DE102022104981A1

DE102022104981A1 - Verfahren zum Widerstandspunktschweißen von gehärteten Stahlblechbauteilen

Info

Publication number: DE102022104981A1
Application number: DE102022104981.7A
Authority: DE
Inventors: Stefan Bienholz; David Hoffmann; Robert-Wilhelm Laurenz; Maria Köyer
Original assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority date: 2022-03-03
Filing date: 2022-03-03
Publication date: 2023-09-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Widerstandspunktschweißen von mindestens einem gehärteten Stahlblechbauteil, welches eine Legierungsschicht auf AI-Basis und eine auf der Legierungsschicht ausgebildete Oxidschicht aufweist, und einem weiteren Blech oder Blechbauteil, wobei das Widerstandspunktschweißen mit einem ersten Stromsignal (I1) für ein erstes Zeitintervall (t1) und mit einem zweiten Stromsignal (I2) für ein zweites Zeitintervall (t2) durchgeführt wird. Erfindungsgemäß wird das erste Stromsignal (I1) zeitlich variierend mit mindestens einem Minimum (I1min) und mindestens einem Maximum (I1max) eingestellt, wobei das Maximum (I1max) des ersten Stromsignals (I1) größer als der Mittelwert des zweiten Stromsignals (I2) gewählt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Widerstandspunktschweißen von mindestens einem gehärteten Stahlblechbauteil, welches eine Legierungsschicht auf Zn- oder AI-Basis und eine auf der Legierungsschicht ausgebildete Oxidschicht aufweist, und einem weiteren Blech oder Blechbauteil.
In der Warmumformung haben sich Prozesse zur Herstellung von gehärteten Stahlblechbauteilen aus beschichtetem Stahl(-Substrat) etabliert. Hier wird im Wesentlichen feueraluminierter Stahl mit einer Aluminium-Silizium-Legierung und einer Auflage von ca. 150 g/m² beidseitig eingesetzt. Die häufig eingesetzte beschichtete Stahlgüte ist der 22MnB5 + AS150. Bei der Erwärmung zum (Press-)Härten stellt sich durch Schmelz-Diffusionsprozesse im Al-basierten Überzug des Stahls bzw. Stahlsubstrats eine neue Legierungsschicht ein, welche die Hauptbestandteile Aluminium, Eisen und Silizium und daraus gebildete Verbindungen umfasst, so dass der ursprüngliche Überzug durchlegiert ist. Nach dem Aufbringen des Al-basierten Überzugs bildet sich an der Oberfläche des Überzugs durch Kontakt mit der Umgebung eine Oxidschicht aus, welche auch nach der Warmumformung und Härten bestehen bleibt und die Dicke im Vergleich zur Oxidschicht vor der Warmumformung sogar zugenommen hat. Legierungsschichten auf Basis von Al nach dem Erwärmen und Abkühlen im Zuge der Warmumformung haben in der Regel gemein, dass sie einen vergleichbar kleinen Schweißbereich beim Widerstandspunktschweißen (WPS) aufweisen, insbesondere bedingt durch die vorhandene Oxidschicht. Durch die recht stabile Oxidschicht besteht die Gefahr der Ansammlung schmelzflüssigen Materials unterhalb der Oxidhaut, welches bei ungeeigneten Schweißparametern in Form von Spritzern beim Aufbrechen der Oxidhaut entweicht und sich in dessen Folge ein unvorteilhafter Schweißpunkt mit geringerer Lastaufnahme ausbildet. Ist der Schweißbereich zu klein, nimmt die Gefahr dieser Spritzer zu. Die Oxidhaut ist als Teil der Oxidschicht zu verstehen, welche an der freien Oberfläche der Oxidschicht ausgebildet ist.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum WPS bekannt. So offenbart beispielsweise die EP 3 085 485 B1 ein gepulstes WPS von übereinanderliegenden hochfesten Stahlblechen, wobei das Stromniveau der ersten Strompulse geringer gehalten werden soll als das der nachfolgenden Strompulse. Die EP 1 973 686 B1 offenbart ein WPS für Aluminiumlegierungen, wobei drei Intensitäten aufgeteilt in Vorwärm-, Schweiß- und Nachheizstrom vorgesehen sind und der Schweißstrom im Vergleich zu dem Vorwärm- und Nachwärmstrom die höchste Stromintensität aufweisen soll. Die EP 2 998 055 B1 offenbart ein WPS zum Fügen von gattungsgemäßen gehärteten Stahlblechbauteilen, wobei die Oxidschicht auf der Oberfläche des gehärteten Stahlblechbauteils entfernt werden soll, um die Schweißeignung zu verbessern. Die EP 3 603 869 A1 beschreibt ein Rollnahtschweißen von AI-plattierten Stahlblechen. Die WO 2019/124464 A1 beschreibt ein WPS von gehärteten Stahlblechen mit einem zinkbasierten Überzug, wobei das Schweißen mit Gleichstrom in zwei Teilströme unterteilt wird, wobei ein erster Teilstrom mit einer geringen Intensität im Vergleich zum einem zweiten Teilstrom eingestellt wird, wobei sich der zweite Teilstrom auch aus mehreren Pulsströmen zusammensetzen kann.
Auf der Internetseite http://www.mdz.ovgu.de/mdz_media/Download/2019_Wohner_Widerstandsschweißen.pdf ist ein Artikel abrufbar, in welchem das Problem der Schweißspritzer bei gehärten 22MnB5 + AS150 untersucht wurden und ein Kraftprofil für die Schweißelektroden entwickelt worden ist, mit welcher eine Reduzierung der Spritzer beim WPS erzielt werden kann.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Ansätze sind nicht oder nur bedingt geeignet, den Schweißbereich von gehärteten Stahlblechbauteilen, welche eine Legierungsschicht auf Al-Basis aber insbesondere auch auf Zn-Basis und eine auf der Legierungsschicht ausgebildete Oxidschicht aufweisen, zu erweitern und dadurch das Risiko von Schweißspritzern zu senken.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Schweißen von gehärteten Stahlblechbauteilen anzugeben, welches einen erweiterten Schweißbereich und damit optimierte Fügeeigenschaften bereitstellen kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Widerstandspunktschweißen von mindestens einem gehärteten Stahlblechbauteil, welches eine Legierungsschicht auf Zn- oder AI-Basis und eine auf der Legierungsschicht ausgebildete Oxidschicht aufweist, und einem weiteren Blech oder Blechbauteil, wobei das Widerstandspunktschweißen mit einem ersten Stromsignal für ein erstes Zeitintervall und mit einem zweiten Stromsignal für ein zweites Zeitintervall durchgeführt wird, so dass erfindungsgemäß das erste Stromsignal zeitlich variierend mit mindestens einem Minimum und mindestens einem Maximum eingestellt wird, wobei das Maximum des ersten Stromsignals größer als der Mittelwert des zweiten Stromsignals gewählt wird.
Es wurde überraschend festgestellt, dass der Schweißbereich eines gehärteten Stahlblechbauteils, welches eine Legierungsschicht auf Zn- oder AI-Basis und eine auf der Legierungsschicht ausgebildete Oxidschicht aufweist, mit speziellen Stromsignalen beim WPS deutlich erhöht werden kann. Entscheidend ist dabei das zeitlich variierende erste Stromsignal im ersten Zeitintervall zu Beginn des Schweißens bis zum Start der Ausbildung einer Schweißlinse, sodass im Zuge des zweiten Stromsignals im zweiten Zeitintervall das WPS durch vollständige Ausbildung der Schweißlinse abgeschlossen werden kann. Um das Aufbrechen der Oxidhaut über der flüssigwerdenden Schmelze zu einem Zeitpunkt zu gewährleisten, bevor zu viel Schmelze vorhanden ist und es zu Spritzer kommen kann, wird ein zeitlich variierendes erstes Stromsignal eingestellt, dessen Maximum größer dem Mittelwert des zweiten Stromsignals, insbesondere bis zum Ende des Schweißens und der vollständigen Ausbildung der Schweißlinse im zweiten Zeitintervall, gewählt wird.
Vorrichtungen und Verfahren zum Umsetzen des WPS sind allgemein Stand der Technik. Insbesondere die Verfahrweise respektive Kraftaufbringung der Schweißelektroden zwischen den mindestens zwei übereinander angeordneten, insbesondere im Überlapp stoffschlüssig zu fügenden Materialien, beispielsweise vor, während und nach dem Ausbilden der Schweißlinse zwischen den Materialien, ist ebenfalls geläufig.
Vor der Warmumformung wird durch elektrolytisches Beschichten, PVD-Beschichten oder bevorzugt Schmelztauchbeschichten gemäß einer ersten Ausführungsform ein Al-basierter Überzug ein oder beidseitig auf ein Stahlsubstrat aufgebracht.
Dabei wird das Stahlsubstrat bevorzugt durch eine flüssige Schmelze geführt, welche bis zu 15 Gew.-% Si, optional bis zu 4 Gew.-% Fe, optional bis zu 1,0 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle und optionalen weiteren Bestandteilen und insbesondere Verunreinigungen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium besteht.
Bei einer bevorzugten Variante beträgt der Si-Gehalt der Schmelze entweder 0,2 bis 4,5 Gew.- % oder 7 bis 13 Gew.-%, insbesondere 8 bis 11 Gew.-%.
Bei einer bevorzugten Variante umfasst der optionale Gehalt an Fe in der Schmelze 0,2 bis 4,5 Gew.-%, insbesondere 1 bis 4 Gew.-%, bevorzugt 1,5 bis 3,5 Gew.-%.
Bei einer bevorzugten Variante umfasst der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen in der Schmelze 0,01 bis 1,0 Gew.-% Mg, insbesondere 0,1 bis 0,7 Gew.-% Mg, bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-% Mg. Weiterhin kann der optionale Gehalt an Alkali- oder Erdalkalimetallen in der Schmelze insbesondere mindestens 0,0015 Gew.-% Ca umfassen.
Bei einer alternativen Ausführung kann das Stahlsubstrat beispielsweise durch eine flüssige Schmelze geführt werden, welche 2 bis 24 Gew.-% Zn, 1 bis 7 Gew.-% Si, optional 1 bis 8 Gew.-% Mg wenn der Gehalt von Si zwischen 1 und 4 Gew.-% liegen sollte, optional bis zu 0,3 Gew.-% in Summe Pb, Ni, Zr oder Hf und insbesondere Verunreinigungen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium besteht.
Vor der Warmumformung durch elektrolytisches Beschichten, PVD-Beschichten oder bevorzugt Schmelztauchbeschichten gemäß durch Schmelztauchbeschichten gemäß einer zweiten Ausführungsform ein Zn-basierter Überzug ein oder beidseitig auf ein Stahlsubstrat aufgebracht.
Dabei wird das Stahlsubstrat bevorzugt durch eine flüssige Schmelze geführt, welche bis zu 10 Gew.-% Al, bis zu 10 Gew.-% Mg, optional weiteren Bestandteilen und insbesondere Verunreinigungen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Zink besteht.
Bei einer bevorzugten Variante beträgt der Al-Gehalt der Schmelze 0,5 bis 8 Gew.-%, insbesondere 1 bis 5 Gew.-%.
Bei einer bevorzugten Variante beträgt der Mg-Gehalt der Schmelze 0,5 bis 8 Gew.-%, insbesondere 1 bis 5 Gew.-%.
Beim bevorzugten Schmelztauchbeschichten diffundiert Eisen aus dem Stahlsubstrat in den flüssigen Überzug, so dass der Überzug beim Erstarren insbesondere eine intermetallische Schicht und eine Zn- oder Al-Basisschicht aufweist. Die intermetallische Schicht liegt auf dem Stahlsubstrat auf und grenzt unmittelbar an diese an. Die intermetallische Schicht wird im Wesentlichen aus Zink und Eisen bzw. Aluminium und Eisen gebildet. Die übrigen Elemente aus dem Stahlsubstrat oder der Schmelzbadzusammensetzung reichern sich nicht signifikant in der intermetallischen Schicht an. Bevorzugt besteht die Legierungsschicht aus 35 bis 60 Gew.-% Fe, und optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Zink bzw. Aluminium. Die optionalen weiteren Bestandteile beinhalten insbesondere die übrigen Bestandteile der Schmelze (das heißt Aluminium und/oder Magnesium bei der Zn-basierten Legierung oder Silizium und gegebenenfalls Alkali- oder Erdalkalimetalle, insbesondere Mg bzw. Ca bei der Al-basierten Legierung) und die übrigen Anteile des Stahlsubstrates zusätzlich zu Eisen.
Die Zn- oder Al-Basisschicht liegt beim bevorzugten Schmelztauchbeschichten auf der intermetallischen Schicht und grenzt unmittelbar an diese an.
Bevorzugt entspricht die Zusammensetzung der AI-Basisschicht der Zusammensetzung der Schmelze des Schmelzbades. Das heißt, sie besteht aus bis zu 15 Gew.-% Si, optional bis zu 4 Gew.-% Fe, optional bis zu 1,0 Gew.-% Alkali- oder Erdalkalimetalle und optionalen weiteren Bestandteilen und insbesondere Verunreinigungen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium.
Alternativ kann die Zusammensetzung der AI-Basisschicht der Zusammensetzung der Schmelze des Schmelzbades entsprechen, bei welchem sie bestehen kann aus 2 bis 24 Gew.-% Zn, 1 bis 7 Gew.-% Si, optional 1 bis 8 Gew.-% Mg wenn der Gehalt von Si zwischen 1 und 4 Gew.-% liegen sollte, optional bis zu 0,3 Gew.-% in Summe Pb, Ni, Zr oder Hf und insbesondere Verunreinigungen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium.
Bevorzugt entspricht die Zusammensetzung der Zn-Basisschicht der Zusammensetzung der Schmelze des Schmelzbades. Das heißt, sie besteht aus bis zu 10 Gew.-% Al, bis zu 10 Gew.- % Mg, optional weiteren Bestandteilen und insbesondere Verunreinigungen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Zink.
Gemäß einer dritten oder vierten Ausführungsform kann der Zn- oder Al-Überzug mittels elektrolytischem Beschichten oder gemäß fünften oder sechsten Ausführungsform kann der Zn- oder Al-Überzug mittels PVD-Beschichten aufgebracht werden.
Der Zn- oder Al-basierte Überzug hat bevorzugt ein Auflagengewicht von 30 bis 360 g/m² bei beidseitigen Überzügen bzw. 15 bis 180 g/m² bei der einseitigen Variante. Weiter bevorzugt beträgt das Auflagengewicht des Überzuges 100 bis 200 g/m² bei beidseitigen Überzügen bzw. 50 bis 100 g/m² für einseitige Überzüge. Besonders bevorzugt beträgt das Auflagengewicht des Überzuges 120 bis 180 g/m² bei beidseitigen Überzügen bzw. 60 bis 90 g/m² für einseitige Überzüge.
Des Weiteren ist auf der Zn- oder Al-Basisschicht eine Oxidschicht ausgebildet. Die Oxidschicht liegt dabei insbesondere auf der Zn- oder Al-Basisschicht und bildet bevorzugt den äußeren Abschluss des Überzugs.
Die Oxidschicht besteht insbesondere zu mehr als 80 Gew.-% aus Oxiden, wobei der Hauptanteil der Oxide (d.h. mehr als 50 Gew.-% der Oxide) Aluminiumoxid ist. Optional sind in der Oxidschicht zusätzlich zu Aluminiumoxid, Hydroxide und/oder Magnesiumoxid alleine oder als Mischung vorhanden. Bevorzugt besteht der nicht von den Oxiden und optional vorhandenen Hydroxiden eingenommene Rest der Oxidschicht aus Silizium, Aluminium, Eisen und/oder Magnesium in metallischer Form.
Bei der Erwärmung des mit einem Zn- oder Al-basierten Überzug beschichteten Stahlsubstrat auf eine Warmumformtemperatur von größer A_c1, vorzugsweise größer A_c3, erfolgt eine weitere Diffusion von Eisen aus dem Stahlsubstrat in den Überzug. So stellt sich schon innerhalb kurzer Erwärmungsdauer ein mit Eisen durchlegierter Überzug ein, der einen Fe-Gehalt von mindestens 35 Gew.-% aufweist.
Das erzeugte gehärtete Stahlblechbauteil umfasst somit ein Stahlsubstrat mit einer Legierungsschicht auf Zn- oder Al-Basis und einer auf der Legierungsschicht ausgebildeten Oxidschicht. Der Fe-Gehalt der Legierungsschicht beträgt mindestens 35 Gew.-%.
Die intermetallische Schicht, wenn ein bevorzugtes Schmelztauchbeschichten durchgeführt worden ist, liegt beim gehärteten Stahlblechbauteil auf dem Stahlsubstrat auf und grenzt unmittelbar an dieses an. Bevorzugt besteht die intermetallische Schicht des Stahlblechbauteils aus 35-90 Gew.-% Fe, 0,1 - 10 Gew.-% Si, optional bis zu 0,5 Gew.-% Mg und optionalen weiteren Bestandteilen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium. Durch das weitere Eindiffundieren von Eisen in die intermetallische Schicht sind die Anteile von Si und Mg entsprechend niedriger als ihr jeweiliger Anteil in der Schmelze des Schmelzbades.
Die Legierungsschicht auf AI-Basis des gehärteten Stahlblechbauteils liegt auf der intermetallischen Schicht des Stahlblechbauteils und grenzt unmittelbar an diese an. Bevorzugt besteht die Legierungsschicht des Stahlblechbauteils aus 35-55 Gew.-% Fe, bis zu 10 Gew.-% Si, optional bis zu 0,5 Gew.-% Mg und optionalen weiteren Bestandteilen und insbesondere Verunreinigungen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium.
Die Legierungsschicht auf Al-Basis gemäß alternativer Ausführung des gehärteten Stahlblechbauteils liegt auf der intermetallischen Schicht des Stahlblechbauteils und grenzt unmittelbar an diese an. Bevorzugt besteht die Legierungsschicht des Stahlblechbauteils aus 15 - 70 Gew.-% Fe, 0,1 - 20 Gew.-% Zn, 0,1 - 15 Gew.-% Si, optional bis zu 8 Gew.-% Mg und optionalen weiteren Bestandteilen und insbesondere Verunreinigungen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium.
Die Legierungsschicht auf Zn-Basis des gehärteten Stahlblechbauteils liegt auf der intermetallischen Schicht des Stahlblechbauteils und grenzt unmittelbar an diese an. Bevorzugt besteht die Legierungsschicht des Stahlblechbauteils aus 35 - 80 Gew.-% Fe, bis zu 8 Gew.-% Al, bis zu 8 Gew.-% Mg und optionalen weiteren Bestandteilen und insbesondere Verunreinigungen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Zink.
Die optional weiteren Bestandteile und insbesondere Verunreinigungen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, können auch auf insbesondere höchstens 1,0 Gew.-%, oder auf bevorzugt höchstens 0,5 Gew.-% beschränkt sein. In Summe können diese beispielsweise mit einem Mindestgehalt von 0,001 Gew.-% vorliegen. Dies kann für die Schmelze, den Überzug wie auch für die Legierungsschicht sowohl für die Zn- wie auch für die AI-Basis gelten.
Die Legierungsschicht kann eine homogene Elementverteilung aufweisen, bei der die lokalen Elementgehalte um nicht mehr als 10 % variieren. Bevorzugte Varianten der Legierungsschicht bei der AI-Basis weisen bei Zulegierung von Si dagegen siliziumarme Phasen und siliziumreiche Phasen auf. Siliziumarme Phasen sind dabei Gebiete, deren mittlerer Si-Gehalt mindestens 20 % weniger beträgt als der mittlere Si-Gehalt der Legierungsschicht. Siliziumreiche Phasen sind dabei Gebiete, deren mittlerer Si-Gehalt mindestens 20% mehr beträgt als der mittlere Si-Gehalt der Legierungsschicht.
Bei einer bevorzugten Variante sind die siliziumreichen Phasen innerhalb der siliziumarmen Phase angeordnet. Insbesondere bilden die siliziumreichen Phasen mindestens eine durchgehende Schicht, die von siliziumarmen Gebieten begrenzt ist. Bei einer alternativen Ausführungsvariante sind die siliziumreichen Phasen inselförmig in der siliziumarmen Phase angeordnet.
Unter „inselförmig“ wird im Sinne dieser Anmeldung eine Anordnung verstanden, bei der diskrete unzusammenhängende Bereiche von einem anderen Material umschlossen werden - es sich also „Inseln“ eines bestimmten Materials in einem anderen Material befinden.
Das gehärtete Stahlblechbauteil umfasst eine auf der Legierungsschicht angeordnete Oxidschicht, welche bevorzugt den äußeren Abschluss des Überzuges bildet.
Die Oxidschicht des gehärteten Stahlblechbauteils besteht insbesondere zu mehr als 80 Gew.- % aus Oxiden, wobei der Hauptanteil der Oxide (d.h. mehr als 50 Gew.-% der Oxide) Aluminiumoxid ist. Optional sind in der Oxidschicht zusätzlich zu Aluminiumoxid, Hydroxide und/oder Magnesiumoxid alleine oder als Mischung vorhanden. Bevorzugt besteht der nicht von den Oxiden und optional vorhandenen Hydroxiden eingenommene Rest der Oxidschicht aus Silizium, Aluminium, Eisen und/oder Magnesium in metallischer Form.
Zur weiteren Verbesserung des Schweißprozesses kann gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens das Minimum des ersten Stromsignals kleiner eingestellt werden als der Mittelwert des zweiten Stromsignals.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens kann der Schweißprozess derart optimiert werden, wenn das zweite Stromsignal auf einen vorbestimmten Wert eingestellt und für die Dauer des zweiten Zeitintervalls entweder variiert oder bevorzugt konstant gehalten wird, so dass beispielsweise bei bevorzugten Konstanthalten der Mittelwert des zweiten Stromsignals dem konstanten vorbestimmten Wert entspricht. Somit wird insbesondere der vorbestimmte Wert zu Beginn des zweiten Zeitintervalls eingeschaltet und entweder variiert oder bevorzugt konstant bis zum Ende des zweiten Zeitintervalls gehalten, und anschließend ausgeschaltet.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das zeitlich variierende erste Stromsignal eine beliebige Form aufweisen, beispielsweise einer Rechteck-, Sinus- oder Dreieckfunktion folgt, wobei innerhalb des ersten Zeitintervalls nicht nur ein Minimum und Maximum eingestellt wird, sondern auch mehrere Minima und Maxima eingestellt werden können, beispielsweise auch als Strompulse mit insbesondere stromfreien Unterbrechungen zwischen den Strompulsen innerhalb des ersten Zeitintervalls.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das erste Zeitintervall eine Dauer zwischen 20 und 200 ms, insbesondere zwischen 40 und 170 ms, vorzugsweise zwischen 50 und 150 ms aufweisen.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens beträgt die Dauer des zweiten Zeitintervalls mindestens 20 ms, insbesondere mindestens 40 ms, vorzugsweise mindestens 50 ms und endet nach vollständiger Ausbildung der Schweißlinse, beispielsweise nach 400 ms. Der Strom des zweiten Stromsignals kann zwischen 3 und 10 kA, insbesondere zwischen 4 und 8 kA betragen.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens kann ein weiteres insbesondere stromloses drittes Zeitintervall zwischen dem ersten und zweiten Zeitintervall berücksichtigt wird, wodurch während des WPS insbesondere eine im Wesentlichen Harmonisierung des Wärmeeintrags erzielt werden kann. Die Dauer des optionalen dritten Zeitintervalls kann zwischen 0 und 500 ms, insbesondere mindestens 10 ms, vorzugsweise mindestens 20 ms und insbesondere höchstens 200 ms. betragen.
Das Stahlsubstrat ist ein Stahl, welcher 0,1-3 Gew.-% Mn und optional bis zu 0,01 Gew.-% B aufweist.
Insbesondere ist das Gefüge des Stahls/Stahlsubstrats durch die Warmumformung und (Press-) Härten in ein martensitisches oder teilweise martensitisches Gefüge umwandelbar. Das Gefüge des Stahlsubstrates des Stahlbauteils ist also bevorzugt ein martensitisches oder zumindest teilweise martensitisches Gefüge, da dieses eine besonders hohe Härte aufweist.

Besonders bevorzugt ist das Stahlsubstrat ein Stahl, welcher neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) aus

C:	0,04 - 0,45 Gew.-%,
Si:	0,02 - 1,2 Gew.-%,
Mn:	0,5 - 2,6 Gew.-%,
Al:	0,02 - 1,0 Gew.-%,
P:	≤ 0,05 Gew.-%,
S:	≤ 0,02 Gew.-%,
N:	≤ 0,02 Gew.-%,
Sn:	≤ 0,03 Gew.-%
As:	≤ 0,01 Gew.-%
Ca:	≤ 0,005 Gew.-%

sowie optional einem oder mehreren der Elemente „Cr, B, Mo, Ni, Cu, Nb, Ti, V“ in folgenden Gehalten

Cr:	0,08 - 1,0 Gew.-%,
B:	0,001 - 0,005 Gew.-%
Mo:	≤0,5 Gew.-%
Ni:	≤0,5 Gew.-%
Cu:	≤0,2 Gew.-%
Nb:	0,02 - 0,08 Gew.-%,
Ti:	0,01 - 0,08 Gew.-%
V:	≤0,1 Gew.-%

besteht.

Bei den Elementen P, S, N, Sn, As, Ca handelt es sich um Verunreinigungen, die bei der Stahlerzeugung nicht vollständig vermieden werden können. Neben diesen Elementen können auch noch weitere Elemente als Verunreinigungen im Stahl vorhanden sein. Diese weiteren Elemente werden unter den „unvermeidbaren Verunreinigungen“ zusammengefasst. Vorzugsweise beträgt der Gehalt an unvermeidbaren Verunreinigungen in Summe maximal 0,2 Gew.- %, bevorzugt in Summe maximal 0,1 Gew.-%. Die optionalen Legierungselemente Cr, B, Nb, Ti, für die eine Untergrenze angegeben ist, können auch in Gehalten unterhalb der jeweiligen Untergrenze als unvermeidbare Verunreinigungen im Stahlsubstrat vorkommen. In dem Fall werden sie ebenfalls zu den unvermeidbaren Verunreinigungen gezählt, deren Gesamtgehalt auf maximal 0,2 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,1 Gew.-% begrenzt ist. Bevorzugt sind die individuellen Obergrenzen für die jeweilige Verunreinigung dieser Elemente wie folgt:

Cr: ≤ 0,050 Gew.-%,

B: ≤ 0,0005 Gew.-%

Nb: ≤ 0,005 Gew.-%,

Ti: ≤ 0,005 Gew.-%
Dabei sind diese bevorzugten Obergrenzen als alternativ oder gemeinsam zu betrachten. Bevorzugte Varianten des Stahls erfüllen also eine oder mehrere dieser vier Bedingungen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der C-Gehalt des Stahls maximal 0,37 Gew.- % und/oder mindestens 0,06 Gew.-%. Bei besonders bevorzugten Ausführungsvarianten liegt der C-Gehalt im Bereich von 0,06 - 0,09 Gew.-% oder im Bereich von 0,12 - 0,25 Gew.-% oder im Bereich von 0,33 - 0,37 Gew.-%.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Si-Gehalt des Stahls maximal 1,00 Gew.- % und/oder mindestens 0,06 Gew.-%.
Der Mn-Gehalt des Stahls beträgt bei einer bevorzugten Variante maximal 2,4 Gew.-% und/oder mindestens 0,75 Gew.-%. Bei besonders bevorzugten Ausführungsvarianten liegt der Mn-Gehalt im Bereich von 0,75 - 0,85 Gew.-% oder im Bereich von 1,0 - 1,6 Gew.-%.
Der Al-Gehalt des Stahls beträgt bei einer bevorzugten Variante maximal 0,75 Gew.-%, insbesondere maximal 0,5 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,25 Gew.-%. Alternativ oder ergänzend beträgt der Al-Gehalt bevorzugt mindestens 0,02%.
Zudem hat sich gezeigt, dass es hilfreich sein kann, wenn die Summe der Gehalte von Silizium und Aluminium begrenzt sind. Bei einer bevorzugten Variante beträgt daher die Summe der Gehalte von Si und AI (üblicherweise bezeichnet als Si+Al) maximal 1,5 Gew.-%, bevorzugt maximal 1,2 Gew.-%. Ergänzend oder alternativ beträgt die Summe der Gehalte von Si und AI mindestens 0,06 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,08 Gew.-%.
Bei den Elementen P, S, N handelt es sich um typische Verunreinigungen, welche bei der Stahlerzeugung nicht vollständig vermieden werden können. Bei bevorzugten Varianten beträgt der P-Gehalt maximal 0,03 Gew.-%. Unabhängig davon beträgt der S-Gehalt bevorzugt maximal 0,012%. Zusätzlich oder ergänzend beträgt der N-Gehalt bevorzugt maximal 0,009 Gew.-%.
Optional enthält der Stahl zudem Chrom mit einem Gehalt von 0,08 - 1,0 Gew.-%. Bevorzugt beträgt der Cr-Gehalt maximal 0,75 Gew.-%, insbesondere maximal 0,5 Gew.-%.
Im Falle einer optionalen Zulegierung von Chrom ist bevorzugt die Summe der Gehalte von Chrom und Mangan begrenzt. Die Summe beträgt maximal 3,3 Gew.-%, insbesondere maximal 3,15 Gew.-%. Weiterhin beträgt die Summe mindestens 0,5 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,75 Gew.-%.
Bevorzugt enthält der Stahl optional zudem Bor mit einem Gehalt von 0,001 - 0,005 Gew.-%. Insbesondere beträgt der B-Gehalt maximal 0,004 Gew.-%.
Optional kann der Stahl Molybdän mit einem Gehalt von maximal 0,5 Gew.-% enthalten, insbesondere maximal 0,1 Gew.-%.
Weiterhin kann der Stahl optional Nickel mit einem Gehalt von maximal 0,5 Gew.-% enthalten, bevorzugt maximal 0,15 Gew.-%.
Optional kann der Stahl zudem Kupfer mit einem Gehalt von maximal 0,2 Gew.-% enthalten, bevorzugt maximal 0,15 Gew.-%.
Zudem kann der Stahl optional eines oder mehrere der Mikrolegierungselemente Nb, Ti und V enthalten. Dabei beträgt der optionale Nb-Gehalt mindestens 0,02 Gew.-% und maximal 0,08 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,04 Gew.-%. Der optionale Ti-Gehalt beträgt mindestens 0,01 Gew.-% und maximal 0,08 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,04 Gew.-%. Der optionale V-Gehalt beträgt maximal 0,1 Gew.-%, bevorzugt maximal 0,05 Gew.-%.
Im Falle einer optionale Zulegierung von mehreren der Elemente Nb, Ti und V ist bevorzugt die Summe der Gehalte von Nb, Ti und V begrenzt. Die Summe beträgt maximal 0,1 Gew.-%, insbesondere maximal 0,068 Gew.-%. Weiterhin beträgt die Summe bevorzugt mindestens 0,015 Gew.-%.
Näher erläutert wird die Erfindung anhand der folgenden Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
Dabei zeigt die 1 eine Skizze eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Stromverlaufs während des WPS. Nicht dargestellt sind zwei mittels WPS zu verschweißende Bauteile, wobei mindestens eins ein gehärtetes Stahlblechbauteil ist, welches eine Legierungsschicht auf Zn- oder AI-Basis und eine auf der Legierungsschicht ausgebildete Oxidschicht aufweist, und das andere ein konventionelles, insbesondere beschichtetes Blech oder Blechbauteil aus Stahl oder ebenfalls ein gattungsgemäßes gehärtetes Stahlblechbauteil ist. Das WPS wird mit einem ersten Stromsignal (I₁) für ein erstes Zeitintervall (t₁) und mit einem zweiten Stromsignal (I₂) für ein zweites Zeitintervall (t₂) durchgeführt, wobei das erste Stromsignal (I₁) zeitlich variierend mit mindestens einem Minimum (I_1min) und mindestens einem Maximum (I_1max) eingestellt wird, wobei das Maximum (I_1max) des ersten Stromsignals (I₁) größer als der Mittelwert des zweiten Stromsignals (I₂) gewählt wird.
In dieser Ausführung ist das zweite Stromsignal (I₂) auf einen vorbestimmten Wert eingestellt und wird für die Dauer des zweiten Zeitintervalls (t₂) bevorzugt konstant gehalten, so dass der Mittelwert des zweiten Stromsignals dem konstanten vorbestimmten Wert (I₂) entspricht. Das Minimum (I_1min) des ersten Stromsignals (I₁) ist beispielsweise kleiner eingestellt als der Mittelwert des zweiten Stromsignals (I₂). Das zeitlich variierende erste Stromsignal (I₁) weist beispielsweise eine Sinusfunktion auf. Auch andere zeitlich variierende Funktionen (Recht-, Dreieck etc.) sind denkbar. Optional kann ein stromloses drittes Zeitintervall (t₃) zwischen dem ersten Zeitintervall (t₁) und zweiten Zeitintervall (t₂) berücksichtigt werden.
Nicht dargestellt und selbstverständlich im Rahmen der Durchführung des WPS werden zwei Schweißelektroden verwendet, welche im Bereich der zu erzeugenden stoffschlüssigen Fügeverbindung zwischen zwei Werkstücken positioniert werden und eine beispielsweise definierte Kraft auf den Schweißbereich aufbringen, insbesondere vor, während und nach Ausbilden der Schweißlinse zwischen den Werkstücken. Man spricht dann von einer Vorhalte-, Schweiß- und Nachhaltezeit. Die Schweißzeit umfasst die vorgenannten Zeitintervalle (t₁, t₂, t₃).
Für WPS-Untersuchungen wurde eine Platine aus Stahl(-Substrat) der Güte 22MnB5 mit einer Dicke 1,5 mm bereitgestellt, welche beidseitig mit einem Al-basierten Überzug mit 2 Gew.-% Si, 2,8 Gew.-% Fe und Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen mit einer Auflage von 150 g/m² beschichtet war. Insgesamt wurden 48 Proben aus der Platine mit gleicher Abmessung abgeteilt, welche in einem Rollenherdofen bei 920 °C an Luft und einem Taupunkt von - 15 °C und einer Ofenliegezeit von 5 min erwärmt respektive durchgewärmt wurden, so dass das Gefüge der Proben in Austenit umgewandelt und der Überzug infolge der temperaturbedingten Diffusionsprozesse durchlegiert wurden. Anschließend wurden die heißen Proben in ein Warmumformungs- und Härtewerkzeug überführt und darin warmumgeformt und pressgehärtet. Das Werkzeug wurde aktiv gekühlt, so dass während bzw. nach Abschluss der Warmumformung dem Bauteil Wärme mit einer Abkühlrate größer 30 °C/s entzogen wurde und sich dadurch ein martensitisches Gefüge in der Bauteilprobe ausbilden konnte.
Jeweils 2 der 48 Bauteilproben wurden mittels WPS zu 24 Proben miteinander verbunden. Sechs unterschiedliche Schweißstromformen wurden jeweils an 4 Proben untersucht. Insbesondere wurden an allen 24 Proben jeweils 400 Widerstandsschweißpunkte gesetzt und das Verhalten während des Schweißens und die Schweißpunkte in Anlehnung an die SEP 1220-2 ausgewertet. Die Elektrodenkraft war bei allen Untersuchungen gemäß SEP bei 4,5 kN gleich. Auch die Schweißparameter hinsichtlich Vorhaltezeit von 200 ms und Nachhaltezeit von 300 ms gemäß SEP wurden bei allen Untersuchungen gleich gehalten. Nur die Schweißzeit mit unterschiedlichen Stromprofilen wurde jeweils anders gewählt respektive eingestellt.
Nach SEP wird allgemein ein Schweißbereich mit I_min und I_max ermittelt, der im Wesentlichen von der Zusammensetzung der Beschichtung und somit von der Oberflächenbeschaffenheit (Legierungsschicht) abhängig ist und dadurch sich unterschiedliche Schweißbereiche für unterschiedliche Legierungsschichten ergeben. In erster Näherung wird ein Schweißbereich zwischen 3 und 15 kA betrachtet. Für die folgenden Untersuchungen wurden die spezifischen Schweißbereiche für jede Oberfläche (Legierungsschicht) mit I_min und I_max ermittelt, wobei, um für unterschiedliche Legierungsschichten vergleichbare Ergebnisse sicherstellen zu können, im zweiten Zeitintervall (t₂) zur Ausbildung der vollständigen Schweißlinse in allen Untersuchungen als zweites Stromsignal (I₂) I_max - 0,3 kA konstant eingestellt wurde. Die Angaben zu I_min und I_max beziehen sich auf das zweite Stromsignal (I₂). Auch der Mittelwert des zweiten Stromsignals (I₂) beträgt I_max - 0,5 kA.
Die unterschiedlichen untersuchten Stromprofile des ersten Stromsignals (I₁) im ersten Zeitintervall (t₁) sind in 2 dargestellt.
Das erste WPS wurde, wie in der Ausführung in 2a) gezeigt, durchgeführt, wobei keine zwei Stromsignale gewählt wurden, sondern nur ein Schweißstrom (Gleichstrom) mit I₂ (I_max - 0,3 kA) für ca. 380 ms, vgl. auch SEP mit einer Schweißzeit von 380 ms bei einem Strompuls. Bei mehr als 60 % der Schweißpunkte der 1600 geschweißten Widerstandspunkten kam es zu vermehrter Spritzerbildung kam, sodass sich dieses Verfahren nicht zum WPS von gehärteten Stahlblechbauteilen eignet.
Das zweite WPS wurde, wie in der Ausführung in 2b) gezeigt, durchgeführt, wobei das erste Stromsignal (I₁) im ersten Zeitintervall (t₁) innerhalb von 240 ms von 0 stetig auf I₂ (I_max - 0,3 kA) hochgefahren worden ist, quasi als Rampenfunktion, und bei I_max - 0,3 kA (Gleichstrom) konstant als zweites Stromsignal (I₂) im zweiten Zeitintervall (t₂) von 220 ms gehalten wurde. Bei den geschweißten 1600 Widerstandspunkten trat ebenfalls zu häufig die Spritzerbildung in der Untersuchung auf.
Das dritte WPS wurde, wie in der Ausführung in 2c) gezeigt, durchgeführt, wobei das erste Stromsignal (I₁) im ersten Zeitintervall (t₁) von 100 ms von 0 auf I_min eingeschaltet worden ist und im zweiten Zeitintervall (t₂) von 380 ms auf I_max - 0,3 kA (Gleichstrom) konstant als zweites Stromsignal (I₂) angehoben und gehalten wurde. Bei den geschweißten 1600 Widerstandspunkten trat ebenfalls eine unakzeptabel hohe Spritzerbildung auf.
Das vierte WPS wurde, wie in der Ausführung in 2d) gezeigt, durchgeführt, wobei das erste Stromsignal (I₁) im ersten Zeitintervall (t₁) innerhalb von 120 ms von 0 auf I_min als Rechteckfunktion mit 3 x I_min für 30 ms und dazwischen mit 3 x 0 kA, also stromlos, für jeweils 10 ms geschaltet worden ist und anschließend bei I_max - 0,3 kA (Gleichstrom) konstant als zweites Stromsignal (I₂) im zweiten Zeitintervall (t₂) von 360 ms gehalten wurde. Auch bei den geschweißten 1600 Widerstandspunkten trat eine unakzeptabel hohe Spritzerbildung auf.
Das fünfte WPS wurde, wie in der Ausführung in 2e) gezeigt, durchgeführt, wobei das erste Stromsignal (I₁) im ersten Zeitintervall (t₁) innerhalb von 120 ms von 0 auf > I_max (und kleiner als 15 kA) als Rechteckfunktion mit 3 x > I_max (und kleiner als 15 kA) für 30 ms und dazwischen mit 3 x 0 kA, also stromlos, für jeweils 10 ms geschaltet worden ist und anschließend bei I_max - 0,3 kA (Gleichstrom) konstant als zweites Stromsignal (I₂) im zweiten Zeitintervall (t₂) von 360 ms gehalten wurde. Das Maximum (I_1max) des ersten Stromsignals (I₁) wurde somit höher eingestellt als der Mittelwert mit I_max - 0,3 kA des zweiten Stromsignals (I₂). Bei den geschweißten 1600 Widerstandspunkten traten kaum Spritzer, kleiner 5 %, bei der Untersuchung auf.
Das sechste WPS wurde, wie in der Ausführung in 2f) gezeigt, durchgeführt, wobei das erste Stromsignal (I₁) im ersten Zeitintervall (t₁) innerhalb von 120 ms zwischen 2 auf > I_max (und kleiner als 12 kA) als Sinusfunktion (Wechselstrom) mit einem Minimum (I_1min) von > 0 kA und < I_min und einem Maximum (I_1max) von > I_max (und kleiner als 12 kA) geschaltet worden ist und anschließend bei I_max - 0,3 kA (Gleichstrom) konstant als zweites Stromsignal (I₂) im zweiten Zeitintervall (t₂) von 360 ms gehalten wurde. Auch in diesem Fall wurde das Maximum (I_1max) des ersten Stromsignals (I₁) höher eingestellt als der Mittelwert mit I_max - 0,3 kA des zweiten Stromsignals (I₂). Bei den geschweißten 1600 Widerstandspunkten blieb die Spritzerbildung überraschend in einem akzeptablen Umfang, kleiner 10 %.
Vergleichbare Ergebnisse konnten für die gleiche Güte mit der gleichen Zusammensetzung und Auflage des Al-basierten Überzugs mit identischen Bedingungen, jedoch einer Ofenliegezeit von 10 min, ermittelt werden, insbesondere mit den vorgenannten Verfahren in Bezug auf die 2e) und 2f). Eine tendenzielle Verbesserung, u. a. mit dem Verfahren in Bezug auf die 2e) und 2f) konnte im Vergleich zu den vorherigen Parametern festgestellt werden, mit der Ausnahme, dass die Auflage 80 g/m² betrug.
Des Weiteren wurde eine Zusammensetzung des Al-basierten Überzugs mit 9 Gew.-% Si, 2 Gew.-% Fe und Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen mit einer Auflage von 150 g/m² jeweils auf einem 22MnB5 sowie einem 37MnB4 vorgesehen. Die Ergebnisse entsprachen im Wesentlichen den vorherigen, trotz höherem Si-Gehalt.
Für weitere WPS-Untersuchungen wurde eine Platine aus Stahl(-Substrat) der Güte 22MnB5 mit einer Dicke 1,4 mm bereitgestellt, welche beidseitig mit einem Zn-basierten Überzug mit 0,15 Gew.-% Al, Rest Zn und unvermeidbare Verunreinigungen aus dem Schmelztauchbeschichten mit einer Auflage von 140 g/m² beschichtet war und eine Platine aus Stahl(-Substrat) der Güte 22MnB5 mit einer Dicke 1,4 mm bereitgestellt, welche beidseitig mit einem Zn-basierten Überzug aus dem elektrolytischen Beschichten mit einer Auflage von 60 g/m² beschichtet war. Insgesamt wurden jeweils 8 Proben aus den beiden Platinen mit gleicher Abmessung abgeteilt, welche in einem Ofen bei 880 °C an Luft und einem Taupunkt von -15 °C und einer Ofenliegezeit von 5 min erwärmt respektive durchgewärmt wurden, so dass das Gefüge der Proben in Austenit umgewandelt und der Überzug infolge der temperaturbedingten Diffusionsprozesse durchlegiert wurden. Anschließend wurden die heißen Proben in ein Warmumformungs- und Härtewerkzeug überführt und darin warmumgeformt und pressgehärtet. Das Werkzeug wurde aktiv gekühlt, so dass während bzw. nach Abschluss der Warmumformung dem Bauteil Wärme mit einer Abkühlrate größer 30°C/s entzogen wurde und sich dadurch ein martensitisches Gefüge in der Bauteilprobe ausbilden konnte.
Unter gleichen Bedingungen wie die Al-basierten Bauteilproben bzw. Proben wurden auch die unterschiedlich beschichteten Zn-basierten Bauteilproben bzw. Proben untersucht. Zur Anwendung kam bei allen Zn-basierten Proben die vorbeschriebene Ausführung in Bezug auf 2e). Bei den geschweißten 1600 Widerstandspunkten blieb sowohl bei den schmelztauchbeschichten wie auch bei den elektrolytisch beschichteten Proben blieb die Spritzerbildung, kleiner 8 %, in einem vertretbaren Rahmen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3085485 B1 [0003]
EP 1973686 B1 [0003]
EP 2998055 B1 [0003]
EP 3603869 A1 [0003]
WO 2019124464 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Widerstandspunktschweißen von mindestens einem gehärteten Stahlblechbauteil, welches eine Legierungsschicht auf Zn- oder AI-Basis und eine auf der Legierungsschicht ausgebildete Oxidschicht aufweist, und einem weiteren Blech oder Blechbauteil, wobei das Widerstandspunktschweißen mit einem ersten Stromsignal (I₁) für ein erstes Zeitintervall (t₁) und mit einem zweiten Stromsignal (I₂) für ein zweites Zeitintervall (t₂) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stromsignal (I₁) zeitlich variierend mit mindestens einem Minimum (I_1min) und mindestens einem Maximum (I_1max) eingestellt wird, wobei das Maximum (I_1max) des ersten Stromsignals (I₁) größer als der Mittelwert des zweiten Stromsignals (I₂) gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das das Minimum (I_1min) des ersten Stromsignals (I₁) kleiner als der Mittelwert des zweiten Stromsignals (I₂) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Stromsignal (I₂) auf einen vorbestimmten Wert eingestellt und für die Dauer des zweiten Zeitintervalls (t₂) konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei erste Stromsignal (I₁) eine Form einer Rechteck-, Sinus- oder Dreieckfunktion aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Zeitintervall (t₁) eine Dauer zwischen 20 und 200 ms aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein stromloses drittes Zeitintervall (t₃) zwischen dem ersten Zeitintervall (t₁) und zweiten Zeitintervall (t₂) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das gehärtete Stahlblechbauteil aus einem Stahl, welcher neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen (in Gew.-%) aus C: 0,04 - 0,45 Gew.-%, Si: 0,02 - 1,2 Gew.-%, Mn: 0,5 - 2,6 Gew.-%, Al: 0,02 - 1,0 Gew.-%, P: ≤ 0,05 Gew.-%, S: ≤ 0,02 Gew.-%, N: ≤ 0,02 Gew.-%, Sn: ≤ 0,03 Gew.-% As: ≤ 0,01 Gew.-% Ca: ≤ 0,005 Gew.-%

sowie optional einem oder mehreren der Elemente „Cr, B, Mo, Ni, Cu, Nb, Ti, V“ in folgenden Gehalten Cr: 0,08 - 1,0 Gew.-%, B: 0,001 - 0,005 Gew.-% Ni: ≤0,5 Gew.-% Cu: ≤0,2 Gew.-% Nb: 0,02 - 0,08 Gew.-%, Ti: 0,01 - 0,08 Gew.-% V: ≤0,1 Gew.-%

besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Legierungsschicht des gehärteten Stahlblechbauteils aus 35 - 55 Gew.-% Fe, bis zu 10 Gew.-% Si, optional bis zu 0,5 Gew.-% Mg und optionalen weiteren Bestandteilen und insbesondere Verunreinigungen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Legierungsschicht des gehärteten Stahlblechbauteils aus 15 - 70 Gew.-% Fe, 0,1 - 20 Gew.-% Zn, 0,1 - 15 Gew.-% Si, optional bis zu 8 Gew.-% Mg und optionalen weiteren Bestandteilen und insbesondere Verunreinigungen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Aluminium besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Legierungsschicht des gehärteten Stahlblechbauteils aus 35 - 80 Gew.-% Fe, bis zu 8 Gew.-% Al, bis zu 8 Gew.-% Mg und optionalen weiteren Bestandteilen und insbesondere Verunreinigungen, deren Gehalte in Summe auf höchstens 2,0 Gew.-% beschränkt sind, und als Rest Zink besteht.