Rührreibschweißverfahren

Das Reibschweißen (oder Trägheitsreibschweißen) ist ein Verfahren, bei dem die für das Schweißen unerlässliche Wärme durch Aneinanderreiben der zu verbindenden Teile unter axialem Druck erzeugt wird.
Das Rührreibschweißen (englisch abgekürzt FSW) ist eine Variante des Reibschweißens. Das FSW eignet sich besonders zum Verbinden von Teilen, die nicht rotationssymmetrisch sind. Mithilfe eines Gewindestifts wird das Material erwärmt und erweicht, um die Verbindung der Materialien und die Qualität der Schweißnaht zu gewährleisten.
Ein Reibschweißvorgang besteht nur aus einer Phase: dem Aneinanderreiben der zu schweißenden Teile. Im Gegensatz dazu werden beim Rührreibschweißen zwei Phasen kombiniert: Reibung und Rühren durch ein rotierendes Werkzeug, das in die zu schweißenden Teile eindringt, während es sich vorwärts bewegt.

Hooking ist ein Fehler, bei dem das Material an der Oberfläche aufsteigt, was beim FSW-Transparenzschweißen auftreten kann. Das Material steigt an den Rändern des Vorschubbereichs auf und verjüngt sich an der zurückweichenden Seite. Dieser innere Fehler ist durch Makrografie erkennbar.
Hooking ist hauptsächlich auf eine mangelnde Durchmischung zurückzuführen, die eine Verringerung des geschweißten Querschnitts erzeugt.
Dieser Fehler in der nicht verschweißten Zone bedeutet eine Verringerung der mechanischen Festigkeit der Schweißnaht bei Zugbeanspruchung. Um Hooking zu vermeiden, ist es wichtig, die richtigen FSW-Werkzeuge zu verwenden und die richtigen Einstellungen vorzunehmen.

Das Wurmloch, auch Tunnelloch (wormhole im Englischen) genannt, ist ein Fehler, der beim Rührreibschweißen (FSW) auftreten kann. Es kann bei FSW-Stumpfschweißnähten oder bei Transparenzschweißnähten auftreten.
Das Wurmloch ist mit bloßem Auge sichtbar und ist ein innerer Hohlraum in der Schweißnaht. Dieser Hohlraum ist über die gesamte oder einen Teil der Länge der Schweißnaht vorhanden. Mechanisch verhält sich dieser Schweißfehler wie ein Riss.
Das Wurmloch ist hauptsächlich auf eine falsche Einstellung der Schweißnaht zurückzuführen.

Ja, ein Wurmloch ist ein FSW-Fehler, der im Jargon des Rührreibschweißens auch als Tunnel bezeichnet wird.
Dieser Schweißfehler ist mit bloßem Augen erkennbar, durch die vorhandene Porosität entlang der Schweißnaht.
Das Wurmloch ist ein Fehler, der bei FSW-Stumpf- und Transparenzschweißnähten auftreten kann.

Die Werkzeugmaschine ist für den Betrieb mit Positionskontrolle ausgelegt. Beim Rührreibschweißen ist eine Kraftsteuerung erforderlich, also ein Kraftsensor, um die Reibung der Schulter an den zu schweißenden Teilen zu steuern.
Direkt in den Stirweld-Kopf integriert, misst dieser Sensor einen konstanten Druck und hält ihn aufrecht. Die Kraftkontrolle ermöglicht es, die Positionierung des Werkzeugs an die Reliefschwankungen der zu verbindenden Teile anzupassen. Im Gegensatz zur Positionskontrolle des CNC-Maschine ermöglicht die Kraftkontrolle eine Anpassung an diese Schwankungen.
Die Kraftkontrolle ist ein wesentlicher Bestandteil, um eine qualitativ hochwertige FSW-Schweißung zu gewährleisten. Eine perfekte FSW-Schweißung erfordert die Kontrolle der Kraft, die der FSW-Kopf während des Schweißvorgangs ausübt.
Darüber hinaus bietet die Kraftüberwachung zusätzliche Sicherheit für Ihre Werkzeugmaschine. Der Sensor sorgt dafür, dass die maximale Kraft, die von der herkömmlichen Fräsmaschine anwendbar ist, nicht erreicht wird.

Ja, beim FSW-Schweißen muss die Schulter ständig in Kontakt mit der Oberfläche des zu verbindenden Teils sein. Die Reibung der Schulter am Werkstück sorgt für die notwendige Erwärmung beim Rührreibschweißen.
Die Schulter ist eine der Komponenten des FSW-Werkzeugs. Ihre Hauptfunktion besteht darin, das Material durch Reibung zu erhitzen, um die zu schweißenden Teile zu erweichen. Dazu wird das rotierende FSW-Werkzeug in das Material eingetaucht, bis die Schulter in direktem Kontakt mit der Oberseite des Werkstücks steht.

In Stumpf- und Transparenzschweißkonfigurationen gibt es mehrere Möglichkeiten, die zu verbindenden Teile zu positionieren. Eine davon ist die T-Verbindung.
Beim FSW-T-Stumpfschweißen werden zwei Teile im rechten Winkel zueinander angeordnet, wobei ein Teil in der Mitte des zweiten Teils liegt. Der Name T-Stoß kommt daher, dass die Position der zu verschweißenden Teile dem Buchstaben “T” ähnelt.

Die FSW-Lösungen von Stirweld können mit Temperaturmessgeräten ausgestattet werden.
Der intelligente Werkzeughalter von Stirweld wird einfach an unseren Schweißköpfen und -spindeln angebracht. Er überprüft, ob die Wärme während des Rührreibschweißprozesses konstant ist. Für eine qualitativ hochwertige Schweißung und eine sichere Anwendung zeichnet die Monitoring-Kontrollschnittstelle die Temperatur des Werkzeugs nach.

Die am weitesten verbreiteten Arten des Rührreibschweißens sind das Stumpfschweißen und das Transparenzschweißen.
Die häufigste FSW-Schweißkonfiguration ist das Stumpfschweißen. Dabei werden die zu verbindenden Teile, die die gleiche Dicke haben, aneinandergelegt. Beim Transparenzschweißen werden die beiden Teile übereinander gelegt.
Die Wahl der FSW-Konfigurationsart richtet sich nach den zu schweißenden Materialien und der Geometrie des Bauteils. Beispielsweise wird nur die Transparenzschweißung das Fügen von heterogenen Materialien (Aluminium/Kupfer, Aluminium/Stahl) ermöglichen.
Weitere Informationen zu diesen Schweißarten finden Sie in unserem Artikel über den Vergleich zwischen Stumpf- und Transparenzschweißung.

Das Einspannen hat einen großen Einfluss auf die Qualität der Schweißnähte, z. B. bei großformatigen Platten aus Werkzeugmaschinen. Die beiden zu verbindenden Teile müssen fest auf einer Unterlage eingespannt werden, damit sie den Schweißkräften standhalten.
Das Spannsystem muss so dimensioniert sein, dass es den durch das rotierende Werkzeug erzeugten Kräften entgegenwirkt. Wir konstruieren eine Spannvorrichtung, um die Teile während des Rührreibschweißens zu fixieren. Jede Spannschablone ist einzigartig und entspricht den Besonderheiten der großen Platten, die zusammengefügt werden sollen.
Beim Schweißen von Teilen, die in Serie produziert werden, empfehlen wir die Entwicklung eines speziellen Befestigungssystems für das Teil.

Das Rührreibschweißen ist ein Verfahren zum Schweißen im festen Zustand und ohne die Notwendigkeit eines Schweißzusatzwerkstoffs. Diese Technik wird allgemein als FSW für Friction Stir Welding bezeichnet. Diese bahnbrechende Technologie wurde 1992 vom The Welding Institute (TWI) erfunden und patentiert.
Wie der Name schon sagt, wird beim FSW-Verfahren bei dem ein sich drehendes Werkzeug die Bauteile durch Reibwärme und Kneten miteinander verbindet. Die für das Schweißen erforderliche Wärme wird durch die ständige Reibung der Werkzeugschulter an den zu schweißenden Teilen erzeugt. Der Stift des Werkzeugs sorgt dafür, dass das Material, das in einen pastösen Zustand gebracht wird, geknetet wird. Dadurch verformt er das Material plastisch, indem er in die zu schweißenden Teile eindringt.
Um mehr zu erfahren, laden Sie unser Weißbuch zu den Prinzipien und Trends des FSW herunter.

Beim FSW-Schweißen bringt die Schulter Wärme auf die Oberseite der zu schweißenden Teile. Dies kann zu einem Verzug des Materials führen, der eine Bearbeitung nach dem Schweißen erfordert, um die richtige Ebenheit wiederherzustellen.
Um diese Verformung beim Rührreibschweißen zu kontrollieren, muss weniger Wärme auf das Werkstück einwirken. Zu diesem Zweck empfiehlt es sich, schneller zu schweißen. Außerdem ist es ratsam, ein möglichst kleines FSW-Werkzeug zu verwenden. Unsere Teams unterstützen Sie bei der Festlegung dieser Schweißparameter, bei der Auswahl des geeigneten FSW-Werkzeugs und bei der Konzeption Ihrer Werkzeuge.

Ja, es ist möglich, eine Kaltschweißung oder genauer gesagt eine Schweißung im pastösen Zustand durchzuführen.
Dieses Verfahren beruht darauf, dass zwei Materialien im festen Zustand miteinander verbunden werden, ohne dass die Schmelztemperatur überschritten wird. Das Kaltschweißen wird insbesondere bei Metall- und Kunststoffteilen angewandt, die sich bei Hitze verformen können. Es ist daher ein besonders interessantes Verfahren für Aluminium. Das Kaltschweißen eignet sich auch zum Verbinden ungleicher Materialien.
Das Kaltschweißen wird in der Regel verwendet, um Stumpf- oder Überlappungs-/Transparenzverbindungen durchzuführen.
Das Rührreibschweißen (FSW) ist eine der Fügetechniken im pastösen Zustand.

Beim Rührreibschweißen (FSW-Verfahren) werden zwei Teile miteinander verbunden, indem sie durch einen rotierenden Stift in einen pastösen Zustand gebracht werden, insbesondere durch einen Roboter oder einen FSW-Kopf für CNC.
Das rotierende Werkzeug wird in das Material gedrückt, bis die Schulter die Oberfläche des zu schweißenden Materials berührt. Durch die Reibung wird das Material lokal auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um es leicht formbar zu machen, ohne zu schmelzen. Das Werkzeug kann sich dann auf die zu schweißenden Teile vorwärts bewegen. Das Material fließt von vorne nach hinten durch das Werkzeug, um die Schweißverbindung zu bilden.
Weitere Informationen finden Sie in unseren Videos zur Rührreibschweißtechnologie.

Das Rühreibschweißen (abgekürzt FSW für Friction Stir Welding) wurde 1991 von Wayne Thomas vom Welding Institute erfunden. Das TWI ist eine britische Forschungs- und Technologieorganisation, die sich auf das Schweißen spezialisiert hat.
1995 wurde ein zweites Patent angemeldet, um die Anwendung auf die Ebene des Werkzeugs auszudehnen.

Anfang 2015 wurde das Patent des Welding Institute gemeinfrei. Dadurch konnte die FSW breiter genutzt werden. Die Technologie findet heute überall auf der Welt qualitativ hochwertige Anwendungen.
Als industrielles Mitglied des TWI ist Stirweld zusammen mit deren Teams an mehreren Verbundprojekten beteiligt, die FSW-Expertise voraussetzen.

Mangelnde Penetration (abgekürzt LoP für Lake of Penetration) tritt auf, wenn das Metall die Dicke der Naht nicht vollständig ausfüllt. Dieser innere Fehler kann bei Stumpfschweißarbeiten auftreten.
Das Fehlen einer Wurzelpenetration ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass der Stift nicht bis zum Grund des Bauteils reicht. Ein zu kurzer Stift kann also nicht die gesamte Dicke schweißen. Wenn die Länge des Stifts passend ist, deutet eine fehlende Penetration auf eine zu geringe Schmiedekraft hin.
Um einen Mangel an Penetration zu vermeiden, ist es wichtig, die richtigen FSW-Werkzeuge und die richtigen Einstellungen zu wählen.

Ja, aber einige Legierungsfamilien sind nicht schweißbar: 2xxx und 7xxx, dies aufgrund ihrer hohen Rissanfälligkeit.
Außerdem muss dieses Leichtmetall vorsichtig geschweißt werden, damit sich die Teile nicht verziehen.
Das Rührreibschweißen (FSW) ist eine bahnbrechende Technologie, mit der alle Arten von Aluminiumlegierungen miteinander verbunden werden können, auch solche, die als nicht schweißbar gelten, wie z. B. bestimmte Aluminiumsorten der Serien 2000, 6000 und 7000.

Bei dieser FSW-Schweißkonfiguration werden die zu verbindenden Teile übereinander positioniert. Diese Fügegeometrie ermöglicht es, Einschränkungen bei der Positionierung von ungleichen Materialien oder Teilen unterschiedlicher Dicke zu vermeiden.
Beim FSW-Überlappschweißen bleibt die Rückseite der zusammengefügten Teile intakt. Dadurch entfällt das Schleifen.
Das Überlappschweißen ist eine der häufigsten Schweißkonfigurationen beim Rührreibschweißen.

Ein Austrittsloch wird vom FSW-Werkzeug während der Rückzugsphase hinterlassen. Dieses Loch am Ende der Schweißnaht hat keinen Einfluss auf die Qualität der Schweißnaht. Bei bestimmten Rundschweißanwendungen in Spitzentechnologiebereichen wie der Luftfahrtindustrie kann es jedoch inakzeptable sein.
Um dieses Austrittsloch zu vermeiden, haben wir einen FSW-Schweißkopf mit einziehbarem Stift entwickelt. In diesem Zusammenhang wird die Schweißphase über eine volle Umdrehung ausgeführt, um die Schweißnaht zu schließen. Das Einfahren des einziehbaren Stifts erfolgt beim erneuten Überfahren eines bereits geschweißten Bereichs.

Die Qualität von FSW-Schweißnähten kann durch zerstörungsfreie Prüfungen (NDT) und zerstörende Tests überprüft werden, um die Konformität mit der FSW-Norm ISO 25239 zu gewährleisten.
Bei der Sichtprüfung werden mit bloßem Auge sichtbare Fehler festgestellt, die sowohl bei stumpfen als auch bei transparenten Konfigurationen auftreten. Der Flash erscheint als Grat an den Rändern der Nahtstelle. Das Wurmloch ist durch eine ausgedehnte Porosität über die gesamte oder einen Teil der Länge der Schweißnaht erkennbar.
Andere Defekte, die auf Rührreibschweißen zurückzuführen sind, sind intern. Diese Schweißfehler können nur durch zerstörende Prüfungen verifiziert werden. Kontrollstücke können mit verschiedenen Techniken der zerstörenden Prüfung untersucht werden: Mikrostruktur, Biegetests, Zugprüfung, makrografische Untersuchungen, chemische Analysen…

Es gibt 5 Hauptfehler beim FSW-Schweißen:

• Flash oder Grat an den Rändern der Schweißnaht;
• Wurmloch oder Tunnel, der eine Porosität bezeichnet, die über die gesamte oder einen Teil der Länge der Schweißnaht vorhanden ist;
• Unzureichende Durchdringung, die ein innerer Fehler der Schweißnaht ist ;
• Hooking, das durch ein Aufsteigen des Materials an die Oberfläche sichtbar wird ;
• Kissing-bond, der entsteht, wenn die Haftung gleich null ist.

Flash und Wurmlöcher sind häufige Fehler bei Stumpf- und Transparenzschweißkonfigurationen. In unserem Artikel finden Sie ausführliche Informationen zu den wichtigsten Defekten, die beim Rührreibschweißen auftreten.

Die Schweißkraft ist der Druck, den der Roboter oder die Maschine während des Rührreibschweißens ausübt. Die Kontrolle der Kraft ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für eine qualitativ hochwertige FSW-Schweißung.
Die Kraft beim Rührreibschweißen wird in Kilo Newton gemessen . Die angewandte Kraft wird anhand der Dicke, des Materials, der Schweißkonfiguration und des zu schweißenden Werkstücks berechnet. Als maximale Schweißkraft wird der maximale Druck definiert, der vom Werkzeug ausgeübt werden kann, ohne eine bleibende Verformung des zu schweißenden Materials zu verursachen.
Das FSW-Verfahren bedeutet, dass ein konstanter Druck auf das Werkstück ausgeübt wird. Der FSW-Schweißkopf ist daher mit einem Kraftkontrollsystem ausgestattet, das in Verbindung mit der Positionskontrolle des Bearbeitungszentrums eine qualitativ hochwertige und wiederholbare FSW-Schweißung gewährleistet. Erfahren Sie mehr über unseren FSW-Schweißkopf für Bearbeitungszentren, klicken Sie hier.

Ja, das Rührreibschweißen kann zum Verbinden von dicken Aluminiumlegierungen angewendet werden.
Unser FSW-Schweißkopf ermöglicht hochwertige Schweißnähte mit einer Dicke von bis zu 20 Millimetern des Grundmaterials.

Beim Schweißen bezeichnet der Flash den Grat an der zurückweichenden Seite, der durch die Rotation des FSW-Werkzeugs entsteht.
Der Flash ist der Hauptfehler, der beim Rührreibschweißen auftreten kann. Grate oder Flash treten vor allem bei zu hoher Wärmeeinbringung bei FSW-Stumpf- oder Transparenzschweißungen auf. Diese starke Hitze wird durch eine hohe Schweißkraft oder einen zu großen Einbrand verursacht. Darüber hinaus können Grate auch auf den Spalt zwischen den geschweißten Teilen zurückzuführen sein. In der Tat taucht das FSW-Werkzeug bei Vorhandensein einer Spaltüberbrückung mehr ein (dank der Kraftkontrolle), um den Hohlraum zwischen den Teilen zu füllen und einen Lochfehler (Wurmloch) zu vermeiden.
Diese Grate sind mit bloßem Auge an den Fugenkanten zu erkennen. Es handelt sich dabei eher um eine ästhetische Unvollkommenheit. Denn dieser plastifizierte Materialverlust an der Schulterkante hat keinen Einfluss auf die Festigkeit der Schweißnaht.

Die Eindringtiefe des Werkzeugs ist einer der wichtigsten Parameter des FSW-Verfahrens, um die Qualität der Schweißnaht zu gewährleisten. Dazu müssen Prototypentests durchgeführt werden, um die Schweißparameter so gut wie möglich zu definieren. Einer dieser Indikatoren ist die ausgeübte Kraft (in kN), von der die Eindringtiefe des Werkzeugs abhängt.
Die Eindringtiefe hängt also von der Kraft ab, die während des Schweißvorgangs ausgeübt wird, aber auch von der Dicke der zu schweißenden Teile.
Es ist nämlich unerlässlich, dass der Stift des FSW-Werkzeugs mit seiner gesamten Länge in das Werkstück eindringt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Schulter das Werkstück reibt und die zum Kneten erforderliche Wärme richtig erzeugt.
Die Eintauchtiefe bezeichnet den tiefsten Punkt der Schulter unter der Oberfläche des geschweißten Teils. Die Tiefe muss richtig eingestellt werden, um den nötigen Abwärtsdruck zu gewährleisten, damit das FSW-Werkzeug vollständig in die Schweißnaht eindringt.
Eine genaue Studie wird die Eindringtiefe des FSW-Werkzeugs je nach Anwendung festlegen, um eine optimale Schweißung zu gewährleisten.

Die WPS-Zertifizierung (Welding Procedure Standard) ist für eine bestimmte Anwendung gültig. Sie hängt vom Material, seiner Dicke und der Schweißkonfiguration ab. Für jede Anwendung ist es daher notwendig, die Schweißnaht anhand dieser Parameter zu qualifizieren.
Die WPS-Zertifizierung beschreibt somit alle Parameter einer qualitativ hochwertigen FSW-Schweißung für eine bestimmte Anwendung. Sie wird nach erfolgreichen Qualifikationstests an Prototypen erlangt.

Ja, es ist schwierig Aluminium zu schweißen. Dieses Leichtmetall hat die Eigenschaft, bei Hitze weich zu werden, was zu einer Verformung führen kann.
Außerdem können bei einigen anspruchsvollen Aluminiumlegierungen je nach Schweißverfahren Einbußen bei den mechanischen Eigenschaften auftreten. Daher ist es unerlässlich, je nach der zu schweißenden Aluminiumfamilie die richtigen Parameter auszuwählen.
Das Schweißen von Aluminium ist daher ein weitaus komplexerer Vorgang als bei anderen Metallen. Das Schweißen von Aluminium erfordert ein hohes Maß an Fachkenntnis und geeignete Werkzeuge wie FSW-Werkzeuge. Stirweld erleichtert das Fügen von Aluminium durch die Entwicklung eines FSW-Schweißkopfes, der auf jedes Bearbeitungszentrum passt.

Das Schweißen von Aluminium ist ein weitaus komplexerer Vorgang als bei anderen Metallen. Das Schweißen von Aluminium erfordert ein hohes Maß an Geschicklichkeit und die richtigen Werkzeuge.
Die beste Methode zum Schweißen von Aluminium ist das Kaltschweißen oder genauer gesagt das Pastenschweißen. Das Rührreibschweißen ist ein innovatives Kaltfügeverfahren. Die FSW-Technologie ermöglicht es, Teile unter dem Einfluss von ausgeübtem Druck und Reibung zu verbinden, ohne den Schmelzpunkt zu erreichen.
Es ist somit eine hervorragende Möglichkeit, Aluminium ohne Hitzeeinwirkung zu schweißen. Durch FSW bleiben auch die mechanischen Eigenschaften des Materials erhalten.

Im Vergleich zu einem herkömmlichen Kopf verfügt der FSW-Kopf mit einziehbarem Stift über eine zusätzliche Funktion: das allmähliche Zurückziehen des Stifts in die Schulter, um das Austrittsloch des FSW-Lötmittels zu füllen.
FSW als einzige Technologie, die am Ende der Schweißung kein Loch hinterlässt, wird für bestimmte Anwendungen sehr geschätzt, insbesondere für Anwendungen in der Raum- und Luftfahrt (Tanks, Ersatz für Nieten usw.). Das Austrittsloch an einem zylindrischen Teil ist nämlich ein Hauptleckfehler. Der einziehbare Stift wird besonders bei der Herstellung von Rundschweißnähten (z. B. Tanks) in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt, um die Schweißnaht wasserdicht zu machen.
Der FSW-Kopf mit einziehbarem Stift bietet außerdem die Möglichkeit, Teile mit variabler Eindringtiefe zu montieren.

Ja, dank unserer Technologie ist es nicht mehr nötig, das Werkzeug während des FSW-Schweißprozesses zu kippen.
Bei anderen Reibschweißverfahren muss ein Neigungswinkel des Werkzeugs eingestellt werden, um die Oberflächenbeschaffenheit der Nahtstellen zu verbessern. Dieser Neigungswinkel soll das geknetete Material unter der Schulter halten und so die Gratbildung begrenzen.
Wenn Sie das Stirweld FSW-Werkzeug für Ihre Schweißnähte wählen, können Sie sich von diesem Neigungsparameter (tilt) befreien. Die Schulter unseres FSW-Werkzeugs ist in Form einer antizyklischen Spirale gestaltet. Diese Eigenschaft ermöglicht es ihm, den Materialfluss zur Mitte hin zu drängen, um das Material in der Fügezone zu halten.

Das Rührreibschweißen (FSW) garantiert eine höhere Qualität und Festigkeit der Schweißnähte als bei den herkömmlichen Techniken (WIG, MIG, EBW). Es gibt 2 Arten des FSW-Schweißens: Stumpf- oder Transparenzschweißen. Die Wahl zwischen diesen Konfigurationen hängt von der jeweiligen Anwendung ab.
Unsere Studien belegen, dass das Stumpfschweißen eine bessere Ermüdungsfestigkeit bietet. Außerdem weist diese Art der Schweißung keine Hooking-Fehler auf.
Weitere Informationen finden Sie in unserem Blogartikel über die Vergleich zwischen Stumpf- und Transparenzschweißung.

Die FSW-Technologie bietet sowohl technisch als auch ökologisch viele Vorteile.
Sie ist eine grüne Schweißtechnologie, bei der weder geschmolzen noch Material hinzugefügt wird. Es werden keine giftigen Gase oder UV-Strahlung freigesetzt. Der Energieverbrauch ist im Vergleich zu anderen Schweißtechniken (WIG, MIG, EBW) geringer.
Sie ermöglicht das Verbinden von Materialien wie Aluminiumlegierungen, die als schwer schweißbar bekannt sind. Da es sich bei FSW um ein mechanisches Verfahren handelt, lässt es sich schließlich leicht automatisieren und industrialisieren.
Die Grenzen des FSW liegen vor allem in der Größe und dem Preis der Maschinen. Stirwelds Schweißköpfe lassen sich an bestehende CNC-Werkzeugmaschinen anpassen und reduzieren den Investitionsaufwand erheblich. Diese Lösung wird somit zu einem neuen Vorteil für das Unternehmen.
Lesen Sie mehr über die Vorteile des FSW in unserem Artikel hier.

Das Rührreibschweißen ist ein Festkörperschweißverfahren, bei dem der Schmelzpunkt nicht erreicht wird. Das FSW ist dafür bekannt, dass es das Schweißen von schwer schweißbaren Materialien ermöglicht, und wird hauptsächlich zum hochwertigen Fügen von Aluminium- und Kupferteilen verwendet. Das Verfahren eignet sich aber auch für das Verbinden von ungleichen Teilen wie beispielsweise Teilen aus Aluminium und Stahl.
Da die Wiederholbarkeit des Prozesses ausgezeichnet ist und das Material nur wenig verformt wird, ersetzt FSW die klassischen Schmelzschweißtechniken. Diese Technik findet in der Industrie zahlreiche Anwendungen. FSW wird z. B. für die Herstellung von Kühlplatten und Aluminiumbehältern in verschiedenen Bereichen wie Eisenbahn, Luft- und Raumfahrt verwendet.

Die Qualifikation des Schweißers hängt von der Technologie ab, die zum Schweißen von Aluminium gewählt wurde.
Es ist möglich, bestimmte Arten von Aluminiumlegierungen mit traditionellen Schweißverfahren wie WIG oder MIG zu schweißen. Diese Techniken erfordern, dass der Schweißer über eine Schweißerqualifikation (QS) verfügt, die von einer offiziellen Zertifizierungsstelle ausgestellt wird.
Das Rührreibschweißen wird an einer vorhandenen Werkzeugmaschine angewendet. Der an Ihrer Maschine ausgebildete Bediener kann das Schweißen von Aluminium mit dem FSW leicht erlernen. Für das Rührreibschweißen ist keine Schweißerqualifikation erforderlich.
Stirweld unterstützt Sie während des gesamten Implementierungszyklus der FSW-Technologie. Wir schulen Ihre Techniker in der Anwendung unserer FSW-Tools. Es sind bereits mehrere FSW-Webinare verfügbar, um Sie im Rührreibschweißen von Aluminium zu schulen.

Eine durch Rührreibschweißen hergestellte Schweißnaht kann Wurmloch- oder Kissing-Bond-Defekte aufweisen. Um diese Fehler zu beheben, muss das FSW-Werkzeug erneut über die Schweißnaht geführt werden.
Bei einem Wurmlochdefekt ist der Schweißvorgang unter Beibehaltung der gleichen Position zu wiederholen. Um einen Kissing-Bond- oder Hooking-Fehler zu beheben, muss das FSW-Werkzeug leicht von der ursprünglichen Schweißnaht versetzt werden. Unsere FSW-Experten unterstützen Sie bei der Festlegung Ihrer Schweißparameter. Sie beraten Sie auch während des gesamten Prozesses der Integration der Technologie, insbesondere bei der Herstellung von Prototypen.

Um die Festigkeit Ihrer Schweißnaht zu gewährleisten, muss sie zwei wesentliche Bedingungen erfüllen: das richtige Eindringen des Schweißguts und die Gleichmäßigkeit über die gesamte Länge.
Für eine maximale Festigkeit ist es notwendig, dass die Teile vollständig durchdrungen sind. Je stärker die Durchdringung des Materials, desto stärker ist die FSW-Schweißnaht.
Die Materialien müssen an der Nahtstelle auf ihrer gesamten Länge durchgeknetet werden. Andernfalls verringert sich die Festigkeit der Naht.
Die Festigkeit der Rührreibschweißnaht wird durch die Einhaltung der FSW-Norm ISO 25239 gewährleistet. Eine Industriestudie sichert die erfolgreiche Implementierung des FSW-Verfahrens in kritischen Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt oder der Verteidigungsindustrie.
Unsere Abteilung für Prototyping steht Ihnen bei Fragen zur Qualitätskontrolle Ihrer FSW-geschweißten Teile gerne zur Verfügung.

Um die Qualität einer FSW-Schweißnaht zu gewährleisten, muss eine Studie von Prototypen nach der ISO-Norm 25239 durchgeführt werden. Diese Musterstücke werden so durch zerstörende und zerstörungsfreie Prüfungen kontrolliert.
Die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) umfasst sowohl die visuelle Oberflächenkontrolle als auch die volumetrische Prüfung. Einige Defekte sind mit bloßem Auge sichtbar, z. B. Grate und Wurmlöcher. Sie können daher leicht erkannt werden. Andere CNO-Prüfungen können mithilfe von Ultraschallgeräten (UT) oder Röntgenaufnahmen durchgeführt werden.
Zerstörende Prüfungen werden eine Einwirkung auf die Schweißnaht implizieren, wie z. B. einen Biegeversuch, einen Zugtest oder auch eine makrografische Untersuchung.
So kann das FSW-Schweißen nach Durchführung und Validierung dieser Kontrollen in industrialisierter Form wiederholt werden, wobei seine Qualität vollständig gesichert ist.

Nein, ein externes Vorheizen ist bei einem Schweißvorgang mit FSW-Technologie nicht notwendig.
Wir haben in unseren Schweißprozess eine Verzögerungsphase eingebaut, die diese Phase vermeidet. Die Vorwärmwirkung wird somit vom Werkzeug selbst ausgeführt, indem es an derselben Stelle weiterdreht. Es ist auch möglich, die Erwärmung des Materials zu erhöhen, indem die Absenkgeschwindigkeit verringert oder die Rotationsgeschwindigkeit erhöht wird.

Die Effizienz des Rührreibschweißens ist besonders beim Verbinden von Materialien erwiesen, die als schwer schweißbar identifiziert wurden, z. B. Aluminium. Mit der Technologie des Rührreibschweißens können alle Aluminiumlegierungen geschweißt werden. Beim FSW-Schweißen der 5.000er-Serie bleiben die mechanischen Eigenschaften zu 100 % erhalten. Bei den Serien 2 000, 6 000 und 7 000 wird ein Abschlag der Eigenschaften von 10 bis 20 % festgestellt. Seine Effizienz ist erwiesen und ermöglicht die Dimensionierung der zu schweißenden Strukturen entsprechend der Legierungen.
Die Wahl eines geeigneten FSW-Werkzeugs trägt ebenfalls zur Effizienz von Aluminiumschweißnähten bei.

FSW ist die Abkürzung für Friction Stir Welding, Rührreibschweißen.
Das FSW-Verfahren wurde 1991 vom The Welding Institute (TWI) erfunden und beruht auf der Verbindung von zwei Teilen durch Erhitzen der Materialien. Der pastöse Zustand wird durch die Reibung eines rotierenden Werkzeugs in Verbindung mit einem Knetvorgang erreicht, der die plastische Verformung bewirkt.
Der größte Vorteil des Rührreibschweißens ist seine Fähigkeit, zwei Teile miteinander zu verbinden, ohne die Schmelztemperatur zu erreichen. Man spricht von einer Kaltschweißung. Das Material erleidet also keine Risse, Verformungen oder Festigkeitsverluste wie beim herkömmlichen Schmelzschweißen.