Rührreibschweißen: Die wichtigsten Fortschritte
Das Reibrührschweißen oder Friction Stir Welding (FSW) ist eine revolutionäre Schweißmethode, die herkömmlichen Schweißverfahren überlegen ist. Es zeichnet sich durch einen Erwärmungsprozess aus, der qualitativ hochwertige Schweißnähte mit weniger Fehlern ermöglicht.
Die wichtigste Innovation des FSW liegt in seiner Fähigkeit, heterogene Teile, die schwer zu schweißen sind, zusammenzufügen. Daher kann diese Methode für viele Materialien wie Aluminium oder Leichtmetalllegierungen verwendet werden.
Aber was hat es mit dieser besonderen und innovativen Schweißmethode auf sich? In diesem Artikel gibt TRA-C Industrie einen Überblick über das Prinzip, die technologischen Fortschritte, die Herausforderungen, die Perspektiven sowie die wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen des Rührreibschweißens…
Prinzip des Rührreibschweißens
Das 1991 entdeckte Rührreibschweißen ist ein Verfahren zum Schweißen im festen Zustand. Es nutzt Hitze und Druck, um eine Schweißnaht zu erzeugen, ohne zusätzliches Metall hinzuzufügen.
Ein rotierendes Schweißwerkzeug wird dann in das Metall eingeführt. Durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit wird Reibungswärme erzeugt, die das Metall erweicht, ohne es zu schmelzen. Das Metall wird dann von dem Werkzeug geknetet, um die Schweißnaht zu bilden. Dieses Verfahren ist auch als Kaltschweißen bekannt.
Das FSW-Schweißwerkzeug besteht somit aus zwei Hauptteilen:
Die erzeugte Hitze, ohne Fusion, wird das Metall um den Stift herum erweichen, während die Schulter des Werkzeugs die Hitze aufrechterhält und das so „plastifizierte“ Metall knetet. Das Werkzeug wird schließlich entlang der Naht bewegt, um eine feste, gleichmäßige Schweißnaht zu bilden, und am Ende des Prozesses wieder entfernt.
Technologische Fortschritte im Bereich FSW
Die Aufwandskontrolle
Das FSW-Verfahren hat seit seinem Aufkommen in der Schweißindustrie zahlreiche technologische Fortschritte erlebt. Neben immer leistungsfähigeren Werkzeugen, die höheren Temperaturen und Drücken standhalten können, ist die wichtigste Neuerung die Kraftkontrolle.
Dieser ermöglicht es, mit Hilfe von Kolben einen konstanten Druck auf die Teile auszuüben (force control). Der Druck wird dann automatisch an den Zustand der Werkstücke angepasst. Bei der maschinellen Bearbeitung hingegen ist nur die Position des Werkzeugs konstant, aber der Druck ändert sich.
Das Schweißen von Legierungen von großer Dicke
Mit dem Rührreibschweißverfahren können heute Aluminiumlegierungen aus der Gießerei oder mit großen Wandstärken (bis zu 50 mm) verbunden werden. Dies war früher mit herkömmlichen Schweißverfahren nur schwer möglich.
Dank FSW sind die Schweißnähte extrem fest und homogen. Dies ist in Bereichen, in denen es auf Zuverlässigkeit ankommt, wie in der Luft- und Raumfahrt, oder im Eisenbahnbau von entscheidender Bedeutung.
Diese Methode bewahrt auch die Integrität von Aluminiumlegierungen. Sie begrenzt somit die Verformungen und Fehler, die für traditionelle Schweißtechniken typisch sind. Dies ist unerlässlich, um die mechanischen Eigenschaften der zusammengefügten Teile zu erhalten.
Die HMI-Schnittstelle
HMI ist die Abkürzung für Human Machine Interface oder Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMI). Technisch gesehen handelt es sich dabei um ein Bedienfeld, das den Menschen mit einer Maschine, einem Gerät oder einem System verbindet. Der Begriff wird jedoch vor allem in der Industrie verwendet.
Im Bereich des Rührreibschweißens konnten mithilfe der HMI-Schnittstelle die industriellen Prozesse durch Digitalisierung und Zentralisierung der Daten optimiert werden. So können die Bediener problemlos den Produktionsfortschritt in Echtzeit überwachen und verfolgen und die Produktion bei Bedarf stoppen oder erhöhen.
FSW-Roboterzellen
Roboterzellen werden heute häufig bei FSW eingesetzt. Sie bieten nämlich eine hohe Präzision beim Schweißen. Da sie kontinuierlich arbeiten, erhöhen sie auch das Produktionsvolumen.
Einige Unternehmen wie TRA-C industrie haben FSW-Schweißzellen entwickelt, die dreidimensional und dünnwandig schweißen können, was einen großen Fortschritt in der Branche darstellt…
Zukünftige Innovationen und Perspektiven des FSW
Rührreibschweißen, eine vielversprechende Technologie
Mit zahlreichen Innovationen und Entwicklungen, die in den nächsten Jahren erwartet werden, sieht die Zukunft des FSW vielversprechend aus. Zu diesen Fortschritten gehören unter anderem die Entwicklung neuer Legierungen und Schweißverfahren…
Aufgrund seiner Zuverlässigkeit kann der FSW in vielen Bereichen eingesetzt werden. Zu nennen sind hier vor allem die Transportindustrie (Luftfahrt, Automobil, Eisenbahn), die Raumfahrt, die Verteidigungsindustrie und der Energiesektor.
Dies sollte zu neuen Marktchancen führen und das Wachstum der Schweißindustrie ankurbeln. Dies gilt insbesondere für Aluminium und Leichtmetalllegierungen, die mit den gängigen Schweißverfahren nicht effizient zusammengefügt werden können.
Durch Investitionen in die richtige Ausrüstung und die notwendige Schulung können Unternehmen dann die Vorteile der Rührreibschweißtechnologie nutzen.
Überwindung der Herausforderungen der FSW-Technologie
Um weitere Fortschritte im Bereich der Schweißtechnik zu erzielen, ist es notwendig, weiterhin Forschung und Entwicklung zu betreiben. Ziel ist es, über die bereits realisierten Anwendungen hinauszugehen.
Daher muss eng mit allen Akteuren der Industrie zusammengearbeitet werden, um ihre spezifischen Bedürfnisse zu verstehen und geeignete Lösungen zu entwerfen. So erweist sich die Bildung von Partnerschaften zwischen Forschern und Unternehmen zur Entwicklung neuer Anwendungen für den FSW als relevant.
Außerdem muss die Verwendung des FSW demokratisiert werden. Dazu können Industrieunternehmen Expertenfirmen wie z. B. TRA-C Industrie mit der Herstellung von Prototypen beauftragen. Auf diese Weise können sie die Vorteile des Rührreibschweißens beurteilen.
Schließlich ist es wichtig, weiterhin für die Vorteile des FSW zu werben und seine Nutzung zu fördern. Sensibilisierungskampagnen, Schulungsprogramme und Initiativen zur Förderung von Innovationen sind allesamt hervorragende Strategien!
Wirtschaftliche und ökologische Auswirkungen des FSW
Heutzutage gibt es innovative Schweißtechnologien, die den wirtschaftlichen Nutzen maximieren und gleichzeitig den ökologischen Fußabdruck verringern. So hat TRA-C Industrie eine Rührreibschweißmaschine entwickelt, die Metallteile optimal und umweltfreundlicher verbinden kann.
Dank eines Kaltschweißverfahrens minimiert diese FSW-Technologie den Einsatz von übermäßiger Hitze. Dadurch werden der Energieverbrauch und die Kosten gesenkt, ohne dass UV-Strahlung, Rauch oder giftige Gase freigesetzt werden. Durch die Stimulierung von Innovationen in der Metallindustrie fördert sie schließlich auch das Wirtschaftswachstum.
TRA-C industrie, Spezialist für Rührreibschweißen
Mit seiner revolutionären und innovativen Lösung ist TRA-C Industrie heute der europäische Marktführer im Bereich des Rührreibschweißens. Das Unternehmen bietet damit eine Alternative zu den traditionelleren Schweißtechniken.
Durch einen einzigartigen Erhitzungsprozess ermöglicht das Verfahren das zuverlässige Verbinden von Materialien, die normalerweise schwer zu schweißen sind. Seine fortschrittliche Technologie ist auch wirksam, um das Schweißen von Aluminium ohne Defekte oder Verformungen zu optimieren und so die Eigenschaften des ursprünglichen Materials zu erhalten.
Durch ihre Entwicklungsabteilung ist die TRA-C Industrie ständig auf der Suche nach Innovationen. Sie nutzt und perfektioniert dieses Verfahren seit 2009. So ist das Unternehmen in der Lage, angemessene und schlüsselfertige Lösungen anzubieten, von der Forschung über die Maschinen bis hin zur Produktion.
Möchten Sie unsere Dienstleistungen im Bereich Rührreibschweißen in Anspruch nehmen? Sie würden gerne von unserem Fachwissen zu diesem Thema profitieren? Oder möchten Sie mehr über diese innovative Technologie erfahren?
