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August 2014
Alexander Harms
Konduktiv unterstütztes Rührreibschweißen
Das Anwendungsfeld des Rührreibschweißens wird durch zwei wesentliche Faktoren begrenzt. Zum einen wird durch die vergleichsweise hohen Prozesskräfte und die damit verbundene aufwendige Schweißmaschinenausführung und Spanntechnik das mögliche Anwendungsfeld reduziert, da die Kosten sehr hoch sind und ein Spannen direkt an der Schweißzone nur bedingt möglich ist. Zum anderen wird die notwendige Prozesswärme im Wesentlichen durch die Werkzeugschulter im Bereich der Fügeteiloberfläche generiert. Das führt besonders bei dicken Blechen zu dem Nachteil, dass entweder sehr langsam oder von beiden Seiten geschweißt werden muss. Um diese verfahrensbedingten Nachteile aufzuwiegen - hohe Prozesskräfte und geringe Schweißgeschwindigkeiten - bietet sich eine zusätzliche Wärmeeinbringung an.
Mit dem konduktiv unterstützten Rührreibschweißen wird durch Widerstandserwärmung zusätzlich Wärme in den Schweißprozess eingebracht und damit die sonst notwendigen hohen Reibkräfte reduziert. Dazu wird ein Strom über das Werkzeug in das Bauteil zur Schweißunterlage geleitet, um das Bauteil im unmittelbaren Fügebereich zu erwärmen. Mit dieser Verfahrensvariante kann die Schweißgeschwindigkeit erhöht werden bei gleichzeitiger Reduktion der Prozesskräfte. Die Vorteile einer zusätzlichen Wärmeinbringung sind von anderen Varianten wie der induktiven Vorwärmung bereits bekannt, ein experimenteller Nachweis für das konduktiv unterstützte Rührreibschweißen fehlt jedoch. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine systematisch aufgebaute Wissensgrundlage für das Rührreibschweißen mit konduktiver Unterstützung geschaffen.
Mit dem konduktiv unterstützten Rührreibschweißen wird durch Widerstandserwärmung zusätzlich Wärme in den Schweißprozess eingebracht und damit die sonst notwendigen hohen Reibkräfte reduziert. Dazu wird ein Strom über das Werkzeug in das Bauteil zur Schweißunterlage geleitet, um das Bauteil im unmittelbaren Fügebereich zu erwärmen. Mit dieser Verfahrensvariante kann die Schweißgeschwindigkeit erhöht werden bei gleichzeitiger Reduktion der Prozesskräfte. Die Vorteile einer zusätzlichen Wärmeinbringung sind von anderen Varianten wie der induktiven Vorwärmung bereits bekannt, ein experimenteller Nachweis für das konduktiv unterstützte Rührreibschweißen fehlt jedoch. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine systematisch aufgebaute Wissensgrundlage für das Rührreibschweißen mit konduktiver Unterstützung geschaffen.
Schlagwörter: FSW; Rührreibschweißen; Widerstandserwärmung
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