Zur Hauptnavigation

Reibnahtschweißen




Eckdaten

 
Projektlaufzeit:Seit Mai 2013
Projektleitung:Prof. Dr.-Ing. Paul Schindele
Projektteam:Dipl.-Ing. (FH) Daniel Gerlach
Dipl.-Ing. (FH) Julian Nowotny
Projektpartner:Hochschule Kempten
SIGNO-Förderung zum Schutz von Ideen für die gewerbliche Nutzung 

 

Projektbeschreibung


In der Schweißtechnik steigen die Anforderungen im Bereich Sicherheit, Kosten- und Energieeffizienz stetig an. Auch der ständig wachsende Bedarf von Verbindungen zwischen verschiedenen, teilweise artfremden Materialien kann durch die konventionellen Schmelzschweißverfahren nur teilweise gedeckt werden.

Das Reibnahtschweißen bietet an dieser Stelle eine geeignete Möglichkeit, diesen Anforderungen gerecht zu werden. Die Erwärmung beim Reibnahtschweißen erfolgt durch die Reibung zwischen den zu verbindenden Teilen, was einen zu großen Wärmeeinfluss verhindert und die Wärme direkt dort entstehen lässt, wo sie für die Verbindung notwendig ist. Dadurch wird eine gute Effizienz erreicht.
Ein weiterer Vorteil ist, dass beim Reibnahtschweißen die zu verbindenden Teile nicht aufgeschmolzen werden, sondern nur durch die Reibwärme in einen plastischen Zustand erwärmt werden. Dadurch können temperaturempfindliche Werkstoffe schonender verbunden werden und sogar Verbindungen von artfremden Materialien können realisiert werden.

Heutzutage werden Reibschweißverfahren hauptsächlich zur Verbindung von rotationssymmetrischen Bauteilen eingesetzt. Hierbei werden die Verbindungspartner relativ zueinander bewegt und durch die entstehende Wärme verbunden.
Allerdings können hierbei nur bevorzugt rotationssymmetrische Werkstücke verschweißt werden und die Größe der zu verbindenden Teile ist durch die Anlagentechnik eingeschränkt.

An der Hochschule Kempten wird unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Paul Schindele ein Verfahren erforscht, bei dem nicht länger die Grundmaterialien relativ zueinander bewegt werden, sondern die Reibwärme mittels eines rotierenden Bolzens eingebracht wird. Dieser wird rotierend in eine konventionelle Nahtvorbereitung gepresst und dient gleichzeitig als Zusatzmaterial (siehe Bild 1).

Das Verfahren verbindet die Vorteile der konventionellen Schweißverfahren wie einfache Nahtvorbereitung und Flexibilität der Bauteilgeometrie mit den Vorteilen des Reibschweißens wie geringe und effiziente Wärmeeinbringung und die Möglichkeit, artfremde Werkstoffe zu verbinden.
Durch die einfache Anwendbarkeit des Verfahrens entfallen aufwendige Ausbildungen des Schweißers, da dieser nur in der Anlagenbedienung unterwiesen werden muss.
Des Weiteren benötigt man keine besonderen Sicherheitsvorkehrungen verglichen mit konventionellen Schweißverfahren, da kein Lichtbogen verwendet wird. Dadurch entfällt der Schutz vor der Strahlung und der Emission von Metallstäuben.

Die ersten Untersuchungen auf diesem Gebiet beschäftigen sich mit der Verbindung von Stahl, Aluminium sowie Feinkornbaustahl. Hierbei konnten bei den Versuchen bereits Festigkeiten der Schweißverbindung von bis zu 85% der Festigkeit des Grundmaterials erzielt werden.


Schattenwurf