Abstract No.:	7840
Scheduled at:	Thursday, September 14, 2023, Brüssel 12:00 PM Moderne Fügeverfahren - Rührreibschweißen
Title:	Charakterisierung der geometrischen Verschleißeigenschaften von Rührreibschweißwerkzeugen und Entwicklung einer Methodik zur Abschätzung des maximal ertragbaren Verschleißes
Authors:	Michael Hasieber* / Technische Universität Ilmenau Fakultät Maschinenbau Fachgebiet fertigungstechnik, Deuschland J. Bergmann / Technische Universität Ilmenau, Deutschland
Abstract:	Forschungsvorhaben 21.624 BR „FSWear“ Die steigenden Anforderungen an die Fügetechnik hinsichtlich Bauteilkomplexität, Leichtbau und die Verwendung neuartiger Werkstoffe erfordert die Weiterentwicklung technologisch geeigneter Schweißverfahren. Eine aussichtsreiche Alternative zu konventionellen Schweißverfahren stellt das Verfahren des Rührreibschweißens dar. Die Anwendung unterliegt hingegen verfahrensspezifischen Herausforderungen zu denen unter anderem vergleichsweise hohe Prozesskräfte und verfahrensbedingter Werkzeugverschleiß zählen. Bei letztgenanntem führen insbesondere thermomechanische Beanspruchungen zwischen Rührreibschweißwerkzeug und ortsfesten Fügepartnern zu tribologischen Wechselwirkungen infolgedessen verfahrensbedingter Verschleiß am gesamten Rührreibschweißwerkzeug entsteht. Die dabei entstehenden Formänderungen können zu Prozessinstabilitäten oder vorzeitigem Werkzeugversagen führen. Somit ist der Verschleiß, die Verschleißgrenzen sowie die damit verbundenen Standzeiten von Rührreibschweißwerkzeugen ausschlaggebend für die Planung und Umsetzung prozesseffizienter Fügevorgänge. Vor diesem Hintergrund erfolgte im Forschungsvorhaben 21.624 BR („FSWear“) die Entwicklung einer Strategie zur Charakterisierung und ganzheitlichen Beschreibung des Werkzeugverschleißes an Schulter und Schweißstift in Abhängigkeit der jeweiligen Prozessphase sowie die Erarbeitung von Extrapolationsmethoden zur vereinfachten Abschätzung des maximal tolerierbaren Werkzeugverschleißes. Hierbei wurde gezeigt, dass mit reduzierten Fügetemperaturen verringerter Werkzeugverschleiß 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 kmU-relevante Charakterisierungsmethoden identifiziert, die eine zerstörungsfreie und aussagekräftige Bewertung des Verschleißes am gesamten Rührreibschweißwerkzeug ermöglichen.

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