Das Reibrührschweißen

Das Reibrührschweißen, auch als FSW für Friction Stir Welding bezeichnet, wurde 1991 in Großbritannien entwickelt und von Wayne Thomas patentrechtlich geschützt. Dieses Verfahren ähnelt dem Rotationsreibschweißen. Es wird für das Verschweißen von Blechen verwendet.

Diese werden nun mittels eines rotierenden Werkzeuges verbunden. Dieses plastiziert den Werkstoff. Das heißt, er ist noch nicht heiß genug, um abzuschmelzen, aber auch nicht mehr kalt genug, um fest zu sein. Das rotierende Werkzeug, ein Pin, kommt mit einem Gewinde, der das plastifizierte Material beider Werkstoffe vermischt und sie so verbindet. Es entsteht ein Extrusionskanal, der sich bis zur Nahtwurzel erstreckt und auch oftmals als Schweißnugget bezeichnet wird.

Nur der Pin bewegt sich, während die Werkstücke selbst stillstehen. Senkrecht zum Pin befindet sich eine Schulter am Werkzeug, welche in ihrem Durchmesser den Pin übertrifft. Diese dient dazu, die Außenluft von der Schweißnaht fernzuhalten. Das Werkzeug selbst sticht auf das die Oberfläche der Werkstücke in einem Winkel von 2° oder 3°.

Für dieses Schweißverfahren benötigt man keinen Zusatzstoff. Auch kommt es zu keiner Gefüge Veränderung, während zugleich die Naht eine sehr hohe Festigkeit erreicht. Auch entsteht kein Schweißrauch und die Wärmeeinflusszone erreicht Temperaturen, die 550 °C oder weniger erreichen. Damit wird das Gefüge nicht negativ beeinflusst und es ist auch nicht möglich, dass sich innerhalb des Werkstoffes Poren bilden.

Reibrührschweißen – Verfahren Funktionsweise

Am Anfang des Verfahrens war dies mit dem Nachteil einer Kraterbildung versehen. Dieser entstand am Ende der Schweißnaht durch die Form des verwendeten Werkzeuges. Neuere Methoden verhindern dies jedoch durch einen Pin, der sich automatisch zurückzieht.

Ein besonderes Extra ist, dass mit diesem Verfahren auch defekte in Gussstücken ausgeglichen werden können. Wenn der Guss eine schlechte Oberfläche mit Poren aufweist, können diese mit dem Reibrührschweißen zu einer glatten und hervorragenden Oberfläche umgewandelt werden.

Auch können mit dieser Schweißtechnik Bleche mit unterschiedlichen Materialien und einer Dicke von bis zu 35 mm zusammengefügt werden. Auch können Metallschäume so verbunden werden.

Für das Werkzeug selbst lässt sich feststellen, dass der Verschleiß eher gering ist. Dennoch sollte man den Pin nach einer Schweißnaht mit einer Gesamtlänge von 3 km austauschen, um für eine gleichbleibende Qualität zu sorgen.