Untersuchung zur Industrialisierung des Ruhrreibschweissprozesses (Friction Stir Welding) an komplexen Metallstrukturen

摘要

Der moderne Leichtbau findet seinen Anfang in der Entwicklung neuer Werkstoffe und Legierungen, welche sich durch hohere mechanische Belastbarkeit bei gleichzeitig geringerem spezifischen Gewicht auszeichnen. Diese Werkstoffentwicklungen fuhren insbesondere bei metallischen Werkstoffen wie Aluminium zu einer Verschlechterung der Schweissbarkeit mittels konventioneller Schmelzschweissverfahren. Das grundlegende Problem ist hierbei oft die Anfalligkeit der Werkstoffe fur Poren und Heissrisse, die sich wahrend des Wiedererstarrungsprozesses aus der verflussigten Schmelze ergeben. [Dor09] Ein Schweissverfahren, welches neben vielen weiteren Vorteilen diese Problematik umgeht und somit fahig ist, auch die bisher als nicht schweissbar geltenden Werkstoffe stoffschlussig miteinander zu verbinden ist das Ruhrreibschweissverfahren (engl.: Friction Stir Welding - FSW). Es wurde 1991 vom Forschungsinstitut "The Welding Institute" (TWI) in Grossbritannien zum Patent angemeldet [Schutzrecht WO9310935]. Einige Jahre spater (1995) wurde dieses Basispatent dann von der Firma Norsk Hydro durch eine zusatzliche Anmeldung erweitert [Schutzrecht WO952654], welche einen speziellen Materialfluss wahrend des Schweissprozesses definiert. Die grosse Anzahl angemeldeter Patente zeugt in beeindruckender Weise vom Potential des Verfahrens und dem Interesse seitens der Industrie. Die Patente erstrecken sich vor allem uber unterschiedliche Moglichkeiten der Verbindungsgeometrien sowie der Werkzeug- und Maschinenentwicklungen. Das Verfahren findet mittlerweile auch in Form eines Entwurfes den Weg in das internationale Normensystem [E DIN EN ISO 25239]. [Vol09]