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Trotz der zahlreichen prozessspezifischen Vorteile des Rührreibschweißen, wie z.B. hervorragender mechanischer Nahteigenschaften und Vermeidung von Poren- oder Heißrissbildung, führen weitere Charakteristika wie hohe Prozesskräfte und Anforderungen an die Spanntechnik dazu, dass die erzielbaren Ergebnisse stark von eingesetzter Anlagentechnik und Werkzeugauslegung abhängen. Letztere beeinflusst den Prozess wesentlich, findet aber weitestgehend empirisch statt. Ansatz der Untersuchungen ist es deshalb, über eine definierte, stufenweise Skalierung der Werkzeugdurchmesser und entsprechende Anpassung der Prozessparameter die Prozesskräfte signifikant zu reduzieren ohne dass es zu einem Werkzeugversagen durch eine überhöhte Biegebelastung kommt.
In den Untersuchungen an 2mm starken Blechen der Legierungen EN AW 6060 T66 und EN AW 5754 H22 wurde daher eine abgestufte Reduzierung der Werkzeugdurchmesser in 10%-Schritten vorgenommen, während die Drehzahl entsprechend der resultierenden Umfangsgeschwindigkeit angepasst wurde. So konnten fehlerfreie Nähte bei um bis zu 36% reduzierter Axialkraft hergestellt werden. Durch eine gleichzeitige Aufnahme der Temperatur im Werkzeug sowie an verschiedenen Bereichen der Naht konnte für verschiedene Drehzahlbereiche außerdem eine Reduzierung des lokalen Wärmeeintrags um bis zu 27% erreicht werden. Die Ergebnisse zeigen ein hohes Potenzial für zukünftige Anwendungen, da gerade im Bereich komplexer Bauteilgeometrien die Belastung und Verformung der Bauteile durch reduzierte Prozesskräfte verringert werden kann, während die Zugänglichkeit durch Werkzeuge mit geringerem Durchmesser verbessert wird.
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