Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Erhöhung der Prozessrobustheit beim Rührreibschweißen durch den Einsatz von Mehrstiftwerkzeugen

Erhöhung der Prozessrobustheit beim Rührreibschweißen durch den Einsatz von Mehrstiftwerkzeugen - FSW Robust

Die Forschungsziele bestehen im Wesentlichen in der Schaffung eines erweiterten Prozessverständnisses bei Schweißungen mit einem Mehrstiftwerkzeug. Hierfür muss der Materialfluss (horizontal, vertikal) und die Temperaturentwicklung sowie die generelle Auswirkung der Werkzeuggeometrie auf eine Fügeverbindung wissenschaftlich erarbeitet werden. Die Materialdurchmischung bei Verwendung eines Mehrstiftwerkzeuges sowie die dabei vorliegenden Temperaturgradienten stellen elementare Größen dar, die es mit erzielten Schweißergebnissen zu korrelieren gilt. Die dadurch gewonnenen Erkenntnisse schaffen eine Ausgangsbasis, um die These der erhöhten Prozessrobustheit durch den Einsatz von Mehrstiftwerkzeugen wissenschaftlich zu untermauern. Des Weiteren sind die Prozessgrenzen hinsichtlich der Werkzeugstandzeit gegenüber einem Einstiftwerkzeug sowie die Auswirkung einer Stiftgeometrie bzw. die Egalität einer Stiftgeometrie trotz Erweiterung des Parameterfensters bei einem Mehrstiftwerkzeug zu betrachten. Es gilt zu untersuchen, welches Blechdickenspektrum in welchem Schweißparameterfeld durch ein einzelnes Mehrstiftwerkzeug in Funktion als Mehrbereichswerkzeug abgedeckt werden kann.

Durch die angestrebten Forschungsergebnisse können Anwender - hier besonders aus dem Bereich der KMU mit deren typischen Anwendungen - die Prozessrobustheit des FSW, die bei gut eingestellten Serienprozessen unter konstanten Randbedingungen hervorragend ist, auch bei Einzel- und Kleinserien kosteneffizient erreichen. Zudem kann der Aufwand für die Spanntechnik und die Parameterfindung deutlich reduziert werden. Durch das Mehrstiftwerkzeug als „Mehrbereichswerkzeug“ kann zudem der Aufwand für die Werkzeugbeschaffung, -lagerung und -auswahl deutlich reduziert werden.