Merkblatt DVS 3703 (06/2020)

Reduzierung der Axialkraft beim Rührreib-schweißen durch Skalierung von Schulter- und Schweißstiftdurchmesser

Gegenstand dieser Richtlinie ist das Rührreibschweißen, dessen Funktionselement ein rotierendes Werkzeug ist, das die Fügepartner durch Reibungswärme kontinuierlich plastifiziert und gleichzeitig einen komplexen Materialfluss in vertikaler und horizontaler Richtung erzeugt. Eine zentrale Herausforderung des Rührreibschweißens resultiert aus den hohen Prozesskräften, die hohe Anforderungen an die zu fügenden Bauteile und die verwendeten Spann- und Stützstrukturen stellen. Darüber hinaus werden hohe Prozesskräfte durch eine zumeist empirische Werkzeugauslegung begünstigt. Hierbei werden die Rührreibschweißwerkzeuge regelmäßig überdimensioniert, was zu Einschränkungen hinsichtlich der Zugänglichkeit führt. Das Regelwerk gibt dem Anwender Hilfestellungen bei der Auswahl einer angepassten Werkzeuggeometrie, mit der Prozesskräfte reduziert werden können, und stellt Richtwerte für die Vorabeinstellung der erforderlichen Drehzahlen und Axialkräfte zur Verfügung. Es wird eine einfache Methodik beschrieben, mit der die Axialkraft beim automatisierten Rührreibschweißen von Aluminium unter Beibehaltung gleichbleibender Verbindungseigenschaften um bis zu 70% reduziert werden kann. Das Dokument wendet sich an Anlagenhersteller und industrielle Anwender in den Branchen Automobilbau, Elektro- und Elektronikindustrie, Schienenfahrzeugbau, Schiffbau und an Anwender im Luft- und Raumfahrzeugbau.