Was ist Reibrührschweißen bei Aluminiumschalungen?

Was ist Rührreibschweißen (FSW)?

Beim Reibrührschweißen handelt es sich um ein Festkörperverbindungsverfahren, bei dem die zu schweißenden Materialien nicht schmelzen. Ein rotierendes Werkzeug erzeugt durch Reibung Wärme, die das Material an der Schnittstelle erweicht. Das rotierende Werkzeug rührt dann das Material, um eine starke und dauerhafte Verbindung zwischen den beiden Aluminium- oder anderen Metallstücken herzustellen.

Was ist Reibrührschweißen bei Aluminiumschalungen?

Bei Aluminiumschalungen wird FSW zum Verbinden großer, dünner Aluminiumbleche verwendet, die häufig zum Bau von Schalungsplatten verwendet werden. Aluminiumschalungen sind leicht, sehr langlebig und korrosionsbeständig, was sie ideal für den Einsatz in Fahrzeugen mit alternativer Antriebstechnik macht.

Wie funktioniert das Reibrührschweißen bei Aluminiumschalungen?

1. Die zu verschweißenden Aluminiumbleche oder -bauteile müssen exakt ausgerichtet sein. Dabei kann es sich um Platten, Träger oder auch Rahmen der Schalungskonstruktion handeln.

2. An der Verbindungsstelle zwischen den beiden Aluminiumblechen wird ein speziell entwickeltes rotierendes Werkzeug platziert. Das Werkzeug besteht aus einem Stift und einer Schulter. Der Stift erzeugt durch Reibung lokale Hitze, während die Schulter Druck auf die Werkstücke ausübt.

3. Das rotierende Werkzeug bewegt sich entlang der Verbindung und rührt das Material, wodurch es weicher wird und fließt, sodass eine starke Verbindung entsteht. Diese Rührwirkung trägt auch dazu bei, die Porosität zu reduzieren, ein häufiges Problem beim herkömmlichen Schweißen.

4. Nachdem der Schweißvorgang abgeschlossen ist, kühlen die Materialien ab und verfestigen sich zu einer starken, fehlerfreien Verbindung.

Mit FSW lassen sich im Vergleich zum konventionellen Schweißen leistungsstarke, langlebige und kostengünstige Aluminiumschablonen herstellen.

Gängige Werkstoffe für Rotationswerkzeuge beim Rührreibschweißen

Werkzeugstähle wie H13 und M2 sind die am häufigsten verwendeten Materialien für rotierende Werkzeuge beim Reibrührschweißen. Sie sind für ihre hervorragende Härte, Verschleißfestigkeit und Hochtemperaturzähigkeit bekannt.

Kobaltlegierungen wie Stellite® (ein Markenname von Kennametal) werden aufgrund ihrer hervorragenden Verschleißfestigkeit und Hochtemperaturfestigkeit häufig in Reibrührschweißwerkzeugen verwendet. Diese Legierungen behalten ihre Härte und Festigkeit sogar bei Temperaturen um 1000 °C, was sie besonders zum Schweißen von Aluminiumschablonen geeignet macht.

Wolframkarbid wird aufgrund seiner hervorragenden Härte und seines hohen Schmelzpunkts in Hochleistungs-Rotationswerkzeugen verwendet. Wolframkarbid hat beispielsweise eine sehr hohe Härte und kann erheblichem Verschleiß standhalten.

Die Auswahl des richtigen Materials für das rotierende Werkzeug beim Reibrührschweißen ist entscheidend für die Qualität und Langlebigkeit der Schweißverbindungen. Das Material muss eine hohe Festigkeit, Wärmebeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Kosteneffizienz aufweisen. Werkzeugstähle, Kobaltlegierungen und Wolframkarbid sind allesamt praktikable Optionen, die jeweils einzigartige Vorteile für bestimmte FSW-Anwendungen bieten.