1029 © Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Stahlbau 86 (2017), Heft 11 Fachthemen DOI: 10.1002/stab.201710533 Es soll ein Konzept für ein verlässliches klebtechnisches Fügen verzinkter Halbzeuge erarbeitet werden. Im Fokus stehen neben der Festigkeit der Zinkschicht selbst die Haftfestigkeit der Kle- bung auf der Zinkschicht stückverzinkter Bauteile sowie die sich daraus ergebende Definition geeigneter Oberflächenvorbehand- lungsverfahren. Dazu werden drei höherfeste und hochmodulige Klebstoffe für die speziellen Anforderungen des Bauwesens aus- gewählt. Als Oberflächenvorbehandlung kommen neben dem üb- lichen „Sweepen“ zwei Beizmedien im Tauch- und Sprühverfah- ren zur Anwendung, womit ein selektiver Schichtabtrag im Be- reich der Reinzinkphase der Zinkschicht eingestellt werden konnte. Die Untersuchung ungealterter und vorbewitterter Zink- schichten zeigt einen deutlichen Einfluss der Oberflächenvorbe- handlung auf die Alterungsbeständigkeit der Klebverbunde. Die Ergebnisse von standardisierten Prüfkörpern können auf Klein- teilproben übertragen werden, mit deren Hilfe die Lastübertra- gung im Stahl-Zinkschicht-Klebstoff-Verbund an praxisnahen Geometrien untersucht und die Beizanleitung im Herstellungspro- zess auf ihre Anwendbarkeit bestätigt werden können. Mit den Untersuchungen konnte geklärt werden, wie Klebungen auf stückverzinkten Oberflächen konzeptioniert werden müssen, um gleiche Festig- und Zuverlässigkeiten wie auf unverzinkten Bau- stahloberflächen zu erhalten. On the bonding of hot-dip galvanized components. A concept for a reliable bonding of hot-dip galvanized semi-finished products with structural adhesives is to be developed. The focus is on the adhesive strength on the zinc layer and its strength itself, as well as the resulting definition of suitable surface pre-treatment meth- ods. For this purpose, three high-strength and high-modulus ad- hesives are selected for the special requirements of the con- struction industry. Apart from conventional sweeping, two pick- ling media are used as surface pre-treatment in the immersion and spraying process, whereby selective layer removal in the area of the pure zinc phase of the zinc layer can be adjusted. The investigation of unaged and pre-weathered zinc layers shows a clear influence of surface pre-treatment on the aging resistance of the adhesive bonds. The results of standardized test speci- mens can be transferred to small parts by means of which the load transfer in the steel-zinc-layer-adhesive composite can be tested on practical geometries. Thus the pickling instructions can be confirmed in the manufacturing process. The investigations have clarified how adhesives on piece-galvanized surfaces have to be designed in order to achieve the same strengths and relia- bilities as on non-galvanized steel surfaces. 1 Stand der Technik Für stückverzinkte Bauteile ist eine nachträgliche Bearbei- tung durch thermisches Fügen, Schweißen oder Umfor- men nur sehr eingeschränkt möglich bzw. nicht mehr wirt- schaftlich. Das Verbinden stückverzinkter Halbzeuge ist daher im Wesentlichen auf das Schrauben begrenzt. Insbe- sondere aus dem Blickwinkel der Ermüdung bietet die Klebtechnik gegenüber geschweißten und geschraubten Lösungen besondere Vorteile. Da geklebte Stahlbauteile aber nicht verzinkt werden können, muss nach dem Ver- zinken geklebt werden. Dies gilt es zu erforschen. Hierbei sind insbesondere die spezifschen Adhäsions- eigenschaften stückverzinkter Bauteile sowie der Einfuss der Alterung entsprechender Klebungen zu berücksichti- gen. Zum Erzielen verlässlicher und dauerhafter Klebver- bindungen ist daher die Entwicklung spezifscher, kleb- technischer Oberflächenvorbehandlungsverfahren für stückverzinkte Bauteile und prozessbegleitender Qualitäts- sicherungen notwendig. Beim Stückverzinken werden Korrosionsschutzüber- züge aus Zink- bzw. Eisen-Zink-Legierungen durch diskon- tinuierliches Eintauchen von Stahlbauteilen in eine Zink- schmelze erzeugt. Die mechanischen sowie adhäsiven Ei- genschaften von Schichtaufbauten beim Stückverzinken werden maßgeblich durch die Zinkschichtmorphologie bestimmt (Bild 1). Die einzelnen Phasen der Zinkschicht sind (Bild 2): – Die G-Phase direkt an der Kontaktfäche mit dem Stahl bildet die nur wenige Mikrometer dicke und aufgrund des Eisengehaltes von 21 bis 18 % sehr feste Reaktions- schicht. – Die d 1 -Phase zeichnet sich durch ihre kompakte Struk- tur aus. Ihre Dicke variiert je nach Stahlzusammenset- zung sehr stark. – Die ζ-Phase ermöglicht den Eisen- und Zinktransport senkrecht zur Phasengrenze und ist mit ihrem Schicht- gefüge aus Hartzinkkristallen und einer zinkreichen Phase verantwortlich für das Dickenwachstum des Zinküberzuges (Eisengehalt 3,7 bis 7,5 %). – Bei der h-Phase handelt es sich um eine duktile Rein- zinkschicht mit einem Eisengehalt von nur 0,08 bis 1,0 %. Die Schichtdicke ist stahlsortenabhängig, bei Niedrigsiliziumstählen kommt es zur deutlichen, bei Hochsiliziumstahl zu fast keiner Ausprägung. Die h- Phase wird im Weiteren beim Herausziehen des Werk- Zum Kleben stückverzinkter Bauteile Björn Abeln Carl Richter Markus Feldmann