DVS Gemeinschaftsausschuss DVS / DIN AG V 11.2 / NA 092-00-27 AA „Rührreibschweißen”
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Gemeinschaftsausschuss DVS / DIN AG V 11.2 / NA 092-00-27 AA „Rührreibschweißen”
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10. April 2018 in Augsburg 
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Das Rührreibschweißen oder Friction Stir Welding (FSW), ist eine Variante des Reibschweißens und ermöglicht viele interessante und vorteilhafte Anwendungen. Das Verfahren wurde 1991 am TWI (The Welding Institute) in Abbington (UK) entwickelt und ist in den meisten Industrieländern durch Patent geschützt.

Als Reibschweißverfahren eignet es sich zum Fügen einer Vielzahl metallischer Legierungen und deren Mischverbindungen sowie zum Fügen thermoplastischer Werkstoffe.

Die Arbeitsgruppe V 11.2 „Rührreibschweißen” hat sich zum Ziel gesetzt, die Anwendung des Verfahrens mit seinen technologischen und wirtschaftlichen Vorteilen zu fördern und hierzu der Industrie und den Ausbildungsstätten entsprechende Informationen und Hilfsmittel zur Verfügung zu stellen.
Erste Schritte sind die Erstellung von Merkblättern, eine Datensammlung über Rührreibschweißanwendungen, Beiträge zur nationalen und internationalen Normung und zu anderen Regelwerken sowie die Erstellung einer Präsentation / Lehrunterlage zum Thema Rührreibschweißen.

Beim Rührreibschweißen wird ein zylindrisches, profiliertes Werkzeug mit Schulter drehend in einem Anstellwinkel zwischen 0 und 5 Grad im Stoßbereich zweier Bauteile in diese hineingedrückt und am Stoß entlang geführt. Es können u.a. Überlappverbindungen, T-Stöße, Mehrblechverbindungen und Tailored Welded Blanks geschweißt werden. Während des Schweißens müssen die zu fügenden Teile gut eingespannt sein, da hohe Kräfte auftreten.

Die durch Reibung zwischen Schulter und Werkstück entstehende Wärme plastifiziert das Material und der eintauchende Stift des Werkzeugs verrührt es gleichmäßig. Die Verbindung erfolgt entweder linear z.B. zum Verbinden von Strangpressprofilen oder in einer Ebene, um z.B. einen Deckel in eine Konstruktion einzufügen. Räumliche Verbindungen sind mit besonderer Anlagentechnologie möglich. Beim Rührreibschweißen unterscheidet man grundsätzlich zwei Positionsmöglichkeiten des Werkzeugs. Entweder es wird mit festgelegter Höhe des Werkzeugs gearbeitet oder es wird im Modus Kraftsteuerung gearbeitet, in dem das Werkzeug in der Höhe variieren kann.

Bei der Anlagentechnologie unterscheidet man spezialisierte Anlagen für einzelne Anwendungen sowie Universalanlagen auf der Basis von Fräsanlagen, Bearbeitungszentren oder auch Industrierobotern. Das Rührreibschweißen hat erhebliche Vorteile, die Hauptanwendung liegt sicherlich bei den Aluminiumlegierungen aber auch andere metallische und thermoplastische Werkstoffe können gefügt werden.

Der Bindungsmechanismus beim Rührreibschweißen ist eine Warmpressschweißung. Der Materialfluss um das rotierende Werkzeug und die Prozesstemperatur sind denen des Strangpressens als Umformverfahren vergleichbar. Daraus resultieren wesentliche metallurgische Vorteile gegenüber Schmelzschweißverfahren, insbesondere im Hinblick auf die Duktilität der Verbindung und beim Herstellen von Mischverbindungen. Beim Rührreibschweißen wird kein Zusatzwerkstoff, kein Schutzgas und keine Schutzausrüstung gegen UV- und IR-Strahlung benötigt. Es entstehen kein Rauch und keine Schweißspritzer. Abhängig von den gewählten Schweißparametern und der Vorbehandlung der zu verschweißenden Fügeteile können aber während des Prozesses Späne entstehen. In den meisten Fällen übersteigen die mechanisch-technologischen Gütewerte die Werte vergleichbarer Verbindungsverfahren, insbesondere hinsichtlich ihrer Duktilität.
Verzug und Schrumpf der geschweißten Bauteile sind durch den geringen Wärmeeintrag wesentlich kleiner als beim Einsatz von Lichtbogenverfahren. Poren entstehen nicht.
Des Weiteren ist wegen der reduzierten Komplexität der Randbedingungen des Verfahrens auch kein speziell schweißtechnisch qualifiziertes Personal zur Ausführung der Schweißarbeiten vorgeschrieben (Qualifizierung: siehe Normentwurf ISO/CD 25239-3).

Ansprechpartner V 11.2 Rührreibschweißen
Kontakt DVS Ass. jur. Marcus Kubanek
Telefon: 0211 1591 120
Obmann Dipl.-Ing. Heinrich Masny
Stellvertretender Obmann Dr.-Ing. Axel Meyer
Struktur Arbeitsgruppe V 11 „Reibschweißen”
3 Gremien