Das Reibschweißen ist ein mechanisches Schweißverfahren, bei dem zwei Metallteile im plastischen Zustand miteinander verbunden werden. Diese Technik beinhaltet die Erzeugung von Reibung durch lineare oder rotative Bewegung eines Teils oder Werkzeugs gegen ein oder mehrere andere Teile. Diese Reibung erzeugt intensive Hitze an der Schnittstelle der beiden Teile, die das Metall erweicht und plastisch macht. Durch das Anwenden einer Kraft und das Beibehalten dieses Drucks werden die Teile verformt und passen sich perfekt an, um während des Abkühlens miteinander verschweißt zu werden. Es gibt verschiedene Arten von Reibschweißen.
Bei Rotationsreibschweißverfahren werden zwei Teile einander gegenübergestellt. Ein Teil ist in Rotation, während das andere fixiert ist. Es gibt verschiedene Varianten je nach Art des Antriebs des rotierenden Teils. Sobald die zuvor festgelegte Drehzahl erreicht ist, wird Druck ausgeübt, um die Teile in Kontakt zu bringen und zu verbinden.
Durch die Kombination von hoher Druckkraft und hoher Rotationsgeschwindigkeit entsteht Selbstwärmung und es kommt zum Schweißen. Bei der Inertiareibschweißen-Variante (Inertia Friction Welding, IFW) ist das Teil an einem Schwungrad befestigt, um die kinetische Energie bereitzustellen. Sobald die zuvor festgelegte Drehzahl erreicht ist, wird das Teil freigegeben und dreht sich weiter aufgrund der Trägheitskraft.
Inertia friction welding
Beim Direktantriebsreibschweißen (Direct Drive Friction Welding, DDFW) wird das Teil direkt durch die Maschine in Rotation oder Translation versetzt. Die Variation des Drehmoments und der Motorgeschwindigkeit ermöglicht das Schweißen.
Entwicklung der Temperatur während des Direktantriebsreibungsprozesses
Das erste Teil bleibt fixiert, während das zweite kleine Hin- und Herbewegungen ausführt. Ähnlich wie beim Rotationsreibschweißen erzeugt diese Bewegung Reibung und erhöht so die Materialtemperatur. Durch das Anwenden einer Kraft wird die Schweißnaht geformt. Dieses Verfahren ist auch als LFW (Linear Friction Welding) bekannt und in TRANSWELD® verfügbar.
Entwicklung der Temperatur während des linearen Reibschweißprozesses
Das Verfahren des Reibpunktschweißens (Friction Stir Spot Welding, FSSW) beinhaltet das Platzieren von zwei Teilen, die aneinander haften und durch eine Klemmvorrichtung fixiert werden. Ein spezielles Werkzeug erzeugt durch Reibung einen Mischpunkt: der Stift (unterer Teil des Werkzeugs) erhöht die Metalltemperatur bis zum plastischen Zustand, sodass es gemischt und geschweißt werden kann, während die Schulter (oberer Teil) das plastische Metall festhält und verhindert, dass es austritt.
Sobald der Mischpunkt erzeugt wurde, wird das Werkzeug angehoben und das Werkstück kann entfernt oder verschoben werden. In derselben Verfahrensfamilie gibt es das Reibschweißen (Friction Stir Welding, FSW). Basierend auf dem Prinzip des Reibpunktschweißens besteht dieses Verfahren darin, das Werkzeug in das Material einzuführen und es entlang der gewünschten Bahn zu bewegen, während die Metalle "geknetet" werden, um die Schweißnaht zu formen.
Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass es die Verbindung heterogener Materialien ermöglicht. Unsere Lösungen berücksichtigen weder das Mischen noch die Diffusion von Materialien oder ihren Bestandteilen. Unsere Software ermöglicht die Untersuchung des Reibpunktschweißens (FSSW).
Unsere Entwicklerteams arbeiten derzeit an der Implementierung des Reibschweißens (FSW).
Entwicklung der Temperatur während des Reibpunktschweißprozesses
Aufgrund dieser Vorteile wird das Reibschweißen in verschiedenen Branchen wie Automobil, Luftfahrt, Schiffbau und Raumfahrt immer häufiger eingesetzt, insbesondere bei der Herstellung leichter Komponenten.
Simulation Die numerische Simulation bietet viele Vorteile für Ihr Schweißverfahren, indem sie das Verhalten und die thermomechanischen Eigenschaften Ihrer Verbindung vorhersagt. Mit unserer Software können Sie:
Durch den Einsatz prädiktiver Simulation können Sie eine gründliche Vorstellung von Ihrem Schweißverfahren erhalten, die Ergebnisse vorhersagen und die Parameter optimieren, um hochwertige Verbindungen zu erzielen. Dies spart Zeit und reduziert die Kosten für physische Tests und verbessert gleichzeitig die Zuverlässigkeit und Leistung Ihrer Schweißnähte.
Mit all diesen Funktionen bietet TRANSWELD® eine umfassende Umgebung für eine präzise und effiziente Simulation des Reibschweißens, um den Prozess zu optimieren und hochwertige Verbindungen zu erhalten.