Rührreibschweißen

Allgemein

Schweißverfahren zur Verbindung von Teilen ohne Zusatzwerkstoff, insbesondere zur Verbindung von Teilen aus unterschiedlichen Materialien. Es ist ein Verfahren für den Leichtbau, da Mischverbindungen zwischen gewalzten Blechen und Gussteilen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen zuverlässig herstellbar sind.

Das Rührreibschweißen (englisch Friction Stir Welding, Kurzform FSW) ist ein schmelzefreies Pressschweißen im festen Zustand. Ein drehendes Reibwerkzeug unter hoher Axialkraft wird über die zu verbindende Bauteilstelle geführt. Die lokale Erwärmung durch Reibung erzeugt eine Vermengung der Fügepartner im plastifizierten, das heißt im nicht flüssigen Zustand (Bild 1). Die dabei erreichten Temperaturen liegen bei Aluminiumlegierungen im Bereich von circa 500 °C deutlich unterhalb des Schmelzpunkts. Fehlermechanismen durch Aggregatzustandsänderungen können verfahrensspezifisch ausgeschlossen werden. Dies gilt beispielsweise für die Bildung von Poren, wie auch Heißrisse während der Abkühlphase aus der Schweißwärme.

Mit dem Rührreibschweißen kann eine weitreichende Variation des Vermengens der beiden Fügepartner erreicht werden. Bild  2 illustriert die sich beim Rührreibschweißen sowohl beim Stumpfstoß- als auch Überlappkonfiguration ergebende Werkstoffstruktur.

Bild 1: Schematische Darstellung des Reibwerkzeugs© GIESSEREI-PRAXIS (2017) 7–8; Grenzebach Maschinenbau GmbH
Bild 2: Querschliffe von Aluminium-Mischverbindungen aus Knetwerkstoff und Gussmaterial in Form eines Stumpfstoßes (oben) und Überlappstoßes (unten), geätzt© GIESSEREI PRAXIS (2017) 7–8; Grenzebach Maschinenbau GmbH

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