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Thursday, September 17, 2020, Virtueller Raum 1 9:00 AM Moderne Fügetechnik - Rührreibschweißen I |
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Rührreibschweißen von Aluminiumlegierungen mit Beschichtungen und Schmierstoffen |
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Alexandros Pipinikas* / Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik der RWTH Aachen, Deutschland Uwe Reisgen / Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik der RWTH Aachen, Deutschland Alexander Schiebahn/ Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik der RWTH Aachen, Deutschland |
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Zum Schutz vor unterschiedlichen äußeren Einflüssen werden Aluminiumwerkstoffe in industriellen Anwendungen beschichtet. Die Beschichtungen verändern die Oberflächenbeschaffenheit des Werkstoffs und haben somit Einfluss auf den Prozess des Rührreibschweißens. Da bei diesem Verfahren die Energie hauptsächlich durch Reibung der Werkzeugschulter an der Werkstoffoberfläche eingebracht wird ist zu erwarten, dass eine Oberflächenbeschichtung hohen Einfluss auf den Prozess hat. Aufgrund von fehlendem Wissen wird das Entfernen von Oberflächenbeschichtungen der Aluminiumwerkstoffe vor dem Rührreibschweißen empfohlen und praktiziert oder die Beschichtungen werden an den bereits verschweißten Baugruppen aufgebracht. Dies erfordert größere Tauchbadanlagen, wodurch es zu zusätzlichen Arbeitsschritten und Kosten in der Produktion kommt. Kleinere Aluminiumbauteile lassen sich vor dem Schweißen einfacher beschichten als große, bereits geschweißte Bauteile. Demzufolge besteht hier großes Einsparungspotenzial, wenn der Anwender die erwartete Schweißnahtqualität beim Rührreibschweißen von beschichteten Aluminiumblechen auf Basis von systematischem Wissen abschätzen kann und so entscheiden kann, welche Vorgehensweise für die Anwendung nötig ist. Im Rahmen dieses Projektes wird der Einfluss von Oberflächenbeschichtungen auf den Prozess des Rührreibschweißens und die Qualität der Nähte untersucht und dokumentiert. Dabei werden auftretende Schweißfehler und Herausforderungen dokumentiert und Strategien zur Vermeidung dieser herausgearbeitet. Dies geschieht anhand von Schweißungen an Blechen von zwei Knetlegierungen (EN AW5754 1,5 mm und 4 mm Dicke, EN AW6016 1,5 mm Dicke) mit jeweils zwei Beschichtungen (Eloxierung und Bonderite) und einer Aluminiumgusslegierung (AlSi14 4 mm Dicke) mit einer Imprägnierung (Imtec 300). Bei allen Versuchsreihen wurden Versuche im Stumpf- und Überlappstoß durchgeführt. Die Schweißungen wurden anhand von Optik, Gratbildung, Makroschliffen, Härteprofilen, REM-Aufnahmen und Zugversuchen bewertet. Des Weiteren wurden blanke verschweißte Proben nachbeschichtet und mit im beschichteten Zustand verschweißten Proben Korrosionstests unterzogen und verglichen. In einem ausführlichen Abschlussbericht werden die zu erwartenden Festigkeiten und Oberflächenbilder bei den untersuchten Kombinationen von Legierung und Beschichtung dem Anwender bereitgestellt. Des Weiteren werden Vorschläge und Tipps zur Minimierung von auftretenden Fehlern dokumentiert. |