Rührreibschweißen Schweißnaht Aluminium

RÜHRREIBSCHWEISSEN

FRICTION STIR WELDING (FSW)

Rührreibschweißen – das Verfahren

Bei der Technologie des Rührreibschweißens (englisch: Friction Stir Welding, kurz FSW) handelt es sich um ein Schweißverfahren ohne Zusatzstoffe. Das verschleißfeste FSW-Werkzeug besteht aus einem speziell geformten Pin und einer Schulter. Der Pin wird mit entsprechender Krafteinwirkung in den Fügespalt der zu verschweißenden Werkstücke gedrückt. Durch die dabei entstehende Reibungswärme wird der Werkstoff erhitzt und plastifiziert, d.h. er wird verformbar und fließfähig. Ohne den Schmelzpunkt zu erreichen vermischt sich das Material um den rotierenden Pin, wird verdichtet und bildet beim Abkühlen eine homogene Verbindung.

Anwendungen

Zur Anwendung kommt dieses Schweißverfahren hauptsächlich in der Leichtbau-Technologie vor allem in der Schienenindustrie, Luft- und Raumfahrt, Fahrzeugindustrie, Schifffahrt und im Anlagenbau.

Vorteile des
FSW
verfahrens

  • Hohe Schweißgeschwindigkeiten
  • Vollautomatische Prozessüberwachung und –regulierung
  • Hohe Nahtfestigkeit
  • Kaum Schweißverzug dank geringer Wärmeeinbringung
  • Hohe Reproduzierbarkeit
  • Keine Zusatzwerkstoffe oder Schutzgas erforderlich
  • Einfacher Prozess
  • Mischverbindungen möglich

 

HAGE FSW Prozess

 

1

 
HAGE

Beratung

Langjährige Erfahrung
Auf kundenspezifische Anforderungen abgestimmte Lösungen:

  • Hochsteifes Maschinenkonzept
  • Optimale Werkstückgeometrien
  • Geeignetes Spannkonzept
  • Ermittlung von Prozessparametern und ­‑zeiten
  • FSW Norm DIN EN ISO 25239 Teil 1–5
KUNDE

Beratung

  • Optimiertes Design des Bauteils/Werkstücks
  • Auswahl geeigneter Verfahren, Möglichkeiten und Alternativen
  • Ermittlung der Fertigungsparameter
  • Erarbeitung von Konzepten

 

2

 
HAGE

Voruntersuchungen

  • Voruntersuchungen im HAGE Kompetenzzentrum
  • Positions- und kraftgeregelte Schweißversuche
  • Geometrie-Untersuchungen
  • Prozess- und Parameterstudien
  • Ausarbeitung von Spannkonzepten
  • Herstellung von Erstmustern
KUNDE

Möglichkeiten

  • Erhebung der Machbarkeit
  • Produktion von Musterteilen
  • Ausführungsrichtlinien
  • Kosten-Nutzen-Analyse

 

3

 
HAGE

Sondermaschinenbau

  • Ausarbeitung von Anlagenkonzepten
  • Flexible Fertigungslinien für Ein- oder Mehrzweck FSW Bearbeitung
  • Spannvorrichtung (halb- oder vollautomatisch)
KUNDE

Integration

  • Erhebung der nötigen Infrastruktur (Platz, Energiebedarf etc.)
  • Festlegung der Schnittstellen und Systemintegration

 

4

 
HAGE

Prozessentwicklung

  • FSW Parameterstudien im HAGE Kompetenzzentrum
  • FSW Werkzeugentwicklung
  • Prozessstabilität und -optimierung
  • Kraftanalysen
  • Durchführung von Studien (z. B. RPT, Bobbin Tool)
KUNDE

Anlaufphase

  • Aufbau von Technologiewissen/Erfahrungswerten
  • Ausbildung, Zertifizierung der Mitarbeiter
  • Erstellen der Verfahrensanweisungen

 

5

 
HAGE

Prozessoptimierung

  • Reduktion der Zykluszeiten
  • Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit
  • Erhöhung der Werkzeuglebensdauer
  • Prozesszertifikate
  • Bedienerschulungen

6

 
HAGE

Prozessüberwachung

  • Echtzeit-Prozessüberwachung
  • Messprozessparameter bis 100 kHz (Kraft, Drehmoment, Position, Geschwindigkeit etc.)
  • Analyse von Schweißfehlern
  • Echtzeitkommunikation mit der Maschinensteuerung
  • 3-D-Geometriescan der Schweißnaht
KUNDE

(Serien)Produktion

  • Systematische Erhöhung der Prozessstabilität
  • Dokumentation und Überwachung des Prozesses
  • Maschinenschutz
  • Optimierung des Bauteils und des FSW Prozesses