Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Mischbauverbindungen an Fahrzeuganbauteilen

Abstract

Der notwendige Einsatz von Aluminiumwerkstoffen zur Gewichtsreduktion und Stahlwerkstoffen zur Erhöhung der Festigkeit der Rohkarosse von PKWs führt zu einem großen Interesse an der Untersuchung der Eigenschaften von Stahl-Aluminium Verbindungen in Hinblick auf deren Korrosionsbeständigkeit.<br />Zur Bestimmung der Korrosionseigenschaften von Fahrzeuganbauteilen aus verzinktem Stahl DC05 ZE75/75 und Aluminium AA6016 wurden elektrochemische Untersuchungsmethoden im Labormaßstab wie auch industriell verwendete Korrosionstests angewandt um ein ganzheitliches Bild vom Korrosionsprozess, mit besonderem Augenmerk auf die Korrosion in Falzen, zu zeigen. Insbesondere die Untersuchung der elektrochemischen Parameter Korrosionsstrom und Mischpotenzial lieferte wichtige Ergebnisse zur Charakterisierung der galvanischen Korrosion von DC05 ZE75/75 und AA6016. Sowohl in Laborversuchen als auch in Korrosionstests konnte hierdurch der Korrosionsprozess genau charakterisiert werden. Mit dieser Untersuchungsmethode konnten in weiterer Folge Maßnahmen zur Reduktion des korrosiven Angriffs auf Stahl-Aluminium-Verbindungen, nämlich Korrosionsschutzprimer (KSP), bewertet werden. Insbesondere durch die Messung des Korrosionsstroms an realitätsnahen Mischbau Probenkörpern während deren Auslagerung in Korrosionstests wurde erstmals ein Einblick in die, während eines Korrosionstests ablaufenden, Vorgänge bekommen und der Einfluss der Prozessparameter (Luftfeuchte, Temperatur und Salzbelastung) auf das Ausmaß der Korrosion quantifiziert. Ebenso wurde es möglich, die Funktion der Korrosionsschutzprimer in Situ zu überprüfen. Der Einbau des entwickelten Messsystems in ein Messfahrzeug lieferte letztlich den finalen Abgleich der unter simulierten Bedingungen erlangten Ergebnisse mit der Beanspruchung eines Fahrzeuges im alltäglichen Betrieb.<br />

Nowadays, the combination of galvanised steel and aluminum becomes more important due to rising crash safety standards combined with requirements for weight reduction due to the need of lowering the fuel consumption of cars. Unfortunately mixed constructions made from aluminum and galvanised steel are known to have a very low corrosion resistance as they form an active galvanic couple.<br />To investigate the corrosion process of galvanised steel DC05 ZE75/75 in contact with aluminum AA6016 several different techniques have been used. After conducting electrochemical laboratory experiments, combined constructions were investigated in different cyclic salt spray tests. In particular, monitoring of the electrochemical parameters galvanic current and mixed potential proved to be an adequate technique to directly characterise the corrosion process under laboratory conditions as well as in industrial corrosion tests. Furthermore, monitoring of the galvanic current was successful in the assessment of the stability of Corrosion Protection Primers (CPP), which were developed to reduce the effect of the galvanic coupling of steel and aluminum. By aligning the test parameters (temperature, relative humidity, salt spray) with the recorded corrosion current, the influence of the test parameters could be well established.<br />In addition to results from simulated corrosive attack, the implementation of the measurement system into a mobile test bed did provide data from roadside environments for further comparison of the impact of the outside conditions on the progress of the galvanic corrosion of galvanised steel and aluminum.