Forschung
Labor für Handhabungs- und Fügetechnik

Reibquetschschweißen

Verfahrensbeschreibung:

Es handelt sich um ein Reibschweißverfahren, welches ein angetriebenes, üblicherweise scheibenförmiges Reibwerkzeug zur Erwärmung der zu fügenden Bauteile verwendet. Im Gegensatz zu anderen Reibschweißverfahren wird das Reibquetschschweißen (RQS) für Fügeoperationen an Dünnblechen und filigranen Bauteilen eingesetzt. Dieses Verfahren eignet sich hierbei insbesondere zur Herstellung stoffschlüssiger Mischverbindungen.

Während des Prozesses wird das rotierende Reibwerkzeug mit einer definierten Zustellung über die zu fügenden Bauteile verfahren. Im Kontaktbereich zwischen Reibwerkzeug und Werkstück wird anhand der umgesetzten Reibarbeit ein Energieeintrag erzielt, der ein nahezu augenblickliches Erweichen der Werkstücke zur Folge hat.

In diesem plastischen Zustand weit unterhalb der Liquidustemperatur beider Fügepartner werden diese durch das Reibwerkzeug verpresst und die Schweißverbindung erstellt.

Das Verfahren besticht durch einen einfachen Aufbau, dynamische Abläufe sowie kurze Schweißzeiten und breit gefächerte Anwendbarkeit. Es sind neben der Stoßart Überlapp, auch Bördelstoß oder Stumpfstoß mit Zusatzwerkstoff umsetzbar.

Aktuelle Forschungsarbeiten:

Derzeitige Untersuchungen befassen sich insbesondere mit der Herstellung von Mischverbindungen zwischen unterschiedlichen Metallen. Hier sind Untersuchungen zur Erstellung von Verbindungen zwischen Kupfer und Chrom-Nickel-Stählen sowie Verbindungen zwischen Kupfer und Aluminium besonders hervorzuheben.

Neben verfahrenseigenen Faktoren und Wirkweisen wird zudem der Einfluss unterschiedlicher Anlageneigenschaften auf den Fügeprozess betrachtet.

Die notwendigen Versuchsstudien werden an einer eigens entworfenen Anlage durchgeführt, die auf die jeweilige Schweißaufgabe hin optimiert werden kann und eine umfassende messtechnische Erfassung des Schweißprozesses ermöglicht.

Beschichten von Wellen, Rohren, Flachmaterial, Schienen etc. mit:

• Lagerwerkstoffen (Messing, Bronze usw.)
• Verschleißschutzschichten (Stellite, 100Cr6, sonstige Hartstoffe)
• Korrosionsschutzschichten (Zink, Edelstahl)
• elektrisch und thermisch leitenden Werkstoffen (Kupfer, Aluminium)
• Aufbauschichten (S235JR, 100Cr6)
• Thermoplast-Schichten (EVA) auf Holz, Beton, Glas oder Pappe

Nutzen der Reibbeschichtungstechnologie für die Additive Fertigung

• Additive Herstellung von Konturbauteilen aus Aluminium

Kollaborierende Roboter (Cobots) stellen heute in der Robotertechnik die neuste und innovativste Möglichkeit dar, Fertigungsprozesse zu automatisieren. Hierbei stehen im Gegensatz zur klassischen Robotertechnik mittlerweile Klein- und Mittelserien im Fokus. Gleichbedeutend wird es daher auch für klein- und mittelständische Betriebe möglich, Teilprozesse auch bei kleinen Stückzahlen mit Hilfe von kostengünstiger Robotertechnik automatisieren zu können.

Gleichzeitig stellt diese Entwicklung neue Herausforderungen an die Umsetzbarkeit, insbesondere unter sicherheitstechnischen Aspekten. Das klassische Anwendungsfeld der Montage steht dabei im Mittelpunkt. Obwohl ebenfalls ein klassisches Anwendungsfeld der Robotik, steht die Fügetechnik noch in den Anfängen bei der „kollaborierenden Robotik“. Diese Anwendungen, insbesondere in direkter Zusammenarbeit mit dem Menschen, stellen noch einen großen Entwicklungs- und Forschungsbedarf dar.