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Das Reibschweien

Das Fertigungsverfahren Reibschweien

Das Reibschweien ist ein Pressschweiverfahren. Die Erwrmung der zu fgenden, fest eingespannten Teile erfolgt durch mechanische Reibung. Sie wird in der Regel durch eine Bewegung zwischen einem rotierenden und einem feststehenden Fgeteil erzeugt, welche unter Kraft ohne Zusatzwerkstoff zusammengefhrt werden. Es entsteht ein fr das Verfahren typischer Schweiwulst. Nach ausreichender Wrmeeinbringung wird die Relativbewegung aufgehoben.

Das Verfahren ist seit ber 30 Jahren in der automatisierten Schweitechnik etabliert und erobert sich immer neue Anwendungsgebiete, u.a. aufgrund steigender Anforderungen an die Werkstoff- und Fgetechnik in der Produktion.

Herausragend ist die Mglichkeit neben artgleichen und arthnlichen Werkstoffen auch Werkstoffkombinationen unter Serienbedingungen zu fgen; Werkstoffe mit sehr unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften wie z.B. Stahl mit Aluminium.




Hier einige Beispiele, welch unterschiedliche Materialien
kombiniert werden knnen


Noch interessanter als die Mglichkeiten zum Verbinden verschiedener Stahlwerkstoffe sind die Kombinationsmglichkeiten verschiedener Nichteisenwerkstoffe untereinander bzw. mit Stahl.
In der Vakuumtechnik kommen hierbei in erster Linie Aluminium-Stahl-Verbindungen zum Einsatz. Des weiteren werden auch Stahl-Kupfer- Verbindungen fr Druckgusskolben und Aluminium-Kupfer- Verbindungen fr die Elektroindustrie durch Reibschweien hergestellt.
Die Liste der Werkstoffe, die im Reibschweiverfahren miteinander verbunden werden ist beliebig fortsetzbar:
Angefangen von Aluminium, ber Blei, Hartmetall, Magnesium, Nickelbasislegierungen und Wolfram bis hin zu Zirkonoxid.
Die Mglichkeiten des Reibschweiens sind aber in Bezug auf das Verbinden verschiedener Werkstoffe mit Sicherheit noch nicht ausgereizt
Verschieden Aluminium-
Keramik-Verbindungen

Fertigungsverfahren

Das Reibschweien ist fr gute Verbindungseigenschaften bei artgleichen und artfremden Werkstoffkombinationen bekannt. Zum Teil gibt es kein qualitativ und wirtschaftlich vergleichbares Fgeverfahren. Insbesondere neuentwickelte Sonderwerkstoffe knnen erst wirtschaftlich zum Einsatz kommen, wenn sie mit billigeren artfremden Trgerwerkstoffen als Werkstoffkombination gefgt werden knnen.
Rotationsreibschweien:

Beim bisher berwiegend angewandten Rotationsreibschweien ist das Bauteilspektrum auf rotationssymmetrische Schweiquerschnitte begrenzt sowie auf eine zentrierte Schwerpunktlage des drehenden Teils.
Auerdem kann nur ein Teil je Schweivorgang gefgt werden.

Auf einer Reibschweimaschine wird eines der zu verbindenden Werkstcke in Drehung versetzt und dann gegen das stehende Teil gedrckt.
Durch die starke Reibung erwrmen sich die Berhrungsflchen sehr schnell. Sobald der Werkstoff plastisch ist, wird das drehende Teil gestoppt.
Mit einer zustzlichen Stauchkraft werden beide Teile zusammengedrckt und somit Verschweit.

Linearreibschweien:

Beim Linearreibschweien wird das Bauteilspektrum auf eine Vielzahl neuer Schweiquerschnitte und Geometrien erweitert,
z.B. linienfrmige Querschnitte beim Stumpf-Verbinden artfremder Bleche oder beim Aufschweien von Laschen auf Krper, rechteckige Voll- oder Hohlquerschnitte (Verschweien von Gehusehlften oder -deckel), eine Vielzahl von Standardprofilen (L, U, T, I), aber auch runde Querschnitte bei exzentrischem Bauteilschwerpunkt (Tankeinfllstutzen).
Dazu bietet das Linearreibschweien prinzipiell die Mglichkeit, mehrere Schweiungen parallel in einem Arbeitsgang auszufhren. Damit lsst sich besonders im Kleinteilebereich die Rentabilitt deutlich verbessern.

Von zwei Werkstcken, die fest eingespannt sind, wird eines in Schwingung versetzt. Durch einen hydraulischen Zylinder werden die Werkstcke an der Schweistelle miteinander in Kontakt gebracht.

Schwingfrequenz f ~ 140Hz
Schwingweite S ~ 1,8mm




Die lineare Schwingung f, S und die Kraft F1 erzeugen Reibung,
wodurch die Schweiflchen erwrmt werden.

Die Schwingbewegung wird positioniert in der Mittellage auf- gehoben. Zugleich erfolgt durch die erhhte Stauchkraft F2 die Schweiung.
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