Rührreibschweißkopf mit einziehbarem Stift Ihre neue FSW-Schweißausrüstung für Schweißnähte ohne Austrittslöcher
Das Rührreibschweißen ist ein Verfahren zum Schweißen von Aluminium- und Kupferlegierungen sowie zur Herstellung ungleichartiger Verbindungen. Der Vorteil: Bei dieser Technologie wird der Schmelzpunkt der Materialien nicht erreicht. Dadurch wird das Risiko von Defekten erheblich verringert und die mechanischen Eigenschaften der geschweißten Teile entsprechen in etwa denen des Grundmaterials.
Bei einigen Anwendungen kann jedoch ein Problem auftreten: das Austrittsloch am Ende der FSW-Schweißung. Daher wurden FSW-Schweißgeräte entwickelt, insbesondere Spezialmaschinen, mit denen eine Schweißnaht ohne Austrittsloch ermöglicht wird. Die Investitionskosten für diese Spezialmaschinen sind jedoch immer noch sehr hoch.
Stirwelds Ingenieure fragten sich daher, wie sie FSW mit einziehbarem Stift für jedermann zugänglich machen könnten. Die Lösung war ein FSW-Schweißkopf mit einziehbarem Stift für Bearbeitungszentren.
FSW-Prozess mit festem Stift versus FSW-Prozess mit einziehbarem Stift
Das Standardverfahren des Rührreibschweißens ist ein vierstufiger Prozess: Die Werkstücke werden festgehalten, das Werkzeug wird gedreht und in das Material eingetaucht. Es bewegt sich dann entlang der Werkstücke und knetet das Material, um den Schweißvorgang auszuführen. Dann fährt das Werkzeug vertikal nach oben und hinterlässt ein Austrittsloch.
Beim FSW-Schweißen mit einziehbarem Stift ändert sich dieser letzte Schritt. Denn bevor das Werkzeug nach oben fährt, zieht sich der Stift zurück und füllt so die Austrittsöffnung. Außerdem eröffnen sich mit dieser Technologie neue Anwendungsmöglichkeiten. Mit einem einzigen FSW-Werkzeug können unterschiedliche Dicken geschweißt werden.
Prinzip des FSW mit einziehbarem Stift
Welche Industrieausrüstung gibt es für das FSW-Schweißen mit einziehbarem Stift? ?
Wie beim Rührreibschweißen mit feststehendem Stift gibt es auch für das FSW-Schweißen mit einziehbarem Stift verschiedene Ausrüstungen, z. B. spezielle FSW-Maschinen oder Industrieroboter. Diese Geräte sind jedoch mit hohen Investitionskosten verbunden und für die meisten Unternehmen kaum erschwinglich.
Daher wollten wir bei Stirweld diese Technologie zugänglich machen und jedem Unternehmen die Möglichkeit geben, sich mit FSW mit einziehbarer Stifttechnologie auszustatten. Aus diesem Grund haben wir einen neuen FSW-Schweißkopf für Bearbeitungszentren entwickelt: den FSW-Schweißkopf mit einziehbarem Stift für CNC.
Unser FSW-Schweißkopf mit einziehbarem Stift verfügt über alle Funktionen unseres Standard-FSW-Kopfes: Kraftkontrolle und -aufzeichnung, Kühlung, Schutz der Spindel vor Belastungen und Vibrationen. Der Unterschied ist der einziehbare Stift, der es ermöglicht, die Austrittsöffnung zu füllen und verschiedene Dicken mit einem einzigen FSW-Werkzeug zu schweißen.
Darüber hinaus lässt sich unser FSW-Kopf mit einziehbarem Stift, genau wie unser FSW-Kopf mit festem Stift, an jedes Bearbeitungszentrum anpassen.
Rührreibschweißkopf mit einziehbarem Stift: Technische Spezifikationen
Unser FSW-Schweißkopf mit einziehbarer Stift ist ein hochtechnologisches Industriegerät, das alle technischen Eigenschaften vereint, die ein qualitativ hochwertiges FSW-Schweißen ermöglichen. Denn er verfügt über eine Kraftkontrolle, die die Qualität der Schweißnaht von 1 bis 18 kN garantiert, eine Drehzahl von bis zu 5000 RPM, ein Wasser- und Druckluftkühlsystem und schließlich eine Echtzeitanzeige der Schmiedekraft, um die Einstellung der Schweißparameter über sein Fernbedienungspanel zu erleichtern.
Am Ende dieses FSW-Kopfes mit einziehbarem Stift für Bearbeitungszentren wird ein Werkzeug befestigt. Dieses Werkzeug ist das einzige Verbrauchsmaterial. Im Gegensatz zum Rührreibschweißen mit festem Stift besteht das FSW-Werkzeug mit einziehbarem Stift aus zwei Teilen. Die Schulter und der einziehbare Stift sind nämlich unabhängig voneinander, um den Werkzeugwechsel zu erleichtern, aber auch um Kosten zu sparen. Der Stift und die Schulter sind in der Drehgeschwindigkeit synchronisiert. Darüber hinaus ermöglicht das Whistle-Notch-System die Übertragung hoher Drehmomente.
Stirwelds FSW-Schweißkopf mit einziehbarem Stift: eine intelligente Ausrüstung
Zusätzlich zu seinem einziehbaren Stift verfügt unser FSW-Kopf über eine leistungsfähige Mensch-Maschine-Schnittstelle, die eine 100%ige Kontrolle der Wiederholbarkeit des Prozesses ermöglicht.
Dank seiner grundlegenden Funktionen macht das MMI unseres FSW-Kopfes mit einziehbarem Stift Ihren FSW-Vorgang wiederholbar und qualitativ hochwertig.
Erste Funktion: Kontrolle der Schweißkraft. Die Schweißkraft ist einer der wichtigsten Parameter, die es zu kontrollieren gilt, um eine qualitativ hochwertige FSW-Schweißnaht zu erhalten.
Zweite Funktion: die Kontrolle der Stiftlänge. Beim FSW-Schweißen mit einziehbarem Stift ist die Stiftlänge von 0 bis 10 mm mit einer Genauigkeit von plus/minus 0,05 mm Voraussetzung.
Dritte Funktion: die Kontrolle der Kopftemperatur. Um Ihre FSW-Vorgang zu sichern, haben wir zwei verschiedene Temperaturmessungen im Inneren unserer Ausrüstung eingeführt, die im Falle einer Überhitzung einen Alarm und dann eine Notabschaltung auslösen.
Vierte Funktion: der Nutzungsgrad des Schweißkopfs. Das MMI verfügt über eine vollständige Aufzeichnung der Nutzung des Schweißkopfs, seiner Schweißzeit und seines Nutzungsgrades – wichtige Elemente für die vorausschauende Wartung.
Fünfte Funktion: Pop-up-Warnungen. Der von FSW-Schweißern entwickelte Stirwelds FSW-Kopf mit einziehbarem Stift verfügt über zwei Schwellenwerte: eine Warnungsschwelle, wenn die Parameter vom Betriebsbereich abweichen, und eine Schutzschwelle, wenn die Parameter aus dem Prozessschutzbereich herausfallen.
Sechste und letzte Funktion: Datenaufzeichnung. Diese Funktion kann eine Echtzeitverbindung mit Ihrem ERP-System herstellen, um die Daten Ihrer Schweißvorgänge zu speichern.
Zusätzlich zu seinen 6 Grundfunktionen bietet Stirwelds FSW-Kopf mit einziehbarem Stift eine erweiterte Funktion: die Temperaturmessung Ihrer FSW-Schweißnähte für eine 100%ige Qualitätskontrolle und eine Optimierung Ihrer Parameter. Weitere Informationen zur Temperaturmessung finden Sie hier.
MMI-Funktionen: FSW-Schweißkopf mit einziehbarem Stift
Luft- und Raumfahrt: Ein Sektor, der von einem FSW-Kopf mit einziehbarem Stift profitieren kann
Das Rührreibschweißen mit festem Stift war bereits ein großer Fortschritt für die Luft- und Raumfahrtindustrie, da es das Schweißen von hochfestem Aluminium ermöglicht, einer Aluminiumlegierung, die bei der Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt verwendet wird.
Das verbleibende Schweißloch, das bei einem FSW-Schweißen mit festem Stift entstand, warf jedoch Probleme hinsichtlich der Ermüdungsfestigkeit oder der Dichtigkeit der geschweißten Teile auf. Eine hohe Ermüdungsfestigkeit ist jedoch der unerlässliche Parameter für die Lebensdauer eines Luft- oder Raumfahrtteils.
So wird das Rührreibschweißen mit einziehbarem Stift das Schweißen mehrerer Anwendungen in kritischen Bereichen ermöglichen; insbesondere das Schweißen von Tanks.
Die herkömmliche Technik zum Zusammenbau von Aluminiumtanks war das Lichtbogenschweißen. Das Lichtbogenschweißen von Aluminiumtanks weist jedoch mehrere Probleme in Bezug auf die Effizienz der Schweißnaht, die Ermüdungsfestigkeit und die Korrosionsbeständigkeit auf.
Das Schweißen von Umfangselementen wie Tanks ist bekanntlich ein komplizierter Vorgang. Bei der Herstellung von Aluminiumtanks sind mindestens zwei Umfangsschweißungen erforderlich, um den Tank zu verschließen. Es ist jedoch nicht möglich, einen Tank mit einem Rührreibschweißverfahren mit festem Stift zu schweißen. Das am Ende des Schweißvorgangs zurückgelassene Austrittsloch kann sich auf die Dichtheit und die Ermüdungsfestigkeit des Tanks auswirken. Das Rührreibschweißen mit einziehbarem Stift ist daher für die Verbindung von Aluminiumtanks unverzichtbar, da bei diesem FSW-Verfahren kein Austrittsloch zurückbleibt.
Nach dem FSW-Schweißen mit einziehbarem Stift ist die Schweißeffizienz zu 100% garantiert (Verhältnis zwischen UTS der Umfangsschweißung und UTS des Grundmetalls), die Ermüdungsfestigkeit ist erhöht, die Dichtigkeit ist perfekt und der Behälter ist 100% korrosionsbeständig.
So ist es für Hersteller von Tanks, seien es Raketentanks, Wasserstoffkryotanks oder auch Luftfahrttanks, von Interesse, sich einen FSW-Schweißkopf mit einziehbarem Stift für Bearbeitungszentren anzuschaffen. Warum ist das so? Weil sie damit die Qualität ihrer Bauteile bei kontrollierten Kosten verbessern können.
Mehr über das FSW-Schweißen eines Kryotanks erfahren Sie in unserem speziellen Artikel zu diesem Thema.
Abbildung 2: Mit FSW geschweißter Wasserstofftank aus Aluminium
Rührreibschweißen mit einziehbarem Stift : Kostengünstig aufrüsten
Mit dem Stirweld-Rührreibschweißkopf mit einziehbarem Stift rüsten Sie sich kostengünstig mit FSW mit einziehbarem Stift aus. Mit diesem Kopf und seinem leistungsstarken MMI werden Ihre Schweißnähte qualitativ hochwertig, ermüdungsfrei und korrosionsbeständig sein; zwei unverzichtbare Eigenschaften, um die Qualität von kritischen Teilen wie Tanks für die Raum- oder Luftfahrt zu gewährleisten.
Der neue FSW-Kopf von Stirweld wurde von Experten für Rührreibschweißen entwickelt und konstruiert, was ein Zeichen für das Vertrauen in die Effizienz dieser Technologie ist. Alexia Grossot, Ingenieurin für Strukturberechnungen bei Avantis, einem Maschinenbauunternehmen, konnte den Kopf testen. Hier ist ihr Erfahrungsbericht.
“Wir wollten das Werkzeug entsprechend unseren Bedürfnissen weiterentwickeln. Bisher hatten wir einen Roboterarm für unser FSW-VOrgang verwendet. Der Roboter hat jedoch viele Gelenke, was ihn zu flexibel macht. Er verformt sish leicht, wenn Sie auf die geschweißte Oberfläche drücken. Bei einem Vorgang wie dem FSW verliert man an Genauigkeit. Um die gewünschte Genauigkeit zu erreichen, benötigten wir die Festigkeit einer Werkzeugmaschine.
Alexia Grosso
Ingenieur für Strukturberechnungen
Möchten Sie mehr über unseren FSW-Kopf mit zurückziehbarem Stift erfahren?
Kontaktieren Sie uns unverbindlich, um all Ihre Fragen zu beantworten.
