Projektkurzbeschreibung

HIGHspeed FSW - Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit beim Rührreibschweißen mittels konduktiver Erwärmung

Steckbrief

Eckdaten

Förderinstitution:
AiF / DVS
Laufzeit:
01.01.2013 bis 30.09.2015
Projektnummer:
IGF-Nr.: 17.556 N / DVS-Nr.: 05.050

Ansprechpartner am ISF

Foto des ISFInstitut für Schweißtechnik und Fügetechnik


Mit diesem Forschungsvorhaben werden die erweiterten Prozessgrenzen des konduktiv unterstützten Rührreibschweißens untersucht. Durch das konduktiv unterstützte Rührreibschweißen wird das Parameterfeld des konventionellen Rührreibschweißens erheblich erweitert. Es kann bei geringeren Drehzahlen geschweißt werden, es können höhere Schweißgeschwindigkeiten, Einschweißtiefen und geringere Prozesszeiten realisiert werden und Fehler im Nahtanfangsbereich werden reduziert, da das Verfahren schnell die notwendigen thermischen Prozessbedingungen erreicht. Im Projektverlauf wurde ermittelt in welchen Grenzen diese Vorteile genutzt werden können.

Durch die Erweiterung der Prozessgrenzen werden eine Vielzahl von Möglichkeiten eröffnet, die sich bei geringen Investitionskosten vergleichsweise einfach an bereits bestehender Anlagentechnik implementieren lässt. Der Anwender kann mit Hilfe der Technik der konduktiven Unterstützung die Prozesszeiten verkürzen und in Summe die Produktivität des Rührreibschweißverfahrens erhöhen. Die notwendige Anlagentechnik ist beim Widerstandsschweißen in ähnlicher Weise verfügbar und auch für Fügeprozesse mit sehr langen Prozesszeiten erhältlich. Das Geschäftsfeld der Hersteller von Widerstandsschweißanlagen und entsprechender Steuerungs- sowie Regelungstechnik kann ebenfalls erweitert und somit ein neuer Kundenkreis erschlossen werden. Das Forschungsvorhaben zeigt den Anwendern zudem auf, wie eine Anlage für das konduktiv unterstützte Rührreibschweißen aufgebaut werden sollte und was bei der Werkzeugauslegung zu beachten ist.

Nach dem Ende des Forschungsvorhabens liegen Erkenntnisse darüber vor, wie diese Technik im industriellen Maßstab eingesetzt werden kann und welche wirtschaftlichen Vorteile sich daraus ergeben. Auf Basis der technologischen Ergebnisse wurde daher im Projektverlauf stets ein Performancevergleich mit dem konventionellen Rührreibschweißen durchgeführt und im Abschlussbericht schriftlich festgehalten. Bezogen auf den Rührreibschweißprozess wird gezeigt, welche Schweißgeschwindigkeiten bei gegebenen Kräften (z.B. durch die industrielle Anlagentechnik vorgegeben) möglich sind. Auch wird untersucht, wie viel Strom und damit wie hoch die zusätzliche Erwärmung sein darf und welche Auswirkung dies auf die Ausbildung und Metallurgie der Schweißnaht hat. Des Weiteren wird dargestellt, inwieweit das Schweißstift/Schulterverhältnis zu kleineren Schultern verschoben werden kann und wie sich dies auf die im Prozess wirkenden Kräfte auswirkt. Zudem wird aufgeführt, was bei der Auslegung eines Rührreibschweißwerkzeuges zu beachten ist und welche Geometrie und Werkstoffe sich für das konduktiv unterstützte Rührreibschweißen eignen.


Das IGF-Vorhaben 17.556 N der Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e.V. des DVS wurde über das BMWi im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Der Schlussbericht des Vorhabens kann bei der Forschungsstelle angefordert werden.