Rührreibschweißen ist eine einzigartige und innovative Methode zum Verbinden von Metallen. Beim Rührreibschweißen wird Reibungswärme in Kombination mit einem präzise gesteuerten Schmiededruck eingesetzt, um hochfeste Verbindungen zu erzeugen, die praktisch fehlerfrei sind, eine minimale Wärmeeinflusszone (WEZ), sehr geringe mechanische Verformung und eine hervorragende Oberflächenqualität aufweisen.

Beim Rührreibschweißen (FSW) wird das Grundmaterial von einem festen in einen plastischen Zustand überführt, wobei die Werkstoffe unter genau kontrollierten Prozessbedingungen mechanisch miteinander verrührt werden, um eine hochintegrierte, voll durchgeschweißte Verbindung herzustellen.

Eine speziell entwickelte Rotationssonde wird auf die erforderlichen Prozessparameter für die FSW-Anwendung eingestellt. Die Sonde wird dann mit den zu verbindenden Metallen an der Verbindungsschnittstelle in Kontakt gebracht.

Unter genau gesteuerten Achsbedingungen und mit geschlossenem Regelkreis zur Überwachung von Last und Position folgt die Sonde dem programmierten Schweißweg durch das Material. Während die Sonde rotiert, plastifiziert die durch Reibung erzeugte Wärme das umgebende Material und schafft einen lokal formbaren Bereich. Während sich die Sonde bewegt, wird das Material an der Hinterkante unter dem Druck der Sondenschulter geschmiedet und verbindet sich zu einer kohäsiven Verbindung.

Anders als beim Schmelzschweißen sind die zu verbindenden Metalle beim Rührreibschweißen (FSW) nicht geschmolzen. Das bedeutet, dass der Schweißbereich die Integrität des Korngefüges und die mechanischen Eigenschaften des ursprünglichen Grundmetalls beibehalten kann.

Das PTG Powerstir Rührreibschweißverfahren, das von hochentwickelter Sensorik und Datenerfassung profitiert, ist effektiv bei flachen Platten, Strangpressprofilen, zylindrischen Komponenten und sogar bei Teilen mit unregelmäßiger Dicke.

PTG Powerstir Doppelschweißkopf-Rührreibschweißen für Elektrofahrzeug-OEMs

PTG bietet nicht nur herkömmliche Powerstir-Rührreibschweißmaschinen mit einem Schweißkopf an, sondern hat auch Powerstir-Rührreibschweißmaschinen mit zwei Schweißköpfen entwickelt. Das PTG Powerstir-Doppelschweißkopf-Verfahren wurde speziell für die Serienproduktion von Batteriefachböden aus stranggepressten Aluminiumblechen entwickelt und richtet sich direkt an Hersteller von Batterieträger aus Aluminiumpaneelen für Elektrofahrzeuge (EV) und stellt sicher, dass beim Bau von Batteriefachböden eine enge Ebenheitstoleranz erreicht wird.

Eine enge Toleranz für die Ebenheit der Schweißnähte ist unerlässlich, um sicherzustellen, dass jede EV-Batteriezelle perfekt eben in ihrem Gehäuse sitzt. Mit dem PTG Powerstir-Doppelschweißkopfverfahren wird ein gleichmäßiger und stabiler Schweißprozess erreicht, was dank der einzigartigen “abgestimmten” Doppelkraftregelung von PTG und den ausgewogenen Parametern für den oberen und unteren Schweißkopf möglich ist. Das Ergebnis ist ein außergewöhnlich stabiles Rührreibschweißen mit dem oberen und dem unteren Schweißkopf, das angepasste Schweißnähte mit ausgeglichenem Wärmeeintrag erzeugt. Dies wiederum minimiert den Verzug nach dem Schweißen und stattet jede geschweißte Baugruppe mit einer deutlich verbesserten Ebenheitstoleranz im Vergleich zu den bestehenden konventionellen einseitigen FSW-Verfahren aus.

PTG Powerstir Rührreibschweißverfahren für Elektrofahrzeuge umfassen:
• Batteriefachbodenbaugruppen
• Batterieträger und -kästen
• Fahrgestell und Strukturkomponenten
• Schaltkästen
• Karosserieteile
• Systeme zur Bremsenregeneration
• Kühlmittelanlagen und Wärmetauscher

Einfaches Rührreibschweißen
Beim Rührreibschweißen werden in der Regel nur drei sorgfältig kontrollierte Variablen verwendet: Sondengeschwindigkeit, Verfahrgeschwindigkeit und Fugendruck, die alle vom CNC-System präzise überwacht werden, wobei die Datenaufzeichnung zur Rückverfolgbarkeit vollständig an Bord ist.
Vergleichen Sie dies mit dem Standard-Schmelzschweißen, bei dem die Qualität durch mehrere Parameter bestimmt wird, die kontrolliert werden müssen, wie Spülgas, Spannung und Strom, Drahtvorschub, Verfahrgeschwindigkeit, Schutzgas und Lichtbogenspalt.

Sauberes Rührreibschweißen
Das Rührreibschweißverfahren erzeugt eine sehr saubere Schweißnaht mit minimaler Wärmeeinflusszone (WEZ) und Spritzern. Die sorgfältige Steuerung der Prozessparameter in Verbindung mit der geringen Anzahl von Systemvariablen führt zu einer garantiert hochwertigen Schweißnaht, die nahezu die ursprüngliche Zugfestigkeit und Streckgrenze des Grundmaterials beibehält und praktisch keine Porosität aufweist. Beim Rührreibschweißen ist die Oberflächenbeschaffenheit gut und die wichtigsten Eigenschaften wie Härte, Zugfestigkeit, Ermüdung und Korrosionsbeständigkeit bleiben hervorragend erhalten.

Praktisch verzugsfreies Rührreibschweißen
Aufgrund der niedrigen Schweißtemperatur des Rührreibschweißverfahrens und der Verbindungsmethode ist der Verzug bei minimaler Wärmeeinflusszone (WEZ) praktisch ausgeschlossen. Dies gilt sogar für sehr lange Schweißnähte in dünnem Material, die oft unter kontinuierlichen Prozessbedingungen durchgeführt werden.

Gesundheit und Sicherheit beim Rührreibschweißen
Das Rührreibschweißen ist ein inhärent sicheres Verfahren ohne das Risiko eines Lichtbogens, wie es beim Schmelzschweißen besteht. Außerdem werden beim Rührreibschweißen keine brennbaren oder schützenden Gase benötigt. Die Temperatur der Metalle nach dem Rührreibschweißen ist im Vergleich zu herkömmlichen Schmelzverfahren niedriger.

Das Rührreibschweißen (Friction Stir Welding, FSW) wurde 1991 von TWI erfunden und patentiert.