Benjamin Wagner

• KTL-beschichtete verzinkte Stahlbleche sind weitverbreitete Teile in der Automobilindustrie. Bei Defekten im Lack ist eine Unterwanderung der organischen Beschichtung durch Korrosion möglich. Diese Arbeit präsentiert ein effektives Finite-Elemente-Modell zur Simulation der anodischen Lackunterwanderung an standardisierten Schäden unter verschiedenen Klimaten und räumlichen Orientierungen des Bleches. Das semi-empirische Simulationsmodell beruht auf der Mischpotential-Theorie und berücksichtigt das Ausfallen von Korrosionsprodukten, die Zeit der Elektrolytbedeckung, die Temperatur, die Solekonzentration, die Sauerstoffkonzentration und den pH-Wert des Elektrolyten. Es werden elektrochemische Polarisationsdaten und Time-of-Wetness-Daten experimentell ermittelt, welche als Eingangswerte für das Simulationsmodell dienen. Zur Modellierung der Korrosionsprodukte wird ein impliziter Ansatz verfolgt, wobei der Kathodenstrom in Abhängigkeit der Delaminationsweite reduziert wird. Die Validierung der Simulationsergebnisse erfolgt anhand von Korrosionstests. Die Übereinstimmung der Simulations- und Korrosionstestergebnisse zeigt, dass mit dem entwickelten Simulationsmodell der Korrosionsfortschritt über die untersuchte Testdauer von 8 Wochen mit mehreren Millimetern Unterwanderung präzise simuliert werden kann. Des Weiteren bleibt die Rechenzeit bei der Ausführung des Simulationsmodells praktikabel für eine industrielle Modellanwendung.
• E-coated galvanized steel sheets are widespread parts of the automotive industry. If there are defects in the cataphoretic coating, it can be undermined by corrosion. This work presents an effective finite element model to simulate the anodic delamination process at standardized damage under different climates and spatial orientations of the sheet. The semi-empirical simulation model is based on the mixed potential theory and takes into account the precipitation of corrosion products, the time of the electrolyte coverage, the temperature, the brine concentration, the oxygen concentration and the pH value of the electrolyte. Electrochemical polarization data and time-of-wetness data are determined experimentally and serve as input values for the simulation model. An implicit approach is followed to model the corrosion products, whereby the cathode current is variably reduced depending on the delamination width. The simulation results are validated on the basis of corrosion tests. The consistency of the simulation and corrosion test results shows that the developed simulation model can be used to precisely simulate the corrosion progress over the examined test period of 8 weeks with several millimeters of delamination width. Moreover, the computing time for the execution of the simulation model remains practicable for an industrial model application.