RRS - Der Prozess: Perfekte Verbindungen dank Reibungswärme

 

Rührreibschweißen - das Schweißwerkzeug dringt ein.

Ein verschleißfestes rotierendes Werkzeug übt Druck auf den Fügebereich aus. Durch die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstoff entsteht die erforderliche Wärme zur Plastifizierung. Die Fixierung des Bauteils und eine feste Unterlage sichern die Aufnahme der horizontalen und vertikalen Prozesskräfte.

Rührreibschweißen von zwei Aluminiumblechen.

Das Werkzeug wird daraufhin entlang des Fügebereichs bewegt und verrührt das plastifizierte Material im Nahtinneren. Der zusätzlich aufgebrachte Druck presst das Material zusammen.

Rührreibschweißen - Nahtende

Am Nahtende wird das Werkzeug aus dem Verbindungsbereich herausgezogen. Die Schweißnaht ist unmittelbar belastbar.

Was verbunden werden kann:

  • Ob die Werkstücke im Stumpfstoß, überlappend oder im rechten Winkel (T-Stoß) verbunden werden sollen – Rührreibschweißen ermöglicht nicht nur all diese Verbindungen, sondern auch eine Vielzahl von Verbindungskombinationen.
  • Auch Mischverbindungen aus unterschiedlichen Werkstoffen wie Aluminium-Magnesium-Mischverbindungen, Mischverbindungen aus Aluminium und Kupfer oder Aluminium-Stahl-Verbindungen können stoffschlüssig hergestellt werden.
  • Geschweißt werden auch Werkstoffe unterschiedlicher Herstellungsarten wie Gussteile mit Blechdeckeln oder auch unterschiedliche Blechstärken, wie dies bei Tailored Blanks der Fall ist
  • Gekrümmte und dreidimensionale Nahtverläufe können bei RIFTEC mit der entsprechenden Anlagentechnologie gefügt werden.
  • Hohe Schweißgeschwindigkeiten sind v. a. im Dünnblechbereich realisierbar.

Welche Qualität Sie erwarten können:

  • Rührreibgeschweißte Verbindungen weisen ebene und gleichmäßige Oberflächen auf.
  • Sie zeichnen sich aus durch einen vergleichsweise geringen Verzug und hohe Dauerfestigkeit. Das gilt für Verformungen ebenso wie für bruchmechanische Einflüsse. Gleichzeitig bleibt der Nahtbereich ausgezeichnet umformbar.

Ausgewählte Beispiele aus unserer Praxis:

Rührreibgeschweißter Stumpfstoß EN AW-5754 H111
Stumpfstoß EN AW-5754 H111

Materialdicke 1,5 mm
Schweißgeschwindigkeit 1.500 mm/min

Rp0,2 [MPa]

Rm [MPa]

A [%]

* Durchschnittswerte aus drei Proben

Grundwerkstoff

115

240

26,6

Rührreibgeschweißt*

120

245

21,1

Gütegrad

1,04

1,02

0,79

Bruchlage

Grundwerkstoff

Biegeprüfung

180° Biegewinkel für Ober- und Wurzelseite ohne Versagen

Rührreibgeschweißtes Tailored Blank EN AW-6181 T4
Tailored Blank EN AW-6181 T4

Materialdicke 1,1 / 2,5 mm
Schweißgeschwindigkeit 1.250 mm/min

Rp0,2 [MPa]

Rm [MPa]

A [%]

* Durchschnittswerte aus drei Proben

Grundwerkstoff

125

275

16

Rührreibgeschweißt*

146

301

24,7

Gütegrad

1,17

1,09

-

Bruchlage

Grundwerkstoff im dünnen Blech

Biegeprüfung

180° Biegewinkel für Ober- und Wurzelseite ohne Versagen

Stumpfstoß rührreibgeschweißt EN AW-7075 T651
Stumpfstoß EN AW-7075 T651

Materialdicke 3,4 mm
Schweißgeschwindigkeit 450 mm/min

Rp0,2 [MPa]

Rm [MPa]

A [%]

* Durchschnittswerte aus drei Proben
** nach Spezifikation Grundwerkstoff

Grundwerkstoff**

k.A.

540

k.A.

Rührreibgeschweißt*

313

504

9,7

Gütegrad

-

0,93

-

Bruchlage

Wärmeeinflusszone

Biegeprüfung

180° Biegewinkel für Ober- und Wurzelseite ohne Versagen