Punktsvetsning för lättviktskonstruktioner (Spot Light)

Syfte och mål

För att stärka svensk fordonsindustris konkurrenskraft och bidra till att behålla produktionen i Sverige är det viktigt att ligga i frontlinjen med kunskap om tillverkningsprocesser och produktionsteknologier. Projektet syftar till att långsiktigt stärka forskningsmiljöer och forskningsområden inom produktionsteknik för att lösa problem som aktualiseras av ökande miljökrav och krav på krockprestanda. Krav på minskad bränsleförbrukning ökar. Detta drivs både av miljöhänsyn och kostnader för bränsle. Kraven leder till ökad användning av material som bidrar till lättare karosser och hytter med bibehållna eller förbättrade hållfasthetsegenskaper. Samtidiga krav på allt bättre krockprestanda tenderar att öka vikten, och material som bidrar till låg vikt måste användas för att motverka detta. Motståndspunktsvetsning är i dag den dominerande fogningstekniken för karosser och hytter, och kommer så att förbli över överskådlig framtid. Denna teknik har stora fördelar vad gäller kostnad och tid. Men punktsvetsning behöver utvecklas för de nya material och kombinationer av material som kommer att användas i framtida karosser och hytter. Projektet kommer att leda till reducerad tid för produktionsberedning med hjälp av ny simuleringsteknik för punktsvetsning. Projektet kommer att utveckla punktsvetsning så att stål kommer att kunna punktsvetsas i förband som är tjockare och/eller består av fler plåtar än vad som i dag anses möjligt. Särskilt intresse kommer att ägnas åt tunna plåtar. Särskilda problem med sprickor i punktsvetsar vid höghållfasta material utsatta för krocklaster kommer att analyseras. Ny teknik för punktsvetsning av aluminium kommer att utvecklas. Innovativ teknik för formering av elektroder kommer att utvärderas. Ny teknik för robotiserad OFP av punktsvetsar kommer att demonstreras och utvärderas. Slutligen kommer en ny metod att utvecklas för systematisk optimering av antal punktsvetsar i en komponent eller kaross.

Resultat och förväntade effekter

Projektet ska utveckla tekniker som stödjer optimerad och effektiv kvalitetssäkrad punktsvetsning av metaller som kommer att reducera vikt I fordon, såsom höghållfasta stål och aluminium, inkluderat nya kombinationer. Projektet ska också leverera ett FEM baserat simuleringsverktyg, verifierat med experiment och redo för implementering. Resultaten kommer att spridas med forskningsrapporter, guidelines, utbildningsdokumentation och en NDT-demonstrator. Resultaten kommer att vara värdefull både för akademi och industri, och en avsevärd kompetensökning förutses. En doktorand planeras inom projektet. Doktoranden ska fokusera på att genom simulering bestämma punktsvetsparametrar. Det samlade resultatet kommer att bidra till att stärka svensk fordonsindustris konkurrenskraft och stödja minskade utsläpp av CO2 och andra emissioner genom reducerad vikt på karosser och hytter. De material som är aktuella i projektet kommer också att ha positiv påverkan på krockprestanda. Ledtidsreduktion for produktionsberedning av punktsvetsning av nya materialkombinationer med hjälp av simulering En lic. examen i produktionsberedning inom punktsvetsning Guidelines för punktsvetsning av nya tjocklekskombinationer, även i kombination med tunna plåtar. Guidelines för hur sprickproblem kan undvikas för vissa krockapplikationer med borstål. Reducerad komponentvikt genom att använda UHSS Guidelines för punktsvetsning av aluminium och magnesium. Reducerad kostnad jämfört med mekanisk fogning. Reducerad komponentvikt genom att använda aluminium eller magnesium. Effektivare formering av punktsvetselektroder. Reducerad kostnad för OFP av punktsvetsar. Demonstration av teknologi for automatiserad OFP. Metod för kostnadsreduktion genom optimering/reduktion av antal punktsvetsar i en kaross. Handbok och guidelines för punktsvetsning av plåtkombinationer som i dag inte anses möjliga att svetsa.

Upplägg och genomförande

Projektet är uppdelat i arbetspaket (WP), vart och ett med specifika mål och milestones. Bemanningen skiljer mellan olika WP, och har anpassats efter behov, kunskap och resurser. Några WP har gemensamma möten för att förbättra kommunikation och reducera administration och resande. Projektets partners har positiv erfarenhet av detta sätt att organisera ett stort projekt. Allt som ska göras i resp. WP har på detta sätt kunnat specificeras detaljerat och parternas individuella kompetens utnyttjas effektivt. Sammanfattningsvis ska projektet: Utveckla kostnadseffektiva processer för nya stål och för aluminiumlegeringar. Utveckla metoder för punktsvetsning av tjockare förband och större antal plåtar än vad som i dag tillåts inom fordonsindustrin. Föreslå innovative formeringsteknologi för punktsvetselektroder som används för stål resp. aluminium. Utveckla, bygga och utvärdera en demonstrator för automatiserad oförstörande provning (OFP) av punktsvetsar. Valet av teknologi kommer delvis att baseras på erfarenhet från tidigare projekt. Utveckla tekniker för virtuell simulering av processparametrar med syfte att korta ledtid för produktionsberedning. Utveckla tekniker för kvalitetssäkrad optimering av antal punktsvetsar, så att inte mera svetsning görs än vad som är motiverat av produktens hållfasthetskrav. Ta fram riktlinjer och guidelines för punktsvetsning baserad på projektets resultat.