Beim Rührreibschweißen (engl. Friction Stirr Welding) ist der Schiffbau einer der Hauptanwender dieser Technologie und war auch in der Vergangenheit einer der großen Förderer dieses Verfahrens. Zurzeit beschränken sich die Anwendungen allerdings auf Aluminiumbauteile oder auf Baugruppen aus Aluminiumprofilen und Paneelen. Bei Stahl ist auf Grund der komplizierten Werkzeugsituation eine Akzeptanz seitens der Industrie noch nicht erkennbar, wobei in der letzten Zeit auch hier ein gewisses Interesse zu verzeichnen war. Das trifft auch auf die Werftindustrie und ihrer Zulieferer zu. Die potentiellen industriellen Anwender (Werften und Zulieferer) benötigen Erkenntnisse über Anwendbarkeitskriterien, Prozesskennwerte und erzielbare Verbindungseigenschaften. Hier liegt der Ansatz für unsere Forschungsarbeit. Den zukünftigen Anwender ein Verfahren in die Hand zu geben, welches sowohl im Aluminiumbereich nutzbar ist, als auch die Sparte Stahl im Schiffbau oder auch in anderen industriellen Bereichen mit abdecken kann. Unsere Aufgaben als SLV Berlin-Brandenburg bei diesen Forschungsvorhaben bestanden vor allem in der Erarbeitung von Prozessparametern und Anforderungsprofilen für eine zu entwickelnde Rührreibschweißanlage, die in erster Linie für Stahl (normalfester Schiffbaustahl Grad A mit einer Mindeststreckgrenze von 235 N/mm2 und einer Zugfestigkeit von 400-520 N/mm2, Materialdicke 4 mm; zur Verfügung gestellt durch IMG) ausgelegt sein wird. Des Weiteren wurden verschiedene Werkzeugmaterialien und Geometrien untersucht. Das Ziel ist es von den teuren Importen (Fa. Megastir, USA) wegzukommen und auch bearbeitbare Werkzeuge zu erhalten. Zu den wichtigsten Schwerpunkten in diesem Projekt zählten für die SLV Berlin-Brandenburg die Spezifizierung der zu untersuchenden Strukturen, die Ermittlung der Prozessparameter und die Bestimmung der Anlagen- und Werkzeugparameter. Einhergehend damit sind weiterhin die Werkzeugentwicklung und die prototypische Anfertigung von Werkzeugen zu nennen. Die erwarteten Ergebnisse wurden im Wesentlichen erreicht und teilweise übertroffen, z.B. das Verhalten des Tantals beim Rührreibschweißen: Sehr ruhiges Schweißen, keine Entwicklung von Dämpfen. Dennoch besteht aus unserer Sicht weiterer Forschungsbedarf. Das betrifft in erster Linie die notwendige Haltbarkeit der Rührreibwerkzeuge (Erhöhung der Standzeit) und die Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit. Im Moment erfolgt auch eine Beschichtung der Werkzeuge (Aufdampfen von PCBN) durch die Firma Materium.
Entwicklung und Erprobung von neuen Werkzeugmaterialien für das Rührreibschweißen von Stahl
2011
5 Seiten, 5 Bilder, 2 Tabellen
Conference paper
English
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