Die von Pressebüro Hammaburger Texte (PHT) - Hertha-Margarethe Kerz hier eingestellten Inhalte sind nicht verlinkt und es wird Werbung eingeblendet, weil Pro für das Modul Firmen-Profil nicht aktiviert wurde.

Reiben und rühren statt nieten

09.10.2016 17:10

Beim Reibrührschweißen erfolgt die Schweißung in der plastischen Phase, so dass der Grundwerkstoff nicht schmilzt. Dabei wird mit großer Kraft ein rotierender Stift zwischen zwei Bleche gedrückt und entlang der Fügelinie bewegt. Durch die Reibung, werden die Werkstücke erwärmt und verrührt, so dass sich die Bleche verbinden.

Das Reibrührschweißen findet immer neue Anwendungsmöglichkeiten

Die Anforderungen an Materialien werden immer höher. Leicht, stabil und gut zu verarbeiten, sollen sie sein. Deshalb werden Metalllegierungen verwendet, welche die Vorteile der einzelnen Metalle besitzen, aber deren Nachteile auf ein Minimum reduzieren. Zusammengefügt werden solche Bauteile durch Nieten oder verschiedene Schweißmethoden. Doch diese Verarbeitungsweisen haben Nachteile.

Die Mängel des Nietens liegen im höheren Materialverbrauch und des damit verbundenen höheren Gewichts, der Korrosionsanfälligkeit der Bohrstellen und deren Materialschwächung durch den Bohrvorgang. Tatsächlich ist der Ablauf sehr zeitaufwändig, da jede Nietverbindung einzeln geprüft werden muss.

Das Schweißen verflüssigt das Material und verändert seine Struktur. Porenbildung, durch Oxidation hervorgerufen, destabilisieren sie weiter.

Um diese Nachteile aufzufangen, wurde das Reibrührschweißen (Friction Stir Welding FSW) in Großbritannien entwickelt. Hierbei erfolgt die Schweißung in der plastischen Phase, so dass der Grundwerkstoff nicht schmilzt. Dabei wird mit großer Kraft ein rotierender Stift zwischen zwei Bleche gedrückt und entlang der Fügelinie bewegt. Durch die Reibung, werden die Werkstücke erwärmt und verrührt, so dass sich die Bleche verbinden.

Die Schweißung erfolgt unter dem Materialschmelzpunkt, so dass keine nachteiligen Strukturveränderungen beim Erstarren der Schmelze auftreten. So können auch schwer schweißbare Aluminiumlegierungen verschweißt werden. Trotzdem: obwohl das Verfahren bei allen Metallen anwendbar ist, wird es wegen des hohen Werkzeugverschleißes, vorwiegend für Metalle mit niedrigem Schmelzpunkt angewandt. Dennoch überwiegen die Vorteile. Durch den sachten Umgang mit den Werkstücken, erreichen die Anwender eine hohe statische und dynamische Nahtfestigkeit. Und bei den niedrigen Temperaturen gibt es auch keinen Rauch mehr und es spritzt nichts. Tatsächlich ist auch der Energieverbrauch niedrig, das Werkstück wird nur gering verzogen und der gesamte Vorgang ist leicht automatisierbar. Die Nachbehandlung der Schweißnaht, wie bei anderen Schweißtechniken notwendig, entfällt fast völlig.

Doch erfordert dieses Verfahren sorgfältiges Arbeiten. Die Werkstoffe müssen genauestens festgeklemmt und ausgerichtet werden, da ihre Lage während des Schweißvorgangs nicht veränderbar ist. Hierbei wird das Material durch das Festklemmen starken Belastungen ausgesetzt. Auch ist eine rückseitige Unterstützung erforderlich, die aus einem Material bestehen muss, die einen höheren Schmelzpunkt als der zu bearbeitende Werkstoff aufweist. Am Ende des Schweißvorganges schlägt der rotierende Stift eine Kerbe in das Material, was bei einer zyklischen Belastung zu einem Riss führen kann. Um das zu verhindern, wird einfach ein weiteres Stück Metall hinter den Werkstoff gesetzt, so dass der Stift ein kleines Stück weiter schweißt, als das Werkstück lang ist. Allerdings sind noch weitere Fragen offen. Wie können auf effiziente Weise Überlappstöße geschweißt werden, also zum Beispiel eine T-Verbindung. Auch die Frage des Verschweißens von Metallen mit extrem verschiedenen Schmelzpunkten ist noch nicht hinreichend geklärt. Hier sind insbesondere Legierungen aus Aluminium und Magnesium, Titan oder Stahl gefragt. Denn die Anforderungen an moderne Materialien werden immer höher.

 

Angebote PHT
Es wurde noch kein Inhalt eingegeben.