FSW-ANWENDUNG

Batteriewanne, geschweißt durch FSW

Leichte, kollisionssichere Aluminium-Batteriegehäuse mit einer Schweißnahtfestigkeit ähnlich dem Grundmetall.

Batteriewanne, geschweißt durch FSW

Warum Rührreibschweißen für Ihre Batteriewannenmontage wählen?

Batteriewannen, die auch als Batteriegehäuse bezeichnet werden, sind wichtige Bauteile für Elektro- und Hybridfahrzeuge, Eisenbahnen und andere industrielle Anwendungen. Traditionell werden diese Gehäuse mit MIG/TIG-Schweißen zusammengebaut, aber jetzt werden sie zunehmend mit Rührreibschweißen (Friction Stir Welding, FSW) hergestellt, um dichte Verbindungen, Leichtbau und hervorragende Crash-Eigenschaften zu erreichen. Durch den Einsatz von FSW erhalten die Hersteller technische Vorteile, die die Sicherheit, Haltbarkeit und Kosteneffizienz direkt verbessern.

high crash resistance in battery trays

Hohe Crash Sicherheit

Die Eigenschaften von FSW-Schweißnähten liegt nahe am Grundwerkstoff, so dass die Schweißnaht hohe plastische Dehnungen aufnehmen kann, bevor sie versagt.

full aluminium battery trays

Voll-Aluminium

Die Batterieschale ist aus Aluminium gefertigt, was zu einer leichten, kostengünstigen und vollständig recycelbaren Schale mit hervorragender Wärmeübertragung führt.

Druckgüsse wasserdichte Montage

Keine Gefahr des Auslaufens

Durch das Schweißen in der festen Phase wird die Porosität beseitigt und eine versiegelte Schale geschaffen, die die inneren Komponenten vor äußeren Einflüssen schützt.

hochwiderstandsfähige Baugruppe

Überlegene Stärke

FSW ergibt eine 2-mal höhere mechanische Festigkeit im Vergleich zu MIG oder WIG. Dies führt zu einer Gewichtsreduzierung von 10 %.

kostengünstige Montage

Kosten geteilt durch 10

Durch das FSW-Verfahren entfallen der Bedarf an Zusatzwerkstoff, Schutzgas und umfangreiche Nacharbeiten, so dass die Produktion weitaus kosteneffizienter ist.

Technische Spezifikationen von FSW-geschweißten Batteriewannen

Batterieträgerdesign für die FSW-Fertigung

Batterieschalen können je nach Komplexität des Designs, Produktionsvolumen und Leistungsanforderungen in verschiedenen Verfahren hergestellt werden. Jedes Herstellungsverfahren bietet spezifische Vorteile in Bezug auf Gewicht, Kosten und Integration von Funktionsmerkmalen.

  • Vollständig stranggepresster Batterieträger: Diese vollständig aus stranggepressten Aluminiumprofilen hergestellte Konstruktion bietet ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und eine gleichmäßige thermische Leistung. Ideal für leichte Anwendungen mit einfacheren Geometrien und hohen Steifigkeitsanforderungen.
  • Hybride Extrusions- und Druckguss-Batterieablage: Kombiniert stranggepresste Profile für Strukturteile mit Druckgussteilen für komplexe Geometrien. Dieser Ansatz bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Gewichtsreduzierung, Designflexibilität und Kosteneffizienz und eignet sich daher für die Produktion mittlerer bis großer Stückzahlen.
  • Vollständig druckgegossener Batterieträger: Wird vollständig im Druckgussverfahren hergestellt und ermöglicht die Integration komplexer Formen, Befestigungspunkte und Dichtungsmerkmale in einem einzigen Teil. Am besten geeignet für die Großserienproduktion, wenn eine hohe geometrische Komplexität erforderlich ist.
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FSW-Werkzeug: Die Auswahl des richtigen FSW-Werkzeugs ist entscheidend beim Schweißen von Batteriewannen. Werkzeugabmessungen, Schulterdesign, Pin-Profil und die Aluminiumlegierung beeinflussen direkt die Eindringtiefe und die Qualität der Schweißnaht. Bei Batteriewannen, bei denen sowohl Crashfestigkeit als auch Dichtheit kritisch sind, muss das Werkzeug sorgfältig an die Geometrie jeder Naht angepasst werden, um reproduzierbare Ergebnisse zu gewährleisten.

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Auslegung der Spannvorrichtung: Eine korrekte Fixierung ist unerlässlich um Spalte, Verformungen oder Fehlstellungen beim Schweißen großer Batteriewannen zu vermeiden. Aufgrund ihrer Größe und Komplexität sind spezielle Spannvorrichtungen erforderlich, um die Ebenheit von Strangpress- oder Druckgussteilen beizubehalten, während lange Schweißnähte verfolgt werden. Bei Stirweld bieten wir kundenspezifische Spannlösungen an, die die Wanne während des gesamten Prozesses fixieren und so Präzision sowie fehlerfreie Schweißnähte sicherstellen.

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Schweißparameter: Die Leistung von Batteriewannen hängt von sorgfältig abgestimmten FSW-Parametern wie Werkzeugdrehzahl, Schweißgeschwindigkeit, Z-Kraft und Eintauchtiefe ab. Diese Einstellungen beeinflussen sowohl die Endfestigkeit der Verbindung als auch deren Dichtfähigkeit. Durch die Durchführung von Prototyping-Tests ermitteln unsere Ingenieure das optimale Parameterfenster, was zu robusten Schweißnähten führt, die interne Komponenten schützen und Sicherheitsstandards erfüllen.

friction stir welding parameters for battery trays
custom liquid cold plate assembly

Metallographische Schliffe

Eine Analyse der Querschnitte bestätigt das Fehlen von Poren und unvollständiger Durchschweißung. Bei Batteriewannen stellt diese Untersuchung sicher, dass die Verbindungsstellen dicht sind, was für eine Voraussetzung ist, um die Module im Inneren zu schützen.

water cooling plates

Zugprobe

Über die Zugprobe wird die statische Festigkeit der Schweißnaht nach ISO Norm geprüft. Bei Batteriewannen ist damit sichergestellt, dass die Nähte den mechanischen Belastungen und den Vibrationen während des Fahrens standhalten.

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Biegeprobe

Durch die Biegeprobe wird Dehnbarkeit untersucht indem die Schweißnaht gebogen wird um ihre Rissfestigkeit zu prüfen. Dieser Test zeigt die Fähigkeit der Batteriewannen-Naht Verformungen aufzunehmen ohne zu brechen.

liquid cold plate test

Optische Prüfung

Bei der optischen Prüfung wird auf übermäßigen Grat geachtet um die korrekte Anpresskraft des Werkzeuges zu bestätigen. Auffälligkeiten können auf mögliche Schweißfehler hinweisen.

Sehen Sie sich das Rührreibschweißen von Batteriewannen in Echtzeit an

friction stir welding on battery trays

Vergleich zwischen FSW und traditionellen Montagetechniken für Batteriewannen

Rührreibschweißen vs. WIG und MIG

  • Thermische Kontrolle: Beim Rührreibschweißen werden im Vergleich zum MIG- oder WIG-Schweißen niedrigere Temperaturen benötigt, wodurch Materialverzug und Verformung reduziert werden. Dies ist entscheidend für die Unversehrtheit von Batteriegehäusen.
  • Verbindungsqualität: : FSW-Verbindungen sind oft fester und haltbarer und weisen eine höhere Ermüdungsbeständigkeit auf. Das Verfahren führt auch zu weniger Defekten wie Porosität oder Rissen und verbessert so die Zuverlässigkeit der Verbindung.
  • Keine Schweißzusatzwerkstoffe erforderlich: Im Gegensatz zum MIG- oder WIG-Schweißen wird beim FSW-Schweißen kein Schweißzusatzwerkstoff (Schweißdraht) benötigt, was den Prozess vereinfacht und die Kosten senkt.
  • Minimale Materialbeeinflussung: Das Rührreibschweißen beeinträchtigt die Mikrostruktur des Materials nur minimal, wodurch die mechanischen Eigenschaften des ursprünglichen Materials besser erhalten bleiben.
WIG-MIG-Schweißen

Aluminium-Batteriekästen: Wichtige Aspekte für kritische Sektoren

Aluminium-Batteriekästen müssen strenge Anforderungen an Sicherheit, Haltbarkeit und Wärmemanagement erfüllen. Ihr Design und ihre Leistung sind besonders in Branchen entscheidend, in denen Zuverlässigkeit unter schweren Lasten und anspruchsvollen Umgebungen nicht verhandelbar ist.

friction stir welded battery casings in the automotive sector

Automobil

Leichtgewichtige Ablagen für Elektrofahrzeuge sorgen für Crash-Sicherheit, große Reichweite und effiziente Wärmeleistung.

battery trays production for railways

Railways

Robuste Gehäuse schützen die Batterien in Zügen und U-Bahnen und verbinden Langlebigkeit mit geringem Wartungsaufwand.

friction stir welding for e-mobilities manufacturing

Andere e-Mobilitäten

Von Bussen und Lastkraftwagen bis hin zu Bau- und Bergbaumotoren bieten Aluminium-Batteriekästen ein sicheres Gehäuse, Widerstandsfähigkeit gegen raue Umgebungsbedingungen und Kosteneffizienz und unterstützen die Elektrifizierung von Schwerlastfahrzeugen.

Sie vertrauen uns

“Die FSW-Technologie bietet die Möglichkeit, dass das Material beim Schweißen nicht so stark beschädigt wird wie bei anderen Verfahren oder anderen Verbindungstechniken. Der Hauptvorteil, den wir bei Stirweld sehen, ist die Kompatibilität und die Flexibilität, die uns der Kopf im Vergleich zu einer speziellen Maschine bietet.”

customer testimonial stirweld

Mario Alberto Solís Alvarez

F&E-Innovationsingenieur

FSW of machined cold plate

Tiefer eintauchen: Umfassende FSW-Batteriekästen Ressourcen

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Webinar – 45 min – Wiederholung auf Anfrage

Versteifte Paneele durch FSW geschweißt

Entdecken Sie, wie das Rührreibschweißen die Montage von versteiften Platten für anspruchsvolle Anwendungen verändert. Dieser Vortrag beleuchtet das spezifische Verhalten von 6xxx-Aluminiumlegierungen und geht auf die Herausforderungen beim Schweißen von hochfesten 2xxx- und 7xxx-Güten ein. Gewinnen Sie wertvolle Einblicke von führenden Branchenexperten und erfahren Sie, wie Sie die Leistung steigern, die Kosten senken und zuverlässige Ergebnisse in Ihren Projekten sicherstellen können.

Blog-Artikel – 5 min

Das Rührreibschweißen: Eine Schlüsseltechnologie für die Zukunft der Elektromobilität

FSW-geschweißte versteifte Platten

Weißbuch – 20 min

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wie man Aluminium schweißt

Weißbuch – 20 min

FSW-geschweißte Aluminiumversteifungsplatten

Tauchen Sie tiefer in die Herstellung von versteiften Aluminiumplatten mit Rührreibschweißen ein. Diese Ressource erklärt, wie FSW dauerhafte, qualitativ hochwertige Verbindungen liefert und Ihnen dabei hilft, gängige Montageprobleme sicher zu lösen.

Versteifte Platte Analyse

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