Funktionszone liegt außerhalb der Schweißzone bzw. ist außerhalb dieser angeordnet. Dies ist möglich, da die Schweißzone lediglich eine Minorität der ersten und/oder der zweiten Schweißkomponente bzw. des Schweißgehäuses darstellt. Das bedeutet, dass die erste und/oder die zweite Schweißkomponente bzw. das Schweißgehäuse größtenteils aus einer wärmeunbehandelten oder einer wärmebehandelten Leichtmetalllegierung bzw. aus wärmeunbehandelten oder aus wärmebehandelten Leichtmetalllegierungen gebildet sind/ist, worin die Funktionszone anordenbar ist.
Erfindungsgemäß ist des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines Schweißgehäuses für einen Kraftwagen vorgesehen, bei welchem die erste, aus einem Leichtmetall gegossene Schweißkomponente und die zumindest eine weitere, zweite Schweißkomponente unter einem Ausbilden der Schweißzone mittels Schweißens miteinander verbunden werden.
Um das Schweißgehäuse mit örtlich verbesserten mechanischen Eigenschaften besonders leicht und kosteneffizient herstellen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest eine der Schweißkomponenten in einer von der Schweißzone unterschiedlichen Funktionszone einer örtlichen thermischen Behandlung unterzogen wird.
Durch den Einsatz der Leichtmetalllegierungen ist nicht nur dem Leichtbaugedanken in besonderer Weise Rechnung getragen, sondern die insbesondere örtliche thermische Behandlung der ersten und/oder der zweiten Schweißkomponente bzw. des Schweißgehäuses führt zu einer besonders kosteneffizienten Herstellung des Schweißgehäuses. Denn dann ist lediglich eine Energiemenge aufzuwenden, um die Funktionszone, das heißt lediglich einen Bruchteil des Schweißgehäuses, mit gewünschten (Material-)Eigenschaften mittels der thermischen Behandlung auszustatten. Es ist nicht das gesamte Schweißgehäuse thermisch zu behandeln, was eine höhere Energiemenge erfordern würde. Alternativ ist es aber auch möglich, die erste und/oder die zweite Schweißkomponente vollständig thermisch zu behandeln und im Bereich der Funktionszone durch eine zusätzliche örtliche thermische Behandlung die mechanischen Eigenschaften des Schweißgehäuses lokal zu optimieren.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Ansicht eines Schweißgehäuses, welches aus einer Vielzahl von Schweißkomponenten gebildet ist.
In der einzigen Figur ist in einer schematischen Ansicht ein Schweißgehäuse 1 gezeigt, welches aus einer Vielzahl von Schweißkomponenten 2 gebildet ist. Für das Verständnis der vorliegenden Erfindung ist es ausreichend, lediglich zwei zueinander benachbarte, das heißt direkt aneinander angrenzende Schweißkomponenten 2, nämlich eine erste Schweißkomponente 3 und eine zweite Schweißkomponente 4 zu beschreiben. Die zu der ersten und der zweiten Schweißkomponente 3, 4 getroffenen Aussagen gelten vollumfänglich für jede weitere Schweißkomponente 2, welche zu einer Konstruktion des Schweißgehäuses 1 eingesetzt wird. Ferner ist zu verstehen, dass in der Figur lediglich exemplarisch eine rechteckige Form der Schweißkomponenten 2 gezeigt ist und dass die jeweilige Schweißkomponente 2, zum Beispiel die jeweilige Schweißkomponente 3, 4, jegliche andere, insbesondere dreidimensionale, Form aufweisen kann.
Das Schweißgehäuse 1 kann dazu ausgebildet sein, zumindest ein Bauteil des Kraftwagens wenigstens teilweise zu umgeben. Anders ausgedrückt kann das Schweißgehäuse 1 das zumindest eine Bauteil des Kraftwagens ganz oder teilweise umgreifen. Wieder anders ausgedrückt kann das Schweißgehäuse 1 als ein Behälter ausgebildet sein, in dessen Behälterinnenraum das zumindest eine Bauteil und/oder eine Baugruppe des Kraftwagens angeordnet bzw. anordenbar ist. Mit anderen Worten kann das Bauteil bzw. die Baugruppe des Kraftwagens von dem Schweißgehäuse 1 ganz oder teilweise eingeschlossen sein. Dementsprechend kann es sich bei dem Schweißgehäuse beispielsweise um ein Gehäuse für einen Stator, ein Brennstoffzellenstack, eine Energiespeichereinrichtung, ein Getriebe etc. handeln. Ferner kann das Schweißgehäuse als ein Zylinderkopf, eine Ölwanne, ein Kurbelgehäuse etc. ausgebildet sein.
Zumindest eine der Schweißkomponenten 2, das bedeutet die erste Schweißkomponente 3, ist aus einer Leichtmetalllegierung gegossenen. Insbesondere kann die zumindest eine der Schweißkomponenten 2 mittels Vacuraldruckgießens, Kokillengießens, etc. ausgebildet sein. Bevorzugt kann die zumindest eine der zur Bildung des Schweißgehäuses 1 zum Einsatz kommenden Schweißkomponenten 2 als ein Druckgussbauteil ausgebildet sein.
Zumindest eine der übrigen Schweißkomponenten 2, beispielsweise die zweite Schweißkomponente 4, kann ebenfalls aus einer Leichtmetalllegierung gegossen sein. Insbesondere können die erste Schweißkomponente 3 und die zweite Schweißkomponente 4 aus der gleichen Leichtmetalllegierung ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass die zur Bildung des Schweißgehäuses 1 eingesetzten Schweißkomponenten 2 aus derselben Leichtmetalllegierung ausgebildet sind.
Bei der Leichtmetalllegierung kann es sich insbesondere um eine Aluminiumbasislegierung handeln. Die Aluminiumbasislegierung zeichnet sich dadurch aus, dass diese größtenteils Aluminium aufweist. Ferner weist die Aluminiumbasislegierung zumindest einen Legierungspartner auf, bei welchem es sich beispielsweise um Mangan, Magnesium, Kupfer, Silizium etc. handeln kann. Je nach eingesetztem Legierungspartner und/oder Mengenanteil des Legierungspartners an der Aluminiumbasislegierung, sind Materialkennwerte der Aluminiumbasislegierung angepasst. Beispielsweise gehen mit dem Legierungspartner Silizium besonders vorteilhafte Gießeigenschaften und eine besonders hohe Festigkeit des Gussteils einher.
Um die Schweißkomponenten 2, zum Beispiel die erste und die zweite Schweißkomponente 3, 4, miteinander insbesondere stoffschlüssig zu verbinden, ist ein Schweißverfahren vorgesehen. Bei dem Schweißen bzw. mittels des Schweißens wird eine Schweißzone 5 erzeugt, indem eine zum Schweißen eingesetzte Wärmeenergie die Leichtmetalllegierung der ersten und/oder der zweiten Schweißkomponente 3, 4 bereichsweise aufschmilzt. Das bedeutet, dass eine jeweilige Schmelze der an dem Schweißvorgang beteiligten Leichtmetalllegierungen erzeugt wird. Die so aufgeschmolzenen Leichtmetalllegierungen, also die Schmelzen, vermischen sich miteinander. Gegebenenfalls kann ein Schweißzusatzwerkstoff zum Einsatz kommen, beispielsweise den Schmelzen zugegeben bzw. beigemischt werden. Nach einem Abkühlen, insbesondere Wiedererstarren bzw. Wiederaushärten der beim Schweißen entstandenen Schmelzen sind die erste Schweißkomponente 3 und die zweite Schweißkomponente 4 miteinander stoffschlüssig verbunden. Der Schweißvorgang bedingt demnach einen Wärmeeintrag zumindest in die Schweißzone 5, welche anteilig durch die Leichtmetalllegierung der ersten Schweißkomponente 3 und der Leichtmetalllegierung der zweiten Schweißkomponente 4 gebildet ist. Mit anderen Worten sind die die Schweißzone 5 beinhaltenden Schweißkomponenten 3, 4 in Zusammenhang mit dem Schweißen thermisch behandelt.
Zumindest ein Materialkennwert wenigstens einer Schweißkomponente 2 ist änderbar, indem eine der Schweißkomponenten 2, das heißt die erste Schweißkomponente 3 oder die zweite Schweißkomponente 4, thermisch behandelt wird. Insbesondere ist die betreffende Schweißkomponente 2 vollständig thermisch behandelt bzw. behandelbar. Mit anderen Worten ist der zumindest eine Materialkennwert beeinflussbar, indem die jeweilige Schweißkomponente 2 einer thermischen Behandlung, insbesondere einer vollständigen thermischen Behandlung, unterzogen wird. Bei dem zumindest einen, zu ändernden Materialkennwert kann es sich beispielsweise um eine Härte bzw. einen Härtegrad, eine Elastizitätsgrenze (auch genannt 0,2-Prozent-Dehngrenze), eine Zugfestigkeit, eine Bruchdehnung etc. handeln. Zumindest eine Schicht des Materials, das heißt der Leichtmetalllegierung, der jeweiligen Schweißkomponente 2, kann den entsprechenden Materialkennwert innehaben. Das bedeutet, dass beispielsweise eine Oberfläche der Leichtmetalllegierung thermisch behandelbar ist, wodurch einer der Materialkennwerte einer Oberflächenschicht der Schweißkomponente 2 änderbar ist. Es ist aber auch denkbar, dass die Schichten des Materials bzw. der jeweiligen Leichtmetalllegierung, welche eine gesamte Materialdicke der Schweißkomponente 2 bilden, thermisch behandelt werden können.
Über den/die geänderten bzw. änderbaren Materialkennwert/e sind entsprechend mechanische Eigenschaften der jeweiligen Leichtmetalllegierung änderbar bzw. geändert, da die Materialkennwerte mit den mechanischen Eigenschaften zumindest in indirektem Zusammenhang stehen.
Um nun das Schweißgehäuse 1 besonders kosteneffizient herstellen zu können, ist vorgesehen, dass zumindest eine der Schweißkomponenten 2 – rein exemplarisch in der einzigen Figur dargestellt ist die erste Schweißkomponente 3 – in einer von der Schweißzone 5 unterschiedlichen Funktionszone 6 thermisch behandelt ist. Die erste Schweißkomponente 3, wie auch die zum Bau des Schweißgehäuses 1 eingesetzten übrigen Schweißkomponenten 2, können zumindest eine Funktionszone 6 aufweisen. Das heißt, dass die Schweißkomponenten 2 eine Vielzahl von Funktionszonen 6 aufweisen können. Hierbei können die zum Einsatz kommenden Funktionszonen 6 an/in einer der Schweißkomponenten 2 angeordnet oder auf die Schweißkomponenten 2 verteilt sein.
Es ist zumindest eine thermische Behandlung vorgesehen, welche nicht mit dem Schweißen in Zusammenhang steht und sich vorrangig in bzw. an der Funktionszone 6 auswirkt. Diese thermische Behandlung erfolgt abseits der Schweißzone 5, das heißt nicht in der Schweißzone 5, sondern in der Funktionszone 6. Mit anderen Worten ist die thermische Behandlung durch ein anderes Verfahren als Schweißen, insbesondere zusätzlich zum Schweißen, ausgeführt.
Vorteilhaft bei einer möglichen Form der thermischen Behandlung ist, dass lediglich die Funktionszone 6 – und nicht die jeweilige Schweißkomponente 2 vollständig – thermisch zu behandeln ist, da es in den seltensten Fällen notwendig ist, für die Funktionszone 6 geforderte Materialkennwerte der gesamten Schweißkomponente 2 zu verleihen. Hierdurch ist im Vergleich zu einer vollständigen thermischen Behandlung der gesamten Schweißkomponente 2 weniger Energie aufzuwenden, was sich bei der Herstellung der jeweiligen Schweißkomponente 2 bzw. des Schweißgehäuses 1 in besonders niedrigen Energiekosten und daraus folgend Herstellungskosten niederschlägt.
Beispielsweise kann es erforderlich sein, der Funktionszone 6 bzw. deren Leichtmetalllegierung einen bestimmten, zum Beispiel geforderten Materialkennwert zu verleihen. Als konkretes Beispiel ist vorstellbar, dass mittels der thermischen Behandlung beispielsweise an einer Oberfläche der Funktionszone 6 eine bestimmte Härte realisierbar ist. Hierdurch kann die Oberfläche der Funktionszone 6 im Vergleich zu der Oberfläche der restlichen Schweißkomponente 2 eine andere Härte bzw. einen anderen Härtegrad aufweisen.
Allgemeiner ausgedrückt kann sich die Leichtmetalllegierung der Funktionszone 6 anhand wenigstens eines Materialkennwerts, zum Beispiel eines Härtegrads, von der Leichtmetalllegierung außerhalb der Funktionszone unterscheiden.
Alternativ oder zusätzlich ist zumindest eine der Schweißkomponenten 2, das bedeutet die erste Schweißkomponente 3 und/oder die zweite Schweißkomponente 4, jeweils vollständig thermisch behandelbar. Beispielsweise kann der entsprechenden Schweißkomponente 2 ein bestimmter, zum Beispiel besonders hoher Biegewiderstand verliehen werden.
Grundsätzlich kann also zumindest eine der Schweißkomponenten 2, 3, 4 vollständig thermisch behandelt sein. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann auch zumindest eine der Schweißkomponenten 2, 3, 4 vollständig thermisch behandelt sein und zusätzlich örtlich in der Funktionszone 6 thermisch behandelt sein. Die Reihenfolge, wann vollständig thermisch behandelt wird und wann örtlich thermisch behandelt wird ist dabei beliebig. Ebenso ist beliebig, zu welchem Prozesszeitpunkt der Schweißprozess stattfindet.
Im Rahmen eines Verfahrens zum Herstellen des Schweißgehäuses 1 werden entsprechende Schweißkomponenten 2, im vorliegenden Beispiel die erste Schweißkomponente 3 und die zweite Schweißkomponente 4, miteinander unter einem Ausbilden der Schweißzone 5 mittels des Schweißens miteinander, insbesondere stoffschlüssig verbunden. Ferner ist im Rahmen des Verfahrens vorgesehen, dass zumindest eine der Schweißkomponenten 2 in der Funktionszone 6 der thermischen Behandlung unterzogen wird.
Die thermische Behandlung weist hierbei zumindest ein thermisches Behandeln der gesamten Schweißkomponente 2 und/oder das thermische Behandeln eines Teilbereiches, nämlich der Funktionszone 6, der Schweißkomponente 2 auf. Dementsprechend kann die thermische Behandlung durch ein thermisches Behandeln der gesamten Schweißkomponente 2 ausgebildet sein. Ferner kann die thermische Behandlung ein thermisches Behandeln des Teilbereiches bzw. der Funktionszone 6 der Schweißkomponente 2 umfassen. Mit anderen Worten kann die Funktionszone 6 gebildet werden, indem der Teilbereich thermisch behandelt wird. Außerdem kann die thermische Behandlung durch ein thermisches Behandeln der gesamten Schweißkomponente 2 und des Teilbereiches/der Funktionszone 6 der Schweißkomponente 2 gebildet sein.
Es ist insbesondere denkbar, dass zunächst die Schweißkomponente 2 in ihrer Gesamtheit der thermischen Behandlung unterzogen wird, wonach mittels einer weiteren thermischen Behandlung, insbesondere zusätzlich, der Teilbereich thermisch behandelt wird, wodurch die Funktionszone 6 gebildet werden kann.
Das thermische Behandeln selbst kann ein vollständiges und/oder örtliches Lösungsglühen mit optional nachfolgender Abschreckung, eine Warmauslagerung, ein örtliches Umschmelzen des Grundwerkstoffes und/oder ein örtliches Umschmelzen mit Auflegieren eines artfremden Werkstoffes umfassen. Lösungsglühen, Abschreckung, Warmauslagerung und Umschmelzen sind aus dem Stand der Technik, insbesondere aus der Werkstofftechnik, bereits hinlänglich bekannt, weshalb hierin nicht näher darauf eingegangen wird.
Somit kann das thermische Behandeln auch lediglich die Warmauslagerung bzw. ein Warmauslagern aufweisen.
Das thermische Behandeln kann des Weiteren das Lösungsglühen, insbesondere Kurzzeitlösungsglühen, umfassen, wobei diesem, insbesondere optional, die Abschreckung bzw. einen Abschrecken nachfolgt. Ebenfalls optional folgt nach der Abschreckung die Kaltauslagerung bzw. ein Kaltauslagern.
Ferner kann das thermische Behandeln das Lösungsglühen, insbesondere Kurzzeitlösungsglühen, umfassen, wobei diesem, insbesondere optional, die Abschreckung bzw. das Abschrecken nachfolgt. Ebenfalls optional folgt nach der Abschreckung die Warmauslagerung bzw. das Warmauslagern.
Außerdem kann das thermische Behandeln das Lösungsglühen, insbesondere Kurzzeitlösungsglühen, umfassen, wobei diesem, insbesondere optional, die Abschreckung bzw. das Abschrecken nachfolgt. Ebenfalls optional folgt nach der Abschreckung eine Kalt- und Warmauslagerung.
Außerdem kann das thermische Behandeln ein Umschmelzen des Grundmaterials, insbesondere mit nachfolgender optionaler Abschreckung und schließender Kalt- und oder Warmauslagerung umfassen.
Ferner kann das thermische Behandeln ein Umschmelzen eines auflegierten Materials insbesondere mit nachfolgender optionaler Abschreckung und schließender Kalt- und oder Warmauslagerung umfassen.
Es ist zu verstehen, dass bei den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des thermischen Behandelns, wie bereits beschrieben, jeweils die gesamte Schweißkomponente 2 oder lediglich die Funktionszone 6 der Schweißkomponente 2 entsprechend thermisch behandelt wird.
Es ist bevorzugt, wenn wenigstens eine der Schweißkomponenten 2, also zum Beispiel die erste Schweißkomponente 3 oder die zweite Schweißkomponente 4, der thermischen Behandlung unterzogen wird, bevor die entsprechende Schweißkomponenten 2 bzw. 3, 4 miteinander verbunden werden.
Genauso ist aber auch vorstellbar, dass die thermische Behandlung der wenigstens einen Schweißkomponente 2, 3, 4 erst am bereits geschweißten Schweißgehäuse 1 erfolgt.
Mittels dieses Verfahrens ist es insbesondere möglich, dass Schweißgehäuse 1 herzustellen, welches dann besonders leicht, das heißt masseeffizient, sowie kosteneffizient ausgebildet ist. Darüber hinaus ist es möglich, dem Schweißgehäuse 1, insbesondere bereichsweise voneinander unterschiedliche Materialeigenschaften bzw. Materialkennwerte zu verleihen. So ist es denkbar, wenn das Schweißgehäuse 1 beispielsweise als ein Gehäuse für einen Energiespeicher ausgebildet ist, dem Gehäuse bereichsweise unterschiedliche Verformungseigenschaften zu verleihen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf ein Verformungsverhalten bei einem Verkehrsunfall (Crashverhalten) des Gehäuses vorteilhaft. So ließen sich beispielsweise Bereiche des Gehäuses, welche einem Insassen des Kraftwagens zugewandt sind, besonders weich ausbilden, um ein Verletzungsrisiko des Kraftwageninsassen besonders gering zu halten. Ferner könnten andere Bereiche des Gehäuses besonders hart ausgebildet werden, beispielsweise um eine durch den Verkehrsunfall verursachte Aufprallenergie besonders effizient abzubauen.
So ist unter einem besonders masse- und kosteneffizienten Einsatz von Leichtmetallkomponenten ein funktionsintegrierendes Leichtmetallbauteil, insbesondere das Schweißgehäuse 1, in Kombination mit örtlich optimierten mechanischen Eigenschaften, zum Beispiel Härte, Festigkeit etc., geschaffen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014108838 A1 [0003]

Claims

Schweißgehäuse (1) für einen Kraftwagen, mit einer ersten, aus einer Leichtmetalllegierung gegossenen Schweißkomponente (2, 3) und mit zumindest einer weiteren, zweiten Schweißkomponente (2, 4), welche unter Ausbildung einer Schweißzone (5) mittels Schweißens miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Schweißkomponenten (2, 3, 4) in einer von der Schweißzone (5) unterschiedlichen Funktionszone (6) örtlich thermisch behandelt ist.
Schweißgehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Schweißkomponenten (2, 3, 4) vollständig thermisch behandelt ist und/oder dass zumindest eine der Schweißkomponenten (2, 3, 4) vollständig thermisch behandelt und zusätzlich in einer von der Schweißzone (5) unterschiedlichen Funktionszone (6) örtlich thermisch behandelt ist
Schweißgehäuse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtmetalllegierung eine Aluminiumbasislegierung ist.
Schweißgehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Schweißkomponenten (2, 3, 4) ein Druckgussteil ist.
Schweißgehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Leichtmetalllegierung der Funktionszone (6) anhand wenigstens eines Materialkennwerts von der Leichtmetalllegierung außerhalb der Funktionszone (6) unterscheidet, insbesondere anhand der Härte, der 0,2%-Dehngrenze, der Zugfestigkeit oder der Bruchdehnung.
Schweißgehäuse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißgehäuse (1) zumindest ein Bauteil des Kraftwagens wenigstens teilweise umgibt.
Verfahren zum Herstellen eines gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildeten Schweißgehäuses (1) für einen Kraftwagen, bei welchem die erste, aus einem Leichtmetall gegossene Schweißkomponente (2, 3) und die zumindest eine weitere, zweite Schweißkomponente (2, 4) unter einem Ausbilden der Schweißzone (5) mittels Schweißens miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Schweißkomponenten (2, 3, 4) in einer von der Schweißzone (5) unterschiedlichen Funktionszone (6) örtlich einer thermischen Behandlung unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung zumindest einen der folgenden Schritte aufweisen kann: – vollständiges thermisches Behandeln mindestens einer Schweißkomponente (2, 3, 4) und/oder – vollständiges thermisches Behandeln der mindestens einer Schweißkomponente (2, 3, 4) und vorhergehendes oder nachfolgendes örtliches thermisches Behandeln der von der Schweißzone (5) unterschiedlichen Funktionszone (6) oder vollständiges thermisches Behandeln des Schweißgehäuses (1) und vorhergehendes oder nachfolgendes örtliches thermisches Behandeln der von der Schweißzone (5) unterschiedlichen Funktionszone (6).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Behandeln zumindest einen der folgenden Schritte aufweisen kann: – örtliches Umschmelzen des Grundwerkstoffes – örtliches Umschmelzen mit Auflegieren eines artfremden Werkstoffes – örtliches und/oder vollständiges Lösungsglühen mit optionalem Abschrecken des Bauteils bzw. des Bauteilabschnittes – örtliche und/oder vollständige Warmauslagerung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Schweißkomponenten (2, 3, 4) der thermischen Behandlung unterzogen wird, bevor die Schweißkomponenten (2, 3, 4) miteinander verbunden werden.