Charakterisierung der geometrischen Verschleißeigenschaften von Rührreibschweißwerkzeugen und Entwicklung einer Methodik zur Abschätzung des maximal ertragbaren Verschleißes

Das Rührreibschweißen hat sich aufgrund steigender industrieller Anforderungen zu einer prozesssicheren und weit ver-breiteten Schweißtechnologie entwickelt. Die Anwendung unterliegt hingegen verfahrensspezifischen Herausforderungen, zu denen unter anderem der verfahrensbedingte Werkzeugverschleiß zählt. Die dabei entstehenden Formänderungen können zu Prozessinstabilitäten, Schweißnahtunregelmäßigkeiten oder vorzeitigem Werkzeugversagen führen. Vor diesem Hintergrund erfolgte im hier vorgestellten Forschungsvorhaben „FSWear“ die Entwicklung einer Strategie zur Charakteri-sierung und ganzheitlichen Beschreibung des Werkzeugverschleißes an Schulter und Schweißstift in Abhängigkeit von der jeweiligen Prozessphase sowie die Erarbeitung von Extrapolationsmethoden zur vereinfachten Abschätzung des maximal tolerierbaren Werkzeugverschleißes. Es wurde gezeigt, dass mit reduzierten Fügetemperaturen verringerter Werkzeug-verschleiß sowie gleichermaßen erhöhte Standzeiten umgesetzt werden können. Durch die Analyse und Separation von Eintauch- und Schweißphase wurde der Verschleiß an Schulter und Schweißstift prozessphasenunabhängig ermittelt, wobei während der Schweißphase erhöhter Werkzeugverschleiß verzeichnet wurde. Des Weiteren wurden für kleine und mittlere Unternehmen relevante Charakterisierungsmethoden identifiziert, die eine zerstörungsfreie und aussagekräftige Bewertung des Verschleißes am Rührreibschweißwerkzeug ermöglichen.