Was ist das Reibschweißen?
Das Reibschweißverfahren nutzt Druck und Reibung, um die Werkstoffe zu erhitzen. Damit wird die thermische Belastung weitestgehend auf den Bereich begrenzt, an denen die Werkstücke sich berühren. Damit lassen sich Werkstücke aus unterschiedlichen Materialien, zum Beispiel Stahl und Aluminium, verbinden.
Inhaltsverzeichnis
Wie funktioniert das Reibschweißen?
Mit dem Reibschweißen werden zwei Werkstücke verbunden. Dabei rotiert eines der Werkstücke relativ zu dem anderen. Beide Werkstücke berühren sich währenddessen, so dass eine Reibung zwischen ihnen entsteht. Mit der Reibung wird Wärme erzeugt, die das Material an der Grenzfläche plastifiziert.
Das plastifizierte Material wird anschließend mit der Druckschmiedekraft verdrängt. Damit ist es auch möglich, Flächen zu verbinden, die nicht gesäubert sind. Verunreinigungen werden dabei einfach herausgepresst. Das fördert eine homogene Verbindung auf molekularer Ebene zwischen den beiden Grundwerkstoffen.
Bei dem Vorgang kommen keine Flussmittel, keine Füllstoffe und keine Schutzgase zum Einsatz, was den Aufwand und die Kosten in Grenzen hält. Auch ist der gesamte Prozess maschinengesteuert. Damit ist er sehr präzise und jederzeit zu 100% wiederholbar. Auch erlaubt dies eine konstante Überwachung und Sicherung der Qualität.
Der Prozess des Reibschweißens
Der Prozess des Reibschweißens unterteilt sich in 4 Phasen:
- Phase 1 – Die Reibungskontaktphase:
Drehung der beiden in einer Halterung eingespannten Werkstücke. Zur gleichen Zeit werden sie aufeinandergepresst. Der dabei ausgeübte Druck wird vorher festgelegt und richtet sich nach den Materialien.
- Phase 2 – Die Reibungsphase:
Durch die Rotation der Werkstücke relativ gegeneinander und dem Druck aufeinander erhitzen sich die Kontaktflächen.
- Phase 3 – Die Schmiedephase:
Die Rotation endet. Dabei erhöht man den ausgeübten Druck weiter. Das plastifizierte Material der beiden Werkstücke verbindet sich.
- Phase 4 – Die Haltephase:
Die Werkstücke werden nun unter gleichbleibendem Druck gegeneinander gehalten. Sie können nun langsam abkühlen und die Verbindung kann sich verfestigen.
Was sind die Vorteile des Reibschweißens?
Das Reibschweißen bietet gegenüber anderen Schweißverfahren folgende Vorteile:
- Homogene Verbindungen: Beim Reibschweißen entstehen Verbindungen, die über die gesamte Verbindungsfläche hinweg komplett homogen sind.
- Hohe Qualität der Verbindungen: Die homogenen Verbindungen sind sehr sauber und fest. Auch sind sie entsprechend langlebig und stabil.
- Die Metalle: Mit dem Reibschweißen ist es ohne weiteres möglich, verschiedene Metalle miteinander zu verbinden.
- Kein Abschmelzen: Die Materialien, aus denen die Werkstücke bestehen, schmelzen während des Prozesses nicht ab.
- Keine Veränderungen: Ohne Zusatzstoffe ergeben sich keine Veränderungen in den Werkstoffen. Es wird kein Zusatzstoff eingebracht, so dass auch das Gewicht der Werkstücke nicht zunimmt. Darüber hinaus gibt es kein Schmelzbad, das zu einem thermischen Verzug führen könnte.
- Schnelle Verbindungen: Die Verbindungen sind hochintegriert und lassen sich schnell erstellen.
- Kosteneffizient: Ohne die Verwendung von Zusatzstoffen und damit Verbrauchsmaterialien, ist das Reibschweißen im Einsatz für gewöhnlich günstiger, als andere Verfahren.
- Maschinengesteuert: Alle Prozesse werden von Maschinen gesteuert. Damit lassen sie sich einfach überwachen und wiederholen. Auch können so menschliche Fehlerquellen ausgeschlossen werden.
- Die Vorbereitung: Da Verunreinigungen einfach herausgepresst werden, sind die Vorbereitungsarbeiten bei diesem Verfahren sehr viel weniger kritisch für das Endergebnis und damit schneller durchführbar und günstiger.
- Für alle Stückzahlen: Das Verfahren lässt sich problemlos für Einzelstücke, wie Prototypen, aber auch für die Serien- und Massenfertigung anwenden.
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