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| Abstract No.: |
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Scheduled at:
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Tuesday, September 18, 2018, Hugo-Eckener-Saal 2:45 PM
Stahlbau II
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| Title: |
FSW an Stahl unter Einsatz von keramischen und metallischen Werkzeugen
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| Authors: |
Ralf Boywitt* / GSI - Gesellschaft für Schweißtechnik International mbH, Niederlassung SLV Berlin-Brandenburg, BRD
Steffen Risse / SLV Berlin-Brandenburg, Deutschland
Marcus Emmel/ FGK-Keramik, Deutschland
Stefanie Hanke/ Universität Duisburg-Essen, Deutschland
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| Abstract: |
Eines der wichtigsten Entwicklungsziele der nächsten Jahre für das Rührreibschweißen (FSW - Friction Stir Welding) ist die wirtschaftliche Erweiterung der Anwendungspalette bis hin zu Stahlwerkstoffen mit hohen Festigkeiten. Dazu gibt es einige Erfahrungen und bereits experimentelle Anwendungen. Eine wachsende Zahl von Anfragen, hauptsächlich aus den Bereichen Schiffbau, Offshore, Fahrzeugbau und Sonderanwendungen zeigt, dass das Interesse der Industrie auf diesem Gebiet sehr groß ist. Es werden Stahlverbindungen normaler Güten (S235 und S355) angefragt, aber auch Stahlwerkstoffe mit sehr hohen Festigkeiten wie z.B. Feinkornbaustähle der Güten S690 oder S700. Weiter gefragt sind auch Tailored Blanks und Mischverbindungen mit anderen Werkstoffen, z.B. mit Aluminium oder Kupfer. Labortechnisch wurde bisher einiges davon umgesetzt aber die eigentliche Umsetzung der bisherigen Erfahrungen in die Industrie fand nicht statt. Ein wesentlicher Umstand dafür ist in den für das Rührreibschweißen verwendeten Werkzeugsystemen bzw. Werkzeugwerkstoffen zu sehen. Beim FSW wird durch gleichzeitige Druckbeaufschlagung und Friktion Wärme erzeugt die zum Erweichen (Plastifizieren) der zu verschweißenden Werkstücke führt. Durch das Rühren des Werkzeuges in dem plastifizierten Metall kommt es zur Verbindung der Bauteile. Während des Rührreibschweißprozesses an Stahl ist das Werkzeug enorm hohen Temperaturen ~1200°C (bei z.B. Aluminium nur ~500°C) und korrosivem sowie abrasivem Verschleiß ausgesetzt. Die Anforderungen in Bezug auf mechanische, chemische und tribologische Beständigkeit bei hohen Temperaturen erfordern Werkstoffsysteme mit herausragenden Eigenschaften. Aktuell kommen neben metallischen Sonderwerkstoffen z.B. Wolfram-Rhenium, Tantalbasiswerkstoffe und Vollhartmetalle, Werkzeuge aus polykristallinen kubischem Bornitrid (PcBN) zum Einsatz. Eine weitere Möglichkeit wären keramische Werkstoffsysteme. Speziell diese Systeme werden z.Z. in der SLV Berlin-Brandenburg im Rahmen eines Forschungsthemas untersucht. Bei den anderen Werkzeugwerkstoffen (siehe oben) sind aus vielfältigen Arbeiten und Versuchen, auch schon mit Industriepartnern, umfangreiche Erfahrungen vorhanden. Diese werden an der SLV Berlin-Brandenburg immer weiter ausgebaut und potenziellen Anwendern zur Verfügung gestellt.
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