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Tuesday, September 17, 2019, Saal 6 12:30 PM Forschung und Entwicklung |
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Schweißprozesssimulation zum Bereitstellen neuartiger Prozessparameterkarten für den direkt angetriebenen Rotationsreibschweißprozess |
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Markus Körner* / Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Institut für Werkstoff- und Fügetechnik
, Deutschland David Schmicker / Sampro GmbH, Deutschland Christoph Rößler/ Sampro GmbH, Deutschland Sven Jüttner/ Institut für Werkstoff und Fügetechnik, Otto-von-Guericke-Universität, Deutschland Elmar Woschke/ Institut für Mechanik, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Deutschland |
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Beim direkt angetriebenen Rotationsreibschweißen handelt es sich um ein industriell etabliertes Pressschweiß- fügeverfahren, welches aufgrund der Vielzahl an Verfahrensvorteilen auch in der Automobilzulieferindustrie, beispielsweise bei der Fertigung von Achsen und Gelenkwellen, Anwendung findet. Der Etablierung neuer Schweißbaugruppen und Varianten geht meist eine extensive Prozessvorentwicklung voraus. Hintergrund ist der steigende Bedarf unterschiedlichster Werkstoff- und Geometriekombinationen gefügter Bauteile aus Grün- den des jeweiligen Anforderungsprofils, beispielsweise dynamische Bauteilfestigkeit oder Korrosionsschutz. Mit jeder Vorentwicklung findet aufgrund der etablierten, experimentell geprägten Vorgehensweise eine zeit- und kostenintensive Prozessparameterfindung und -validierung statt. Dabei existieren derzeit 2 Möglichkeiten zur Prozessauslegung. Zum einen können Erfahrungswerte genutzt werden, andererseits existieren zwecks Vereinheitlichung und Standardisierung tabellierte Parameterfenster für verschiedene Werkstoff- und Geomet- riekombinationen für eine Näherungslösung. Nachteil beider Methoden ist, dass der Zusammenhang zwischen an der Reibschweißmaschine einzustellenden Prozessparametern und den Prozessreaktionsgrößen nicht doku- mentiert ist. Dieser Zusammenhang soll durch neuartige und innovative Prozessparameterkarten hergestellt werden, die durch die Nutzung der Prozesssimulation erstellt wurden. Der Vorteil dieser Simulationswerk- zeuge ist das Zeit- und Kosteneinsparpotenzial für die Vorentwicklung neuer Prozesse oder gar neuer Techno- logien. Im Beitrag wird der Bezug zwischen 2 Prozessparametern (Drehzahl und Reibdruck) und 2 Prozessre- aktionsgrößen (Gleichgewichtsverkürzungsrate und -reibmoment) herstellt, wobei lediglich zwei dieser Kenn- werte vorab gegeben sein müssen. Die Nutzung dieser Prozessparameterkarten zur Prozessvorentwicklung wird an Beispielen dargestellt. Das zukünftige Anwendungsspektrum der Reibschweißprozesssimulation wird aufzeigt, um etablierte Verfahren und deren Methoden zu optimieren. Die Ergebnisse wurden im Forschungs- projekt IGF 18.966 B erarbeitet. |